Brevet FR2760665A1 — publié le 19980918

PROCEDE ET INSTALLATION DE TRAITEMENT ET DE DEPOLLUTION DU SOL L'invention se rattache au secteur technique du traitement des sols pollués de toute nature, matériaux, et de leur dépollution pour remise en état. Le traitement des sols pollués par tous matériaux ou produits chimiques est bien connu. Ces installations utilisées sont très lourdes à mettre en place et coûteuses, de sorte que leur utilisation n'est effectuée que pour des zones ou espaces importants, permettant de rentabiliser le coût des opérations de dépollution. Les installations connues sont complexes par le fait qu'elles répondent à un objectif de retraitement total des sols, même si certaines boues sont particulièrement coûteuses à régénérer. Les installations connues sont à poste fixe, de sorte que leur enlèvement par démontage-montage successifs n'est pas envisagé. Un premier but recherché était de concevoir une installation de traitement et de dépollution qui soit de montage et démontage aisé, transportable dans toutes conditions de sécurité et d'agrément, eu égard aux exigences du Code de la Route. Un autre but recherché était de concevoir une installation qui permette un traitement satisfaisant pour dépolluer au moins 70 à 80 % des sols, le reste étant traité dans d'autres conditions. Un autre but recherché était de concevoir une installation qui puisse être transportable et déplaçable permettant le montage-démontage successifs, permettant ainsi de travailler en dépollution sur des sites de petites superficies résolvant la plus grande partie des besoins et à moindre coût. Un autre but recherché était de concevoir une installation de dépollution autonome. Ces buts et d'autres encore ressortiront bien de la suite de la description. Selon une première caractéristique, le procédé de traitement et de dépollution du sol se caractérise par la mise en oeuvre des opérations suivantes - le sol sélectionné est prédécoupé en zones quadrillées qui font l'objet de mesures et analyses chimiques de pollution; - on assemble par lots les masses de terres polluées en fonction de leur degré et caractéristiques de pollution; - on traite lot par lot successivement en adaptant les caractéristiques des fluides participant à la dépollution aux caractéristiques des lots traités - on introduit dans l'installation de traitement des matières polluées, des masses successives de matières qui sont combinées à une ou des projections et distributions de fluides permettant la fragmentation des matières; - on procède à plusieurs opérations de lavage et de fragmentation permettant de sélectionner des granulométries successives de particules ou morceaux de matériaux pollués traités, afin d'assurer un traitement complet d'une partie de la masse initiale de matériaux pollués à une granulométrie spécifique, les autres morceaux ou parties de matériaux étant soit évacués pour d'autres opérations de recyclage en vue d'obtenir un complément de fragmentation, soit se présentant sous forme de boues en vue d'un autre traitement; - les particules sélectionnées à une granulométrie donnée étant ensuite évacuées, séchées pour être reconditionnées non polluées sur le site traité. Selon une première caractéristique, l'installation comprend une structure porteuse agencée pour recevoir, maintenir différents composants et matériels nécessaires au procédé, disposés en ordre successif pour une alimentation en continu des matériaux pollués à traiter en combinaison avec des moyens de distribution de fluide de lavage, des moyens de fragmentation, des moyens de filtration, pour sélectionner, répartir les morceaux de matériaux en fonction de leur indice de granulométrie, des moyens d'évacuation pour les masses de matériaux non sélectionnées, lesdits matériaux pollués d'une granulométrie déterminée étant évacués dans un bac de trempage et de décantation pour une ultime sélection en vue de séparer les matériaux pollués très fins sous forme de boues, des matériaux de faible granulométrie en vue de leur séchage et évacuation pour être reposés in situ sur le site initialement pollué. Selon une autre caractéristique l'installation est remarquable en ce qu'elle comprend des modules transportables sur remorque, chaque module recevant une partie des composants de matériels permettant le traitement des matériaux, au moins deux desdits modules étant établis avec une plate-forme support des composant et matériels, lesdites plates-formes comprenant des moyens permettant leur levage et manutention pour les positionner soit sur les