CA2605053A1 - Traitement de milieux contamines par des composes organiques hydrophobes et des metaux - Google Patents
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Description
PROJET DE LA DEMANDE
DOMAINE DE L'INVENTION
La présente invention concerne un procédé physico-chimique de décontamination de milieux tels que des sols pollués par des métaux, tels que le plomb et des composés organiques hydrophobes (COH) tels que des hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP). Ce procédé permet, dans une seule étape de lavage, d'enlever une proportion importante (> 70%) des HAP et du plomb, présents dans des sols pollués à la fois par ces deux types de contaminants. D'un point de vue théorique, ce procédé pourrait également être utilisé pour traiter des sols contaminés uniquement par un type de polluant soit, par exemple, uniquement par le plomb ou seulement par les HAP. De plus, le procédé pourrait aussi être en mesure d'éliminer d'autres métaux que le plomb dont, à titre d'exemple, le cadmium, le chrome, le cuivre, le nickel et le zinc. De même, le procédé pourrait également éliminer d'autres types de contaminants organiques hydrophobes (COH), dont les biphényles polychlorés (BPC), les hydrocarbures aromatiques monocycliques (HAM), les composés phénoliques, ainsi que les hydrocarbures pétroliers.
Ainsi, selon un mode de réalisation, l'invention a trait à:
Un procédé de décontamination de milieux tels que des sols pollués à la fois par des métaux tel que le plomb et des composés organiques hydrophobes (COH), des hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes :
a) L'ajout d'eau au sol à décontaminer de manière à former une pulpe ayant une pulpe contenant approximativement 10% (p v') de solides totaux;
b) L'addition d'un acide de manière à abaisser le pH de la pulpe à environ 3.0;
c) L'ajout d'un sel de chlorure de manière à obtenir une saumure ayant une concentration de plus de 0,5 M et, préférentiellement, une concentration voisine de 5,0 M;
d) L'addition d'un surfactant, préférentiellement le CAS (Cocamidopropyl Hydroxysultaine), à une concentration d'environ 0.1 à 2.5% (p v');
e) La réalisation d'étapes consécutives d'agitation et de flottation en cellules avec récupération de la mousse formée concentrée en HAP;
f) La séparation en fin de traitement du sol traité et de la solution de lavage par filtration;
g) La récupération du métal tel que le plomb et des autres métaux contenus dans la solution de lavage;
h) Optionnellement, la réutilisation de la solution de lavage pour d'autres cycles de décontamination de sol, les étapes a) à d) pouvant être exécutées dans un ordre différent.
Définitions :
Dans le contexte de la présente invention, le terme "acide" comprend entre autres un acide organique, inorganique ou usé. "Acide usé" se définit comme étant un acide utilisé dans un procédé industriel mais qui a encore une forte réactivité
après ce premier usage et qui peut être utilisé pour une autre application. Il va sans dire que ces acides sont généralement moins chers. Un exemple est l'acide sulfurique qui est utilisé dans certains procédés pour enlever l'eau (dans le pétrole entre autres) et qui après ce premier procédé contient encore la majorité de son pouvoir acidifiant.
L'acide phosphorique vert (75% H3PO4) vendu par Vopak en Amérique du Nord est un autre exemple d'un acide usé.
Exemple: composition décontaminante A titre d'exemple non-limitatif, le produit commercial pouvant servir pour traiter environ 150 g/L de sol dans une cellule de flottation se compose comme suit:
Un litre de cette solution contient de l'acide pour obtenir une teneur en acide entre 0.02 N et 1 N, du NaCI (ou tout autre sel de chlorure) pour obtenir entre 0,5 et 5,5 M
de chlorure et le CAS (ou tout autre surfactant efficace) est présent à une teneur entre 0,15 et 3,75 g L''.
