L’efficacité économique des stations d’épuration modernes est fortement influencée par le niveau de consommation énergétique à travers les différentes étapes du processus de traitement des eaux usées. Dans ce contexte, le processus d’aération biologique, très énergivore, doit faire l’objet d’une attention toute particulière : au cours de ce processus, ce sont près de 60 à 80 % des besoins énergétiques totaux qui sont générés. Simultanément, l’aération des bassins d’eaux usées offre un potentiel considérable d’économie d’énergie, qui peut être exploité par les exploitants.
En tant que spécialiste expérimenté dans les technologies de traitement de l’eau et des eaux usées, AERZEN a toujours ouvert la voie vers de nouvelles normes en matière l’efficacité énergétique pour les bassins d’aération. Le concept innovant Performance³ constitue la solution technologique la plus efficace, puissante et flexible pour l’approvisionnement en oxygène guidé par la demande dans les bassins de traitement des eaux usées. L’argument commercial clé de Performance³ est l’adaptation optimisée du refoulement du surpresseur aux fluctuations de charge individuelles et aux différents degrés de contamination. Mais quelle est la technologie qui alimente Performance³? Comment les différentes technologies interagissent-elles au sein du bassin d’aération et comment combiner différentes exigences de puissance et plages de débit volumique de manière techniquement raisonnable ?
Pour faire simple, Performance³ est l’approche consistant à configurer les technologies en fonction des besoins individuels d’une usine afin de concevoir la solution d’aération la plus efficace possible. L’objectif consiste à satisfaire les exigences de charge variables et, compte tenu des technologies disponibles, de toujours fonctionner avec les machine les plus économes en énergie possibles. Pour atteindre cet objectif, trois différentes technologies de surpresseurs conviennent : surpresseurs à pistons rotatifs, compresseurs à vis et turbocompresseurs. Selon la configuration du système, il est possible de faire fonctionner ces technologies pour atteindre une efficacité maximale soit sous forme d’interaction de plusieurs machines ou bien sous forme de solutions individuelles. il est aussi possible d’accroitre les valeurs d’efficacité en utilisant ces éléments avec le système de contrôle global AERsmart, qui assure une répartition optimisée des volumes d’air à chaque groupe.
Quelle que soit votre configuration système, Performance³ vous permet de trouver précisément la solution d'aération qu’il vous faut, idéale tant du point de vue technique qu’économique. Alors qu'il était courant d'installer des surpresseurs d'une même taille, les installations actuelles sont souvent dotées d'un mélange de tailles ou même de technologies différentes. Des économies allant jusqu’à 30 % sont envisageables. Pour comprendre pleinement les avantages considérables de Performance³, il est nécessaire de comprendre comment les technologies d'aération sont appliquées dans les bassins de traitement des eaux usées.
Dans le domaine de l’aération des bassins de traitement des eaux usées, le principal défi est d’absorber les fluctuations constantes des profils de charge, à tout moment. Le besoin en air d'un bassin d'aération est influencé par un certain nombre de facteurs différents. Selon la région, l’heure de la journée et la quantité de précipitations, on va constater une variation des degrés de pollution et de fortes fluctuations dans les courbes de charge. Pendant longtemps, le profil de charge variable dans un réservoir de traitement des eaux usées était piloté par un surpresseur autonome qui couvrait le profil de charge dans son ensemble. Il en résultait qu’en raison du profil de demande variable, le surpresseur ne pouvait que rarement opérer à son point de fonctionnement optimal ; cela s’accompagne naturellement d’une efficacité énergétique limitée et d’une consommation d’énergie superflue. Le choix de la solution d’aération peut nuire à la rentabilité d’une station d’épuration. C’est précisément à ce niveau que Perfomance³ entre en jeu : en générant une interaction entre différentes technologies, différentes tailles et différents points de dimensionnement, nous mettons en œuvre des solutions d'aération individuelles qui offrent jusqu’à 30 % d’économies d’énergie. Dans de nombreux cas de systèmes de traitement des eaux usées, investir dans dans une technologie économe en énergie se rentabilise très vite ; selon l’installation, la période de retour sur investissement n’est que d’approximativement deux ans.
Le bon choix de technologies d'aération selon les courbes de charge individuelles d'une station d’épuration spécifique, impose au préalable une compréhension approfondie des domaines d'application des différentes technologies disponibles.
Nous proposons donc ci-dessous une vue d’ensemble des caractéristiques techniques des trois technologies.
Le surpresseur à pistons rotatifs dispose d'une longue histoire : AERZEN a construit en 1868 le premier surpresseur de ce type en Europe. Depuis, cette technologie a largement fait ses preuves et constitue aujourd’hui l’un des systèmes d'aération les plus prospères de tous les temps. Les modèles comme le Delta Blower d’AERZEN combinent robustesse et fiabilité de fonctionnement, le tout sous la forme d’une structure compacte et d’une construction à maintenance réduite. L’un des principaux avantages des machines à pistons rotatifs réside dans le rendement constant sur la plage de charge partielle. Grâce à sa vaste gamme d'application avec une plage de contrôle de 25 à 100 %, la solution est clairement prédestinée pour répondre aux variations d’exigences des bassins d’aération.
Les turbocompresseurs d’AERZEN impressionnent par leur faible encombrement, leur fonctionnement exempt d’huile, leur faible besoin de maintenance, et leur rendement énergétique supérieur à la moyenne contribue au fait que les turbocompresseurs constituent un élément indispensable dans les solutions d'aération dédiées aux bassins de traitement des eaux usées.
C’est surtout par leur conception supérieure que les turbocompresseurs se démarquent ; ils vous permettent de bénéficier d’un rendement unique qui surpasse celui des surpresseurs à pistons rotatifs conventionnels. Le turbocompresseur peut être utilisé dans une gamme de contrôle entre 40 à 100 %, le rendement affichant une baisse en cas de fonctionnement à charge partielle. L’argument clé du turbocompresseur AERZEN est son palier aérodynamique innovant avec double revêtement téflon-graphite. Cela confère au système une fiabilité maximale même en conditions opérationnelles extrêmes et garantit une durée de vie impressionnante.
Le compresseur à vis innovant d’AERZEN a été conçu en consolidant les avantages de la technologie des surpresseurs et des compresseurs en un seul et même groupe. Le Delta Hybrid impressionne par son rendement élevé sur une plage de contrôle étendue, de 25 à 100 %. Il utilise deux profils de rotor différents, chacun respectivement conçu pour différents niveaux de pression. Le compresseur à vis peut être dimensionné spécifiquement pour satisfaire à des exigences process spécifiques au sein du bassin de traitement des eaux usées et permet de garantir jusqu’à 15 % d’économies d’énergie par rapport aux compresseurs conventionnels.
Trois technologies innovantes et abouties, ne constituent pas forcément une solution d'aération sur mesure. Une mesure et une évaluation précises des données de fonctionnement réelles ainsi qu'un système de contrôle intelligent de niveau supérieur sont nécessaires pour une opération de clarification efficace sur le plan du processus et de l'énergie. C’est le seul moyen de fournir, à tout moment et de manière optimale, le débit volumique requis pour un bassin d’aération, aux technologies utilisées et de déterminer le degré d’efficacité optimal. C’est dans cette optique qu’AERZEN a développé les deux solutions suivantes : AERaudit et AERsmart.
Le fonctionnement fiable et durable du bassin de votre station d’épuration ne peut être garanti que si les volumes nécessaires ont été minutieusement identifiés en phase initiale. C’est la raison pour laquelle nous tenons, avant toute autre démarche, à effectuer des relevés directement sur site de toutes les données pertinentes de votre système d’aération, grâce à une station de mesure mobile. Qu’il s’agisse du débit volumique, de la pression, de la température ou de la puissance, toutes les données opérationnelles sont enregistrées sous forme de courbes de charge.Nos spécialistes attaquent ensuite la phase d’évaluation des données collectées, sur la base de laquelle ils vont développer un concept sur mesure . L’accent est toujours mis sur le rendement du processus : ils ébauchent alors un concept opérationnel qui tient compte des courbes de charge et des besoins réels, concept s’appuyant sur des technologies de surpresseurs pertinentes pour réduire au minimum les besoins énergétiques, chaque technologie affichant une charge opérationnelle optimale. Nous mettons alors à votre disposition un rapport transparent qui va vous permettre de visualiser les principaux résultats relatifs au volume d'air nécessaires. Cela nous permet non seulement de vous montrer la configuration machine idéale, mais aussi de calculer rapidement le potentiel d’économies et la durée de remboursement de la modernisation.
Sans un système de contrôle intelligent, même la meilleure implantation ne pourra atteindre les résultats demandés ; nous utilisons donc le système de contrôle global AERsmart, reconnu pour sa fiabilité à garantir une distribution précise des volumes d’air requis en fonction des caractéristiques du surpresseur. It certainly lives up to its name and ensures that the required air volumes are distributed exactly in accordance with the blower characteristics. By considering the individual efficiencies, it is possible to achieve une efficacité maximale et disposer de surpresseurs fonctionnant systématiquement à leur optimum. Même en cas de fortes et brusques variations de charge au sein du bassin d’aération, le système de contrôle-commande de la machine répartit intelligemment la demande en oxygène dès que possible. Cela signifie que des équipements et installations de fabricants tiers peuvent également être contrôlés avec une seule et même technologie.
Le système d’aération de la station d’épuration de Rheda-Wiedenbrück fonctionnait pendant des années avec un surpresseur à pistons rotatifs obsolète, et il était grand temps de moderniser cette installation. AERZEN a installé un système combiné sur mesure incluant un turbocompresseur et un compresseur à vis Delta Hybrid, qui a d’ores et déjà contribué à 30 % d’économies.. Sur la base de la configuration Performance³, le système de contrôle-commande intégré AERsmart a permis d’optimiser pleinement les atouts du système et de réduire la consommation d’énergie de 8 % supplémentaires. À ce jour, la station d’épuration continue à fournir ses services à une population d’environ 326,000 in habitants dans la région de Rheda-Wiedenbrück, ainsi qu’au plus grand abattoir d’Allemagne. Grâce à la solution Performance³ créée sur mesure, les coûts énergétiques annuels ont été réduits d’environ 40'000 euros.
L’optimisation énergétique des stations d’épuration nécessite non seulement de choisir une technologie adéquate, mais aussi et surtoutl’expertise technique qui va avec. Définir la solution optimale ne peut se faire qu’à condition de mettre en synergie et d’adapter les avantages des technologies de surpresseurs aux spécifications individuelles de chaque client.
C’est pourquoi les spécialistes expérimentés d’AERZEN s’engagent du début à la fin du projet ; du tout premier audit sur site, à l’exécution et à l’évaluation des mesures, au design du concept de l’installation, jusqu’à la mise en œuvre effective des mesures définies.
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