remorques en vue du déplacement de l'installation, soit pour les mettre ini situ près du site de dépollution. Pour fixer l'objet de l'invention illustrée aux figures des dessins: - La figure 1 est une vue à caractère schématique d'une superficie de terrain à dépolluer, quadrillée en lots pour l'exécution de mesure de pollution; - La figure 2 est une vue à caractère schématique illustrant la formation de lots en volume de terre enlevée du site à dépolluer; - La figure 3 est une vue à caractère schématique illustrant l'installation selon l'invention; - La figure 4 est une vue de dessus selon la figure 3; - La figure 5 est une vue de côté selon la figure 3 - La figure 6 est une vue sous forme d'un tableau synoptique illustrant les différentes phases de fonctionnement de l'installation; - Les figures 7a, 7b et 7c sont des vues à caractère schématique illustrant le transport des différents modules sur remorque (1), les modules constituant l'installation. Afin de rendre plus concret l'objet de l'invention, on le décrit maintenant d'une manière non limitative illustrée aux figures des dessins. Il y a lieu tout d'abord de rappeler que le procédé de traitement de sol pollué s'effectue comme suit en se référant à la figure 1 des dessins. Le sol sélectionné est prédécoupé en zones quadrillées qui font l'objet d'une analyse par mesure à l'aide de moyens de prélèvement. On définit ainsi à partir des analyses chimiques effectuées, des zones avec des caractéristiques de pollution variables, permettant d'établir et de regrouper des tas ou lots de masses de terres polluées (figure 2). Ces groupements en lots ayant été effectués, ils sont ensuite traités par l'installation objet de l'invention après avoir informé celle-ci de toutes les caractéristiques chimiques de la pollution constatée sur les lots traités. La dite installation est selon l'invention établie sur la base de modules transportables (A,B,C...) et pouvant être ensuite accouplés et agencés en vue de la mise en oeuvre complète du procédé. Les différents modules sont ainsi réalisés pour pouvoir être positionnés sur des remorques de camions comme représenté aux figures 7a, 7b, 7c. Au moins deux des modules principaux (A,B) sont établis avec une plateforme (Al,B1) agencée avec des zones d'ancrage et de portage pour être déplacés par des moyens de manutention et de levage appropriés en vue d'être positionnée ou déplacés de la remorque support. Le premier module (A) est agencé pour recevoir, supporter et maintenir les composants nécessaires à la sélection des produits pollués, sélection faite par granulométrie tandis que le module B est agencé pour recevoir un bac avec bain de trempage et roue de distribution. On va décrire maintenant les différents composants de l'installation et des modules s'y rapportant. Le premier module A est agencé à partir de la plate-forme A1 avec une structure porteuse référencée dans son ensemble par SP destinée à recevoir, maintenir différents composants participant à la mise en oeuvre du procédé. Cette structure porteuse est établie à partir de différents montants verticaux (1) recevant des passerelles (2), échelles (3) adaptées pour autoriser la réception desdits composants et l'intervention du personnel. La structure porteuse est ainsi agencée, étagée, avec par exemple deux étages (E1)(E2) adjacents en permettant l'agencement successif desdits composants selon un ordre établi et dans une configuration d'inclinaison pour assurer les différentes phases de mise en oeuvre du procédé. Ainsi, à l'étage supérieur (El), et en amont de l'installation, la structure porteuse reçoit un bâti (4) autorisant le positionnement d'une trémie de réception (5) des masses M de terre polluée. Cette trémie est convenablement maintenue sur les montants supports du bâti, et elle est susceptible de déboucher dans sa partie basse sur un conduit (6) de distribution d'eau, dûment alimenté à l'aide d'une pompe et de moyens similaires non représentés. Ladite trémie (5) se situe en position haute de l'installation et elle est susceptible de recevoir les produits pollués à traiter qui proviennent d'un convoyeur (7) à bandes, ou équivalent, acheminant des volumes de produits pollués issus des différents lots de stockage précités. En aval du conduit (6) et de la trémie (5), est prévu un transporteur rotatif (8) agencé intérieurement avec des moyens (8d) en saillie susceptibles de créer ou provoquer des chocs et permettant la fragmentation en particules des produits pollués en cours de traitement. Ce transporteur rotatif (8) est agencé