Brevet FR2799389A1 — publié le 20010413

La présente invention concerne un procédé de traitement de vapeurs émises lors du pompage d'effluents, de produits nobles ou de déchets industriels ou domestiques li quides renfermant des composés, notamment des composés orga niques volatils inflammables et/ou malodorants et/ou toxiques dans une installation de nettoyage, en particulier un combiné aspirateur hydrocureur ou de matériels de pompage et de transport de produits nobles. Des opérations de nettoyage, nécessitant le pom page de produits nobles, d'effluents ou de déchets liquides, doivent fréquemment être mises en ceuvre aussi bien dans le cadre de l'industrie que dans les collectivités ou chez les particuliers (remplissage et transport de produits nobles, nettoyage industriel, curage d'égouts, de fosses, nettoyage de stations d'épuration, de cuves à fuel, de cuves de sta tions service ... ). Ces opérations de nettoyage de transport sont en règle générale effectuées par des prestataires de service l'aide de véhicules spécifiques adaptés dits combinés aspirateurs hydrocureurs ou de tout autre maté riel roulant de transport ou similaire. Ces installations de nettoyage sont, en règle gé- nérale, équipées d'une citerne de collecte des effluents ou déchets, d'une part, coopérant avec une pompe, notamment une pompe à vide ou une pompe volumétrique ou encore à remplis sage gravitaire et, d'autre part, associée à tuyau flexi ble ainsi qu'à une canalisation d'évacuation dans l'atmosphère des vapeurs émises par les effluents ou déchets pompés ; cette canalisation d'évacuation est de préférence équipée d'organes de filtration ainsi que d'une vanne de mise à l'air. Plus précisément, les effluents ou produits no bles ou déchets peuvent dans une première phase être transfé rés par pompage dans la citerne à l'aide d'une pompe à vide ou éventuellement à l'aide d'une pompe volumétrique ou gravi- tairement, mais une pompe à vide est en règle générale sou vent mise en #uvre à la fin du pompage ; cette opération est en outre le plus souvent accompagnée et/ou suivie d'un net toyage final sous pression à l'eau à l'issue duquel l'eau de nettoyage souillée est également repompée sous vide pour être collectée dans la citerne. Les effluents ou déchets pompés lors de ces dif férentes opérations renferment très fréquemment des composés, en particulier des composés organiques, volatils, qui présen tent la particularité d'être combustibles, c'est-à-dire de risquer de s'enflammer ou éventuellement d'exploser lors qu'ils sont mélangés à de l'air, de l'oxygène, ou un gaz com burant autre en proportion convenable, en présence d'une source d'ignition. Pour quantifier ce risque, les spécialistes ont pris l'habitude de définir la notion de limite inférieure d'inflammation ou limite inférieure d'explosivité d'un gaz ou d'une vapeur dans l'air ; celle-ci correspond à la concentra tion minimale de cette vapeur au-dessus de laquelle le mé lange peut etre enflammé ou peut exploser. Les spécialistes ont également défini la notion de point éclair d'une vapeur en présence du liquide lui donne naissance : celui-ci correspond à la température mini male à laquelle un mélange de cette vapeur et d'air peut être enflammé dans les conditions normales de pression. est à noter que point éclair est voisin de la température à laquelle la pression de vapeur saturante permet d'atteindre, dans son mélange avec l'air, la concentration correspondant à la limite inférieure d'explosivité. Or, dans les opérations de nettoyage et de rem plissage du type susmentionné, le pompage des effluents, ou produits nobles ou déchets entraîne l'émission de vapeurs qui sont évacuées dans l'atmosphère, par la canalisation d'évacuation. Dans le cas particulier de la mise en ceuvre d'une pompe à vide, un tel pompage peut être subdivisé en deux étapes distinctes, à savoir une première étape pendant laquelle la veine liquide pompée dans le tuyau flexible d'aspiration est homogène et ne contient pas d'air, et la concentration de vapeur en sortie d'échappement de la pompe est maximum, et une seconde étape pendant laquelle l'effluent ou déchet pompé n'a plus un volume assez important pour assu rer une veine