Système de contrôle de l’élimination du Phosphore P-RTC

Points visés de l’étude

• Calcul de la charge en phosphore réel et de la dose chimique nécessaire pour répondre à la consigne en orthophosphate ciblée
• Réduction de la consommation de produits chimiques
• Réduction des boues
• Respect des normes de rejet en phosphore

Méthodes et matériel utilisés

L’ensemble du système comprend un analyseur orthophosphate, un émetteur pour l’analyseur, un contrôleur de phosphore en temps réel (P-RTC), et tous les câbles et la tuyauterie afin de rendre le système opérationnel. L’analyseur de phosphate est installé dans un tunnel au-dessous de la station d’épuration, mesurant l’effluent après la désinfection et l’emplacement de la dose de chlorure ferrique changé par les clarificateurs primaires entre les bassins d’aération et les clarificateurs finaux.

Une fois l’installation terminée, le contrôle chimique a été commuté à partir d’une dose statique de 12,5 gallons à l’heure à la dose recommandée par le contrôleur en temps réel.

Résultats

Initialement, le système de contrôle de phosphore sort la dose minimale de chlorure ferrique, tel que défini dans le programme (0,66 gallons à l’heure). La valeur de consigne orthophosphate a été programmée à 0,7 mg/L PO4-P. En raison de l’accumulation de chlorure ferrique présent dans le système, l’analyseur mesure entre 0,35 et 0,55 mg/L PO4-P dans l’effluent de la dose de sortie minimale. Au début de l’étude, la concentration en phosphate est supérieure à la valeur de consigne et la sortie du régulateur de phosphore indique une augmentation de la dose de chlorure ferrique, pour finalement atteindre la dose maximale pour le système d’alimentation de 19,4 gallons à l’heure. Le contrôleur a immédiatement demandé un taux maximum de dosage possible pour réduire le PO4-P au point de consigne. Avec la concentration réduite de PO4-P, le taux de dosage a également été réduit à un niveau pour atteindre la valeur cible de 0,7 mg/L PO4-P. Cette même tendance a été observée tout au long de la période d’étude sous forme de « pic » de phosphore à l’usine nécessitant une augmentation de la précipitation.

Il a été déterminé que la dose minimale de 0,66 gallons à l’heure était trop faible pour les pompes d’alimentation chimique de type membranaire pour fonctionner correctement, de sorte que dans la matinée du 8 novembre 2011, l’opérateur reprogramme le minimum à 1,33 gallons à l’heure et change la consigne orthophosphate à 0,6 mg/L PO4-P afin de satisfaire les exigences minimales des pompes d’alimentation chimique. C’est entre ce temps et le 12 novembre que le système de contrôle du phosphore répond activement dans le rayon attendu aux variations de débit et de la concentration orthophosphate afin de maintenir la consigne orthophosphate ciblée.

Le « graphique 2 » montre la concentration en orthophosphate clarificateur d’effluent contre le point de consigne programmé de 0,60 mg/L PO4-P, ainsi que la dose de chlorure ferrique en gallons par heure par rapport à la dose précédente de 12,5 litres par heure. Le 14 février, le système de commande de phosphore détecte une charge accrue de phosphate et augmente la charge de fer afin de maintenir la consigne souhaitée de 0,60 mg/L. La charge de phosphore a continué à augmenter, ce que le système de commande détecte et augmente la dose ferrique jusqu’à ce que le taux de dosage maximal du système a été atteint. Une fois que la charge a diminué en-dessous de la consigne, le système de contrôle a diminué la dose de fer jusqu’à ce qu’un autre « pic » de phosphore entre dans l’usine. Cette situation est arrivée à plusieurs reprises au cours de la période de l’étude, ce qui explique la dose ferrique originale relativement élevée de 12,5 gallons à l’heure. La suralimentation à un tel degré était nécessaire pour répondre à la consigne d’effluents de concentration souhaitée.

Graphique 2, Concentration d’orthophosphate et de la dose de chlorure ferrique en février 2012

Le Tableau 1, met en évidence les données de la période entière de l’étude, la comparaison de la dose de chlorure ferrique avant et après l’installation du dispositif de commande de phosphore. Après 160 jours de fonctionnement, la dose moyenne était de 5,55 gallons à l’heure par rapport à la dose précédente de 12,5 gallons à l’heure. Au cours de la période de l’étude, ceci équivaut à une réduction dans l’alimentation chimique de 26 688 gallons, soit 56%, tout en maintenant une concentration d’effluents de phosphore total inférieure à la limite mensuelle moyenne de 1,0mg/L.