intérieurement avec une hélice facilitant le déplacement des matériaux qui se trouvent mélangés à l'eau en provenance du conduit (6). Ledit transporteur rotatif (8) est monté convenablement sur des galets et moyens de roulement (9) permettant sa rotation. Les dits galets sont positionnés sur un bâti porteur fixe (10) convenablement positionné sur la structure porteuse du module. Il s'effectue ainsi par le biais de ce transporteur rotatif un premier broyage de la matière polluée. Selon une disposition particulière, l'extrémité avant (8a) du transporteur rotatif (8) vient largement en débordement de ces galets et moyens supports (9), et présente à son extrémité des perforations (8b) formant un premier filtre permettant l'évacuation vers le bas de particules de matières ou morceaux de matières ayant un diamètre inférieur à une certaine dimension, par exemple vingt millimètres. Les particules de produits pollués qui ne répondent pas à cette exigence dimensionnelle, sont alors évacuées par l'extrémité (8c) du transporteur par le biais d'une goulotte (I 1) vers un convoyeur d'évacuation (12) pour aboutir dans une benne (13) en vue de l'évacuation des particules ou morceaux non sélectionnés en sortie de l'installation. Les masses de terre polluées non traitées peuvent être alors acheminées une nouvelle fois à l'entrée de l'installation pour un nouveau cycle de traitement pour obtenir grâce à l'intervention du transporteur rotatif, une fragmentation complémentaire, ou être traitées différemment. Les particules ou masses de matériaux pollués qui répondent au premier critère ou indice de granulométrie dimensionnelle sont évacués ainsi du transporteur rotatif (8) pour tomber par gravité dans un crible laveur (14) disposé sous-jacent, le crible laveur étant également de grande longueur pour permettre un défilement et traitement des matériaux. Ce crible laveur comprend une grille intérieure (15) établie sur toute la longueur dudit crible et débouchant en aval de celui-ci. Cette grille est susceptible de recevoir à son tour les matières polluées pour la seconde phase de traitement. Des buses de projection (14a) d'eau ou rampes de buses permettent à nouveau de fragmenter, grâce à la pression donnée de projection du fluide, les masses de matériaux se trouvant dans le crible-laveur. Ce dernier est positionné en inclinaison et prend appui sur des supports fixes (16,17) disposés sur la structure porteuse. La grille intérieure (15) est également de grande longueur en débouchant par son extrémité (1 Sa) hors du crible laveur jusqu'à une goulotte (18) de sortie et d'évacuation de matériaux dont l'indice de granulométrie sélectionnée peut être par exemple compris par exemple entre 2 mm et 20 mm. A nouveau, une goulotte d'évacuation (18) des matières d'un tel indice de granulométrie est évacuée vers une benne (19) en sortie de l'installation en vue d'un recyclage en amont de l'installation ou autres procédures. Les matériaux ayant ainsi été sélectionnés par le crible laveur et ayant une granulométrie inférieure à 2 mm, passent à travers la grille et tombent dans le fond du crible laveur pour être ensuite par gravité projetés dans un bac de trempage (20) disposé sur le module adjacent (B). Une goulotte de guidage (21) facilite l'orientation des matériaux collectés de granulométrie satisfaisante pour les orienter dans le bac. Ce bac de trempage est lui-même agencé pour recevoir une roue à aube (22) comprenant sur sa périphérie une pluralité de godets (23) profilés racleurs. Ainsi, la masse de matériaux pollués de petite granulométrie inférieure par exemple à 2 mm, se trouve envoyée et stockée dans le bac de trempage, puis raclée par la roue à aube à l'aide des différents godets. Ces godets formant réceptacle ont une forme profilée particulière avec notamment une zone (23a) formant réceptacle, une face extérieure de fond penté (23b) dont la fonction apparaîtra par la suite. Les godets racleurs sont eux-mêmes perforés (23c) sous forme de grilles et permettent de racler, saisir, déplacer et égoutter les masses de matériaux pollués ayant un troisième indice de granulométrie compris par exemple entre 0,8 et 1,9 mm, tout en permettant l'écoulement du fluide. Les particules plus fines sont susceptibles de constituer des boues et restent en fond du bac de trempage puisqu'elles sont susceptibles de tomber des godets à travers les perforations (23c). Ces boues sont ensuite évacuées à l'aide d'autres moyens du type pompe d'aspiration permettant l'évacuation des eaux traitées et des charges polluées très