À un certain stade du processus de développement du projet, vous aurez sélectionné quelques fabricants de systèmes de flottation à l'air dissous (DAF) parmi de nombreux autres. Vous devez maintenant décider lequel répondra le mieux à vos besoins. Comment choisir ?
Que vous soyez un ingénieur chargé de spécifier des équipements pour le compte d'un client, un propriétaire d'usine cherchant à résoudre son propre problème de traitement des eaux usées, ou quelqu'un qui cherche simplement à approfondir sa compréhension des équipements de traitement des eaux usées, ce guide vous aidera à comprendre clairement les choix de conception d'un fabricant expert en systèmes DAF.
Plongez dans les éléments de conception mécanique et de processus de cette série d'articles et obtenez des informations précieuses sur la façon dont vous devriez évaluer les systèmes DAF. Grâce à ces connaissances, vous serez en mesure de déterminer la supériorité de la conception et, surtout, de prendre la bonne décision d'achat. Vous n'achetez un système DAF qu'une seule fois, alors faites-le bien du premier coup.
1. Pompe de recyclage DAF
La pompe de recyclage est le cœur et l'âme d'un système DAF - il est donc intelligent de commencer par là. C'est sur elle que reposent les dépenses d'investissement et de maintenance les plus importantes associées à un système de flottation à l'air dissous. Que faut-il donc rechercher dans une pompe DAF ?
Tout d'abord, de quel type de pompe s'agit-il ? Si le fabricant de DAF parle de "pompe pour eaux vives", il s'agit probablement d'une pompe à roue multicellulaire.
Pompes à roue multicellulaire
Ces pompes aspirent l'air atmosphérique (ou reçoivent une alimentation en air comprimé) dans la chambre de la pompe où des roues à aubes agitent l'air avec l'eau pour former des bulles de la taille d'un micron qui se dissolvent dans la solution. Bien que ces pompes spécialisées génèrent des eaux vives de qualité, il y a lieu de s'inquiéter dans un environnement d'eaux usées.
Les pompes multicellulaires à roue ont une faible tolérance aux solides et tombent en panne lorsque des matières huileuses, filandreuses ou granuleuses pénètrent dans la chambre de la pompe. Dans le cas des systèmes DAF, l'accumulation de solides dans l'effluent peut se retrouver dans la pompe, ce qui est une source d'inquiétude.
Lorsqu'elles sont utilisées dans des applications DAF, ces pompes fonctionnent à des pressions de refoulement comprises entre 90 et 120 psi. Là encore, la présence de solides dans la tuyauterie de recirculation peut provoquer des chutes de pression et déclencher des alarmes de pression entraînant l'arrêt du système.
Enfin, les pompes DAF multicellulaires utilisent des composants spécialement usinés pour cette conception de pompe spécifique. Si une pièce de la pompe doit être réparée, l'utilisateur final ne peut s'adresser qu'au fabricant de la pompe DAF pour obtenir des pièces de rechange. Cette situation est particulièrement gênante pour les fabricants qui utilisent des pompes fabriquées à l'étranger, car les délais de livraison peuvent atteindre plusieurs semaines.
Il existe d'autres applications où les pompes multicellulaires à roue donnent d'excellents résultats, en particulier dans les services à haute pression tels que l'eau d'alimentation des chaudières, les condensats, les canalisations, l'osmose inverse et les applications de détartrage. Mais dans les environnements d'eaux usées et en tant que composant intégral d'un système DAF dont le seul but est d'éliminer les solides et les matières huileuses, la pompe multicellulaire est un peu hors de son élément.
Si le fabricant du système DAF utilise une pompe à eau vive, mais qu'il ne s'agit pas d'une pompe à roue multicellulaire, il est probable qu'il utilise une pompe à turbine régénérative.
Pompes à turbine régénératrice
Il s'agit d'un type de pompe centrifuge qui utilise une roue rotative pour augmenter la vitesse, mais la roue est très différente de celle d'une pompe centrifuge. Au lieu d'ailettes, la turbine possède des godets ou des pales orientés radialement, ce qui lui donne l'aspect d'un rotor de turbine.
Lorsque l'eau pénètre dans la chambre de la pompe, elle se déplace sur une trajectoire circulaire à travers les godets de la turbine. Dans une application DAF, l'air comprimé est introduit dans la pompe et dissous dans la solution tandis que la turbine tourne et mélange le mélange air/eau.
La pompe à turbine régénérative se distingue par sa capacité à générer des pressions élevées dans une machine compacte. Les jeux dans une pompe à turbine sont beaucoup plus serrés que dans une pompe centrifuge traditionnelle, de sorte que le liquide pompé doit être très propre. Les jeux plus serrés rendent également ce type de pompe plus bruyant qu'une pompe centrifuge standard.
Comme les pompes à roue multicellulaire, les pompes à turbine régénérative fonctionnent à des pressions de refoulement comprises entre 90 et 120 psi dans une application DAF. La pression de fonctionnement élevée et les dégagements internes très serrés exigent que les liquides soient entièrement dépourvus de solides ou de matières huileuses.