liquide homogène, et le flux pompé renferme une phase gazeuse formée principalement d'air plus ou moins vi cié - cette seconde étape entraîne un dégazage plus important de effluent ou déchet avec une émission de vapeurs dont la concentration peut être plus diluée. Lors de ces deux étapes de pompage, la limite in férieure d'inflammation ou d'explosivité peut être atteinte, ce expose à un danger le personnel affecte à ces opéra tions ainsi que toutes les personnes susceptibles de se trou ver aux abords ou dans la sphère d'influence des gaz ainsi émis ainsi que l'environnement. En outre, les vapeurs émises lors opérations de pompage ou de remplissage susmentionnées peuvent également créer des nuisances olfactives vu quelles renferment très fréquemment des composés malodorants (ammoniac, hydrogène sulfuré, mercaptans, acide acétique ou butyrique ... ) dont la présence peut provoquer une gêne dès une concentration de l'ordre de 0,001 mg/Nm 3 . De surcroît, les vapeurs émises lors des opéra tions de pompage ou de remplissage susmentionnées peuvent également être toxiques pour l'organisme et créer des nuisan ces médicales vu qu'elles renferment très fréquemment des composés cancérigènes, carcinogènes.... Cette notion de toxici té est exprimée par les seuils de VLE (valeur limite d'exposition) qui sont fixés par les organismes médicaux of ficiels. Il est de plus à noter que les autorités ont éta bli des normes concernant les émissions dans "atmosphère, qui selon toute probabilité vont devenir de plus en plus sé vères dans l'avenir ; il en résulte que le pompage sous vide peut être interdit dans le cadre de certaines activités, en particulier, industrielles. La présente invention a pour objet de remédier à ces inconvénients en proposant un procédé de traitement des vapeurs émises lors du pompage d'effluents, produits no bles ou déchets industriels ou domestiques liquides avec une installation de nettoyage du type susmentionné, de nature à supprimer les nuisances olfactives ainsi que les risques d'inflammation et d'explosion de façon à permettre d'effectuer des opérations de pompage sous vide dans le cadre de certaines activités où elles étaient, jusqu'à présent, in terdites, ce tout en respectant la législation en vigueur ou à venir concernant l'émission des odeurs et des composés ganiques volatils dans l'atmosphère. A cet effet, l'invention concerne un procédé type susmentionné, caractérisé en ce que, avant son évacua tion dans l'atmosphère, on fait passer le flux gazeux à trai- au travers d'au moins un dispositif d'épuration au niveau duquel les composés volatils principalement inflammables, toxiques et/ou malodorants, qui y sont présents, sont adsor- sur un support à base de fibres de carbone activé. Dans le cas d'une installation de nettoyage com portant une citerne associée à une canalisation d'évacuation équipée dune pompe à vide, le dispositif d'épuration peut avantageusement être monté sur la canalisation d'évacuation, en amont de cette pompe pour éviter d'être saturé par un brouillard d'huile ou d'eau pouvant être formé par celle-ci. Un dispositif d'épuration peut toutefois être placé en aval de la pompe à vide, et l'on peut également prévoir de monter deux dispositifs d'épuration sur la canalisation evacuation, l'un en amont, l'autre en aval de la pompe à vide. Dans le cas d'une installation de nettoyage équi- d'une citerne coopérant, d'une part, avec un tuyau flexi ble sur lequel est montée une pompe volumétrique et associée, d'autre part, à une canalisation d'évacuation munie d'une vanne de mise à l'air, le dispositif d'épuration est obliga toirement monté sur la canalisation d'évacuation, en amont de cette vanne. Dans le cas d'une installation de nettoyage équi- d'une citerne coopérant, d'une part, avec un tuyau flexi ble en remplissage gravitaire et, d'autre part, à une canalisation d'évacuation munie d'une vanne de mise à l'air, le dispositif d'épuration est obligatoirement monté sur la canalisation d'évacuation, en amont de cette vanne. La présente invention se rapporte également à un dispositif d'épuration permettant la mise en #uvre du procédé susmentionné. Selon l'invention, ce dispositif est constitué par une