fines. Les masses de matériaux pollués ayant une granulométrie entre 0,8 et 1,9mm, sont ensuite sorties du bac de trempage par la roue à aube, pour être acheminées par le biais des godets vers la phase postopératoire suivante. Plus particulièrement, il est disposé une goulotte (24) de prélèvement des produits collectés par la roue à aube, cette goulotte étant orientée inclinée de sorte à recevoir lors de la rotation de la roue à aube, les matières collectées en vue de les acheminer vers une table vibrante (25) qui est elle-même maintenue positionnée sur le module (A) de l'installation. Les matériaux traités sont séchés pour se trouver sous forme de sable. Ladite table vibrante est agencée elle-même avec une grille (26) de filtration permettant l'écoulement des eaux par le bas à la manière d'une essoreuse, tandis que les particules de matériaux séchés sont ensuite évacuées à l'aide d'un convoyeur (27) ou plusieurs convoyeurs vers une benne (28) de réception des produits traités. Lesdits produits sont ensuite réacheminés à l'endroit du sol initialement pollué pour être à nouveau mis en terre, mais cette fois dans une condition de dépollution. Afin d'assurer toute la maintenance appropriée de l'installation, les différents modules sont agencés avec des zones de passage et rampes d'escaliers permettant l'accès et le contrôle du fonctionnement des divers composants de l'installation. Selon l'invention, une telle installation permet de traiter environ 80 % des masses de matériaux pollués aboutissant ainsi à un résultat satisfaisant eu égard aux moyens utilisés. Les masses de matériaux pollués non traitées telles que notamment les boues, sont adressées vers un poste opératoire différent indépendant de la présente installation. Les moyens principaux de l'invention ont ainsi été décrits. Il convient d'apporter quelques précisions complémentaires. L'installation est agencée en amont avec une centrale de pilotage (29) qui permet de définir les caractéristiques et propriétés de l'eau ou du fluide injecté en fonction des caractéristiques des matériaux traités. En sortie de trémie (5) du premier triage, cette eau ou ce fluide peuvent présenter des spécificités en fonction de la nature de la pollution de la charge à traiter, des composants additifs ou autres pouvant être en effet associés audit fluide pour permettre le traitement de dépollution. Par ailleurs, les circuits de canalisation, de distribution ou d'écoulement d'eau qui sont de tous types connus, relèvent de la mise en oeuvre classique d'une installation de distribution, évacuation et recyclage des eaux usées. Selon les dispositions importantes de l'invention comme indiqué précédemment, celle-ci est établie sous forme de modules qui sont susceptibles de se juxtaposer ou s'accoupler ensemble pour pouvoir ensuite être transportés sur des camions semi-remorques comme représenté non limitativement aux figures 6a, 6b, 6c. Le module (A) positionné sur la plate-forme (Al) comprend essentiellement les éléments de structure support de la trémie (5) et support du transporteur rotatif (8), ainsi que des moyens supports du crible laveur (14), en tant que tel, tous les aménagements nécessaires permettant l'accès aux différents composants. Le module (B) destiné à être transporté sur la remorque tel que représenté à la figure 6b, comporte essentiellement le bac de trempage (20) ou de décantation associé à la roue à aube (22) et à ses moyens d'entraînement. Selon l'invention, certains des composants peuvent être détachés et positionnés sur une troisième plate-forme (A3) à l'aide de moyens de manutention et de levage appropriés. C'est notamment le cas du transporteur rotatif (8), du crible laveur (14) qui sont positionnés à l'aide de moyens appropriés sur une remorque. Les modules supports (A,B) sont agencés avec un dimensionnement et un empâtement permettant un ajustement parfait sur les plates-formes (A1-A2) en respectant les conditions et réglementations du Code de la Route. Ce positionnement de composants sur la plate-forme (A3) respecte cette condition. On comprend ainsi qu'une telle installation conçue à partir d'éléments modulaires ajustables entre eux, et les composants pouvant être transportables indépendamment, il est parfaitement aisé de pouvoir déplacer dans les meilleures conditions possibles l'installation objet de l'invention. Celle-ci n'a pas pour objectif de pouvoir traiter la dépollution à 100 % des matériaux pollués, mais elle permet d'assurer un traitement dans des conditions pouvant varier de 70 à 800 ou plus, tout en laissant