FR3106074A1 - Dépollution d’un sol - Google Patents
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Abstract
L’invention décrit un procédé de dépollution d’un sol (100), comprenant les étapes suivantes : - criblage (E1) du sol (100) au moyen d’un crible (1,3) en fonction d’une dimension critique, - cyclonage (E2) des éléments du sol (100) de dimension inférieure à la dimension critique au moyen d’un hydrocyclone (4), de manière à séparer une grave dépolluée (200) d’une boue polluée (300), - floculation (E4) de la boue polluée (300) par injection dans la boue polluée (300) d’un floculent de manière à agglomérer ladite boue polluée (300), - déshydratation (E5) de la boue polluée (300) au moyen d’un tube de déshydratation (7). Figure pour l’abrégé : Fig. 2
Description
DOMAINE DE L'INVENTION
La présente invention concerne le domaine de la dépollution des sols, en particulier du traitement sur site de sols pollués, par exemple pollués par des hydrocarbures.
ETAT DE LA TECHNIQUE
Un sol peut être contaminé par de la pollution, par exemple suite à une activité industrielle, une activité agricole, un stockage de déchets ou de matériaux nocifs, ou un accident provoquant une contamination du sol.
La pollution consiste en la présence dans le sol de molécules polluantes, qui sont des composés chimiques potentiellement toxiques. Par exemple, les composés polluants peuvent être des métaux, des goudrons, des pesticides, ou encore des hydrocarbures, par exemple des hydrocarbures aliphatiques, des hydrocarbures aromatiques, ou des hydrocarbures polycycliques.
Ces composés polluants peuvent se répandre depuis le sol dans l’eau, l’atmosphère, et l’environnement en général, et être toxiques pour l’homme, l’écosystème du site, ou le sol lui-même.
Le sol contaminé contenant les molécules polluantes doit être traité pour être dépollué, de sorte que la concentration en molécules polluantes soit diminuée pour être rendue inférieure à un seuil donné. Le seuil donné dépend de la nature de la molécule polluante, de son impact sur l’environnement, de l’utilisation envisagée pour le sol, de l’environnement à proximité du sol, etc.
Le sol dépollué est rendu conforme aux valeurs de concentration maximale admises pour les molécules polluantes, et/ou réutilisable pour un nouvel usage tel qu’un usage résidentiel, un usage industriel, etc.
Le traitement du sol en vue de sa dépollution peut être réalisé in situ, sur site ou hors site. Différentes méthodes de traitement existent en fonction du type de dépollution à réaliser.
Lors d’un traitement sur site, une excavation du sol à traiter est réalisée. Le sol est ensuite dépollué, soit sur place soit sur un site annexe. Une fois dépollué, le sol peut être évacué en décharge, ou encore réutilisé sur site. Par exemple, le sol peut être réutilisé sur site comme remblais, ou être utilisé comme matériau drainant ou comme enrobage de canalisations.
Un procédé de dépollution de sol est décrit dans le document WO 2013/069852 A1. Le sol contaminé est mélangé avec de l’eau, criblé pour séparer les éléments en fonction de leurs dimensions, et dépollué. Néanmoins, le procédé décrit dans ce document n’optimise pas l’efficacité de la dépollution du sol, ni la déshydratation des boues contaminées afin de les rendre facilement transportables.
Par ailleurs, des techniques de déshydratation des boues existantes nécessitent des équipements de déshydratation spécifiques présents dans un centre de déshydratation. Le transport des boues vers le centre de déshydratation et la déshydratation par les machines dédiées engendre une complexité et des coûts importants.
Un but de l’invention est de proposer un procédé de dépollution d’un sol présentant une efficacité améliorée.
Un autre but de l’invention est de proposer un procédé de dépollution d’un sol économique produisant des boues déshydratées facilement transportables.
Un autre but de l’invention est de proposer un système de dépollution d’un sol permettant une dépollution plus efficace d’un sol pollué.
Selon un premier aspect, l’invention concerne un procédé de dépollution d’un sol comprenant les étapes suivantes:
- criblage du sol au moyen d’un crible, de manière à séparer des éléments du sol présentant une dimension supérieure à une dimension critique et des éléments du sol présentant une dimension inférieure à la dimension critique,
- cyclonage des éléments du sol de dimension inférieure à la dimension critique au moyen d’un hydrocyclone, de manière à séparer une grave dépolluée d’une boue polluée,
- floculation de la boue polluée par injection dans la boue polluée d’un floculent de manière à agglomérer ladite boue polluée,
- déshydratation de la boue polluée au moyen d’un tube de déshydratation.
- criblage du sol au moyen d’un crible, de manière à séparer des éléments du sol présentant une dimension supérieure à une dimension critique et des éléments du sol présentant une dimension inférieure à la dimension critique,
- cyclonage des éléments du sol de dimension inférieure à la dimension critique au moyen d’un hydrocyclone, de manière à séparer une grave dépolluée d’une boue polluée,
- floculation de la boue polluée par injection dans la boue polluée d’un floculent de manière à agglomérer ladite boue polluée,
- déshydratation de la boue polluée au moyen d’un tube de déshydratation.
