Automatisation d'un procédé d'épuration des rejets liquides industriels

Pages: 27 (6641 mots) Publié le: 27 février 2013
Introduction


Les rejets liquides de l’industrie sont un vecteur majeur de pollution et de dégradation de la qualité d’eaux et de l’environnement. Les entreprises doivent impérativement traiter leurs effluents avant leur rejet en station d'épuration communale.
C’est dans ce cadre que la société ITEX veut implanter une station d’épuration des eaux usées de l’usine, cette station est à based’un réacteur électrochimique (Airlift) qui a comme rôle le traitement des effluents.
Autant que stagiaires au sein de la société ITEX, nous somme chargés de faire une étude d’automatisation et de protection du réacteur Airlift. Alors notre rapport va être reparti en trois parties cruciales : la première partie s’agit d’une présentation du complexe ITEX, la deuxième sur les conceptionsautomatiques du procédé et le choix du matériel, et on achèvera par le choix du générateur et le protocole de sécurité.

Cahier des charges



L’objet du sujet de notre stage de fin d’étude est :

* L’automatisation d’une installation d’épuration des eaux usées de l’usine :
* Proposition d’un modèle du système
* Automatisation du modèle
*Détermination des choix technologiques

* L’étude de la protection de cette installation.
* Proposition d’une alimentation adaptée au système
* Protocol de sécurité



Automatisation du procédé d’épuration

1.Description du procédé

Le réacteur Airlift (Fig.1) assure l’épuration des rejets industriels par la technique d’Electrocoagulation, ou ilpasse en premier temps par le canal contenant les électrodes (2) et sort ensuite épuré de l’autre canal (1). Les flocs sont récupérés dans la séparateur (3).

Fig.1 : Réacteur Airlift
Légende de la figure :
* 1 : Compartiment de Downcomer.
* 2 : Compartiment de Riser.
* 3 : Séparateur.
* 4 : Compartiment.


1.1. Principe du procédéd’électrocoagulation/électroflottation


Le procédé d’électrocoagulation consiste à produire , in situ, des ions métalliques M2+ (Fe2+, Fe3+, Al3+) par la dissolution électrochimique d’électrodes sous l’effet d’un courant électrique les cations métalliques produits permettent, dans une première étape ,la coagulation et ,dans une deuxième étape ,la floculation des particules polluantes (Fig.2).

Fig.2:Coagulation Floculation

La séparation de la masse aqueuse est réalise par flottation ou par décantation (Fig.2).les électrodes généralement en alliages d’aluminium ou en fer .Ce procède peut être installé seul ou en série avec d’autre procédés dans une chaîne de traitement des eaux.
La figure 3 représente le principe du procédé.



Fig.3: Schéma du principe de l'électrocoagulation

Lesprincipales réactions qui se déroulent avec les électrodes (cas des électrodes en aluminium) sont:
A l’anode, lieu d’oxydation, le métal va passer de l’état solide à l’état ionique selon la réaction:
M Mn+ +ne-
Suivant la nature du métal, on peut avoir l’une ou l’autre des réactions suivantes :
* Anode enaluminium : Al Al3+ + 3e-
* Anode en fer : Fe Fe2+ +2e-
Et la réaction de formation de l’hydrogène :
2Al + 3OH- → Al2O3 + 3/2 H2 + 3 e-
A la cathode, lieu de réduction, le solvant, en l’occurrence l’eau, se réduit suivant la réaction :H2O + e- → 1/2 H2 + OH-
Dans le cas d’une anode en aluminium, le cation métallique formé est Al3+, tandis que l’utilisation d’une électrode en fer conduit à la formation d’ions ferreux Fe2+, qui peuvent s’oxyder en présence d’oxygène dissous ou bien par auto oxydation pour donner les ions ferriques Fe3+.
Les cations...
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