un résidu des boues ou matières polluées non traitées et un traitement parfaitement compétitif par rapport aux installations existantes. Les masses de matériaux dans la granulométrie étaient supérieures aux exigences peuvent être recyclées pour de nouveaux traitements. I1 a été donné par ailleurs à titre d'exemple non limitatif des valeurs de granulométrie permettant la sélection de triage des matériaux pollués traités, et sans sortir du cadre de l'invention, des fourchettes données peuvent être adaptées aux besoins constatés. Les avantages ressortent bien l'invention et on souligne notamment le nouveau concept proposé qui permet de mettre quasiment in situ l'ensemble de l'installation sur ce site à dépolluer, puis de la déplacer sur des remorques en vue d'autres opérations. REVENDICATIONS 1/ Procédé de traitement et de dépollution du sol caractérisé par la mise en oeuvre des opérations suivantes - Le sol sélectionné est prédécoupé en zones quadrillées qui font l'objet de mesures et analyses chimiques de pollution; - On assemble par lots les masses de terres polluées en fonction de leur degré et caractéristiques de pollution; - On traite lot par lot successivement en adaptant les caractéristiques des fluides participant à la dépollution aux caractéristiques des lots traités; - On introduit dans l'installation de traitement des matières polluées, des masses successives de matières qui sont combinées à une ou des projections et distributions de fluides permettant la fragmentation des matières; - On procède à plusieurs opérations de lavage et de fragmentation permettant de sélectionner des granulométries successives de particules ou morceaux de matériaux pollués traités, afin d'assurer un traitement complet d'une partie de la masse initiale de matériaux pollués à une granulométrie spécifique, les autres morceaux ou parties de matériaux étant soit évacués pour d'autres opérations de recyclage en vue d'obtenir un complément de fragmentation, soit se présentant sous forme de boues en vue d'un autre traitement; - Des particules sélectionnées à une granulométrie donnée étant ensuite évacuées, séchées pour être reconditionnées non polluées sur le site traité. 2/ Installation pour la mise en oeuvre du traitement de dépollution du sol selon le procédé de la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend une structure porteuse SP agencée pour recevoir, maintenir différents composants et matériels nécessaires au procédé, disposés en ordre successif pour une alimentation en continu des matériaux pollués à traiter en combinaison avec des moyens de distribution de fluide de lavage, des moyens de fragmentation, des moyens de filtration, pour sélectionner, répartir les morceaux de matériaux en fonction de leur indice de granulométrie, des moyens d'évacuation pour les masses de matériaux non sélectionnées, lesdits matériaux pollués d'une granulométrie déterminée étant évacués dans un bac de trempage et de décantation pour une ultime sélection en vue de séparer les matériaux pollués très fins sous forme de boues, des matériaux de faible granulométrie en vue de leur séchage et évacuation pour être reposés in situ sur le site initialement pollué. 3/ Installation selon la revendication 2, caractérisée: - En ce qu'elle comprend des moyens et composants permettant d'effectuer en alimentation continue au moins deux sélections successives de matériaux pollués en fonction de leur granulométrie, des masses de matériaux non sélectionnées étant évacuées par des moyens disposés en sortie des moyens de sélection, lesdits moyens et composants étant agencés pour autoriser la distribution de fluide et de fragmentation des matériaux: - En ce qu'elle comprend un bac de décantation et de trempage des matériaux sélectionnés, associé à une roue à aube en vue d'une sélection ultime entre des matériaux en particules fines formant boues destinées à être traitées indépendamment, et une masse de matériau de petite granulométrie destinée à subir une opération de séchage pour être évacuée et replacées in situ. 4/ Installation selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisée: en ce qu'elle comprend des modules transportables (A,B,C) sur remorque, chaque module recevant une partie des composants de matériels permettant le traitement des matériaux, au moins deux desdits modules (A, B) étant établis avec une plate-forme (Al,Bl) support des composant et matériels, lesdites plates-formes comprenant des moyens permettant leur levage et manutention pour les positionner soit sur les remorques en vue du déplacement de l'installation, soit pour les mettre in situ près du site de dépollution. 