ROBOX Energy, la réponse parfaite aux variables du traitement des eaux usées

La possibilité d'adapter la machine aux spécifications de chaque process, l'importante réduction de la consommation énergétique et du niveau sonore font du ROBOX energy de Robuschi la solution technique idéale répondant aux besoins d'une station de traitement des eaux usées, même de moyennes-petites dimensions et avec des exigences particulières

Alto Trevigiano Servizi est l'entreprise municipalisée, née en 2007, qui gère le service hydrique intégré de 53 communes dans les provinces de Trévise, Vicence et Belluno. Un territoire de 500 000 habitants environ sur lequel opèrent 46 stations de traitement de moyennes et petites tailles. Au cours des dernières années, en plus de s'occuper de la gestion et de la conduite des stations, le Département de gestion des stations d'épuration, coordonné par son directeur, Monsieur Alberto Piasentin, a développé le secteur d'optimisation des procédés d'épuration. Monsieur Daniele Renzi, ingénieur environnement, en est le responsable ; il parle ici de l'intervention spéciale effectuée auprès de la station d'épuration de la commune de Valdobbiadene (TV).



 

Des exigences variables, des réponses élastiques

La station de Valdobbiadene a été projetée pour desservir 10 000 équivalents habitants (EH), avec une charge urbaine et industrielle d'une pression différentielle de 390 mbar et un débit oscillant entre 400 et 1600 m³/h. Elle est structurée avec des prétraitements initiaux, une phase de pré-dénitrification suivie d'une phase de nitrification et d'oxydation, une sédimentation finale et une ligne de boues qui se conclut par leur élimination en compost. Récemment, il a fallu moderniser la station de traitement biologique, et notamment la section de diffusion de l'air. Il a fallu prendre en compte certaines particularités, « cette station d'épuration, qui traite environ 5 000 équivalents habitants, un nombre inférieur par rapport à la capacité initiale du projet, est caractérisée par la saisonnalité », explique l'ingénieur Renzi. « Elle est en effet située sur la zone de production du Prosecco, et, pendant les vendanges et la période de majeure activité des viticulteurs - de fin août à début novembre -, on assiste à une hausse vertigineuse des déchets organiques à l'entrée de la station, jusqu'à atteindre un niveau de 10 000 équivalents habitants avec des pointes, certains jours, de 13 000 EH ».

Pour pallier les variations saisonnières ainsi que les fluctuations journalières, il est, par conséquent, indispensable de disposer d'équipements pouvant garantir une grande souplesse en termes de fourniture d'air, de pompage et de capacité de malaxage.

La réponse à ces exigences a été trouvée grâce à ROBOX energy, le nouveau compresseur à vis à aimants permanents de Robuschi.

ROBOX energy, la solution idéale

« Dans la section de diffusion de l'air », poursuit l'ingénieur Renzi, « la station était déjà équipée de deux surpresseurs à lobes à deux vitesses, toujours de Robuschi, fonctionnants et performants, mais désormais dépassés. On a donc recherché un compresseur embarquant une technologie plus moderne, dépassant les seuils des deux déjà installés (une fourniture de quantité d'air bien définie avec une flexibilité quasi absente) afin de pallier les pics de fourniture typiques de la station d'épuration de Trévise ».

Les travaux de modernisation ont débuté fin 2016, à la fin de la période de surcharge annuelle. L'installation de la machine n'a requis que quelques opérations, de petits travaux de maçonnerie et quelques interventions sur les tuyauteries afin de pouvoir connecter le nouveau compresseur. « Il n'y a pas eu de problèmes du point de vue de l'installation », explique Edi Casagrande, le technicien hautement spécialisé chargé de l'entretien des stations chez Alto Trevigiano Servizi, « car ROBOX energy est une machine compacte, solide et facile à intégrer, y compris dans un cycle d'épuration déjà en activité. Les deux surpresseurs Robuschi déjà présents associés au compresseur ont été maintenus et servent de machines de secours, afin d'assurer la continuité pendant l'entretien de la machine de nouvelle conception. »

De plus, l'entière procédure d'installation n'a pas entraîné de longs arrêts de production, « pour raccorder le tuyau principal d'érogation de l'air, nous avons dû provoquer des interruptions spécifiques, mais la coupure véritable d'insufflation d'air n'a duré que quelques heures pour la station d'épuration. Étant donné que ROBOX energy embarque déjà l'électronique, les branchements électriques avaient été disposés précédemment ; il n'a donc fallu que le raccorder au secteur et brancher le câble de commande afin de gérer le compresseur sur la base des paramètres propres à la station ».