Certaines caractéristiques préférées mais non limitatives du procédé de dépollution décrit ci-dessus sont les suivantes, prises individuellement ou en combinaison:
- le procédé de dépollution comprend en outre une étape de traitement chimique de la boue polluée par injection dans la boue polluée d’un agent de dépollution de manière à dépolluer ladite boue polluée;
- l’étape de traitement chimique de la boue polluée est effectuée postérieurement à l’étape de cyclonage et antérieurement à l’étape de déshydratation;
- l’étape de traitement chimique de la boue polluée comprend une injection d’un composé chimique propre à assurer une dégradation chimique de la pollution et/ou une injection d’un composé chimique propre à assurer une dégradation biologique de la pollution;
-l’étape de criblage comprend un criblage à sec de manière à séparer des éléments du sol en fonction d’une première dimension critique ;
-l’étape de criblage comprend un criblage sous eau de manière à séparer des éléments du sol en fonction d’une deuxième dimension critique ;
-la deuxième dimension critique est inférieure à la première dimension critique ;
- le procédé de dépollution comprend une étape de recyclage d’une eau polluée provenant de la déshydratation de la boue, l’eau recyclée étant destinée à être utilisée lors de l’étape de cyclonage de sorte à de ce que le procédé de dépollution du sol soit mis en œuvre en cycle fermé.
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Selon un deuxième aspect, l’invention concerne un système de dépollution d’un sol, comprenant:
- un crible, adapté pour séparer des éléments du sol présentant une dimension supérieure à une dimension critique et des éléments du sol présentant une dimension inférieure à la dimension critique,
- un hydrocyclone, adapté pour séparer, parmi les éléments du sol de dimension inférieure à la dimension critique, une grave dépolluée d’une boue polluée,
- un injecteur de floculent, adapté pour injecter dans la boue polluée un floculent de manière à agglomérer ladite boue polluée,
- un tube de déshydratation, adapté pour déshydrater la boue polluée.
- un crible, adapté pour séparer des éléments du sol présentant une dimension supérieure à une dimension critique et des éléments du sol présentant une dimension inférieure à la dimension critique,
- un hydrocyclone, adapté pour séparer, parmi les éléments du sol de dimension inférieure à la dimension critique, une grave dépolluée d’une boue polluée,
- un injecteur de floculent, adapté pour injecter dans la boue polluée un floculent de manière à agglomérer ladite boue polluée,
- un tube de déshydratation, adapté pour déshydrater la boue polluée.
Certaines caractéristiques préférées mais non limitatives du système de dépollution décrit ci-dessus sont les suivantes, prises individuellement ou en combinaison:
- le système de dépollution d’un sol comprend en outre un injecteur d’agent de dépollution, adapté pour injecter dans la boue polluée un agent de dépollution de manière à assurer une dégradation de la pollution;
- l’agent de dépollution est un composé chimique propre à assurer une dégradation chimique de la pollution et/ou un composé chimique propre à assurer une dégradation biologique de la pollution;
- le système de dépollution comprend un premier crible adapté pour séparer des éléments du sol en fonction d’une première dimension critique par un criblage à sec, et un deuxième crible adapté pour séparer des éléments du sol en fonction d’une deuxième dimension critique par un criblage sous eau;
- la deuxième dimension critique est inférieure à la première dimension critique;
- le système de dépollution comprend en outre un système de recyclage d’une eau polluée, adapté pour recycler une eau polluée provenant de la déshydratation de la boue polluée de sorte à réutiliser l’eau recyclée dans l’étape de cyclonage.
DESCRIPTION DES FIGURES
D’autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, donnée à titre d’exemple non limitatif, qui sera illustrée par les figures suivantes :
DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION
Un exemple non limitatif de procédé de dépollution d’un sol 100 est illustré en figure 1. Le procédé de dépollution est réalisé au moyen d’un dispositif de dépollution d’un sol 100, illustré à titre d’exemple non limitatif en figures 2 et 3.
Le procédé de dépollution d’un sol 100 comprend les étapes suivantes:
- criblage E1 du sol 100 au moyen d’un crible 1,3, de manière à séparer des éléments du sol 101, 102 présentant une dimension supérieure à une dimension critique et des éléments du sol présentant une dimension inférieure à la dimension critique,
- cyclonage E2 des éléments de dimension inférieure à la dimension critique au moyen d’un hydrocyclone 4, de manière à séparer une grave dépolluée 200 d’une boue polluée 300,
- floculation E4 de la boue polluée 300 par injection dans la boue polluée 300 d’un floculent de manière à agglomérer ladite boue polluée 300,
- déshydratation E5 de la boue polluée 300 au moyen d’un tube de déshydratation 7.
- criblage E1 du sol 100 au moyen d’un crible 1,3, de manière à séparer des éléments du sol 101, 102 présentant une dimension supérieure à une dimension critique et des éléments du sol présentant une dimension inférieure à la dimension critique,
- cyclonage E2 des éléments de dimension inférieure à la dimension critique au moyen d’un hydrocyclone 4, de manière à séparer une grave dépolluée 200 d’une boue polluée 300,
- floculation E4 de la boue polluée 300 par injection dans la boue polluée 300 d’un floculent de manière à agglomérer ladite boue polluée 300,
- déshydratation E5 de la boue polluée 300 au moyen d’un tube de déshydratation 7.