DOMAINE DE L'INVENTION
La présente invention concerne un procédé physico-chimique de décontamination de milieux tels que des sols pollués par des métaux, tels que le plomb et des composés organiques hydrophobes (COH) tels que des hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP). Ce procédé permet, dans une seule étape de lavage, d'enlever une proportion importante (> 70%) des HAP et du plomb, présents dans des sols pollués à la fois par ces deux types de contaminants. D'un point de vue théorique, ce procédé pourrait également être utilisé pour traiter des sols contaminés uniquement par un type de polluant soit, par exemple, uniquement par le plomb ou seulement par les HAP. De plus, le procédé pourrait aussi être en mesure d'éliminer d'autres métaux que le plomb dont, à titre d'exemple, le cadmium, le chrome, le cuivre, le nickel et le zinc. De même, le procédé pourrait également éliminer d'autres types de contaminants organiques hydrophobes (COH), dont les biphényles polychlorés (BPC), les hydrocarbures aromatiques monocycliques (HAM), les composés phénoliques, ainsi que les hydrocarbures pétroliers.
Ainsi, selon un mode de réalisation, l'invention a trait à:
Un procédé de décontamination de milieux tels que des sols pollués à la fois par des métaux tel que le plomb et des composés organiques hydrophobes (COH), des hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes :
a) L'ajout d'eau au sol à décontaminer de manière à former une pulpe ayant une pulpe contenant approximativement 10% (p v') de solides totaux;
b) L'addition d'un acide de manière à abaisser le pH de la pulpe à environ 3.0;
c) L'ajout d'un sel de chlorure de manière à obtenir une saumure ayant une concentration de plus de 0,5 M et, préférentiellement, une concentration voisine de 5,0 M;
d) L'addition d'un surfactant, préférentiellement le CAS (Cocamidopropyl Hydroxysultaine), à une concentration d'environ 0.1 à 2.5% (p v');
e) La réalisation d'étapes consécutives d'agitation et de flottation en cellules avec récupération de la mousse formée concentrée en HAP;
f) La séparation en fin de traitement du sol traité et de la solution de lavage par filtration;
g) La récupération du métal tel que le plomb et des autres métaux contenus dans la solution de lavage;
h) Optionnellement, la réutilisation de la solution de lavage pour d'autres cycles de décontamination de sol, les étapes a) à d) pouvant être exécutées dans un ordre différent.
Définitions :
Dans le contexte de la présente invention, le terme "acide" comprend entre autres un acide organique, inorganique ou usé. "Acide usé" se définit comme étant un acide utilisé dans un procédé industriel mais qui a encore une forte réactivité
après ce premier usage et qui peut être utilisé pour une autre application. Il va sans dire que ces acides sont généralement moins chers. Un exemple est l'acide sulfurique qui est utilisé dans certains procédés pour enlever l'eau (dans le pétrole entre autres) et qui après ce premier procédé contient encore la majorité de son pouvoir acidifiant.
L'acide phosphorique vert (75% H3PO4) vendu par Vopak en Amérique du Nord est un autre exemple d'un acide usé.
Exemple: composition décontaminante A titre d'exemple non-limitatif, le produit commercial pouvant servir pour traiter environ 150 g/L de sol dans une cellule de flottation se compose comme suit:
Un litre de cette solution contient de l'acide pour obtenir une teneur en acide entre 0.02 N et 1 N, du NaCI (ou tout autre sel de chlorure) pour obtenir entre 0,5 et 5,5 M
de chlorure et le CAS (ou tout autre surfactant efficace) est présent à une teneur entre 0,15 et 3,75 g L''.
