Brevet FR2632540A1 — publié le 19891215

PROCEDE DE DECONTAMINATION DE~MATERIAUX RENFERMANT DES RESIDUS DE POLYCHLOROBIPHENYLES ET DISPOSITIF DE DECONTAMINATION La présente invention concerne un procédé de décontamination de matériaux renfermant des résidus de polychlorobiphényles ainsi que le dispositif pour sa mise en oeuvre Les polychlorobiphenyles (PCB) ont été utilisés dans des domaines industriels aussi variés que les liants ou plastifiants, les huiles, les vernis, les peintures, les encres, les papiers d'emballage etc... Leurs propriétés ininflammables, associées à une grande stabilité et à un coefficient d'isolation élevé leur ont également permis de conquérir le marche des appareils électriques. L'Askarel, produit fabriqué par l'homme et constitué de 60 % de PCB et de 40 A-de Trichlorobenzene, a été produit industriellement à partir de 1930 aux Etats Unis. Ce liquide s'est en partie substitué à l'huile minérale comme diélectrique des transformateurs à partir de 1950 par ses propriétés diélectriques et sa remarquable résistance au feu. Les défauts de l'Askarel sont apparus en 1966 lorsque l'analyste Suédois JENSEN en a découvert dans les tissus d'un aigle, de saumons et de brochets. Ce produit remonte la chaine alimentaire et se fixe dans les tissus et organes humains. Il faut savoir que le tiers des 1 200 000 tonnes d?Askarel fabriquées dans le monde, soit 400 000 tonnes, a déjà été répandu inconsciement par l'homme dans la nature et que ce produit qui se dégrade très lentement restera très longtemps là où il a été répandu. On a également détecté, après des incendies de postes élec-. triques équipés de transformateur à l'Askarel, des produits de toxicité plus ou moins grande : des furannes et des dioxines, en 1977 à TORONTO (Canada), en 1981 à BINGHAMPTON (USA) et en 1985 à REIMS (FRANCE). Ces défauts ont fait prendre conscience à certains pays, USA, CANADA, pays de la Communauté Economique Européenne qui ont décidé de ne plus augmenter le nombre d'appareils à 1'Askarel, de recenser ceux existants, et de les suivre jusqu'à la fin de leur duré de vie. En admettant meme que ces précautions soient respectées, les risques de "pollution froide", quand le produit sévit à l'état naturel en cas de déversement accidentel, n'en sont pas supprimés pour autant. La contamination accidt'nte ] #r dc matériaux comme les terres, sables, revêtements de chaussée, béton, tout venant, etc... Pst un phénomène inattendu et préoccupant à cause de sa grande extension. Ce genre de contamination est provoquée par des accidents ou incidents lors du transport de. transformateurs à l'Askarel, lors de leur vidange, en cas de fuite d'un transformateur en service non équipé d'une cuvette de rétention, ou en cas de rejet dans l'environnement par un personnel mal informé. Il faut préciser que les matériaux pollués par des PCB, doivent être détruits par incinération dans des fours spéciaux agrées et que ce coût de destruction est très élevé. A partir du moment où ces matériaux seraient décontaminés, ils pourraient être évacués en milieu naturel ou en décharge contra- lee. Le PCB enlevé et/ou les autres polluants devant être détruits par incinération, mais il ne s'agit alors que de faibles quantités. La présente invention s'est donnée pour but de proposer un nouveau procédé de décontamination de matériaux renfermant des résidus de polychlorobiphényles, qui assure une évacuation possible des matériaux traités soit en milieu naturel, soit en décharge contrôlée. L'invention s'est également donnée pour but de proposer un procédé permettant de réaliser, de façon économique, une action de décontamination rapide pour atteindre un seuil de décontamination inférieur à 100 parties par million, et ceci de manière simple, sans qu'il soit nécessaire de recourir à des équipements coûteux et sophistiqués. Un autre but de l'invention est de proposer un procédé pouvant Autre utilisé "in situ" avec une unité mobile ou en atelier fixe et pouvant s'appliquer à tous types de matériaux et à tous types de polluants. Tous ces buts et d'autres qui ressortiront bien de.la description qui va suivre, sont atteints par le procédé de décontamination de matériaux renfermant des résidus de polychlorobiphényles à l'aide d'un solvant des polychlorobiphènyles qui est caractérisé en ce que l'on soumet les matériaux à traiter, après mélange avec le solvant, à un malaxage afin de solubiliser les polychlorobiphényles avec formation d'un complexe. Le solvant est choisi pnrnii s solvaiits hydrocarbonés aromatiques issus de la distillation du pétrole entre 160 et 190 OC. Selon une autre caractéristique de la présente invention, la séparation des matériaux pollués initiallement et des polluants est assurée par un rinçage des matériaux avec une solution de lavage constituée en volume de 90 % d'eau et de 10 % de paraffine. Selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention, la solution de lavage est réutilisée pour la séparation des matériaux pollués initialement et des polychlorobiphènyles après élimination des polychlorobiphènyles, présents