Le sol pollué 100 peut consister en tout type de sol, par exemple un sol fin ou un sol sableux. Le sol pollué 100 peut présenter une partie fine de granulométrie inférieure à 80 micromètres modérée.
Un sol pollué 100 contient des molécules polluantes, qui sont des composés chimiques potentiellement toxiques. Ces molécules polluantes peuvent être de toute nature envisageable, par exemple des métaux, des goudrons, des pesticides, des hydrocarbures, tels que des hydrocarbures aliphatiques, des hydrocarbures aromatiques, ou des hydrocarbures polycycliques. Une molécule polluante peut être collée à une particule de sol, par exemple à une particule de sol de taille inférieure à 80 micromètres.
Le procédé décrit ci-dessus permet de produire une grave dépolluée 200.
La grave 200 peut consister en un mélange de sable et de gravillons. Le sable contient des particules ayant une dimension la plus grande inférieure à 4 mm, et les gravillons contient des particules ayant une dimension la plus grande inférieure à 90 mm. La dimension des éléments de la grave dépolluée 200 est inférieure à 90 mm, de préférence inférieure à 20 mm, de préférence inférieure à 4 mm, et est de préférence supérieure à 80 micromètres. La grave 200 peut comprendre toute proportion de sable et de gravillons, en particulier peut comprendre majoritairement, voire uniquement, du sable.
La grave 200 est dépolluée, c’est-à-dire qu’elle présente une concentration de molécules polluantes inférieure à un seuil donné. En effet, la grave 200 composée du sable et le cas échéant des gravillons est de nature cristalline et formée d’éléments présentant une taille supérieure aux particules fines de sol auxquelles les molécules polluantes sont en général collées. La grave 200 est donc globalement propre au sortir du procédé.
Le seuil donné de molécules polluantes est défini en fonction des seuils de concentration maximale admis pour les molécules polluantes, en fonction de l’utilisation future envisagée de la grave 200, tel qu’un usage résidentiel, un usage industriel, etc., de la toxicité de la molécules polluantes, etc. La grave dépolluée 200 est conforme aux seuils, et peut être réutilisée pour l’utilisation future envisagée.
La boue polluée 300 consiste en un mélange d’éléments de sol et d’eau. La boue polluée 300 présente une concentration élevée de molécules polluantes qui sont confinées dans ses éléments. La concentration en particules fines chargées en molécules polluantes dans la boue polluée 300 peut être comprise entre 5 et 100 g/L, de préférence entre 20 et 40 g/L.
Le procédé peut permettre de rendre conforme et réutilisable le sol traité dans une proportion supérieure à 50%, de préférence d’environ 80%. La grave 200, ou le cas échéant le sable, constitue donc la masse la plus importante du sol dépollué. Ainsi, pour 100 tonnes de matériau pollué entrant dans le système de dépollution et soumis au procédé de dépollution, environ 80 tonnes de grave dépolluée 200 conforme et réutilisable et 20 tonnes de boues polluées 300 à évacuer peuvent être générées.
La déshydratation E5 sur tube de déshydratation 7 est une technique efficace, économique et robuste, permettant d’obtenir à coût faible une boue déshydratée 400 facilement pelletable, transportable et acceptable dans une décharge. La déshydratation est effectuée directement sur le chantier, sans nécessiter de transport préalable de la boue polluée 300, ce qui diminue la complexité du procédé et les coûts associés.
Excavation du sol pollué 100
Le procédé de dépollution du sol 100 peut comprendre une étape préalable d’excavation E0 du sol pollué 100.
Le procédé de dépollution du sol 100 peut être mis en œuvre directement sur le site où le sol 100 est excavé, le traitement étant effectué sur site. En variante, le traitement peut être effectué hors site, c’est-à-dire sur un site de traitement dédié. Dans ce cas, le procédé comprend une étape de transport du sol excavé pollué 100 vers le site de traitement dédié.
Etape de criblage E1
L’étape de criblage E1 consiste à séparer des éléments 101, 102 du sol pollué 100 présentant une dimension supérieure à une dimension critique et des éléments du sol pollué 100 présentant une dimension inférieure à la dimension critique. L’étape de criblage E1 est mise en œuvre au moyen d’un crible 1, 3.
Le sol pollué 100 est criblé. Les gros éléments 101, 102, de dimension supérieure à la dimension critique, sont mis de côté et ne passent pas par les étapes ultérieures du procédé. Ainsi, le risque d’endommagement par les gros éléments du système de dépollution utilisé pour les étapes ultérieures du procédé de dépollution est diminué. Par ailleurs, le rendement de la dépollution est augmenté du fait de l’harmonisation des dimensions des éléments à dépolluer.
La dimension critique peut correspondre à une plus petite dimension de l’élément, à toute autre dimension de l’élément envisageable, ou à une combinaison de plusieurs dimensions. La dimension critique peut présenter toute valeur adaptée pour permettre une séparation entre des éléments de grande dimension susceptibles d’endommager le système de dépollution, et des éléments de plus petite dimension sans danger pour le système de dépollution.
