Projet de traitement des eaux usées et de stockage des eaux usées comprenant 2 réservoirs d'une capacité totale de 11 800 m³

Solutions de conception et d'ingénierie pour la protection contre la corrosion

Dimensionnement de la capacité des réservoirs d'eaux usées

Développé à Chengdu, dans la province du Sichuan, en 2021, ce projet de traitement des eaux usées a été confié à une entreprise de construction industrielle spécialisée dans le développement d’infrastructures de traitement des eaux usées. L’ingénierie, la fabrication et l’installation de deux réservoirs en acier de grand diamètre, destinées au stockage des eaux usées, à l'équilibrage du processus et à la sédimentation dans le cadre du processus de traitement, ont été intégrées au projet.

Dans les stations d'épuration, La capacité du réservoir influe sur le temps de rétention hydraulique, la stabilisation du processus et le stockage d'urgence. Au cours de l'élaboration du projet, le volume de stockage a été déterminé par le débit journalier des eaux usées, les variations du débit de pointe et la réserve d'entretien. Dans les installations dont le débit quotidien est d'environ de 500 m³/jour à 2 000 m³/jour, les réservoirs de compensation et de stockage sont conçus avec des capacités de réserve afin d'assurer une marge de sécurité pour un débit de 12 à 24 heures.

L'équipe d'ingénieurs a analysé la qualité des eaux usées issues de la sédimentation en termes de concentration en matières en suspension, de pH et de débit saisonnier. Sur la base de ces éléments, le conception flexible L'une des deux cuves en acier a été envisagée. Par rapport au béton, les cuves de stockage en acier offrent un gain de temps de 30% à 40% sur le chantier et une flexibilité de conception pour de futures extensions.

Principales caractéristiques de la conception structurelle

• Optimisation du diamètre des réservoirs: Les configurations présentant des diamètres plus importants permettent de réduire au minimum l'encombrement total des réservoirs de stockage et de simplifier la conception des réseaux de canalisations qui les soutiennent.
• Répartition des charges sur les fondations: La conception des fondations du réservoir a été prise en compte plusieurs centaines de tonnes de cargaisons entièrement liquides.
• Résistance au vent et aux séismes: Les exigences régionales en matière de résistance au vent et aux séismes, ainsi que les exigences relatives à la sécurité de l'exploitation du réservoir, ont été prises en compte.
• Facilité d'entretien: La conception du réservoir de stockage a tenu compte de la nécessité d'un entretien régulier en prévoyant passerelles d'inspection, échelles d'accès et ouvertures de service.

Afin de mettre en place le système structurel, les sections de coque ont été renforcées. Dans les zones soumises à des contraintes moindres, des tôles d'acier plus fines ont été utilisées. Des calculs de charges finies ont été effectués afin de déterminer les épaisseurs requises pour fiabilité à long terme. Pour le durée de vie prévue de plus de 20 ans, les risques de déformation ont été éliminés grâce à une répartition adéquate des charges sur l'enveloppe du réservoir et ses fondations.

Conception de la protection contre la corrosion dans les eaux usées à forte humidité

La mise en place et le maintien d'un système performant de traitement des eaux usées posent de nombreux défis, car l'environnement agit comme catalyseur de la corrosion rapide des composants du système. Associées à une exposition continue à l'humidité, la présence de sulfure d'hydrogène et de chlorure, ainsi que la couche biotique, font en sorte que, sans protection, la corrosion se produira compromettent l'intégrité de la cuve et augmentent les coûts d'entretien.

Ce projet a utilisé un traitement anticorrosion multicouche à l'intérieur comme à l'extérieur du réservoir afin de renforcer la protection. La préparation de la surface correspondait à la norme Sa2.5, afin de garantir une bonne adhérence du revêtement de protection, d'assurer sa résistance et d'améliorer la durée de vie du traitement.

Cette conception offre un système de protection contre l'humidité, les produits chimiques et la corrosion biologique. Tant que la cuve fonctionne dans des conditions normales, aucun traitement anticorrosion ne sera nécessaire dans depuis plus d'une décennie, ce qui permettra des coûts d'entretien réduits pour le réservoir de stockage d'eau.

Conception d'un système d'automatisation de la mesure du niveau de liquide

Pour assurer un traitement et une gestion efficaces des eaux usées, il est essentiel de contrôler les niveaux de liquide et de veiller à une surveillance constante des opérations. C'est pourquoi la plupart des bassins d'eaux usées modernes sont équipés de instrumentation automatisée à améliorer la stabilité des processus et réduire au minimum le recours aux opérations manuelles.