La pompe à turbine régénérative la plus utilisée par les concepteurs de systèmes DAF est fabriquée par le fabricant japonais Nikuni Co. Ltd. Toutes les pièces nécessaires à la réparation doivent être achetées par l'intermédiaire du réseau de représentants de Nikuni, qui se limite à deux sociétés pour l'ensemble de l'Amérique du Nord. Une pompe de rechange doit être conservée en permanence sur le site, car le délai de livraison d'une pompe de remplacement atteint souvent 10 à 12 semaines.
Les fabricants de DAF relativement nouveaux sur le marché des eaux usées ont adopté les pompes à turbine multicellulaire et à régénération parce qu'elles sont commercialisées en tant que "pompes pour eaux vives" et que, dans des conditions de fonctionnement parfaites, elles fonctionnent très bien. Il existe cependant une autre option de pompe DAF qui est mieux adaptée à l'environnement des eaux usées - la pompe centrifuge ANSI à aspiration en bout.
Pompes ANSI
Les pompes ANSI sont le seul type de pompe dimensionnellement standard dans l'industrie des pompes. Tous les composants sont interchangeables - moteur, accouplement, roue, volute, plaque d'assise, etc. Les utilisateurs finaux qui achètent des systèmes DAF utilisant des pompes ANSI n'ont pas besoin de s'adresser au fabricant de DAF pour obtenir des pièces de rechange ou de remplacement, car elles sont facilement disponibles auprès de n'importe quel vendeur de pompes réputé.
Les pompes ANSI sont spécialement conçues pour fonctionner dans les secteurs de l'agroalimentaire, du raffinage du pétrole, de la fabrication générale, de la pâte à papier et des applications chimiques. Elles peuvent pomper des liquides avec ou sans solides et peuvent être équipées de divers alliages pour fonctionner dans des environnements corrosifs. Lorsqu'elles sont utilisées dans des applications DAF, les pompes ANSI fonctionnent à des pressions de refoulement comprises entre 70 et 90 psi.
Comment les pompes ANSI génèrent-elles de l'eau vive ?
En fait, ce n'est pas le cas. La pompe ANSI est utilisée pour transférer de l'eau et c'est tout. L'eau vive est générée dans un "tube de dissolution d'air" statique en aval de la pompe, lorsque l'eau entre en contact avec de petits volumes d'air comprimé.
En confiant la responsabilité de générer de l'eau vive à un tube statique en acier inoxydable, la pompe ANSI peut se concentrer sur ce qu'elle fait de mieux : déplacer de l'eau.
Le choix de la pompe DAF en dit long sur l'approche de conception du fabricant. Veillez à demander pourquoi ils utilisent la pompe qu'ils ont choisie. Demandez-lui aussi pourquoi il n'utilise pas les autres options. N'oubliez pas que la pompe DAF est le cœur et l'âme de l'ensemble du système - cela vaut la peine d'en discuter.
2. Contrôles et automatisation
Pensez un instant à quelque chose qui n'a rien à voir avec les systèmes DAF. Prenez votre smartphone. Vous remarquez à quel point il est facile à utiliser ? L'interface se déroule logiquement et simplement à travers les tâches que vous souhaitez effectuer. C'est ainsi que doit fonctionner un système DAF.
De nombreux fabricants construisent des systèmes avec des procédures opérationnelles ardues au nom de la réduction des coûts, alors qu'en réalité les maux de tête causés par une mauvaise conception finissent par coûter infiniment plus cher en temps, en travail et en frustration.
Certains systèmes DAF que nous avons examinés et réparés ont des routines de démarrage ridicules qui se déroulent de la manière suivante :
- Ouvrir toutes les vannes de recirculation
- Alimenter la pompe d'eau vive
- Mettre en marche le compresseur d'air et alimenter la pompe avec x lpm d'air à y psi
- Commencer à fermer la vanne de refoulement d'eau vive jusqu'à ce que le manomètre de refoulement indique la valeur x.
- Commencer à fermer la vanne d'aspiration d'eau vive jusqu'à ce que le pressostat enregistre la valeur y.
- Ouvrir la vanne de purge d'air jusqu'à ce que le réservoir de saturation d'air indique la valeur z.
- Continuer à régler toutes les vannes jusqu'à ce que l'eau vive semble bonne à l'inspection visuelle.
- Faire fonctionner le système pendant 10 minutes pour saturer le réservoir avec de l'eau vive.
- Ouvrir la vanne d'entrée des eaux usées et commencer le traitement
Un système DAF bien conçu et automatisé devrait fonctionner de la manière suivante :
- Appuyer sur le bouton START
- Regardez les contrôles faire tout le travail pendant que vous mangez un muffin
Il est assez comique de constater à quel point certains modèles de DAF sont difficiles à utiliser. Il n'est pas nécessaire que ces systèmes soient ainsi. Lorsque vous envisagez d'acheter un système DAF, tenez compte de ce que sera son fonctionnement. Demandez une description de la procédure d'exploitation.
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