Dans un premier exemple de réalisation, la dimension critique est supérieure à 10 mm, par exemple d’environ 50 mm. Ainsi, les très gros éléments, tels que les blocs de béton, les roches, les grosses pierres, les métaux de grandes dimensions, les déchets de grandes dimensions, sont séparés des éléments plus petits, tels que les graviers, les gravillons, le sable ou les particules fines. Les très gros éléments sont ainsi évacués afin de protéger les machines du système de dépollution.
Dans un deuxième exemple de réalisation, la dimension critique est comprise entre 1 mm et 10 mm, par exemple d’environ 4 mm. Ainsi, les graviers, gravillons et autres éléments 101, 102 de dimension supérieure à la dimension critique, sont séparés du sable, des gravillons et des particules fines de dimension inférieure à la dimension critique. Les éléments de dimension supérieure à la dimension critique sont propres, c’est-à-dire que leur concentration en polluants est suffisamment faible.
L’étape de criblage E1 peut comprendre un criblage à sec E11, également appelée scalpage, de manière à séparer des éléments du sol 100 en fonction d’une première dimension critique.
Le criblage à sec E11 permet d’éliminer des éléments du sol pollué 101 présentant une dimension supérieure à une première dimension critique. La première dimension critique peut correspondre à une dimension critique selon le premier exemple de réalisation, par exemple d’environ 50 mm, ou à toute dimension envisageable.
L’étape de criblage à sec E11 est réalisée au moyen d’un premier crible 1, ou scalpeur. Le premier crible 1 est adapté pour séparer des éléments du sol 100 en fonction d’une première dimension critique par un criblage à sec.
En variante ou en outre, l’étape de criblage E1 peut comprendre un criblage sous eau E16, de manière à séparer des éléments du sol 100 en fonction d’une deuxième dimension critique.
Le criblage sous eau E16 permet d’éliminer des éléments du sol pollué 102 présentant une dimension supérieure à une deuxième dimension critique, ainsi qu’à laver les éléments du sol pollué 100, de sorte à améliorer la qualité de la dépollution. La deuxième dimension critique peut correspondre à une dimension critique selon le deuxième exemple de réalisation, par exemple d’environ 4 mm, ou à toute dimension envisageable.
L’étape de criblage sous eau E16 est réalisée au moyen d’un deuxième crible 3 adapté pour séparer des éléments du sol 100 en fonction d’une deuxième dimension critique par un criblage sous eau, et d’une rampe d’aspersion, également appelée rampe d’arrosage.
La rampe d’aspersion est adaptée pour asperger de l’eau de lavage 500 sur les éléments à séparer. La rampe d’aspersion peut s’étendre longitudinalement sur une partie ou sur toute la longueur du deuxième crible 3, transversalement au deuxième crible 3, ou selon toute disposition envisageable. Une ou plusieurs rampes d’aspersion peuvent être mises en place, de sorte à optimiser le lavage et la séparation des éléments.
Dans le cas où le criblage comprend une étape de criblage sous eau E16, et en fonction des caractéristiques du sol pollué 100, le criblage peut en outre comprendre une étape préalable de pulpage E15.
L’étape de pulpage E15 consiste à transformer le sol pollué 100, le cas échéant après son criblage à sec, en boue liquide pulpée destinée à être criblée sous eau lors de l’étape E16. Le pulpage E15 réalise un premier contact entre le sol à dépolluer 100 et l’eau de lavage 500. L’étape de pulpage E15 est mise en œuvre au moyen d’un malaxeur 2, et d’eau de lavage 500.
L’étape de criblage E1 peut comprendre uniquement un criblage à sec E11, uniquement un criblage sous eau E16, ou à la fois un criblage à sec E11 et un criblage sous eau E16. Le criblage à sec E11 peut être réalisé avant le criblage sous eau E16, la deuxième dimension critique étant inférieure à la première dimension critique.
Un procédé comprenant à la fois une étape de criblage à sec E11 et une étape de criblage sous eau E16 permet de séparer des éléments du sol pollué 100 en fonction de leur dimension avec une plus grande robustesse, et une meilleure fiabilité. Le risque de dégradation du matériel dû à des éléments de dimension trop importante est encore limité, et le rendement de la dépollution est encore amélioré du fait de l’harmonisation des dimensions des éléments à dépolluer.
Etape de cyclonage E2
L’étape de cyclonage E2 consiste à séparer une grave dépolluée 200 d’une boue polluée 300, c’est-à-dire à réaliser la coupure granulométrique. Ainsi, la grave 200 est lavée et les molécules polluantes se retrouve majoritairement dans la boue 300, plus particulièrement collées aux particules fines de la boue 300.
L’étape de cyclonage E2 peut être réalisée au moyen d’un hydrocyclone 4 adapté pour séparer, parmi les éléments du sol 100 de dimension inférieure à la dimension critique, une grave dépolluée 200 d’une boue polluée 300. Le cyclonage E2 peut être réalisé au moyen d’un ou de plusieurs hydrocyclones 4, par exemple au moyen d’un ou plusieurs doubles hydrocyclones 4. L’hydrocyclone 4 se présente sous la forme d’une enceinte tronconique adaptée pour permettre une séparation des boues 300 contenant les particules fines polluées et de la grave dépolluée 200 au moyen de la force centrifuge.