Ce projet a prévu des ports destinés à divers systèmes de surveillance intelligents, notamment, mais sans s'y limiter, des capteurs de niveau à ultrasons, des transmetteurs de pression et des systèmes d'alarme à distance. Pour ces systèmes, la précision des mesures de niveau de liquide peut atteindre ±0,251 TP6T, les intervalles de surveillance étant définis en temps réel.

Un système compatible SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) permettrait de contrôle centralisé pour surveiller les niveaux des cuves, l'état des pompes et les alarmes de débordement. L'automatisation du contrôle améliore l'efficacité du processus de traitement des eaux usées en réduire le temps de réaction face à des situations anormales.

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Comment les cuves en acier permettent de réduire les risques et les coûts liés à l'entretien des installations de traitement des eaux usées

Prévention de la corrosion à long terme

La corrosion est l'une des principales causes d'arrêts de production et de coûts de maintenance dans les stations d'épuration des eaux usées. Un plan de protection sur l'ensemble du cycle de vie commence par choisir le bon matériau, définir les revêtements adaptés, optimiser le drainage et planifier les inspections.

Dans le cadre de ce projet, les joints des structures comportant de nombreuses soudures, ainsi que les orifices d'admission et les interfaces liquide-air, ont fait l'objet d'une protection particulière. Associée à des inspections tous les 6 à 12 mois, cette mesure permettra d'obtenir un une réduction significative des besoins en réparations, tout en prolongeant la durée de vie des ouvrages au-delà de 20 ans.

Gestion optimisée de la sécurité du stockage des eaux usées

La sécurité lors des opérations de gestion repose sur stockage en toute sécurité avec des niveaux de liquide suffisants. Par ailleurs, les dispositifs Overseer, la capacité de réserve d'urgence surveillée et les systèmes de contrôle d'accès renforcer la sécurité.

Les évaluations structurelles annuelles, les contrôles mensuels des équipements et les analyses en continu des paramètres critiques font partie intégrante de la plupart des plans de gestion de la sécurité. Ces mesures contribuent à maintenir les risques opérationnels à un niveau faible et à garantir le respect des normes de protection de l'environnement.

Surveillance automatisée pour réduire les coûts d'exploitation

L'automatisation facilite les choses réduire la main-d'œuvre et améliorer la régularité d'un processus. La surveillance en temps réel peut aider les opérateurs à détecter les variations soudaines des niveaux de liquide, les dysfonctionnements des équipements ou les perturbations du processus, avant qu'un incident ne se produise et n'entraîne coûts élevés.

Vous trouverez ci-dessous une description des avantages découlant de l'automatisation :

• Réduction de la fréquence des contrôles manuels: la télésurveillance permet de réduire les coûts de main-d'œuvre liés à la nécessité accrue de procéder à des inspections sur site.
• Détection plus rapide des défauts: toute situation anormale déclenche immédiatement une alarme et un avertissement.
• Amélioration de la stabilité des procédés: La durabilité du traitement des eaux usées est renforcée grâce à une surveillance continue de la stabilisation.
• Réduction des coûts liés au cycle de vie: Grâce à une maintenance prédictive continue, les infrastructures sont à l'abri de réparations imprévues et coûteuses.

Les établissements qui ont mis en place des systèmes de surveillance automatisés ont pu réduire les coûts de maintenance de 15% à 30%, tout en améliorant la fiabilité opérationnelle.

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Tendances innovantes dans le développement de solutions de stockage et de traitement des eaux usées

• Tendances actuelles dans la construction de réservoirs modulaires
  

  La construction modulaire des réservoirs en acier s'impose face aux méthodes traditionnelles en raison de la rapidité et de la facilité avec lesquelles elle permet de mener à bien les travaux. Par rapport à une structure classique coulée sur place, les systèmes modulaires permettent de réduisent la durée des travaux sur chantier de 25% à 50% et sont beaucoup plus faciles à agrandir.

• Tendances futures de la surveillance opérationnelle numérique
  

  De plus en plus de cadres opérationnels numériques associent des capteurs connectés, des données stockées dans le cloud et des analyses de maintenance prédictive. Grâce à des outils adaptés, une installation peut collecter chaque jour des centaines, voire des milliers de données, ce qui améliore considérablement l'efficacité et la précision de la maintenance.

• Développement d'installations de traitement des eaux usées respectueuses de l'environnement et nécessitant peu d'entretien
  

  Le respect de la réglementation environnementale est à l'origine de la création de une infrastructure de traitement des eaux usées durable et nécessitant peu d'entretien. Les futures conceptions des bassins de traitement des eaux usées mettront l'accent sur faibles coûts énergétiques et en matières premières, entretien peu fréquent et durée de vie prolongée des revêtements. Tous les systèmes modernes de traitement des eaux usées intègrent des systèmes de surveillance intelligents et intégrés, une conception modulaire et une protection améliorée contre la corrosion.

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