cuve fermée par un couvercle, comportant un orifice d'entrée et un orifice de sortie du flux gazeux à traiter, et munie à sa partie interne d'au moins une cartouche amovible équipée d'un support adsorbant à base de fibres de carbone activé et conçue de manière à pouvoir être incinérée après utilisation sans générer de déchets. Selon une caractéristique préférentielle de l'invention, le support adsorbant est constitué par au moins une couche d'un tissu de carbone activé ou un autre maté riau adsorbant possédant une cinétique d'adsorption similaire - en particulier par de la poudre de charbon actif - qui est maintenue plissee avec au moins une couche une toile sup port, notamment à base d'un matériau thermoplastique (poly propylène, polyamide, polyester, polyéthylène ... ) ou d'un autre matériau ou mélange de matériaux susceptible être incinéré sans laisser de déchets. Cette toile support peut se présenter soit sous la forme de fibres compactées, soit sous forme d'un grillage, soit sous la forme d'un tissu. Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse de 'invention, la cartouche adsorbante est cons tituée par un élément tubulaire fermé par un flasque à ses extrémités respectives et comportant un tube interne et/ou un tube externe essentiellement coaxiaux réalisés en un matériau synthétique grillagé et entre lesquels est inséré le support adsorbant à base de fibres de carbone activé. Le tube interne et le tube externe permettent de maintenir la rigidité de la cartouche adsorbante et de faci liter la manutention de celle-ci ; ils peuvent être réalisés en polypropylène extrudé ou autres matériaux dont la destruc tion par incinération ne génère pas de déchets (polyéthylène, polyamide ... ). Les flasques sont quant à eux de préférence réa lisés en une résine thermofusible à base de polyoléfines ou en d'autres matériaux dont la destruction par incinération ne génère pas de déchets tels que cendres, mâchefers, toxi ques, a titre d'exemple en résine époxy, polyester, polyamide thermofusible... Il est à noter qu'une telle cartouche adsorbante peut être traversée par le flux gazeux à traiter, indifférem ment l'extérieur vers l'intérieur ou de l'intérieur vers l'extérieur. Une cartouche adsorbante ainsi conçue présente l'avantage d'être d'une grande légèreté, facilement manipula- blé, incinérable sans déchets et de posséder une tres forte autonomie et une très forte efficacité. L'expérience a montré qu'une telle cartouche est à même de supprimer les odeurs et d'adsorber la quasi-totalité des composés organiques volatils que l'on rencontre habituellement dans le cadre des opéra tions de nettoyage ou de remplissage du type susmentionné. Bien entendu, en fonction du type d'opération mise en #uvre et de son importance, la cuve peut être équipée d'une seule ou de plusieurs cartouches adsorbantes disposées en série ou en parallèle. Selon une autre caractéristique de l'invention, la cuve d'épuration est subdivisée, par une cloison sépa ration, en deux compartiments dont l'un, ou premier comparti ment, comporte l'orifice d'entrée du flux gazeux traiter tandis que l'autre, ou second compartiment, comporte l'orifice de sortie de ce flux. Selon l'invention, la cloison de séparation est avantageusement munie d'au moins une ouverture se prolongeant dans le premier compartiment par un tube répartiteur perforé sur lequel est enfilée au moins une cartouche adsorbante de sorte que le flux gazeux à traiter doive obligatoirement pas ser au travers de cette ou de ces cartouches avant de péné trer dans le second compartiment. Pour permettre d'effectuer un tel positionnement des cartouches adsorbantes, il est bien entendu nécessaire qu'au moins l'un des flasques soit muni d'une ouverture à sa partie centrale. Une particularité de l'invention consiste à trai ter le flux gazeux arrivant en régime turbulent dans la cuve dl épuration par adsorption radiale à travers la cartouche en régime laminaire puis en sortie en écoulement tangentiel tur bulent au moyen du tube répartiteur. Selon une autre caractéristique de l'invention, la ou les cartouche(s) adsorbante(s) est(sont) maintenue(s) en place par le couvercle de la cuve, de préférence par l'intermédiaire