Le sol pollué 100, le cas échéant après criblage, est injecté dans l’hydrocyclone 4. L’étape de cyclonage E2 est un cyclonage sous eau 500, comprenant un essorage pour récupérer les fractions sableuses. Lors du cyclonage E2, les éléments de dimension inférieure à la dimension critique s’entrechoquent les uns avec les autres, et le phénomène d’attrition permet d’aboutir d’une part à une grave dépolluée 200, c’est-à-dire débarrassée des particules fines qui contiennent la majorité des polluants, et d’autre part à une boue polluée 300.
La grave dépolluée 200 présente une concentration faible en polluants, de sorte à pouvoir être réutilisée sur site. La grave dépolluée 200 comprend de préférence des éléments de dimension comprise entre 80 micromètres et 4 mm. La boue polluée 300 comprend de préférence des éléments de dimension inférieure à 80 micromètres.
Le ratio eau/sol appliqué lors du cyclonage E2 peut être compris entre 1 et 15, de préférence entre 5 et 7. Ainsi, la quantité d’eau 500 injectée lors de l’étape de cyclonage E2 est supérieure à la quantité de sol 100 injecté, de sorte à optimiser le lavage du sol 100, en particulier de la grave dépolluée 200.
La boue polluée 300 peut être stockée en sortie de l’hydrocyclone 4 dans une cuve à boues 41.
Etape de traitement chimique E3 de la boue polluée 300
Le procédé de dépollution peut comprendre une étape de traitement chimique E3 dela boue polluée 300 par injection dans la boue polluée 300 d’un agent de dépollution de manière à dépolluer ladite boue polluée 300.
L’étape de traitement chimique E3 de la boue polluée 300 est réalisée au moyen d’un injecteur d’agent de dépollution 6 adapté pour injecter dans la boue polluée 300 un agent de dépollution de manière à dépolluer la boue polluée 300, par exemple en assurant une dégradation de la pollution. Les molécules polluantes toxiques peuvent être dégradées en molécules moins toxiques. La boue traitée peut alors être évacuée dans une décharge moins chère, ou encore réutilisée sur certains sites.
La nature de l’agent de dépollution ainsi que la quantité de l’agent de dépollution injecté, la durée de l’injection, etc., peuvent être adaptées en fonction de la nature des molécules polluantes contenues dans la boue 300, de la quantité ou de la nature de boue 300, de la concentration finale en molécules polluantes souhaitée, ou de tout autre paramètre.
L’étape de traitement chimique E3 peut être réalisée postérieurement à l’étape de cyclonage E2 et antérieurement à l’étape de déshydratation E5. L’étape de traitement chimique E3 peut en particulier être mise en œuvre avant l’étape de floculation E4. Ainsi, l’étape de traitement chimique E3 est réalisée au moment où la boue polluée 300 contenant les particules fines à forte concentration en composés polluants est en mélange intime avec l’eau 500. Ainsi, la mise en contact des particules fines avec l’agent chimique de dépollution est particulièrement efficace, notamment plus efficace que lors d’un traitement in situ.
Le procédé peut comprendre en outre une étape de préparation de l’agent de dépollution E31 préalablement à son injection E33 dans la boue polluée 300.
Le procédé peut comprendre en outre une étape de stockage de l’agent de dépollution E32 postérieurement à sa préparation E31 et préalablement à son injection E33 dans la boue polluée 300, dans un réservoir d’agent de dépollution 61.
L’étape de traitement chimique E3 de la boue polluée 300 peut comprendre une injection d’un composé chimique propre à assurer une dégradation chimique de la pollution et/ou une injection d’un composé chimique propre à assurer une dégradation biologique de la pollution. En particulier, l’étape de traitement chimique E3 de la boue polluée 300 peut comprendre une injection de bisulfite de sodium et/ou une injection de persulfate de sodium.
Dans un premier mode de réalisation, l’agent de dépollution est un composé chimique propre à assurer une dégradation chimique de la pollution. En particulier, l’agent de dépollution peut être du bisulfite de sodium.
Un agent propre à assurer une dégradation chimique directe de la pollution peut être un oxydant ou un réducteur fort activé ou non.
Dans le cas où les composés polluants sont des métaux toxiques, l’agent de dépollution peut être un réducteur fort, adapté pour assurer la réduction des métaux. Par exemple, lorsqu’un sol est pollué par du chrome hexavalent, l’agent de dépollution peut être du bisulfite de sodium.
L’étape de traitement chimique E3 peut comprendre une étape d’ajout d’acide sulfurique dans la boue 300, de sorte à réduire le PH de la boue 300 en vue d’effectuer la réduction du chrome hexavalent en milieu acide. L’acide sulfurique peut être injecté dans la boue 300 jusqu’à obtenir un PH de boue 300 inférieur à 5, de préférence d’environ 2. Un PH acide favorise la réduction du chrome hexavalent en chrome trivalent, en favorisant la stabilisation du chrome trivalent.
La quantité de bisulfite de sodium injecté peut être choisie de manière à obtenir une boue liquide dont le potentiel redox est inférieur au potentiel du couple chrome hexavalent / chrome trivalent.
