• L’ancien système de déchargement de la station d’épuration, qui utilisait des tables vibrantes, bloquait le charbon actif deux fois par jour, nécessitait le remplacement des courroies et des poulies toutes les deux semaines et devait être mis hors service une fois par mois pour être démantelé et nettoyé manuellement.
• Depuis qu’il est devenu opérationnel en août 2022, le dévouteur-doseur ZDM 400 de Sodimate a fonctionné sans problème pendant des périodes ininterrompues de 6 à 8 semaines, sauf pour reconstituer les stocks de charbon.

Commission des services publics de Greenville

La commission des services publics de Greenville fournit des services d’électricité, d’eau, d’égout et de gaz naturel à la ville de Greenville et à 75 % du comté de Pitt. Sa station de traitement des eaux dessert plus de 35 300 personnes. La division des ressources en eau de Caroline du Nord a récompensé la station d’épuration de Greenville pour les raisons suivantes « pour avoir dépassé les normes fédérales et nationales en matière d’eau potable » sept années de suite.

Contexte

Pour se conformer aux normes strictes de l’État et du gouvernement fédéral en matière de qualité de l’eau potable, l’usine de traitement des eaux de Greenville utilise la technologie du charbon actif en poudre pour éliminer les contaminants organiques dans son processus de décontamination de l’eau brute. Cependant, son ancien système d’évacuation du charbon actif en poudre souffrait de problèmes de fiabilité et de maintenance et nécessitait une mise à niveau.

Le service de maintenance, dirigé par Robert Veale, un spécialiste du contrôle des appareils ayant plus de 35 ans d’expérience, était à la recherche d’une solution de décharge et d’alimentation efficace qui minimiserait les interventions manuelles et s’intégrerait dans leur projet d’expansion visant à augmenter la capacité de traitement de l’eau de 45 millions de litres supplémentaires par jour afin de répondre à
l’augmentation constante de la clientèle et des exigences du système.

Challenges

Le système précédent de la station d’épuration, qui évacuait le charbon actif en poudre au moyen d’une table vibrante, présentait plusieurs problèmes qui nuisaient à son efficacité. Tout d’abord, la conception n’était pas optimisée pour cette application, ce qui entraînait des ruptures fréquentes de la courroie du convoyeur et le compactage du carbone dans l’entonnoir. Non seulement les courroies et les poulies devaient être remplacées toutes les deux semaines, mais les pannes mensuelles entraînaient également des temps d’arrêt importants. Le charbon actif se bloquait fréquemment et restait coincé dans la boîte de vitesses – au moins deux fois par jour – et le système devait être mis hors service pour être dégagé manuellement. Il fallait alors 10 heures de travail en deux équipes et un long processus, y compris le démontage de la boîte d’engrenage dans laquelle le charbon actif s’était bloqué, pour rétablir le fonctionnement. Le débit d’alimentation du système n’était pas non plus fiable et entraînait un dosage incohérent du charbon actif. L’une des autres préoccupations de la commission des services publics de Greenville était d’adapter un nouveau système de décharge et de dosage à l’application existante, sans qu’il soit nécessaire de construire ou de modifier l’installation.

Solution – Dosage et injection de charbon actif

Dans leur quête d’amélioration, Robert Veale et son équipe ont effectué des recherches en ligne qui les ont amenés à découvrir le système complet de décharge et de dosage de charbon actif de Sodimate. Grâce à des vidéos sur YouTube et à une analyse comparative avec leur système existant, ils ont
découvert que le dévouteur-doseur mécanique tout compris de Sodimate était innovant et unique. « Il semblait vraiment bien conçu par rapport à ce que nous avions, grâce à son système d’entraînement double », explique Robert.

En fait, la combinaison du dévouteur Sodimate et d’une vis de dosage, utilisant tous deux des moteurs séparés, offre des avantages indéniables par rapport aux tables vibrantes lorsqu’il s’agit d’assurer le déchargement mécanique d’un produit à partir d’un silo. Largement utilisés aux Etats-Unis, les systèmes de table vibrante ont tendance à modifier la densité des produits en poudre, ce qui entraine des problèmes de voûte et de colmatage de silos, un effet très courant de la manipulation des poudres. Cela entrave le déchargement du produit et a un impact négatif sur la précision de dosage. En revanche, le dévouteur-doseur Sodimate est doté d’aubes flexibles qui tournent et brisent activement les voûtes formées dans le silo, améliorant ainsi de manière significative le flux de déchargement. Le dévouteur fonctionne en tandem avec le doseur pour assurer un déchargement mécanique plutôt qu’un déchargement vibrant.