de ressorts de maintien. Les caractéristiques du procédé ainsi du dis positif qui font l'objet de l'invention seront décrites plus en détail en se référant aux dessins annexés dans lesquels : - figure 1 est une représentation schématique ins tallation de nettoyage ou de remplissage équipée d'une pompe à vide, - figure 2 est une représentation schématique ins tallation de nettoyage ou de remplissage équipée d'une pompe volumétrique, - figure 3 est une représentation schématique une ins tallation de nettoyage ou de remplissage en gravitaire - la figure 4 est une vue en coupe d'une cuve d'épuration, - la figure 4a est une vue de dessus de la cloison de sépa ration, - la figure 5 est une vue en perspective d'une cartouche ad- sorbante, - figure 6 est une vue en coupe d'une cartouche adsor- bante enfilée sur un tube répartiteur. Selon la figure 1, l'installation de nettoyage, peut en particulier correspondre à un combiné aspirateur hydrocureur a pour fonction de pomper des effluents, des pro duits nobles ou des déchets liquides 1 contenus dans une ca pacité 2 pour les transférer dans une citerne 3. A cet effet, la citerne 3 est équipée, d'une part, d'un tuyau flexible 4 susceptible d'être plongé dans la capacité 2 pour permettre le pompage des effluents, pro duits nobles ou des déchets 1 qui y sont contenus selon la flèche a et, d'autre part, d'une canalisation 5 permettant l'évacuation dans l'atmosphère des vapeurs émises ces ef- fluents, produits nobles ou déchets 1, lors de leur pompage selon les flèches b. La canalisation d'évacuation 5 est équipée d'une pompe à vide 6 ainsi d'organes de filtration 8 permettant de faire subir au flux gazeux à traiter une transformation physique. Selon l'exemple de réalisation représenté sur la figure 1, la canalisation d'évacuation 5 est également équi pée de deux dispositifs d'épuration 9, 9' qui seront décrits plus en détail dans suite de cet exposé et ont pour fonc tion de permettre l'adsorption sur un support à base de car bone activé des composés inflammables et/ou malodorants et/ou toxiques présents dans le flux gazeux avant l'évacuation de ce flux dans- l'atmosphère. L'un de ces dispositifs d'épuration 9 est monté en amont de la pompe à vide 6 dans le sens de circulation du flux gazeux à traiter, tandis que l'autre dispositif d'épuration 9' est monté en aval de cette pompe. Bien entendu, la canalisation d'évacuation pour rait ne renfermer un seul dispositif d'épuration 9 ou 9' sans pour cela sortir cadre de l'invention. Selon figure 2, les effluents, produits nobles ou déchets 1, renfermes dans la capacité 2, sont pompés volu- métriquement dans citerne 3 ; à cet effet, une pompe volu métrique 10 est montee sur le tuyau flexible 41 plongeant dans la capacité de manière à pomper les effluents, pro duits nobles ou déchets qui y sont contenus selon la flèche a. Comme dans exemple de configuration représenté sur la figure 1, la citerne 3 est associée à une canalisation d'évacuation dans l'atmosphère selon les flèches b des va peurs émises par les effluents, produits nobles ou déchets 1 lors de leur pompage. Cette canalisation d'évacuation 5 est équipée d'une vanne mise à l'air libre 7ainsi que d'un dispositif d'épuration monté en amont de la vanne de mise à l'air 7 dans le sens circulation b du flux gazeux à trai ter. Selon la figure 3, les effluents, produits nobles ou déchets 1, renfermés dans la capacité 2, sont chargés gra- vitairement dans la citerne 3 ; à cet effet, la citerne est reliée à la capacité 2 par un tuyau flexible 4.2 permettant le transit des effluents, produits nobles ou déchets selon la flèche a. Comme dans l'exemple de configuration représenté sur la figure 2, la citerne 3 est associée à une canalisation d'évacuation dans l'atmosphère selon les flèches b va peurs émises par les effluents, produits nobles ou déchets 1 lors de leur transit. Cette canalisation d'évacuation est équipée d'une vanne de mise à l'air libre 7 ainsi que d'un dispositif épuration 9 monté en amont de la vanne de mise à l'air 7 dans le sens de circulation b du flux gazeux à trai ter. selon les exemples de réalisation représentés sur les figures 2 et 3, quel que soit le ou les système(s) de