LAKEWOOD, COLORADO — Consolidated Mutual Water (www.cmwc.net) dessert une vaste zone périurbaine située juste à l’ouest de Denver, qui comprend les villes de Lakewood et de Wheat Ridge ainsi que des zones non constituées en municipalité de l’est du comté de Jefferson, dans le Colorado. Avec environ 325 mi (523 km) de canalisations, l’entreprise alimente en eau une population estimée à 85 000 habitants sur une superficie d’environ 26 sq mi (67 sq km). Environ deux tiers de l’eau distribuée sont achetés auprès du Denver Water Board, le reste étant stocké dans des réservoirs et traité à la station de traitement d’eau de Maple Grove.
Une étape clé du processus de traitement de l’eau consiste à ajouter du charbon actif en poudre (PAC) afin d’adsorber et d’éliminer tout contaminant organique dissous susceptible de provoquer des goûts et des odeurs indésirables. « Nos opérateurs devaient auparavant monter des sacs de 45 lb (20,4 kg) par un escalier et les déverser manuellement dans la trémie de stockage située au-dessus du doseur », explique Chuck Conway, opérateur à la station de traitement de l’eau de Maple Grove. « C’était salissant, potentiellement dangereux et source de poussière. Le problème devenait particulièrement grave pendant les périodes de pointe de consommation, lorsque nous devions parfois ajouter jusqu’à 20 sacs de PAC par jour. »
Pour résoudre ce problème, Consolidated Mutual Water a installé un système automatisé de déchargement de sacs en vrac fourni par Flexicon Corporation, basée à Bethlehem, en Pennsylvanie. « Nous recevons désormais le PAC dans des sacs en vrac de 900 lb (408 kg) que nous déchargeons à l’aide d’un système de déchargement de sacs en vrac ; nos opérateurs n’ont donc plus besoin de les porter. Une étanchéité parfaite entre le sac en vrac et le doseur élimine presque entièrement la poussière », explique M. Conway.
« Notre zone de desserte, la chaîne montagneuse du Front Range au Colorado, se situe dans une zone climatique connue sous le nom de « désert de Sonora supérieur », qui ne reçoit en moyenne que 15 pouces (38 cm) de précipitations sous forme de pluie et de neige par an », explique M. Conway. « Comme les pelouses de pâturin, les jardins et les arbres doivent être arrosés régulièrement, la saison d’irrigation estivale, de mai à septembre, est la période de pointe en matière de consommation d’eau. En effet, la quantité d’eau traitée et consommée entre juin et août équivaut à celle consommée au cours des neuf autres mois de l’année réunis. »
« Pendant les périodes de faible demande, un sac en vrac peut durer plusieurs jours. En période de pointe, cependant, deux ou trois sacs en vrac par jour peuvent être nécessaires. » La quantité de PAC ajoutée varie également en fonction des types d’organismes à l’origine des goûts et odeurs indésirables. Certains ne nécessitent qu’une dose de 4 à 5 mg/l (4 à 5 ppm) pour un contrôle efficace, tandis que d’autres peuvent nécessiter 30 à 40 mg/l (30 à 40 ppm).
Le système automatisé de déchargement des sacs en vrac élimine les goulots d'étranglement
Le charbon actif en poudre étant une poudre fine dont la taille moyenne des particules est de 20 microns et la densité apparente de 21,5 lb/pied cube (34,4 kg/m³), le moindre souffle d’air peut disperser la poussière de charbon partout. En automatisant le processus de déchargement des sacs, Consolidated Mutual Water a non seulement éliminé les problèmes liés à la poussière et à la sécurité des opérateurs, mais a également amélioré son efficacité en libérant les opérateurs pour qu’ils puissent se consacrer à des tâches plus productives.
Les sacs en vrac sont vidés à l’aide d’un déchargeur FlexiconBULK-OUT® modèle BFC, composé d’un châssis rigide muni d’une poutre en I en porte-à-faux, ainsi que d’un palan électrique et d’un chariot. L’opérateur dépose le sac en vrac au sol depuis un transpalette, puis active le palan électrique pour placer le sac sur le châssis du déchargeur. Une fois le sac fixé sur le déchargeur, l’opérateur tire le bec verseur du sac, situé directement au-dessus d’un doseur volumétrique à double vis, à travers une vanne de régulation de débitPOWER-CINCHER® qui serre le bec verseur du sac.
Sous la vanne de régulation de débit se trouve un anneau de serrage manuelSPOUT-LOCK® qui est relevé par un tube télescopiqueTELE-TUBE® afin d’assurer une connexion étanche à la poussière avec le bec du sac. Une fois la connexion sécurisée, l’opérateur défait le cordon de serrage et ouvre la vanne de régulation de débit pour déclencher l’écoulement. Le tube télescopique s’abaisse alors, exerçant une tension vers le bas continue pour maintenir le bec tendu à mesure que le sac se vide et s’allonge. Dans le même temps, les activateurs de sacFLOW-FLEXER® relèvent et abaissent les bords inférieurs du sac, dirigeant le produit vers le bec de sortie et donnant au sac une forme en « V » prononcé afin de favoriser une vidange totale dans le doseur volumétrique. « La vanne de régulation du débit reste ouverte pendant toute la durée de la vidange du sac, sans qu’aucune autre vanne ou commande ne module le débit vers le doseur », explique M. Conway.
« Nous disposons d’une balance en ligne entre le sac et le palan, dotée d’un affichage à distance qui permet à l’opérateur de déterminer la quantité de PAC restante dans le sac afin d’anticiper les changements de sac. À terme, nous prévoyons d’installer une ligne de transmission de signaux dans l’usine afin de pouvoir consulter ces données depuis le centre de contrôle des opérations. »
L’usine de Maple Grove est actuellement conçue pour produire jusqu’à 15 millions de gallons (56,8 millions de litres) par jour, avec une capacité extensible à 18 millions de gallons (68,1 millions de litres) par jour. À un dosage de 30 mg/l, cela nécessite jusqu’à 3 750 lb (1 700 kg) de PAC par jour, tandis qu’un volume plus élevé nécessitera environ 4 500 lb (2 043 kg). « À mesure que la population de notre zone de desserte continue d’augmenter, nous prévoyons à terme jusqu’à cinq sacs en vrac par jour, mais notre système de transfert en vrac sera capable de gérer cela sans difficulté », explique M. Conway.
Le doseur alimente en PAC un réservoir à deux étages, où il est mélangé à de l’eau pour former la boue qui alimente le processus de traitement. « Nous pompons actuellement la boue à un débit de 15 gal (56,8 l) par minute, mais ce débit est en cours d’évaluation et pourrait évoluer », précise M. Conway.
« L’eau traitée est acheminée vers un décanteur où les solides se déposent avant d’être séchés et envoyés en décharge », explique M. Conway. « L’eau clarifiée est filtrée par un système d’ultrafiltration de pointe qui élimine non seulement les particules solides d’un diamètre allant jusqu’à 0,02 micron (0,00000788 pouce), mais aussi les algues, le sable, les argiles, les limons et même les virus et les bactéries tels que les oocystes de Cryptosporidium et les kystes de Giardia. L’eau est enfin désinfectée au chlore et acheminée vers dix réservoirs de stockage dont la capacité varie de 250 000 gallons (946 000 l) à 2,5 millions de gallons (9,5 millions de l), pour un volume total de stockage de 16 millions de gallons (60,56 millions de l), d’où elle est distribuée aux clients. »