Description et fonctionnement de la station de traitement des eaux brute
1. Arrivé eau brute:
L’installation de traitement est alimentée en eau par trois pompes dont une en réserve située sur la barge flottante (SPF). Les pompes refoulent dans un réservoir de mise en charge ; elles sont pilotées via un variateur de fréquence par le niveau de ce réservoir.
L’eau s’écoule alors, par gravité, du réservoir vers l’installation de traitement en passant par une chambre de liaison et une installation de préchloration (SPC).
C’est au niveau de SPC que la conduite venant de l’ancienne station SP0 abouti, un jeu de vanne permet de sélectionner la source d’alimentation en eau, SP0 étant conservé en secours.
Actuellement la station de traitement est alimentée par la prise d’eau brute SP0, vue que la station flottante est mise hors service, étant donné que le niveau d’eau au barrage est au dessous de 85 m NGM (valeur au dessous de laquelle SPF doit être démontée).
A l’entrée de la station, la chambre des vannes contient les organes de contrôle des débits d’eau brute entrants dans la station de traitement.
Chacune des deux filières de traitement est équipée d’une vanne de sectionnement, d’une vanne d’arrêt, d’une vanne de régulation et d’un débitmètre de contrôle.
La vanne est pilotée par les niveaux des réservoirs d’eau traitée.
Les capteurs de niveau dans les réservoirs fournissent à l’automate un signal 4-20 mA qui est comparé par celui-ci aux seuils programmés. L’automate génère deux signaux digitaux pour le contrôle de la station.
La sonde de niveau à prendre en compte est choisie à l’aide d’un sélecteur pour permettre le fonctionnement de l’installation en cas de panne sur une mesure de niveau ou si un des deux réservoirs est mis hors service.
- LSH : Niveau Haut
Fermeture de la vanne d’arrêt.
- LSL : Niveau Bas
Ouverture de la vanne d’arrêt
Les événements suivants provoquent également l’arrêt de toute la filière et la fermeture de la vanne d’arrêt.
c- Vannes de régulation à commande pneumatique (ANALOGIQUE) :
o Marque : CMI
o Type : GL4-C
o DN : 400
o PN 16 bars
o Tête de marque : EL.O.MATIC
o Type : F20 – PD 1100/A
o P max : 10 bars
o Nombre : 02
Marche en mode manuel :
Sur le pupitre de la S.T l’opérateur bascule le sélecteur « Auto-O-Manu » en position « Manu ».
La position de la vanne de réglage est alors commandée par un générateur 4-20 mA autonome sur le pupitre de commande et ne fait plus l’objet d’aucune régulation.
Marche en mode automatique :
La marche en mode automatique n’est possible que si le sélecteur « Auto-O-Manu » est en position « Auto ».
Une régulation pilote la vanne de réglage pour maintenir un débit égale à la consigne qui lui est donnée.
Les réglages des débits des réactifs étant ajustés manuellement pour un débit d’eau brute fixé, lors de toute modification de la consigne de débit, les dosages devront être adaptés par les agents de quart.
La boucle de régulation sera bloquée lors des arrêts (blocage de l’intégrateur du PID) et sa sortie sera figée à la dernière valeur de façon garder la vanne en position.
Ce n’est qu’après l’ouverture complète de la vanne d’arrêt que le régulateur sera libéré.
d- Débitmètre électromagnétique :
o Marque : KROHNE
o Type : FM4.01
o N° : A99-8304 / A99-8190
o DN : 250 mm
o PN : 10 bars
o IP 67
o Nombre : 02
En fonction du débit et de la qualité d’eau brute à traiter, l’exploitant peut basculer à l’aide des batardeaux, l’une des deux filières de traitement (Ancienne filière, Nouvelle filière) ou les deux à la fois où elle reçoit les injections des réactifs (Chlore, Sulfate d’alumine, permanganate et préchaulage)
2. Aération:
L’aération se fait dans un ouvrage en cascade, constitué de 10 marches, d’une longueur de 6,5 m. Chaque marche représente une chute de 30 m. Au pied de la cascade se trouve un réservoir de 62,3 m3.
