Un service public réduit de 32 % le coût énergétique de l’aération en nettoyant le diffuseur
L’aération peut représenter jusqu’à 60 % du coût énergétique des stations de traitement des eaux usées. La consommation d’énergie augmente au fur et à mesure que les diffuseurs se colmatent. Découvrez comment une station d’épuration espagnole a réduit la consommation énergétique de son aération de 32 % sans interruption de service.
La station d’épuration d’Almunia de San Juan est située dans la province de Huesca en Espagne. Le système d’aération de la station maintient un niveau d’oxygène dissous de 1,2 mg/litre en maitrisant l’arrêt et le démarrage des ventilateurs.
Les ventilateurs s’arrêtent automatiquement quand l’oxygène dissous dépasse 1,7 mg/litre et redémarrent quand l’oxygène dissous atteint 0,2 mg/litre. Afin de réduire la consommation énergétique, il est primordial d’optimiser le transfert d’oxygène à travers les diffuseurs, ainsi que les démarrages et arrêts des ventilateurs.
Début 2021, la station a noté une augmentation de la consommation énergétique des ventilateurs. Les opérateurs de la station ont pensé que les diffuseurs pouvaient être obstrués par l’accumulation de carbonate de calcium provenant de l’eau, ce qui entraînait une perte de charge importante dans les diffuseurs.
Les membranes des diffuseurs se colmataient non seulement à cause de la dureté de l’eau, mais également à cause de facteurs tels que la température et le cycle d’arrêts et démarrages des ventilateurs. Toutes ces variables influent sur le degré d’entartrage créé par l’eau à la surface du diffuseur.
Un processus pratique de nettoyage des diffuseurs
La solution était simple, mais efficace. Xylem a proposé de rétablir l’efficacité du système d’aération en nettoyant les diffuseurs grâce à un liquide. Le procédé utilise un système exclusif de dosage par buse pour introduire de l’acide formique dans la conduite d’alimentation en air par le haut du bassin.
Cette méthode diffuse uniformément l’agent nettoyant dans les diffuseurs et dissout les sels incrustés dans les pores des membranes. Dans la mesure où l’acide formique est un acide biologique facilement dégradable, et qu’il est fortement dilué avant d’être injecté, cela ne nuit pas aux micro-organismes présents dans les boues du bassin.
Une fois les accessoires du kit de nettoyage montés sur le collier du tuyau, le dosage de l’acide formique est introduit. L’opération est terminée en moins d’une heure et produit déjà des effets.
Avant le procédé de nettoyage par liquide, on a mesuré que la pression dans la conduite d’alimentation en air du bassin était de 0,53 bar, au niveau du point d’injection. Après une heure, il était de 0,48 bar, et trois jours après le nettoyage, une fois que tout l’agent de nettoyage a été utilisé, la pression était redescendue à 0,47 bar pour un flux moyen.
Diminution de 32,6 % de la consommation d’énergie
Le passage de 0,53 à 0,47 bar représente une baisse de pression de près de 12 %, car l’oxygène circule plus facilement dans le réacteur biologique à travers le diffuseur. Les ventilateurs peuvent désormais fonctionner en utilisant moins d’énergie tout en atteignant le taux d’oxygène dissous fixé.
La consommation énergétique a diminué de 0,98 kW/m3 par jour à 0,66 kW/m3 par jour en conditions idéales, soit une économie d’énergie de 32,6 %. Dans le pire des cas, la station observe quand même une diminution de 1,21 à 0,91 kW/m3 par jour, soit une économie d’énergie de 24,7 %.
Face aux prix élevés de l’énergie, ces économies permettent à la station d’épuration de réduire considérablement ses coûts d’exploitation. De plus, les processus préventifs comme ceux-ci sont capitaux pour permettre au secteur de l’eau à ouvrir la voie vers le zéro émissions nettes de gaz à effet de serre.
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