L’étape de traitement chimique E3 peut comprendre en outre une étape d’ajout de soude ultérieure à l’injection du bisulfite de sodium, de sorte à obtenir un PH de boue déshydratée 400 sensiblement neutre.
Dans un deuxième mode de réalisation compatible du premier mode de réalisation, l’agent de dépollution est un composé chimique propre à assurer une dégradation biologique de la pollution. En particulier, l’agent de dépollution peut être du persulfate de sodium. L’agent de dépollution permet une libération lente d’oxygène pour activer une dégradation bactérienne. L’agent de dépollution se comporte comme un accepteur d’électrons pour la respiration bactérienne.
Un agent propre à assurer une dégradation biologique de la pollution peut être un agent oxydant non toxique, par exemple du persulfate de sodium à libération lente. Dans le cas où les composés polluants sont des hydrocarbures, qui sont des composés biodégradables, l’agent de dépollution peut doper la consommation des hydrocarbures par voie biologique.
L’étape de traitement chimique E3 peut alors en outre comprendre une étape d’injection de bactéries adaptées pour dégrader la pollution. L’injection de bactéries peut être réalisée antérieurement, simultanément ou postérieurement à l’injection de l’agent de dépollution.
Etape de floculation E4
L’étape de floculation E4 consiste à injecter, au moyen d’un injecteur de floculent 5, un floculent propre à agglomérer les particules fines de boue polluée 300. En effet, les particules fines de boue polluée 300 comprennent la concentration la plus élevée en molécules polluantes. La floculation E4 permet de former des flocs, correspondant à des agglomérations de ces particules fines, qui peuvent être filtrés plus facilement que les particules fines non agglomérées.
L’étape de floculation E4 peut être mise en œuvre postérieurement au cyclonage E2 et antérieurement à l’étape de déshydratation E5, le cas échéant postérieurement à l’étape de traitement chimique E3.
La nature du floculent ainsi que la quantité de floculent injecté peuvent être déterminées en fonction de la nature des molécules polluantes contenues dans la boue 300, de la quantité de boue 300, de la durée de l’injection, ou de tout paramètre envisageable.
Le floculent peut être un polymère synthétique. La quantité de floculent à injecter peut être comprise entre 0,01 et 0,1% de la masse de matière à traiter, de préférence entre 0,02 et 0,05% de la masse de matière à traiter, de sorte à optimiser le rendement de la floculation E4.
L’injecteur de floculent 5 peut être une pompe à vis aspirant le floculent à injecter depuis un réservoir de floculent 51. La pompe à vis permet de ne pas casser la molécule de floculent, ce qui améliore l’efficacité du floculent.
Le floculent peut être injecté dans la cuve à boues 41 contenant les boues polluées 300 en sortie de l’hydrocyclone 4, ou dans un flux de boues, par exemple en sortie de la cuve à boues 41.
Le procédé peut comprendre en outre une étape de préparation du floculent E41 préalablement à son injection E43 dans la boue polluée 300. Le floculent peut être préparé sur place.
Le procédé peut comprendre en outre une étape de stockage du floculent E42 postérieurement à sa préparation et préalablement à son injection dans la boue polluée 300, dans un réservoir de floculent 51.
Etape de déshydratation E5
L’étape de déshydratation E5 de la boue polluée 300 permet d’aboutir à une boue déshydratée 400 facilement pelletable et transportable.
La boue déshydratée 400, qui constitue un déchet du procédé de traitement de sols pollués 100, peut donc être facilement transportée sers un site dépendant de son traitement ultérieure.
La déshydratation E5 est adaptée pour obtenir une densité de boue déshydratée 400 supérieure à 1, de préférence d’environ 1,4. Une telle densité optimise la facilité de pelletage et de transport de la boue déshydratée 400. Une boue déshydratée 400 obtenue par déshydratation sur tube de déshydratation 7 est ainsi qu’illustré à titre d’exemple non limitatif en figure 4.
La déshydratation E5 de la boue polluée 300, est réalisée au moyen d’un ou de plusieurs tubes de déshydratation 7 adaptés pour déshydrater la boue, le cas échéant après son traitement chimique E3, ainsi qu’illustré à titre d’exemple non limitatif en figure 3. La déshydratation E5 sur tube de déshydratation 7 est une technique efficace, économique et robuste.
Le tube de déshydratation 7, ou sac de déshydratation, peut être un sac tissé en matière plastique. Une maille du tube de déshydratation 7 présente un passant de dimension adapté pour retenir la boue tout en laissant passer l’eau 500. Le passant peut être compris entre 1 mm et 5mm, de préférence d’environ 0,3 mm. Le tube de déshydratation 7 présente une longueur comprise entre 1 mètre et 100 mètres, par exemple une longueur de 10 mètres, de 30 mètres, ou encore de 60 mètres.
Le procédé comprend une étape d’injection de la boue 300 agglomérée après floculation E4, dans le tube de déshydratation 7. La boue 300 peut être injectée dans le tube de déshydratation 7 gravitairement, ou par pompage.