remplissage pouvant être associé(s), le dispositif d'épuration et/ou 9" est toujours le même étant donne que la canalisation d'évacuation 5 est identique entre la citerne 3 et le dispositif d'épuration. Selon la figure 4, le dispositif d'épuration 9 est constitue par une cuve 11 fermée par un couvercle et comportant un orifice d'entrée 13 et un orifice de sortie 14 du flux gazeux à traiter ; ces orifices se prolongent par des tubulures de raccordement 13', 1V permettant de monter la cuve 11 sur la canalisation d'évacuation 5 de l'installation de nettoyage (figures 1 et 3). Le flux à traiter circule donc dans la cuve 11 selon les flèches b. cuve d'épuration 11 est en outre subdivisée en deux compartiments 15, 16 par une cloison de séparation 17 qui, dans l'exemple de configuration représenté sur la figure 4a, comporte trois ouvertures 18. premier compartiment 15 comporte l'orifice d'entrée 13 tandis que le second compartiment 16 comporte l'orifice sortie 14. Comme représenté sur la figure 4, les ouvertures 18 de la cloison de séparation 17 se prolongent chacune dans le premier compartiment 15 par un tube répartiteur perforé 19 sur lequel est enfilée une cartouche adsorbante 20 qui sera décrite ci-dessous plus en détail et est maintenue en place par le couvercle 12 par l'intermédiaire de ressorts de main tien non représentés sur les figures. Compte tenu de cette configuration, le flux ga zeux traiter provenant du premier compartiment 15 (flèche b) doit obligatoirement être transféré à la partie interne. des tubes répartiteurs 19 au travers des cartouches adsorban- tes 20 avant de pénétrer dans le second compartiment 16. Bien entendu, la cloison de séparation 17 pour rait comporter un nombre d'ouvertures 18 différent de trois sans pour cela sortir du cadre de l'invention ; il est à no ter que, de manière non représentée, on pourrait également mettre en #uvre une cloison de séparation ne comportant qu'une seule ouverture se prolongeant par un tube répartiteur de grande longueur sur lequel peut être enfilées série plusieurs cartouches adsorbantes. Selon les figures 5 et 6, chacune des cartouches adsorbantes 20 est constituée par un élément tubulaire conçu de manière à pouvoir être incinéré après utilisation sans gé- nérer de déchets. Cet élément est fermé à ses extrémites res pectives par deux flasques 21, 22 dont l'un 21 est plein, tandis que l'autre 22 comporte une ouverture centrale 23 per mettant la mise en place de la cartouche 20 sur un tube ré partiteur 19, comme représenté sur la figure 6. L'élément tubulaire 20 est délimité par deux tu bes coaxiaux réalisés en un matériau synthétique grillagé, à savoir un tube externe 24 et un tube interne 25 entre les quels est inséré un support adsorbant 26 à base de fibres de carbone activé qui n'est pas représenté en détail sur la fi gure 6. R E V E N D I C A T 1 0 N S 1') Procédé de traitement de vapeurs émises lors du pompage effluents, produits nobles ou déchets industriels domes tiques liquides renfermant des composés volatils principale ment inflammables, toxiques et/ou malodorants dans une installation de nettoyage ou lors d'une opération de remplis sage, en particulier un combiné aspirateur hydrocureur, ou un matériel de pompage et de transport de produits nobles équi- d'une citerne de collecte (3) des effluents déchets (1), d'une part, coopérant avec une pompe, notamment une pompe à vide (6) ou une pompe volumétrique (10) , ou encore à remplissage gravitaire et, d'autre part, associée à un tuyau flexible (4, 41, 42) à une canalisation (5) d'évacuation dans l'atmosphère des vapeurs émises par les effluents, produits nobles ou déchets pompés qui est de préférence équipée d'organes de filtration (8) ainsi que d'une vanne mise à l'air libre (7), caractérisé en ce que avant son évacuation dans l'atmosphère, on fait passer le flux gazeux à traiter au travers d'au moins un dispositif d'épuration (9, 9) au niveau duquel les composés volatils, qui y sont présents, sont adsorbés sur un support à base de fibres de carbone activé. ) Procédé de traitement de vapeurs dans une installation de nettoyage ou de remplissage équipée d'une citerne asso ciée à une canalisation d'évacuation (5) équipée d' pompe a vide (6) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la canalisation d'évacuation (5) est munie d'un dispositif d'épuration (9) monté en amont de la pompe à vide ( . 