Un dévouteur-doseur permet un écoulement plus contrôlé et plus fiable du produit en poudre, garantissant un dosage précis et une distribution régulière. Un déchargement vibrant, quant à lui, s’appuie sur les vibrations pour induire le flux de poudre, ce qui peut entraîner des variations dans la quantité de poudre déchargée et un dosage moins précis. La technologie tout-en-un de Sodimate résout donc efficacement les problèmes de voûte et de colmatage, permettant un dosage très précis et un flux de produit constant. Le charbon actif est ensuite introduit dans un hydro-éjecteur. Pour assurer un mélange homogène du charbon actif et de l’eau, des buses de pulvérisation sont utilisées pour pré-humidifier le charbon actif, un produit difficile à manipuler efficacement en raison de sa nature fine et volatile. Ce processus joue un rôle essentiel en alourdissant la poudre, en la faisant tomber au lieu de la laisser flotter au sommet et en évitant des problèmes tels que la poussière, une mauvaise manipulation et le flottement. Lorsque le charbon actif devient plus lourd et tombe au fond, l’effet Venturi généré par l’hydro-éjecteur crée une dépression qui aspire efficacement le mélange. Cette dépression permet au système d’atteindre des distances de transfert élevées, ce qui permet au mélange d’être transporté efficacement jusqu’à l’endroit souhaité. Le système d’hydro-éjecteur de Sodimate garantit un fonctionnement sans poussière, ce qui permet de maintenir un environnement de travail propre et sûr. En outre, il consomme peu d’énergie, ce qui favorise la rentabilité. Le système peut être monté sur un skid, ce qui offre une grande souplesse d’installation. L’instrumentation optionnelle permet de personnaliser les fonctionnalités, et le système permet de transférer la barbotine sans avoir besoin d’un réservoir de mélange.

Contrairement aux autres systèmes envisagés, les solutions de réhabilitation tout-en-un de Sodimate peuvent être intégrées de manière transparente dans les processus existants, dans ce cas, sous le silo existant, à l’aide d’un cône d’adaptation. Pour l’équipe de Robert, il s’agissait là d’un véritable Graal en matière d’ingénierie, car cela n’impliquait aucune nouvelle construction d’infrastructure ni aucune modification de l’agencement du site. « Nous voulions quelque chose qui puisse être ajouté à notre silo existant », ajoute Robert, « notre emplacement était bon, mais notre alimentateur n’était pas le bon. Les autres systèmes que j’avais vu comportaient un système de chargement séparé nécessitant un chariot élévateur ou une grue pour activer le charbon, ou encore une nacelle sur le dessus de l’alimentateur, ce qui ne semblait pas très sûr pour l’opérateur, plutôt que d’avoir juste un camion déchargeant le charbon actif dans le silo et à la base du silo où se trouvent les cônes, comme dans le cas de Sodimate. » Après une première réunion et une analyse de l’agencement de l’usine, du déroulement du processus et des exigences, Sodimate a planifié une réhabilitation complète d’un silo de charbon actif avec décharge mécanique, dosage et système d’hydro-éjection de la barbotine. Les plans, les recommandations et les guides d’installation ont été envoyés pour l’installation sur site. Une fois l’installation terminée, les débits et les dosages de charbon actif ont été calibrés et ajustés, le seul problème à l’époque étant la longue distance entre l’alimentation et le déchargement, ce qui a été résolu en ajoutant de l’eau à la sortie pour donner une pression supplémentaire au charbon lorsqu’il entre dans le système de déchargement afin de le décomposer encore plus. À la demande de la commission de Greenville, Sodimate a également fourni un réducteur différent pour tenir compte du taux d’alimentation souhaité.

Résultats & bénéfices :

La réhabilitation du système d’alimentation de charbon actif de Sodimate, opérationnel depuis août 2022, en cycles ininterrompus de 6 à 8 semaines, a apporté des améliorations significatives à la station d’épuration de Greenville, avec un taux de fiabilité de 100 %, ce qui contraste fortement avec les pannes fréquentes de l’ancien système. L’équipe de maintenance reconnaît et apprécie la fin des perturbations opérationnelles causées par les colmatages et les pannes, tandis que l’équipe d’exploitation exprime sa satisfaction quant à la précision du débit d’alimentation et aux capacités de mesure du dosage du nouveau système. « Travailler avec l’ancien système, qui n’a jamais fonctionné comme nous le souhaitions, et mettre en place ce nouveau système qui, dès le premier jour, a fonctionné sans problème et fait ce qu’il est censé faire, pour nous, c’est mettre une barre sur les t et un point sur les i. La fiabilité de ce système a augmenté de 100 % par rapport à ce que nous avions auparavant. Tout ce que nous avons à faire, c’est d’ajouter du charbon actif lorsqu’il est épuisé. Il fonctionne jusqu’à ce qu’il n’y ait plus de charbon actif. La réhabilitation du système de dosage de charbon actif de Sodimate est considérée comme l’un des meilleurs achats que nous ayons faits au cours des dix dernières années », conclut Robert.

La solution de Sodimate a été intégrée dans le nouveau flux de clarification de l’eau de l’extension de l’usine, le nouveau dévouteur de charbon actif alimentant à la fois le nouveau réservoir superpulsateur de Greenville qui traite les 45 millions de litres supplémentaires et le côté conventionnel alimenté par gravité qui continue à traiter les 152 millions de litres, assurant finalement la livraison d’une eau potable de haute qualité aux résidents de Greenville, conformément à l’énoncé de missions de la commission des services publics de Greenville.