Quantum Filtration Medium (Quantum) a effectué une série de visites sur place pour évaluer les options de mise à niveau de la centrale de traitement de l’eau (WTP) qui alimente la centrale de Kuala Langat (KLPP) en Malaisie. L’objectif était de mettre en évidence les options à faible coût avec un faible impact sur la capacité de l’usine, tout en augmentant la performance, l’efficacité, la fiabilité et la capacité du WTP à faire face aux changements saisonniers de charge rencontrés dans l’approvisionnement en eau brute.
ÉTUDE DE CAS : MISE À NIVEAU DE L’USINE DE TRAITEMENT DE L’EAU DE KLPP
KLPP est en activité depuis 1996, à l’aide d’une turbine à gaz à cycle combiné, et l’usine contribue actuellement à hauteur de 675 MW de capacité de production d’électricité au réseau.
La capacité de l’usine à fournir de l’électricité au réseau conformément à son obligation en vertu de l’accord d’achat d’électricité dépend d’un certain nombre de facteurs, y compris un approvisionnement fiable en eau propre aux fins du refroidissement.
En moyenne, KLPP tire 20 000 mètres cubes d’eau traitée pour son fonctionnement quotidien. Pour un fonctionnement optimal et la durée de vie de la plante, l’eau doit être aussi propre que possible avec une faible teneur en substance organique ou inorganique.
Les possibilités d’améliorations considérables du WTP ont été identifiées comme étant les suivantes :
- Clarification de l’eau brute, avant filtration des médias
- Optimisation du programme de dosage des polymères
- Changement des médias dans les filtres à sable rapides en DMI-65®
- Mise à niveau de l’usine de traitement de l’eau pour une qualité optimale à l’aide de supports de filtration DMI-65®
Clarification et optimisation des polymères
Il a été constaté que les niveaux élevés de turbidité et de solides en suspension dans l’eau brute pouvaient être grandement réduits par des éclaircissements avant que l’eau n’entre dans le WTP. Une étape de pré-clarification réduirait considérablement la charge sur l’usine actuelle.
Un système traditionnel de clarification des fibres et de polymères en amont pour gérer 1ML/h n’était pas pratique, car il coûterait bien plus d’un million de dollars américains et occuperait une superficie considérable à installer.
Avec un temps de rétention très faible, ce type de système nécessiterait également une utilisation chimique très élevée. Quantum a toutefois reconnu que les barrages d’eau brute existants pourraient potentiellement être modifiés pour agir en tant que clarifiant.
En raison de l’emplacement du tuyau d’entrée et du tuyau d’équilibre, un mur pourrait être créé pour détourner l’eau entrante autour du lagon afin d’éviter les courts-circuits, ce qui réduirait considérablement le temps de décantation dans le lagon.
Cela réduirait également l’exigence d’enlèvement des boues, car un grand pour cent des solides s’installeraient dans la plus petite zone fortifiée de la lagune.
Une pompe à vide avec des vannes automatiques serait utilisée pour choisir quelle ligne serait pompée périodiquement.
Idéalement, le polymère serait dosé à l’entrée d’eau de la rivière pour permettre le mélange dans la ligne de transfert vers le lagon.
Dans ce cas, comme la prise de la rivière est située à environ 1 km de la plante, le polymère a été ajouté dans le tuyau avant que l’eau brute n’entre dans le lagon pour permettre un mélange maximal lorsque l’eau est entrée dans le lagon. Cela a nécessité une préparation et un dosage supplémentaires de polymère près de l’entrée de la lagune.
Plutôt que de construire un autre système de polymère liquide semblable à l’unité existante au WTP, Quantum a suggéré l’installation d’un système de lotage de polymères en poudre afin de réduire considérablement les coûts des polymères.
Une gamme d’échantillons de polymères ont été fournis lors de la visite du site et des essais en bocal ont été effectués pour voir quel polymère particulier était le plus adapté à cette eau brute.
Une société locale d’approvisionnement en polymères a été en mesure de fournir un produit très similaire sous forme de poudre et à un prix très raisonnable qui conviendrait au système de loting mentionné ci-dessus.
Remplacement du support rapide de filtre à sable
Lors d’une visite sur place, l’un des filtres à sable rapide a été drainé pour inspection. Le sable dans les filtres n’avait jamais été changé, et était très dur et avait besoin de remplacement. Comme le filtre était rempli d’eau, le taux d’infiltration de l’eau entrante était très faible.
La majeure partie de l’eau s’écoulait sur le dessus du sable. L’eau s’est également déversée à travers les fissures dans le sable dur plutôt que de filtrer uniformément à travers. Quantum a proposé de remplacer les médias par des supports de filtration DMI-65®.
Le DMI-65® élimine les niveaux de fer et de manganèse qui peuvent être rencontrés dans la source d’eau brute avec une qualité variable. Le DMI-65® nécessite un faible niveau de chlore libre (0,1 – 0,3 mg/L) pour activer les médias.
Le DMI-65® fournit également le coefficient de filtration parfait, résultant en une excellente filtration mécanique, et en abaissant les solides en suspension et les niveaux de turbidité.
Pendant que les médias subissaient le changement, il a été recommandé que toutes les buses de filtration soient remplacées. L’inspection et les réparations étaient également nécessaires aux filtres en béton, car certaines buses étaient libres et les planchers de filtre ont été endommagés.
L’ajout du DMI-65® et le remplacement des buses de filtration amélioreraient non seulement la qualité de l’eau des filtres à support, mais aussi la quantité d’eau à travers les filtres.