3*) Procédé de traitement de vapeurs dans une installation de nettoyage ou de remplissage équipée d'une citerne asso ciée à une canalisation d'évacuation (5) équipée d' pompe à vide (6) selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la canalisation d'évacuation (5) est munie dun dispositif d'épuration (Y) monté en aval de la pompe à vide (6). 4' Procédé de traitement de vapeurs dans une installation de nettoyage ou de remplissage équipée d'une citerne (3) coopé rant avec un tuyau flexible (41) sur lequel est montée une pompe volumétrique (10) et associée à une canalisation d"évacuation (5) munie d'une vanne de mise à l'air libre (7) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la canalisation (5) est munie d'un dispositif d'épuration (9) monté en amont de la vanne de mise à l'air libre (7). 5' Procédé de traitement de vapeurs dans une installation de nettoyage ou de remplissage équipée d'une citerne (3) coope- rant avec un tuyau flexible (42) permettant le transit gravi- taire des effluents, produits nobles ou déchets et associée à une canalisation d'évacuation (5) muni d'une vanne de mise à l'air libre (7) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la canalisation (5) est munie d'un dispositif d'épuration monté en amont de la vanne de mise à l'air libre (7). 6' Dispositif d'épuration pour la mise en #uvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu' il est constitué par une cuve (11) fermée par un couvercle comportant un orifice d'entrée (13) et un orifice de sortie (14) du flux gazeux à traiter et munie à sa partie in terne d'au moins une cartouche amovible (20) équipée d'un support adsorbant (26) à base de fibres de carbone activé conçue de manière à pouvoir être incinérée après utilisation sans générer de déchets. 7') Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le support adsorbant (26) est constitué par au moins une che d'un tissu de carbone activé ou par un autre matériau ad- sorbant possédant une cinétique d'adsorption similaire - en particulier par de la poudre de charbon actif - qui est main tenue plissée avec au moins une couche d'une toile support, notamment à base d'un matériau thermoplastique (polypropy- lène, polyamide, polyester, polyéthylène ... ) ou d'un autre ma tériau ou mélange de matériaux susceptible d'être incinéré sans laisser de déchets. 8') Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 et 7. caractérisé en ce que la cartouche adsorbante (20) est constituée par un élément tubulaire fermé par un flasque (21, 22) à ses extrémités res pectives et comportant un tube interne (25) et/ou un tube ex terne (24) essentiellement coaxiaux, réalisés en un matériau synthétique grillagé ou perforé et entre lesquels est inséré le support adsorbant (26) à base de fibres de carbone activé. 90) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que la cuve d'épuration (11) est équipée d'une ou plusieurs car- touche(s) adsorbante(s) (20) disposée(s) en série ou en pa rallèle. 100) Dispositif selon lune quelconque des revendications 8 et 9, caractérisé en ce que la cuve d'épuration (11) est subdivisée par une cloison de séparation (17) en deux compartiments dont lun, ou premier compartiment (15), comporte l'orifice d'entrée (13) du flux gazeux à traiter tandis que l'autre, ou second compartiment (16), comporte l'orifice de sortie (14) de ce flux, la cloi son de séparation (17) étant munie d'au moins une ouverture (18) se prolongeant dans le premier compartiment (15) par un tube répartiteur perforé (19) sur lequel est enfilée au moins une cartouche adsorbante (20) de sorte que le flux gazeux à traiter doive obligatoirement passer au travers de cette ou de ces cartouches (20) avant pénétrer dans le second com partiment (16). 110) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 à 10, caractérisé en ce que la ou les cartouche(s) adsorbante(s) (20) est(sont) mainte nue (s) en place par le couvercle (12) de la cuve (11) , de préférence par l'intermédiaire de ressorts de maintien.