 

 

 

 

Un logiciel sur mesure

Ensuite, en étroite collaboration avec le personnel Robuschi, Alto Trevigiano Servizi a installé le logiciel du compresseur, afin de gérer la machine à distance via un dispositif de contrôle automatique à ventilation intermittente pouvant fonctionner en association avec le Smart Process Control  installé sur ROBOX energy, et de la rendre autonome en cas de défaillance technique sur la commande à distance, en évitant ainsi d'onéreux arrêts de production.

« Les modes de fonctionnement ont été partagés en deux séquences : maître et asservi », explique Monsieur Casagrande. « En mode maître, la machine fonctionne de façon autonome. Elle n'est gérée que par un signal à 4-20 mA, amené directement dans une entrée analogique, et par une sonde d'oxygène située dans la biomasse de la station d'épuration, qui relève la quantité d'oxygène nécessaire au processus et régule en conséquence la fourniture des mètres cubes d'air. En revanche, en mode asservi, le compresseur est géré par la commande à distance qui lui fournit des séquences de démarrages et d'arrêts, en créant des phases de ventilation intermittente, en fonction des besoins en fonctionnement de la station. Ce mode de contrôle assure une économie d'énergie et une forte baisse des composants d'azote présents dans la phase biologique. En cas de défaillance ou de panne du système de contrôle automatique extérieur, il est possible de modifier le mode de fonctionnement afin de permettre à un opérateur sur place d'intervenir directement sur le terminal opérateur du surpresseur ».

Les plus de ROBOX energy

Dans les deux modes de fonctionnement, l'aspect que Alto Trevigiano Servizi a immédiatement relevé est la grande flexibilité de ROBOX energy. La technologie à aimants permanents permet à présent à la station d'opérer à un débit maximal de 1 600 m3/h environ et à une vitesse minimale de quelques centaines de m3, avec une plus grande flexibilité par rapport à la plage de fonctionnement précédente située entre 1 600 et 880 m3/h. « Nous avons établi le seuil minimal du compresseur à 500 m3/h environ », précise l'ingénieur Renzi, « car, selon les relevés effectués sur place, il s'agit du débit permettant d'assurer un malaxage minimum adéquat de la phase d'oxydation. En réalité la technologie à aimants permanents pourrait pousser la machine à opérer à des débits encore plus bas ».

 

En plus de la flexibilité, l'autre aspect du nouveau compresseur de Robuschi ayant attiré l'attention du personnel de Alto Trevigiano Servizi est sa facilité d'installation en mode « plug & play ». C'est une machine complète, intégrant un tableau électrique en son dos ainsi qu'un terminal en façade, facile d'utilisation. « Nous sommes à la recherche de solutions avancées d'un point de vue technologique mais simples à utiliser », précise l'ingénieur, « afin que notre personnel puisse gérer une interface intuitive et comprendre immédiatement quels sont les paramètres à gérer ».

Économies garanties

Le compresseur ROBOX energy est désormais en fonction depuis 6 mois environ. Pendant son installation et sa mise en service, les paramètres principaux ont été surveillés afin de définir les débits auxquels opérer ainsi que la vitesse de variation de la machine. Au cours de ces premiers mois de fonctionnement, aucun problème électrique ni même mécanique n'a été signalé.

Pour vérifier les avantages apportés en termes d'économie d'énergie par l'installation de ROBOX energy, deux types d'analyse ont été menés, explique l'ingénieur Renzi. L'évaluation, avant et après l'installation, du coefficient de transfert global de l'oxygène dissous du système de diffusion de l'air, a fait ressortir que la consommation énergétique moyenne en kWh/jour du nouveau compresseur par rapport aux précédents est inférieure de 15 à 20%, ce qui est un excellent résultat pour une station de petites dimensions, fonctionnant à des pressions de 390 mbar.

Un choix satisfaisant

« Nous sommes satisfaits de cette machine », ajoute l'ingénieur Renzi. « En plus de sa simplicité d'installation et de gestion, ROBOX energy est aussi synonyme de stabilité, un aspect très important pour le procédé. Sa flexibilité lui permet de s'intégrer dans des stations de moyennes/petites dimensions comme la nôtre, mais aussi dans de plus grandes. ROBOX energy assure une parfaite combinaison avec les cycles à ventilation intermittente et, enfin, il répond aux exigences d'une station saisonnière, soumise à de grandes fluctuations, y compris journalières, comme celle de Valdobbiadene ».

L'ingénieur termine en envisageant de futures collaborations avec Robuschi pour utiliser ROBOX energy dans d'autres projets développés par ATS, en précisant que l'approche à l'innovation de sa société prévoit la collaboration avec des entreprises et des organismes de recherche, souhaitant mettre au point des technologies de pointe destinées à améliorer la gestion et la conception des stations d'épuration, au bénéfice de l'environnement.