3. Coagulation :
Définition :
Il réside dans la formation de particules aisément séparables de l’eau au moyen de la sédimentation et de la filtration. Elle vise les particules colloïdales et les suspensions fines, mais également des substances dissoutes ou de grosses molécules hydrophiles en dispersion stable. Elle consiste à introduire dans l’eau un produit capable de donner naissance à un précipité volumineux (flocons) très adsorbant.
Après passage sur les cascades d’aérations, l’eau brute est dirigée vers une chambre de coagulation.
Dans cette chambre, un agitateur rapide assure le mélange intime de l’eau avec les réactifs injectées dans les cascades.
Sur le synoptique de la station, l’opérateur bascule le sélecteur « Auto-0-Manu » en position « Manu ». Les agitateurs peuvent être démarré et arrêté avec les boutons poussoirs « Marche » et « Arrêt » qui lui sont associés.
Sur les tableaux locaux de commande « COAGULATION » le sélecteur « Distance-0-Local » doit être en position « Local ».
Les agitateurs peuvent être démarrés et arrêtés avec les boutons poussoirs « Marche » et « Arrêt » qui lui sont associés.
Marche en mode automatique :
Sur les tableaux locaux de commande « COAGULATION » le sélecteur « Distance-0-Local » doit être en position « Distance ».
Sur le pupitre de commande « Auto-0-Manu » doivent être en position « Auto ».
La marche des deux agitateurs est alors asservie à la commande d’ouverture de la vanne d’arrêt.
4. Floculation :
Définition :
Il réside dans la formation de particules aisément séparables de l’eau au moyen de la sédimentation et de la filtration. Elle vise les particules colloïdales et les suspensions fines, mais également des substances dissoutes ou de grosses molécules hydrophiles en dispersion stable. Elle consiste à introduire dans l’eau un produit capable de donner naissance à un précipité volumineux (flocons) très adsorbant.
Pour la nouvelle filière il y a deux chambres fonctionnant en parallèle, deux agitateurs favorisent la formation du floc.
Une poire de niveau dans chaque réservoir empêche les agitateurs de fonctionner sans eau.
5. Décantation :
Définition :
C’est l’utilisation des forces de gravitée pour séparer une particule de densité supérieure à celle de l’eau jusqu’à une surface ou une zone de stockage.
Décanteur statique
Ces décanteurs ne comportent pas d’organes gérés par l’automatisme. L’évacuation de la boue s’effectue par l’ouverture manuelle des Quatre vannes de vidanges
Forme : rectangulaire
Dimensions : 20x10x4 m
Décanteur lamellaire
Chacun des deux décanteurs est équipé de six poches à boue, une séquence de purge automatique assure l’évacuation des boues décantées vers la fosse à boues.
Quatre cycles de purge sont effectués par heur de fonctionnement, les temps d’ouverture des vannes de purges seront ajustés en fonction de la charge de l’eau à traiter.
Une vanne de purge supplémentaire est prévue en sortie de chaque floculateur afin de récupérer les dépôts sédimentaires qui sont pour leur part envoyés directement à l’égout.
Par décanteur, 7 temporisations d’ouvertures des vannes ajustables depuis le synoptique de la station permettent ainsi d’adapter l’installation à la quantité de MES à purger pour chaque point de purge.
6. Filtration :
C’est le procédé de séparation solide-liquide de finition. L’eau clarifiée, provenant des décanteurs, est ensuite filtrée sur des filtres à sables rapides. Ainsi les floques n’ayant pas été sédimentés, sont éliminés de l’eau.
Filtre à sable
Quatre filtres à sable alimentés à partir d’une goulotte d’alimentation commune fonctionnent en parallèle.
Le débit de chaque filtre est réglé par le dispositif Siphydra.
Une mesure de perte charge permet de connaître le moment ou il faut régénérer le filtre.
Le filtre reste en production jusqu’a ce qu’une commande de régénération soit donnée depuis le pupitre du filtre.
Caractéristiques des filtres :
ü Type : ouverts à sable
ü Nombre : 4
ü Plancher constitué de dalles béton assemblées, muni de tuyères.