La boue 300 injectée dans le tube de déshydratation 7 forme un lit filtrant. Le tube de déshydratation 7 retient la boue 300, en particulier les flocs de particules fines agglomérées et concentrées en molécules polluantes, tandis que l’eau 500 contenue dans la boue 300 s’échappe par les mailles du tube de déshydratation 7. La durée de l’étape de déshydratation E5, les dimensions des mailles du tube de déshydratation 7, etc., peuvent être adaptées en fonction de la densité de la boue déshydratée 400 à obtenir.
Transport de la boue déshydratée 400
Le procédé peut comprendre une étape ultérieure de transport de la boue déshydratée 400. La boue déshydratée 400 est pelletée par une pelleteuse, chargée par exemple sur un camion de transport, et transportée jusqu’àun centre de stockage ou de traitement.
Validation de l’efficacité de la dépollution
Le procédé peut comprendre en outre une étape de validation de l’efficacité de la dépollution. L’étape de validation consiste en une analyse de la concentration en au moins un type de molécule polluante, des éléments éliminés après criblage et/ou de la grave dépolluée 200 et/ou de la boue déshydratée 400. La conformité des sols lavés du point de vue de leur pollution est alors validée.
Le procédé peut comprendre en outre une étape de choix de la destination de la grave 200 et/ou de la boue déshydratée 400 en fonction du résultat de l’étape d’analyse.
Etape de recyclage de l’eau E6
Le procédé peut comprendre une étape de recyclage E6 d’une eau polluée 500 provenant de la déshydratation E5 de la boue 300, au moyen d’un système de recyclage d’une eau polluée 500. L’eau recyclée 500 est destinée à être réutilisée dans le procédé de dépollution du sol 100, en particulier lors de l’étape de cyclonage E2, et le cas échéant lors du pulpage E15 et du criblage sous eau E16.
Le procédé de dépollution du sol 100 peut être mis en œuvre en circuit fermé, c’est-à-dire sans rejet d’eau, la totalité de l’eau 500 utilisée étant recyclée. En variante, une partie seulement de l’eau peut être recyclée.
Le procédé de recyclage de l’eau E6 peut comprendre une étape de récupération de l’eau 500 issue de la déshydratation E5 de la boue 300, c’est-à-dire de l’eau 500 s’échappant à travers les mailles du tube de déshydratation 7, au moyen d’un dispositif de récupération de l’eau 500.
Le procédé de recyclage de l’eau E6 peut comprendre une étape de filtration de l’eau 500 récupérée, au moyen d’un filtre 82 tel qu’un filtre à charbon actif et/ou un déshuileur.
Le procédé de recyclage de l’eau E6 peut comprendre une étape de stockage de l’eau 500 filtrée dans une cuve à eau recyclée 81 adaptée pour stocker l’eau recyclée 500. L’eau recyclée 500 est stockée en vue de sa réutilisation dans les différentes étapes du procédé de dépollution.
Le procédé de recyclage de l’eau E6 peut comprendre une étape d’amenée de l’eau recyclée 500 depuis la cuve à eau recyclée 81 jusqu’à l’hydrocyclone 4 et le cas échéant jusqu’au malaxeur 2 et/ou jusqu’à la rampe d’aspersion du deuxième crible 3 au moyen d’un système d’amenée de l’eau recyclée 500.
Par exemple, l’eau de lavage 500 utilisée lors du criblage sous eau E16 peut être amenée par le biais d’une colonne d’alimentation en eau 500 depuis la cuve à eau recyclée 81 jusqu’à la rampe d’aspersion.
Le procédé de recyclage de l’eau E6 peut comprendre en outre une étape de validation du traitement de l’eau 500 par des moyens d’analyse de sorte à valider sa réutilisation dans le procédé de dépollution.
Les étapes de criblage E1, de cyclonage E2, de floculation E4, le cas échéant de traitement chimique E3, et de déshydratation E5, peuvent être réalisées successivement dans cet ordre, ou suivant tout ordre envisageable. En particulier, l’étape de traitement chimique E3 peut être réalisée avant, pendant ou après la floculation E4.
D’autres modes de réalisation peuvent être envisagés et une personne du métier peut facilement modifier les modes ou exemples de réalisation exposés ci-dessus ou en envisager d’autres tout en restant dans la portée de l’invention.
Claims (11)
- Procédé de dépollution d’un sol (100), comprenant les étapes suivantes :
- criblage (E1) du sol (100) au moyen d’un crible (1,3), de manière à séparer des éléments (101, 102) du sol (100) présentant une dimension supérieure à une dimension critique et des éléments du sol (100) présentant une dimension inférieure à la dimension critique,
- cyclonage (E2) des éléments du sol (100) de dimension inférieure à la dimension critique au moyen d’un hydrocyclone (4), de manière à séparer une grave dépolluée (200) d’une boue polluée (300),
- floculation (E4) de la boue polluée (300) par injection dans la boue polluée (300) d’un floculent de manière à agglomérer ladite boue polluée (300),
- déshydratation (E5) de la boue polluée (300) au moyen d’un tube de déshydratation (7). - Procédé de dépollution d’un sol (100) selon la revendication 1, comprenant en outre une étape de traitement chimique (E3) de la boue polluée (300) par injection dans la boue polluée (300) d’un agent de dépollution de manière à dépolluer ladite boue polluée (300).
