Oxygénation économe en énergie des bassins d’aération

En matière d’aération des bassins des usines de traitement des eaux usées, les soufflantes tri-lobes mécaniques constituent désormais le premier choix parmi les technologies de génération de surpression. Avec les nouvelles soufflantes tri-lobes TYR (fig. 1), Busch Solutions de Vide souhaitait définir de nouvelles normes dans ce domaine. Dans le cadre de ce processus, le spécialiste mondial de la technologie de vide et d’air comprimé peut s’enorgueillir de plus de 50 années d’expérience dans ce secteur.

En termes de performances, avec ses soufflantes tri-lobes TYR, Busch propose un débit volumétrique de 2,5 à 73 mètres cube par minute à une surpression de 1 bar. Étant donné que l’exploitation des usines de traitement des eaux usées représente un coût financier important pour toutes les municipalités, les directeurs de ces usines et les responsables de la technologie s’accordent à dire que les économies d’énergie potentielles doivent être réalisées, afin de garantir un fonctionnement le plus économe en énergie et ainsi réduire les coûts d'exploitation. Busch a perfectionné le profil de lobe rotatif éprouvé, permettant ainsi une surpression d’air encore plus efficace, avec un étage de soufflante parfaitement adapté en termes de débit. Des moteurs économes en énergie de classe d’efficacité IE3 sont utilisés de manière standardisée, et conviennent aussi pour un fonctionnement avec variateur de fréquence, ce qui augmente davantage l'efficacité énergétique.

Lors de la conception des soufflantes tri-lobes TYR, une grande importance a été accordée à la compacité et au fonctionnement silencieux. Il est ainsi possible d’installer ces unités compactes (fig. 2) dans de petits espaces. Par ailleurs, une conception innovante de l’isolation phonique a permis de réduire les émissions sonores. L’utilisation d’engrenages hélicoïdaux et de haute précision, de filtres d’admission et de sortie (dont le bruit est optimisé) ainsi que d’un coffre d’insonorisation efficace, a rendu possible cette réduction sonore par rapport aux soufflantes conventionnelles.

Le fonctionnement des soufflantes tri-lobes TYR peut être contrôlé de différentes manières. Elles peuvent être raccordées au système de commande de l’usine de traitement des eaux usées à l’aide d’un système de commande par API. Si le niveau d’oxygène mesuré en continu dans le bassin d’aération descend en dessous d’une certaine valeur minimale, une soufflante se met automatiquement en marche et fonctionne jusqu’à l’obtention de la valeur maximale. Pour les bassins d’aération plus grands ou multiples, plusieurs soufflantes tri-lobes TYR peuvent être installées. En fonction des besoins en oxygène, plusieurs soufflantes tri-lobes TYR peuvent fonctionner simultanément ou en alternance, afin d'atteindre les mêmes durées de fonctionnement pour toutes les soufflantes. Pour les soufflantes tri-lobes avec variateur de fréquence, il n’est pas nécessaire de contrôler l’alimentation en oxygène en fonction de la durée de fonctionnement des différentes soufflantes. Il est préférable de contrôler la vitesse et le débit volumétrique généré par une soufflante. Le contrôle de la vitesse permet une injection d’oxygène plus précise dans un bassin d’aération. En pratique, cela signifie que les valeurs minimale et maximale sont proches l’une de l’autre. Des contrôles plus stricts sans variateur de fréquence sont également possibles. Par exemple, si deux soufflantes tri-lobes TYR identiques sont utilisées pour aérer un bassin d’aération, celles-ci sont conçues de façon à ce qu’ensemble, elles génèrent un débit volumétrique qui empêche l’accumulation d’impuretés. L’usine de traitement des eaux usées de Schlammersdorf-Vorbach dans la région du Haut-Palatinat en Allemagne, par exemple, utilise deux soufflantes tri-lobes TYR pouvant fonctionner à deux vitesses différentes. Les deux soufflantes peuvent fonctionner à deux vitesses différentes. En fonction de l’alimentation en oxygène requise, elles peuvent fonctionner à pleine vitesse ou à mi-vitesse. Cela permet un fonctionnement sans variateur de fréquence avec quatre niveaux de débit volumétrique, ce qui génère des économies d’énergie supplémentaires. Les directeurs des usines de traitement des eaux usées et les responsables de la technologie sont séduits par la fiabilité et la simplicité du fonctionnement des soufflantes tri-lobes TYR. Pour Jürgen Nass, chef des opérations de l’usine de traitement des eaux usées de Rheinfelden-Herten, les avantages sont évidents: