Améliorer le contrôle du pH et la conformité des effluents industriels

Les effluents industriels des usines de traitement des surfaces métalliques du Royaume-Uni, comme la Royal Mint, sont soumis à un contrôle sévère en vertu des réglementations pour la prévention et le contrôle de la pollution et de la Water Industry Act de 1991. Le rejet d'eaux résiduaires industrielles sans autorisation constitue une infraction criminelle, et des mesures de contrôle rigoureuses sont en place pour protéger la santé publique, l'environnement et les réseaux d’égout. Les autorisations de rejet visent à éliminer les substances dangereuses, y compris les métaux lourds et les matières acides ou alcalines, des eaux usées.

Défis posés par le système de contrôle du pH existant

L'autorisation de rejet précise différents paramètres, dont des seuils maximaux de volume de rejet quotidien, de charges polluantes en métaux et de demande chimique en oxygène, de même que des plages de pH, de température et de concentration de matières en suspension. Afin de se conformer à ces exigences, la Royal Mint avait habituellement recours à des installations de traitement par précipitation avec dosage d'hydroxyde pour ajuster le pH de ses effluents. Cependant, en raison de la nature des métaux produits, les eaux résiduaires présentes dans les cuves de contrôle du pH de l'usine sont extrêmement visqueuses, ce qui signifiait que les capteurs de pH et les électrodes existants devaient être nettoyés au moins une fois par quart de travail. Comme les capteurs étaient encrassés, les relevés de pH étaient moins fiables, un problème exacerbé par le temps de réponse inadéquat des électrodes. Une intervention manuelle était souvent nécessaire pour assurer la conformité réglementaire, le contrôle du pH étant de piètre qualité.

« Lorsque nous avons cherché à améliorer nos systèmes de pH, nous avons découvert que la plupart des capteurs sur le marché doivent être nettoyés manuellement ou que nous devions nous procurer un système de nettoyage indépendant », explique Graham Hartry, responsable de l'environnement (traitement des flancs) de la Royal Mint.

L'organisation s'est mise en quête d'un système de pH qui l'aiderait à améliorer la qualité de ses effluents afin de mieux se conformer à la réglementation, en plus d'éliminer le besoin de nettoyage et d'entretien quotidien et d'accroître l'efficacité des processus.

Examen et audit des systèmes existants

En collaboration avec des spécialistes indépendants du traitement des effluents, la Royal Mint a procédé à l'examen et à l'audit des systèmes existants de ses installations d'assainissement. C'est dans le cadre de ces derniers que l'équipe a réalisé que les capteurs pH/rH conventionnels en place possédaient un système de référence ouvert, c'est-à-dire que l'élément et l'électrolyte étaient en contact avec le processus, ce qui permettait aux produits chimiques de se diffuser dans la chambre de référence et de modifier le système de référence.

Lorsque la jonction de référence est contaminée, le potentiel se déplace, les produits chimiques attaquent le fil de référence et le capteur ne peut plus fonctionner. Il en résulte non seulement une augmentation des cycles de nettoyage et d'étalonnage, mais aussi une augmentation des défaillances du capteur, ce qui se traduit par une diminution de l'efficacité et une augmentation des coûts.

Modernisation de la solution de contrôle du pH et du rH

Afin de pallier les manques du système de contrôle existant, une nouvelle solution intégrant des technologies de dosage proportionnel de l'hydroxyde, de contrôle de la qualité de l'eau avec mesure du pH et de nettoyage Q-Blast AutoClean de Badger Meter a été déployée.

Le système modernisé utilise des appareils de mesure du pH et du rH Q46P et Q46R de la gamme de solutions BlueEdge. Ces capteurs avancés sont destinés à être utilisés dans les systèmes industriels et municipaux et spécialement conçus pour fonctionner dans des milieux où les appareils conventionnels connaissent souvent des défaillances.

Les capteurs différentiels de pH/rH utilisent un système de référence scellé, avec une deuxième électrode de mesure du pH en verre, pour aider à prévenir la destruction du capteur par des poisons chimiques comme le sulfure, le cyanure, le chlore et le bisulfite. Les électrodes des capteurs peuvent être sélectionnées par l'utilisateur pour assurer la fiabilité des mesures et une durée de vie maximale des appareils. Le type de verre utilisé dans ces électrodes de mesure du pH peut être choisi pour offrir des performances optimales, et l'électrode métallique pour la mesure du rH peut être en platine ou en or, en fonction de la composition chimique de la solution du procédé.

Réduire l'entretien pour optimiser l'efficacité

Les appareils de mesure Q46P et Q46R sélectionnés pour la Royal Mint sont dotés de la fonctionnalité AutoClean, ce qui permet de réduire la fréquence des nettoyages manuels dans un environnement où les niveaux de contamination par les solides sont élevés. Le système projette de l'air à haute pression sur la face du capteur pour déloger les contaminants qui s'y trouvent. Grâce à une minuterie réglable en fonction de la qualité de l'eau, il réduit la fréquence des arrêts de production en suspendant les sorties durant le processus de nettoyage afin de prévenir les relevés erronés et les alertes, ce qui prolonge la durée de vie du capteur, maintient des mesures de pH précises et empêche la formation de croûtes.

Afin de contrôler avec précision les niveaux de pH dans les effluents, le moniteur de pH installé à la Royal Mint a été directement relié à la pompe doseuse numérique, de sorte que le volume d'hydroxyde ajouté est proportionnel au signal émis par l'appareil de mesure du pH.

« L'appareil Q46P AutoClean nous procure une solution autonome aux enjeux de contrôle du pH, ce qui nous permet de réduire les interventions manuelles tout en améliorant notre gestion de la qualité des effluents », ajoute M. Hartry.

Résultats

Depuis l'installation des appareils de mesure Q46P et Q46R, la Royal Mint a constaté une productivité accrue, une réduction des coûts et une meilleure conformité réglementaire. La fonctionnalité AutoClean a permis de réduire de manière importante les besoins en entretien en diminuant la fréquence des nettoyages des capteurs. Par exemple, les capteurs de l'appareil de mesure du pH sont dorénavant nettoyés automatiquement toutes les deux heures, ce qui permet au système de fonctionner sans intervention pendant six mois. Le contrôle du pH s'est amélioré, les interventions manuelles ont diminué, et les remplacements coûteux d'électrodes ont été éliminés, ce qui a permis de maintenir une qualité constante des effluents et de respecter les réglementations en matière de rejets.