en surface de la solution de rinçage sous forme complexe, par piègeage,sur du tissu absorbant. La présente invention sera mieux comprise et ses avantages ressortiront bien de-la description qui suit, -en référence au dessin schématique annexé dans lequel - Figure 1 est un schéma de principe du procédé selon 7'in- vention. - Figure 2 et Figure 3 représentent un mode de réalisation préférentiel de l'installation prévue pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. Le procédé selon l'invention va maintenant être décrit en détail en référence à la figure 1 dans laquelle les matériaux à traiter sont désignés par 1. Les matériaux pollués 1 sont dirigés vers une alimentation sélective 2 par la ligne 3. Cette alimentation sélective est une préparation du terrain pollué, en fonction de son aspect physique, tenant compte également de la nature des polluants ainsi que des matériaux divers résultant d'une pollution accidentelle, avec criblage des matériaux, broyage du refus et recyclage. Les matériaux ainsi obtenus, d'une granulométrie inférieure au centimètre sont dirigés par la ligne 4 vers le traitement primaire 5. Le traitement primaire 5 consiste, après mélange des matériaux avec le solvant 6, alimenté par la ligne 7, à malaxer ce mélange avec un temps de contact suffisant (de l'ordre de cinq minutes) afin de solubiliser les PCB avec formation d'un complexe. Ce mélange Matériaux + Solvant - PCB désigné par 8 est dirigé par la ligne 9 vers le traitement secondaire 10. Le traitement secondaire 10 consiste à séparer la phase solide, constituée par les matériaux exempts de PCB, et la phase liquide, constituée par les PCB solubilisés sous forme complexe par le solvant. Cette extraction est obtenue par rinçage avec la solution de lavage 11, alimentée par la ligne 12. Les matériaux exempts de PCB désignés par 13, ainsi extraits sont, soit évacués en milieu naturel ou en décharge contrôlé par la ligne 14, soit recyclés par la ligne 15 en tête de traitement si le seuil de décontamination n'est pas suffisant. La phase liquide désignée par 16 est dirigée par la ligne 17 vers le traitement tertiaire 18. Le traitement tertiaire 18 consiste à éliminer les polluants PCB ou autres, de la solution de lavage afin de pouvoir recycler celle-ci par la ligne 19 pour le traitement secondaire. La concentration des PCB désignée par 20 est obtenue par piégeage des PCB présents en surface de la solution de lavage avant recyclage pour le traitement secondaire sur des tissus absorbants, puis par simple essorage de ces tissus absorbants. Les PCB ainsi concentrés sont dirigés par la ligne 21 vers un traitement ultime 22, qui peut être une destruction-thermique à 1 200 OC de la molécule de PCB, mais il ne s'agit alors que de faibles quantités. Une solution simple et efficace pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, consiste à effectuer le traitement primaire et le traitement secondaire dans une bétonière, le mélange des matériaux avec le solvant et leur rinçage avec la solution de lavage ayant lieu dans la bétonière par malaxage. Mais il s'agit là d'un traitement discontinu, par gachée. L'installation représentant un mode de réalisation préférentiel et permettant la mise en oeuvre du procédé d'extraction selon l'invention, va maintenant être décrite en détail en référence à la figure 2 et à la figure 3. Cette installation permet un traitement continu, in situ avec une unité mobile ou en atelier fixe, de matériaux pollués par des polychlorobiphényles. Les matériaux pollués désignés par 1 issus de l'alimentation sélective non représentée ici, sont introduits en continu dans une trémie 23 à l'aide d'un tapis convoyeur représenté par la ligne 4. Le solvant 6 est également ajouts rn continu dans cette trémie 23 par la ligne 7. Le traitement primaire est fait dans une vis d'archimède 24 avec une inclinaison de 30 degrés, afin de permettre un mélange plus intime entre les matériaux pollués et le solvant. L'inclinaison dé la vis 24 et la longueur de cette vis 24 (environ cinq mètres), combinées avec une vitesse de rotation lente de cette vis 24, permettent un temps de contact des matériaux pollués avec ] e solvant de -l'ordre de cinq minutes. Le traitement secondaire consiste en une séparation des matériaux pollués initialement et des#polluants solubilisés par le solvant, par un rinçage à contre-courant avec la solution de lavage ll dans un tambour malaxeur 25 légèrement incliné de quelques degrés, muni d'une vis hélîcoidale 26. L'alimentation du mélange Matériaux + Solvant-PCB est faite par la vis 24 d'un côté du tambour malaxeur 25 et l'alimentation de la solution de lavage 11 de l'autre côté du tambour malaxeur 25 par la ligne 12, afin de permettre un-rinçage continu, a contre-courant.L'inclinaison légère du tambour malaxeur 25, combinée avec un sens de rotation de la vis hêlicoidale 26, permet de récupérer d'un.câté les matériaux traités dans un bac de décantation 27 et de l'autre côté le mélange Solution de lavage + Solvant-PCB, par l'intermédiaire d'une goulotte 28 dans un