Brevet FR2675395A1 — publié le 19921023

La présente invention a trait au domaine de la désodorisation d'effluents gazeux et plus spécialement d'air vicié, chargé en polluants nocifs et malodorants, qui émanent des installations individuelles les plus diverses. Elle concerne tout spécialement un procédé pour le traitement, par une solution oxydante, d'émanations gazeuses rencontrées dans les stations d'épurations d'eaux et les dispositifs d'assainissement. On sait que, dans les installations d'assainissement et, par exemple, lors des différentes phases de purification des eaux telles que le dégrillage, l'épuration biologique, le traitement des boues...etc, il convient d'aspirer l'air à divers niveaux pour désodoriser le site et assurer la sécurité pour le personnel et ltenvironnement. Parmi les effluents gazeux habituellement présents, il faut noter en particulier des composés azotés tels que l'ammoniac et les amines, mais aussi et surtout les composés soufrés tels que sulfure d'hydrogène, mercaptans, sulfures et polysulfures divers. La technique la plus couramment utilisée pour éliminer ou réduire la teneur de ces émanations consiste à effectuer une absorption en phase liquide dans un contacteur gaz/liquide constitué généralement par une ou plusieurs tours remplies d'un matériau de garnissage (anneaux Raschig, cylindres de matière plastique à coefficient de vide élevé ou matériaux équivalents) dans lesquelles on pulvérise le liquide de lavage, l'air vicié à traiter étant introduit à co-courant ou contre-courant de celui du liquide. Dans le cas, en particulier, de l'absorption des composés soufrés, il convient d'utiliser un liquide de lavage ayant un caractère basique oxydant et l'on utilise avantageusement, à cet effet, des agents aptes à libérer du chlore comme des solutions d'hypochlorite de sodium. Afin d'éviter les disparités entre les besoins en chlore et les variations souvent brutales des émanations gazeuses, comme par exemple les composés soufrés volatils, il est indispensable d'assurer une régulation du fonctionnement des unités qui fournissent l'hypochlorite de sodium comme par exemple les "électrochlorateurs" ou les ensembles cuves d'eau de javel et pompes doseuses. Jusqu'à présent, le paramètre utilisé pour contrôler cette régulation consiste en une mesure du potentiel d'oxydo-réduction de la structure d'absorption. Or, l'utilisation d'une telle mesure présente de très nombreux inconvénients qui seront succinctement signalés ci-après. Tout d'abord, la valeur du potentiel mesurée étant strictement influencée par le pH de la solution, on peut, en particulier, avoir pour une même valeur de potentiel mesurée des teneurs en chlore total tout à fait différentes. On observe, de plus, que le signal du potentiel d'oxydo-réduction est très peu sensible dans les plages de valeurs habituellement utilisées. Ainsi, une variation de quelques millivolts de la valeur de potentiel peut correspondre à une variation de plusieurs centaines de mg/l de concentration en chlore total.On peut se reporter utilement, à cet égard, à la courbe expérimentale représentée sur la figure 1 annexée où l'on peut voir par exemple, dans le cas d'un pH de 11,65, qu'un potentiel de 485 mV correspond à 200 mg/l de chlore total alors que, pour 550 mV la concentration en chlore passe à la valeur considérable de 890 mg/l. La valeur du potentiel n'étant pas directement proportionnelle à la concentration en chlore, on peut observer des chutes de concentration qui ne se traduisent pas par une baisse du potentiel susceptible d'être exploitée au niveau d'une régulation fiable, de type 1,PID" (Proportionnelle Intégrable Dérivée). En pratique, on risque de réagir avec un important temps de retard et de commencer une injection d'hypochlorite alors que le bain est déjà fortement appauvri en chlore, cet appauvrissement risquant alors de sortir des gammes de valeurs nécessaires à une bonne élimination des polluants et de mettre en cause la pérennité du traitement. Ainsi, il s'avère véritablement difficile ou quasiment impossible de maintenir une teneur constante en chlore total dans le liquide de lavage des gaz grâce à une telle mesure du potentiel. L'invention vise à éliminer ces séries d'inconvénients qui posent d'importants problèmes de sécurité et de gaspillage et elle a pour but de proposer une nouvelle méthode de régulation de la concentration en chlore présentant notamment l'avantage de ne pas être sensible aux variations de pH et permettant de réagir instantanément à une arrivée ou une variation importante de polluant soufré dans la tour de lavage. Conformément à la caractéristique essentielle du procédé