ü Surface : 20 m2 par filtre
ü Granulométrie du sable : 0.95mm
ü Hauteur du sable : 70 à 75 cm
ü Hauteur d’eau au dessus du sable : 45 cm
ü Vitesse de filtration à débit nominal : 5.95 m/h
ü Type répartition amont : caniveau
ü Type régulation avale :par siphon
ü Débit eau filtrée : 35 à 45 l/s/filtre
ü Perte de charge max par encrassement : 35 à 45 mce
ü Equipement des filtres :
La régénération d’un filtre en mode automatique est lancée en appuyant sur le BP de demande de régénération au pupitre du filtre.
Remarque importante : la vanne d’entrée doit être au préalable fermée manuellement.
Le lavage manuel des filtres :
Les indicateurs de colmatage renseignent l’opérateur, tout au long du fonctionnement sur l’état de colmatage de chaque filtre.
Pour la vanne de sortie, sur le TC du filtre concerné, l’opérateur bascule le sélecteur « Auto-Ferme-Ouvert » en position Ferme.
Sur le TC du filtre concerné pour chacun des organes suivants, l’opérateur bascule le sélecteur « Auto-Ferme-Ouvert » en position « Ouvert » ou « Ferme » en fonction des séquences de régénération.
Pour démarrer les pompes d’eau de lavage, sur le TC du filtre concerné, l’opérateur bascule le sélecteur « Auto-0-Marche » en position Marche.
Un verrouillage assure l’impossibilité de démarrer les 2 pompes simultanément.
La régénération se fait, en mode local, en exécutant l’une après l’autre les séquences décrites dans le mode automatique.
Les séquences de lavage :
- le suppresseur de lavage démarre : détassage, 3 à 5 min
- la pompe de lavage démarre avec suppresseur 3 mn à 5 min
- arrêt du suppresseur et ouverture totale de la vanne d’arrivée d’eau de lavage.
Nature lavage : Air + Eau sous pression
Débit eau de lavage : 614 m3/h
Pression de surpression d’air : 250 mbars
Débit air insufflé : 1200 m3/h
Le lavage automatique des filtres :
La régénération d’un filtre en mode automatique est lancée au PLC en appuyant sur le BP de demande de régénération au pupitre du filtre correspondant.
Remarque importante : la vanne d’entrée doit être au préalable fermée manuellement.
Avant d’exécuter la demande et de régénérer un filtre en automatique, le PLC vérifie que tous les sélecteurs du pupitre de ce filtre sont en mode « Auto » et qu’aucun filtre n’est en régénération ; dans le cas contraire, la demande est rejetée.
De plus les conditions initiales suivantes doivent être vérifiées :
- Au moins une des pompes de lavage est disponible
- Au moins un des suppresseurs est disponible
- Niveau d’eau suffisant dans les réservoirs d’eau traitée (Seuil réglable sur la mesure de niveau)
- Au moins un compresseur est disponible
Si les conditions sont remplies, le PLC verrouille les 7 autres filtres et démarre la séquence de régénération.
Détassage :
Première des trois phases de régénération du filtre.
Fermeture de la vanne de sortie d’eau filtrée
Injection d’air à contre courant dans le lit de sable pendant une temporisation
Le PLC ouvre la vanne d’admission d’air et démarre un suppresseur
Après quelques secondes, il ferme la vanne d’eau de régénération la temporisation de détassage démarre quand l’ordre de fermeture de la dite vanne est donné
Lavage :
Deuxième des trois phases de la régénération du filtre.
Injection d’air et d’eau, à faible débit, à contre courant dans le lit de sable pendant une temporisation.
La vanne de by-pass eau de lavage reste fermée.
Le PLC ouvre la vanne d’admission d’eau et démarre une pompe de lavage dès que la vanne d’eau de régénération est ouverte.
Rinçage des filtres
Dernière des trois phases de la régénération du filtre.
Injection d’eau, à grand débit, à contre courant dans le lit de sable pendant une temporisation.
Le PLC arrête le suppresseur, ferme la vanne d’air de régénération, ouvre la vanne d’eau de régénération.
Dès que la vanne d’air de régénération est fermée, le PLC ouvre la vanne de by-pass d’eau de lavage la temporisation démarre dès que la vanne est ouverte.
En fin de rinçage, la pompe est mise à l’arrêt et les vannes d’eau de régénération, by-pass eau de lavage sont refermées.
Le PLC déverrouille alors les 7 filtres afin d’autoriser la régénération des autres filtres.
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Microbiologie des eaux
Edward