5/Installation selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisée: - En ce que la structure porteuse (SP) est agencée pour autoriser le positionnement successif des matériels composants dans une configuration d'inclinaison et comprenant une trémie (5) de réception des masses polluées, disposée sur un bâti support, lesdites masses étant acheminées par un moyen de convoyage (7), ladite trémie débouchant dans sa partie basse dans un conduit (6) de distribution d'eau en vue d'assurer un mélange et fragmentation desdites masses à l'intérieur d'un transporteur rotatif (8) agencé intérieurement avec des moyens de fragmentation complémentaire, - En ce que ledit transporteur rotatif étant agencé avec une filtration permettant une séparation des masses selon un premier indice de granulométrie, les masses supérieures à cet indice étant évacuées hors de l'installation, les masses inférieures à cet indice étant acheminées vers un crible laveur (14), - En ce que le crible laveur (14) assure une seconde opération de sélection selon un deuxième indice de granulométrie, les masses supérieures à ce deuxième indice étant évacuées hors de l'installation, les masses inférieures à ce deuxième indice étant évacuées dans le bac de trempage et de décantation. 6/ Installation selon la revendication 5, caractérisée: - En ce que le transporteur rotatif (8) est monté sur des moyens de roulement (9) positionnés sur un bâti porteur fixe (10), l'extrémité avant (8a) dudit transporteur venant en débordement des moyens supports (9) et présentant à son extrémité des perforations (8b) formant filtres permettant l'évacuation vers le bas dans le crible laveur (14); - En ce que le crible laveur est agencé intérieurement avec une grille de filtration (15) et des moyens de distribution d'eau (14a) en vue de la fragmentation et lavage des masses de matériaux pollués afin de sélectionner selon le deuxième indice de granulométrie des masses de matériaux à évacuer pour recyclage, et des masses de matériaux à traiter dans une troisième phase de sélection. 7/ Installation selon l'une quelconque des revendications 5 et 6, caractérisée en ce que en sortie de la structure porteuse recevant les composants et matériels de sélection des masses de matériaux, un bac de décantation et de trempage (20) est agencé pour recevoir une roue à aube (22) présentant sur sa périphérie une pluralité de godets (23) profilés, racleurs, lesdits godets étant agencés avec des perforations (23c) pour racler, saisir, déplacer, égoutter des masses de matériaux pollués d'une granulométrie précise pour les évacuer vers des moyens de séchage en vue de les acheminer à l'état dépollué dans le site d'origine. 8/ Installation selon la revendication 7, caractérisée en ce que lesdits godets (23) ont une zone (23a) formant réceptacle, une face extérieure de fond penté (23b) pour guider les masses de matériaux pollués vers une goulotte de prélèvement (24) les acheminant vers une table vibrante (25) et de séchage, la table présentant une grille de filtration pour l'évacuation de l'eau. 9/Installation selon l'une quelconque des revendications 2 à 8, caractérisée en ce que - Le premier indice de granulométrie de sélection des masses de matériaux définie par le transporteur rotatif permet d'évacuer des matériaux ayant une dimension supérieure à 20 mm. - Le deuxième indice de granulométrie de sélection des masses de matériaux définie par le crible laveur (14) permet d'évacuer des matériaux ayant une dimension supérieure à 2 mm. - Le troisième indice de granulométrie de sélection des masses de matériaux définie par la perforation des godets racleurs permet de ne conserver que les masses de matériaux comprises entre 0,8 et 1,9 mm. 10/ Installation selon l'une quelconque des revendications 2 à 9, caractérisée en ce qu'elle est commandée par une centrale de pilotage (19). 11/ Installation selon l'une quelconque des revendications 4 à 10, caractérisée: - En ce que le module (A) positionné sur la plate-forme (Al) comprend principalement la structure porteuse (SP), les éléments de structure support de la trémie, du transporteur rotatif et du crible laveur - En ce que le module (B) positionné sur la plate-forme (B1) comprend principalement le bac de trempage et de décantation, la roue à aube. 12/ Installation selon la revendication 11, caractérisée en ce que le transporteur rotatif, le crible laveur, le conduit de canalisation sont disposés sur une remorque indépendante.