Le WTP peut désormais fonctionner à sa capacité actuelle en utilisant seulement trois des quatre filtres à sable rapide, à condition que les trois filtres « n servi » soient entièrement fonctionnels.
Les travaux suivants ont été effectués sur les quatre filtres multimédias, chaque filtre prenant environ six semaines pour être remis à neuf, mettre en service et remettre en service.
En raison du mauvais état des supports de sable existants et de la difficulté d’accéder aux filtres multimédias, l’ancien support a été supprimé manuellement.
Les murs, le plancher et le tuyau du filtre ont ensuite été nettoyés à haute pression pour enlever les nombreuses couches d’encrassement accumulé dans tout le filtre.
Une fois que les filtres ont été soigneusement nettoyés, les anciennes buses de filtre ont été enlevées. Avec les buses enlevées, plusieurs cycles de remplissage et de déversement de l’eau du filtre ont été répétés dans un effort pour effacer tout sable de la cavité d’écoulement sous le plancher de filtre.
Lorsqu’une accumulation de sable a été détectée (en raison de buses filtrantes soufflant), le tuyau à haute pression a été inséré à travers les ancres de la buse pour briser le sable et permettre le rinçage.
Assurer des performances de filtre supérieures
L’enquête sur les planchers de filtres menée dès le début du processus a mis en évidence un besoin de rénovation et d’entretien préventif. Les réparations du plancher du filtre, où les buses de filtre avaient été soufflées et endommagées, ont nécessité un re-coulis et toutes les ancres de buse remplacées.
Toutes les ancres de buse de filtre ont été tapées dehors pour nettoyer le fil et évaluer l’état du béton environnant. Des boulons BSP d’un demi-pouce ont été vissés dans l’ancre de la buse pour s’assurer qu’ils sont restés propres tout au long des processus de re-groutage et de revêtement de plancher époxy.
Dans les zones où des travaux de réparation ont été nécessaires, les ancres ont été remplacées et les re-coulis effectuées autour de la tige d’ancrage. Une fois le coulis réglé, tout le plancher du filtre était recouvert d’époxy double pour éviter des dommages similaires au filtre à l’avenir.
Lorsque le revêtement époxy était sec, une inspection supplémentaire a été effectuée pour évaluer l’état du plancher du filtre et des réparations avant l’installation des nouvelles buses de filtre.
Au cours de la mise à niveau, toutes les 11 250 buses de filtre ont été remplacées. Les buses de remplacement étaient d’un espacement de fente plus fine pour répondre aux médias plus fins DMI-65®.
Avant d’ajouter le gravier filtre à quartz et le support DMI-65®, un test d’aération a été effectué sur chaque filtre pour assurer la sécurité des buses et vérifier un flux d’air uniforme à travers la zone du filtre.
Une couche de 100 mm de gravier filtre à quartz grossier a été ajoutée aux filtres pour protéger les buses de filtre contre les blocages potentiels dus à des milieux fins. Une couche de 600 mm du DMI-65® a ensuite été ajoutée pour fournir une profondeur de lit de filtration suffisante, permettant un franc-bord de 400 mm pour éviter la perte de milieux pendant le cycle de lavage arrière.
Les filtres ont ensuite été remplis d’eau et dosés de 200 L de chlore liquide (12,5 pour cent) pour activer le support DMI-65®. Cinq ou six cycles de lavage de dos ont été nécessaires pour rincer la solution de chlore jusqu’à ce que l’eau s’évanouissant sur le débordement devienne claire. À la fin du backwash, les nouveaux médias DMI-65® ont pu être vus clairement.
Après le remplacement de l’ancien support de sable par DMI-65®, les résultats de performance ont toujours été excellents. Les résultats attendus des filtres multimédias après la mise à niveau étaient : TSS < 5mg/L et Turbidity < 2 NTU.
La sortie des filtres multimédias a vu une turbidité moyenne en dessous de 1 NTU et un TSS constamment en dessous de 1mg/L. Il n’y a pas eu de lectures supérieures à 2 NTU, avec la turbidité et le TSS généralement indétectables et enregistrés comme zéro.
Atteindre les objectifs du projet en modernisant l’usine de traitement de l’eau
Dans l’ensemble, la mise à niveau vers le WTP a été un succès, en abordant les principaux objectifs de la mise à niveau avec d’excellents résultats.
« La mise à niveau du KLPP WTP a accru l’efficacité et la fiabilité, ainsi que sa capacité à mieux faire face aux changements saisonniers de charge dans l’approvisionnement en eau brute », a déclaré Clive Hawkes, directeur général de Quantum.
« Les niveaux élevés de turbidité et de solides en suspension dans l’eau brute ont été considérablement réduits par clarification avant d’entrer dans l’usine. L’usine existante est fixée en taille et en capacité, de sorte qu’une étape de pré-clarification a considérablement réduit la charge sur le WTP.
« Les effets combinés de la clarification supplémentaire, de l’optimisation des polymères, des nouvelles buses de filtre et de l’ajout de supports de filtre DMI-65®, permettront à l’usine d’atteindre une haute qualité de l’eau toute l’année et permettront d’accroître la capacité en période de charge élevée.
« Le principal résultat de la mise à niveau a été de fournir des options à faible coût, en utilisant l’usine et l’équipement existants pour améliorer la qualité et la quantité d’eau, tout en réduisant les coûts d’entretien et d’exploitation continus.
« Quantum a réussi à réaliser des économies de coûts et à réduire l’entretien tout en améliorant la qualité de l’eau produite par l’usine dans un large éventail de qualités d’eau brute variées. »
Article original de « ise à niveau d’une usine de traitement de l’eau pour assurer une qualité optimale de l’ea » – https://utilitymagazine.com.au/