- Procédé de dépollution d’un sol (100) selon la revendication 2, dans lequel l’étape de traitement chimique (E3) de la boue polluée (300) est effectuée postérieurement à l’étape de cyclonage (E2) et antérieurement à l’étape de déshydratation (E5), et dans lequel l’étape de traitement chimique (E3) de la boue polluée (300) comprend une injection d’un composé chimique propre à assurer une dégradation chimique de la pollution et/ou une injection d’un composé chimique propre à assurer une dégradation biologique de la pollution.
- Procédé de dépollution d’un sol (100) selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel l’étape de criblage (E1) comprend un criblage à sec (E11) de manière à séparer des éléments du sol (100) en fonction d’une première dimension critique.
- Procédé de dépollution d’un sol (100) selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel l’étape de criblage (E1) comprend un criblage sous eau (E16) de manière à séparer des éléments du sol (100) en fonction d’une deuxième dimension critique.
- Procédé de dépollution d’un sol (100) selon la revendication 4 prise en combinaison avec la revendication 5, dans lequel la deuxième dimension critique est inférieure à la première dimension critique.
- Procédé de dépollution d’un sol (100) selon l’une des revendications 1 à 6, comprenant en outre une étape de recyclage (E6) d’une eau polluée (500) provenant de la déshydratation (E5) de la boue polluée (300), l’eau recyclée (500) étant destinée à être utilisée lors de l’étape de cyclonage (E2) de sorte à de ce que le procédé de dépollution du sol (100) soit mis en œuvre en cycle fermé.
- Système de dépollution d’un sol (100), comprenant:
- un crible (1, 3), adapté pour séparer des éléments (101, 102) du sol (100) présentant une dimension supérieure à une dimension critique et des éléments du sol (100) présentant une dimension inférieure à la dimension critique,
- un hydrocyclone (4), adapté pour séparer, parmi les éléments du sol (100) de dimension inférieure à la dimension critique, une grave dépolluée (200) d’une boue polluée (300),
- un injecteur de floculent (5), adapté pour injecter dans la boue polluée (300) un floculent de manière à agglomérer ladite boue polluée (300),
- un tube de déshydratation (7), adapté pour déshydrater la boue polluée (300). - Système de dépollution d’un sol (100) selon la revendication 8, comprenant en outre un injecteur d’agent de dépollution (6), adapté pour injecter dans la boue polluée (300) un agent de dépollution de manière à assurer une dégradation de la pollution, dans lequel l’agent de dépollution est un composé chimique propre à assurer une dégradation chimique de la pollution et/ou un composé chimique propre à assurer une dégradation biologique de la pollution.
- Système de dépollution d’un sol (100) selon l’une des revendications 8 ou 9, comprenant un premier crible (1) adapté pour séparer des éléments du sol (100) en fonction d’une première dimension critique par un criblage à sec, et un deuxième crible (3) adapté pour séparer des éléments du sol (100) en fonction d’une deuxième dimension critique par un criblage sous eau, la deuxième dimension critique étant inférieure à la première dimension critique.
- Système de dépollution d’un sol (100) selon l’une des revendications 8 à 10, comprenant en outre un système de recyclage d’une eau polluée (500), adapté pour recycler une eau polluée (500) provenant de la déshydratation (E5) de la boue polluée (300) de sorte à réutiliser l’eau recyclée (500) dans l’étape de cyclonage (E2).
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| FR2000236A Active FR3106074B1 (fr) | 2020-01-10 | 2020-01-10 | Dépollution d’un sol |
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| FR (1) | FR3106074B1 (fr) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2790979A1 (fr) * | 1999-03-19 | 2000-09-22 | Manuel Roussel | Procede et installation pour le traitement des vases |
| JP2004298750A (ja) * | 2003-03-31 | 2004-10-28 | Toyo Constr Co Ltd | 汚染土壌を浄化する浄化装置とその浄化方法 |
| WO2009132464A1 (fr) * | 2008-05-02 | 2009-11-05 | Northex Environnement Inc | Methode pour retirer des sols les contaminants inorganiques par une technique d'extraction physico- chimique |
| JP2012081387A (ja) * | 2010-10-07 | 2012-04-26 | Shimizu Corp | シアン汚染土壌の洗浄方法 |
| WO2013069852A1 (fr) | 2011-11-10 | 2013-05-16 | Hyundai Engineering & Construction Co., Ltd. | Système et procédé de remédiation d'un sol à grain fin hautement contaminé à l'aide de multiples micro-hydrocyclones |
-
2020
- 2020-01-10 FR FR2000236A patent/FR3106074B1/fr active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2790979A1 (fr) * | 1999-03-19 | 2000-09-22 | Manuel Roussel | Procede et installation pour le traitement des vases |
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| WO2013069852A1 (fr) | 2011-11-10 | 2013-05-16 | Hyundai Engineering & Construction Co., Ltd. | Système et procédé de remédiation d'un sol à grain fin hautement contaminé à l'aide de multiples micro-hydrocyclones |
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| FR3106074B1 (fr) | 2022-01-07 |
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