Système d’analyse en ligne par injection de flux pour le traitement de l’eau potable

Le traitement de l’eau est un processus exigeant, en particulier pour l’eau potable en tant que denrée alimentaire. La surveillance de la qualité est donc une priorité absolue pour les fournisseurs d’eau communaux. De nos jours encore, il s’agit souvent d’un travail manuel : Des échantillons sont prélevés sur place au niveau des puits ou des filtres de l’installation de traitement et sont ensuite analysés en laboratoire.

Surveillance entièrement automatisée de modules de filtres individuels.

Les systèmes d’analyse en ligne qui déterminent de manière automatisée des paramètres importants peuvent permettre d’exploiter ici un potentiel d’optimisation. En étroite collaboration avec la compagnie des eaux, Bürkert a développé une solution individuelle adaptée au traitement de l’eau potable de la compagnie des eaux de Vohren.

Le bloc de commutation entièrement automatique permet de surveiller les différents modules de filtration avec une seule unité de mesure. Il est ainsi possible d’obtenir des informations nettement plus détaillées sur le processus de traitement de l’eau pour un coût d’investissement minimal.

Se positionner pour l’avenir : Analyse automatisée de l’eau.

L’usine de production d’eau de Vohren fait partie de la société Wasserversorgung Beckum GmbH, qui, avec ses quelque 40 employés, approvisionne une zone de plus de 1 000 kilomètres carrés dans la circonscription de Warendorf et certaines parties des circonscriptions de Soest et de Gütersloh.

Afin de maintenir un niveau de qualité élevé à l’avenir, les exploitants des usines de production d’eau se sont attelés à la tâche de remplacer les prélèvements d’échantillons manuels et chronophages pour surveiller le traitement de l’eau par un concept d’analyse et de surveillance plus économique et nécessitant peu d’entretien des aérateurs à lit plat et de la filtration rapide.

« Nous avons d’abord comparé les solutions décentralisées et centralisées, c’est-à-dire évalué s’il était plus judicieux d’utiliser des systèmes d’analyse directement sur chacun des six points de mesure de l’usine ou si une station d’analyse centrale pour tous les filtres était plus pratique pour nous », rapporte le gestionnaire de l’eau Matthias Schürhörster.

Il s’agissait de prendre en compte à la fois les aspects techniques et économiques. D’une part, il fallait réaliser une surveillance automatique des points de mesure afin de décharger les collaborateurs et de garantir une qualité élevée à l’avenir également. D’autre part, il fallait également minimiser les coûts d’installation et de maintenance.

Analyse centralisée des paramètres de l’eau.

Finalement, le choix s’est porté sur une solution centralisée pour l’analyse automatique de l’eau. Le système d’analyse en ligne Type 8905 de Bürkert, qui réunit des modules système microfluidiques pour l’analyse en continu des principaux paramètres du traitement de l’eau dans un appareil compact, en constitue la base. Il détermine automatiquement le pH, la turbidité ainsi que la teneur en oxygène et en fer à la sortie des filtres rapides.

Le système modulaire extensible pour l’analyse de l’eau fonctionne avec la technologie de pointe MEMS (microsystèmes électro-mécaniques) et a permis de remplacer et d’étendre les points de mesure existants et de rendre les mesures plus pratiques et plus pérennes. Contrairement aux sondes en verre utilisées auparavant, les micropuces ne doivent pas être remplacées en permanence.

Analyse par injection de flux pour déterminer la teneur en fer

« Même la teneur en fer est désormais déterminée de manière entièrement automatique par une analyse moderne par injection de flux (FIA) », se réjouit Schürhörster. Le module FIA d’analyse de la teneur en fer réunit pour la première fois tous les composants nécessaires, y compris la commande, dans un espace réduit.

Ce qui n’était auparavant possible qu’en laboratoire est désormais réalisé par un petit cube de capteurs compact du système d’analyse en ligne. Sa particularité réside dans la miniaturisation conséquente avec l’utilisation de composants microfluidiques : Lors de l’analyse par injection de flux, le réactif est ajouté à un échantillon d’eau à l’aide d’une pompe. Après l’injection, la zone de mélange microfluidique garantie un mélange homogène et total. Le liquide de mesure homogène passe ensuite dans un photomètre à flux qui mesure l’absorption en fonction du temps. La teneur en fer peut être déterminée par photométrie à partir du signal en forme de pic détecté et est ensuite disponible pour la commande, la surveillance et la documentation du traitement de l’eau.

La microfluidique détermine la teneur en fer : Module FIA miniaturisé pour le système d’analyse en ligne.

Intégration des appareils via EDIP.

La communication est assurée par la plateforme d’appareils EDIP (Efficient Device Integration Platform), qui veille à la mise en réseau intelligente de tous les appareils électroniques Bürkert. Grâce au concept de mesure numérique, tous les paramètres de mesure, les intervalles de commutation et les réglages - par exemple pour l’autodiagnostic - peuvent être affichés et réglés sur un écran tactile de 7 pouces et transmis au système de contrôle de l’usine d’eau via une interface de bus. Toutes les données d’analyse sont donc disponibles à un endroit central. L’encrassement des filtres peut ainsi être détecté et éliminé à temps, avant que le processus de traitement ne soit perturbé.

La commutation de l’eau de mesure et le nettoyage automatique des capteurs.

Pour que chaque filtre rapide puisse être contrôlé séparément, une commutation par vanne des différentes eaux de mesure a été réalisée. L’eau est donc acheminée de chaque filtre vers le système d’analyse, puis commutée entre différentes lignes par une électrovanne.

La commutation automatique a pu être réalisée grâce au logiciel de programmation visuel interne à l’appareil, ce qui a permis d’éviter toute programmation supplémentaire sur le SPS. Afin de minimiser les frais d’entretien, une unité de nettoyage a également été installée, qui maintient l’unité d’analyse propre de manière entièrement automatique et programmée. En effet, selon la qualité de l’eau, les capteurs doivent être régulièrement nettoyés du calcaire, du fer ou des dépôts organiques et, le cas échéant, réétalonnés. Le système de nettoyage automatique MZ20 effectue toutes les « manipulations » précédentes de manière autonome et entièrement automatique.

Le système de nettoyage effectue le nettoyage régulier des cellules de mesure de manière autonome et entièrement automatique.

Système d’analyse de l’eau en ligne

Type 8905

• Analyse en continu de l’eau potable et de l’eau de processus industriel
• Basé sur la technologie modulaire Bürkert à cubes et backplane
• Connexion bus de terrain pour une communication industrielle polyvalente
• Connexion bus de terrain pour une communication industrielle polyvalente, échange de données par passerelle mobile
• Maintenance extrêmement réduite et durée de vie maximale grâce à la technologie MEMS

Système de nettoyage

Type MZ20

• Nettoyage entièrement automatique pour les modules capteurs type MSxx
• Système et modules capteurs protégés des colmatages pour des mesures fiables sur une longue période
• Différentes solutions de nettoyage pour contaminant organique et inorganique
• Procédure de nettoyage librement définissable, adaptée aux applications