Claims (29)
1) Un procédé de décontamination de milieu pollué à la fois par des métaux et des composés organiques hydrophobes tels que des hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes a) L'ajout d'eau au sol à décontaminer de manière à former une pulpe ayant une pulpe contenant approximativement 10% (p v-1) de solides totaux;
b) L'addition d'un acide inorganique, préférentiellement l'acide sulfurique, de manière à abaisser le pH de la pulpe à environ 3 0;
c) L'ajout d'un sel de chlorure, de manière à obtenir une saumure ayant une concentration de plus de 0,5 M et, préférentiellement, une concentration voisine de 5,0 M, d) L'addition d'un surfactant, préférentiellement le CAS (Cocamidopropyl Hydroxysultaine), à une concentration d'environ 0.1 à 0.4% (p v-1), e) La réalisation d'étapes consécutives d'agitation et de flottation en cellules avec récupération de la mousse formée concentrée en HAP;
f) La séparation en fin de traitement du sol traité et de la solution de lavage par filtration;
g) La récupération du métal tel que le plomb et des autres métaux contenus dans la solution de lavage par électrodéposition;
h) Optionnellement, la réutilisation de la solution de lavage pour d'autres cycles de décontamination de sol.
b) L'addition d'un acide inorganique, préférentiellement l'acide sulfurique, de manière à abaisser le pH de la pulpe à environ 3 0;
c) L'ajout d'un sel de chlorure, de manière à obtenir une saumure ayant une concentration de plus de 0,5 M et, préférentiellement, une concentration voisine de 5,0 M, d) L'addition d'un surfactant, préférentiellement le CAS (Cocamidopropyl Hydroxysultaine), à une concentration d'environ 0.1 à 0.4% (p v-1), e) La réalisation d'étapes consécutives d'agitation et de flottation en cellules avec récupération de la mousse formée concentrée en HAP;
f) La séparation en fin de traitement du sol traité et de la solution de lavage par filtration;
g) La récupération du métal tel que le plomb et des autres métaux contenus dans la solution de lavage par électrodéposition;
h) Optionnellement, la réutilisation de la solution de lavage pour d'autres cycles de décontamination de sol.
2) Procédé décrit à la revendication 1, caractérisé en ce que l'addition de l'eau, de l'acide, du sel de chlorure et du surfactant, puissent être effectuées dans un ordre différent.
3) Procédé décrit à la revendication 1, mais précédé d'un lavage du sol à
l'aide d'un surfactant. Le sol est donc mis dans un attriteur, le surfactant et l'eau sont ajoutés et l'attriteur est mis en fonction pour une période de 5 à 30 minutes.
Ce lavage est suivi d'un tamisage (tamis entre 250 microns et 4 mm, préférentiellement 2 mm) pour séparer les matières grossières (refus du tamis) qui sont alors exemptes de HAP et les matières fines qui sont par la suite traitées par le procédé décrit à la revendication 1.
l'aide d'un surfactant. Le sol est donc mis dans un attriteur, le surfactant et l'eau sont ajoutés et l'attriteur est mis en fonction pour une période de 5 à 30 minutes.
Ce lavage est suivi d'un tamisage (tamis entre 250 microns et 4 mm, préférentiellement 2 mm) pour séparer les matières grossières (refus du tamis) qui sont alors exemptes de HAP et les matières fines qui sont par la suite traitées par le procédé décrit à la revendication 1.
4) Procédé décrit aux revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la teneur en solides totaux de la pulpe se situe entre 1 et 25% (p v-1).
5) Procédé décrit aux revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'acide est inorganique (par exemple acide sulfurique, de l'acide chlorhydrique, acide usé, de l'acide nitrique ou de l'acide phosphorique), acide organique (acétique, propionique, butyrique, citrique, malique, etc.), acide usé .
6) Procédé décrit aux revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'addition de l'acide soit ajustée de manière à abaisser le pH de la pulpe entre 1.5 et 5Ø
7) Procédé décrit aux revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la saumure soit préparée avec un sel de chlorure, soit du chlorure de sodium, de potassium, de calcium ou de magnésium.
8) Procédé décrit aux revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la concentration du sel de chlorure se situe entre 0.5 et 6.0 M.
9) Procédé décrit aux revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le surfactant utilisé soit un surfactant non-ionique, cationique, anionique ou amphotérique, ou une combinaison de deux ou plusieurs surfactants.