de l'invention, on régule automatiquement et en permanence la quantité de chlore à introduire dans la tour de lavage tout en mesurant la concentration en chlore de la solution injectée drhypochlorite par un dispositif qui ne nécessite aucune dilution ni ajout de réactif chimique. Les valeurs de consigne à adopter pour satisfaire à la plupart des exigences sont en général comprises entre 50 et 5000 mg/l de chlore dans la solution. L'utilisation, comme paramètre de régulation, d'une mesure du chlore haute concentration permet d'éviter les erreurs causées par toutes dilutions et les complications entrainées par l'addition de réactif, comme par exemple l'injection de soude pour remonter le pH de la solution absorbante. Un tel procédé donne lieu à des erreurs relatives toujours inférieures à 10% et permet une régulation beaucoup plus fine et fiable des unités de fourniture d'hypochlorite de sodium. En particulier, on peut utiliser des régulateurs analogiques de type P.I.D, - contrairement au cas précité de l'art antérieur-, qui permettent de maintenir une certaine valeur ou consigne de concentration en chlore. En pratique, il s'est avéré avantageux d'utiliser, comme dispositif de mesure de la concentration en chlore, un spectrophotomètre optique fonctionnant sur une gamme de longueurs d'ondes comprises entre 200 et 500 nanomètres, le plus souvent entre 280 et 400 nanomètres. Ces deux longueurs d'ondes permettent de prendre en compte les pics correspondant aux deux formes de composés chlorés majoritairement présents, à savoir la forme ClO et la forme HALO. Une telle mesure de concentration en chlore, effectuée directement sur la solution prélevée au bas de la tour d1absorption/oxydation, sans nécessité de dilution, présente également l'avantage de ne pas être sensible aux variations du pH et donc d'écarter tout risque d'interférence à ce niveau. Parmi les autres avantages du procédé, il faut noter que la solution permet de réagir rapidement à une arrivée de polluants soufrés et donc à une consommation de l'hypochlorite présente dans la solution. Par ailleurs, grâce au procédé, on évite toute introduction inutile d'hypochlorite et peut optimiser, de ce fait, la consommation énergétique et le coût d'exploitation de l'installation du traitement. Afin d'illustrer l'intérêt et la grande sensibilité du procédé de mesure selon l'invention en le comparant à la méthode connue des variations de potentiel d'oxydo/réduction, on a représenté sur la figure 2 annexée le cas d'une arrivée d'hydrogène sulfuré sur une tour de désodorisation. La courbe n0 1 illustre les concentrations en H2S, la courbe n0 2 montre les mesures de variation de potentiel (EH en millivolts mV) et la courbe n0 3 illustre les mesures de concentration de chlore selon le procédé de l'invention. Comme on peut le constater, les teneurs en chlore commencent à chuter de manière significative dès la première minute de l'arrivée des polluants H2S alors qu'il faut attendre près de cinq minutes pour enregistrer une baisse sur la valeur du potentiel. On notera en outre que, même au bout de quinze minutes, la chute du potentiel est très faible (10 mV pour une valeur initiale de 865) et très difficile à exploiter en terme de régulation. REVENDICATIONS 1. Procédé pour la désodorisation d'air chargé en éléments polluants, avant rejet dans l'atmosphère, par pulvérisation de solution d'hypochlorite de sodium dans une tour ou colonne de lavage à garnissage où circule l'air à traiter, caractérisé en ce que l'on régule automatiquement et en permanence, la quantité de chlore à introduire dans la tour, tout en mesurant la concentration en chlore par un dispositif qui ne nécessite aucune dilution ni ajout de réactif chimique. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la régulation de chlore est faite entre deux valeurs de consigne qui correspondent à des concentrations minimales et maximales en chlore de 50 mg/l et 5000 mg/l. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le dispositif de mesure de concentration en chlore est constitué par un spectrophotomètre optique fonctionnant sur une gamme de longueurs d'ondes comprise entre 200 et 500 nanomètres. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la mesure de concentration en chlore correspond aux deux formes C1O- et HClO des composés chlorés majoritairement formés dans la solution. 5. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce ques lesdites longueurs d'ondes sont comprises entre 280 et 400 nanomètres. 6. Application du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 aux installations de purification des eaux et aux dispositifs d'assainissement de l'air.