bac compartimenté 29 L'extraction des matériaux traités du bassin de décantation 27 est faite sur un plan incliné, par une chaîne à raclettes 30 pour permettre un égouttage suffisant des matériaux traités. La solution# de lavage est traitée avant d'etre recyclée en tete du traitement secondaire dans le bac compartimenté 29 de la figure 3. Le mélange Solution de lavage + Solvant-PCB désigné par 16 issu du traitement secondaire est récupéré d'un côté du bac compar timenté 29 par la ligne 17. Les PCB, présents en surface sous forme de complexe, sont piégés par des tissus absorbants 31 disposés au dessus des séparations 32 des différents compartiments, la solution de lavage passant elle d'un compartiment à l'autre par l'intermédiaire de petits trous 33 percés en bas des séparations 32. La phase liquide libérée des polluants, récupérée dans le dernier compartiment, est recyclée en tête du traitement secondaire par la ligne 19. Une autre application de la présente invention est la décontamination de sites (bâtiments industriels ou administratifs, caves, locaux de transformateurs, etc....) constitués de matériaux poreux comme le béton (dalle en béton par exemple), pollués par des PCB, à partir d'une solution constituée en volume de 25 % du solvant et de 75 % de la solution de lavage avec une mise en application par un automate pulvérisant sous pression cette solution avec aspiration simultanée afin d'éviter une contamination en profondeur des matériaux poreux par les PCB solubilisés dans la solution. Ce procédé permet une décontamination rapide et efficace de locaux constitués de matériaux poreux comme le béton lorsque la contamination est peu profonde, c'est à dire avec intervention rapide après l'accident ou l'incident. Dans le cas où la contamination est profonde le procédé consiste à décaisser par couches successives de 1 à 5 centimètres, jusqu'à ce que la pollution devienne surfacique et facilement décontaminable par cette solution, les matériaux extraits étant eux décontaminés par le procédé décrit dans la figure l. REVENDICATIONS 1 - Procédé de décontamination de matéria#ux renfermant des résidus de polychlorobiphényles à 1 'aide d'un solvant des polychlorobiphényles caractérisé-en ce que l'on soumet les matériaux à traiter, après mélange avec le solvant, à un malaxage afin de solubiliser les polychlorobiphényl es avec formation d'un complexe et, à une extraction des polluants par un rinçage des matériaux avec une solution de lavage, utilisée en circuit fermé et épurée avant d'être recyclée pour l'extraction. 2 - Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que le solvant est choisi parmi les solvants hydrocarbonés aromatiques is#sus de la distillation du pétrole entre 160 et 190 OC. 3 - Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que la solution de lavage est constituée d'un mélange dteau et de paraffine. 4 - Procédé selon la revendication 3 caractérisé en ce que ce mélange est constitué en volume de go % d'eau et de 10 % de paraffine. 5 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce qu'un mélange du solvant et de la solution de lavage est utilisé pour la décontamination de sites (bâtiments industriels1 administratifs. caves, locaux de transformateurs,...) constitués de matériaux poreux comme le béton, pollués par des ,polycnlorobiphényles, par pulvérisation de cette solution sous pression avec aspiration simultanée. 6 - Procédé selon la revendication 5 caractérisé en ce que ce mélange est constitué en volume de 25 % du solvant et de 75 % de la solution de lavage. 7 - Dispositif de décontamination de matériaux renfermant des résidus de polychlorobîphényles caractérisé en ce qu'il est essentiellement constitué d'une vis d'archimède (24) permettant un malaxage des matériaux après melange avec le solvant et alimentant en continu un tambour (25) muni d'une vis hélicoïdale (26) permettant l'extraction des polluants par un rinçage continu à contre courant avec la solution de lavage qui est épurée dans un bac compartimenté (29) avant d'être recyclée. 8 - Dispositif selon la revendication 7 caractérisé en ce que l'inclinaison de l'ordre de 30 degrés de la vis (24) et la longueur de cette vis (24) de l'ordre de cinq mètres, combinées avec une vitesse de rotation lente de cette vis (24), permettent un temps de contact des matériaux pollués avec le solvant de l'ordre de cinq minutes. 9 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 7 et 8 caractérisé en ce que l'inclinaison légère de quelques degrés du tambour (25) et le sens de rotation de la vis hélicoïdale (26), permettent de récupérer d'un côté les matériaux traités dans un bac de déeantation (27) et de l'autre côté ] a solution de lavage chargée en PCB dans un bac compartimenté (29). 10 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 7 à 9 caractérisé en ce que le traitement de la solution de lavage est fait dans le bac compartimenté (29), par piégeage des PCB, présents en surface, sur des tissus absorbants (31) disposés au dessus des séparations (32) des différents compartiments du bac (29).