10) Procédé décrit aux revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la concentration totale de surfactants soit comprise entre 0.05 et 2.5% (p v-1).
11) Procédé décrit aux revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les étapes de flottation soient réalisées dans une cellule de type Denver ou d'autres types de cellules de flottation.
12) Procédé décrit aux revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les étapes de flottation soient réalisées par flottation en colonnes de flottation.
13) Procédé décrit aux revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la séparation du concentré (mousse) de contaminants organiques soit effectuée par d'autres techniques de séparation solide/liquide, tels que la filtration ou la centrifugation.
14) Procédé décrit aux revendications 1 à 12, caractérisé en ce que l'étape d'agitation de la pulpe soit de l'ordre de 5 à 20 min.
15) Procédé décrit aux revendications 1 à 13, caractérisé en ce que l'étape de flottation ou de séparation du concentré de contaminants organiques soit de l'ordre de 1 à 15 min.
16) Procédé décrit aux revendications 1 à 14, caractérisé en ce que l'étape de séparation du sol traité soit réalisée par d'autres techniques de séparation solide/liquide, tels que la centrifugation ou la décantation.
17) Procédé décrit aux revendications 1 à 15, caractérisé en ce que l'étape de récupération des métaux soit réalisée par d'autres techniques de récupération des métaux, tels que par exemple, la précipitation, la séparation membranaire, l'échange d'ions, l'électrocoagulation ou l'adsorption, la cémentation.
18) Procédé décrit aux revendications 1 à 16, caractérisé en ce qu'une partie, ou la totalité, de la solution de lavage soit réutilisée pour d'autres cycles de décontamination de sol.
19) Procédé décrit aux revendications 1 à 17, caractérisé en ce que d'autres contaminants organiques hydrophobes puissent être présents, en même temps ou en remplacement des HAP, et puissent être éliminés durant l'opération du procédé.
20) Procédé décrit aux revendications 1 à 18, caractérisé en ce que d'autres métaux puissent être présents, en même temps ou en remplacement du plomb, et puissent être enlevés durant l'opération du procédé.
21) Procédé décrit aux revendications 1 à 19, caractérisé en ce que d'autres procédés de traitement de sol puissent être appliqués avant ou après le présent procédé de décontamination.
22) Procédé décrit aux revendications 1 à 20, caractérisé en ce que la pulpe de sol soit traitée à température ambiante, ou qu'elle soit chauffée avant ou pendant les étapes de flottation.
23) Une composition comprenant un acide, un sel de chlorure et un surfactant.
24) La composition selon la revendication 23 caractérisée par le fait que l'acide est présent dans une quantité permettant d'obtenir une teneur en acide entre 2N et 1N.
25) La composition selon la revendication 24, caractérisée en ce que le sel de chlorure est présent dans une quantité permettant d'obtenir une concentration entre 0,5 et 5,5 M de sel de chlorure.
26) La composition selon la revendication 25, caractérisée en ce que le sel de chlorure est le NaCl.
27) La composition selon la revendication 25, caractérisée en ce que le surfactant est présent à une teneur entre 0,15 et 3,75 g/L.
28) La composition selon la revendication 27, caractérisée en ce que le surfactant est le CAS.
29) La composition selon la revendication 23, pour la décontamination de milieu pollué à la fois par des métaux et des composés organiques hydrophobes (COH).
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| PCT/CA2008/001766 WO2009043177A1 (fr) | 2007-10-02 | 2008-10-02 | Procédé, décontaminant et kit chimique pour la décontamination de milieux pollués par des métaux et des composés organiques hydrophobes |
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| US12/681,554 US9073106B2 (en) | 2007-10-02 | 2008-10-02 | Process, decontaminant and chemical kit for the decontaminating media polluted with metals and hydrophobic organic compounds |
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| CA 2605053 Abandoned CA2605053A1 (fr) | 2007-10-02 | 2007-10-02 | Traitement de milieux contamines par des composes organiques hydrophobes et des metaux |
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