Brevet FR2872719A1 — publié le 20060113

Le sol est une des plus importante ressource naturelle renouvelable sur laquelle est basée l'activité humaine de production. C'est pourquoi il ne faudra jamais oublier qu'un sol mal traité se dégrade et peut, à l'extrême, mourir. Il est important de savoir que dans ldm3 de sol vivent plusieurs milliers d'êtres vivants (écosystème). Les substances organiques influencent l'acidité du sol, ce qui a une grande importance sur le plan de l'exploitation des sols et sur leur degré de pollution. Un sol est déclaré fertile et sain, lorsque la quantité de polluant qu'il reçoit est égale ou inférieur à celle qu'il peut éliminer. C'est pourquoi, la dépollution des sols pollués par les hydrocarbures est un problème crucial dans les pays dît industrialisés, en raison de croissantes nuisances dues à de grandes installations de transformations pétrolières, dégazages sauvages de navire, activité industrielle pétrolière, rupture de pipe-line, transports par mer de pétrole Brut ou de déchets de raffinage, etc. De plus, la contamination des plages par les dégazages sauvages et les rejets accidentels d'hydrocarbures sont des phénomènes de plus en plus fréquents et qui impliquent le nettoyage de celles-ci de manière rapide et efficace, surtout dans les régions où la ressource principale est le tourisme. Pour ce type de pollution, les systèmes recensés et actuellement utilisés sont le criblage, la simple évacuation du sable et des galets qui sont déposés en décharges et qui doivent être remplacés sur site ou encore le recouvrement, du sable ou des galets pollués, par du sable importé d'un autre site. En ce qui concerne le traitement des sols, les systèmes actuellement sur le marché de la dépollution sont les suivants: La biorémédiation, qui est limitée par les taux de pollution, le traitement est très long et les conditions climatiques joue un rôle important. Le venting, limité aux hydrocarbures volatils, une mise en oeuvre difficile et limitée par les taux de pollution. - La désorption thermique, limitée par les taux de pollution, génère une terre ou un sol inerte en fin de traitement ainsi que des composés organiques volatils, avec une absence totale d'écosystème. L'incinération, limitée en taux de pollution, crée des résidus et il s'agit d'un procédé non écologique et onéreux. Les prix de vente de l'incinération sont prohibitifs et ne sont pas alignés. Les incinérateurs ont quasiment le monopole de l'immense marché de la destruction des Déchets Industriels Spéciaux (DIS), entre autre les sols pollués, qui sont leur intérêt. Le traitement par incinération concerne donc de faibles quantités et s'adresse aux terres ou sols réfractaires aux procédés classiques. La présente liste est non exhaustive mais l'ensemble de ces techniques démontre la fragilité des traitements et leurs conséquences néfastes sur la faune, la flore ainsi que sur tout l'écosystème. Dans le but de préserver nos sols et d'assainir les traitement de dépollution de ces sols, ECS a développé un système répondant à tous ces critères environnementaux actuels, en intégrant à son cahier des charges la recommandation Européenne de mars 1999, concernant la diminution des Composés Organiques Volatiles (COV), contrainte imposée par les DRIRES pour l'exploitation d'une unité de dépollution, ce qui justifie le choix d'ECS de ne pas utiliser de solvants et de travailler à température ambiante. Ce système ne génère pas d'effluents, il permet une revalorisation des hydrocarbures, si nécessaire, et garantit une pollution résiduelle inférieure à 150ppm dans les sols dépollués, fonctionnant également sur des sols argileux et débarrassant le marché des plastiques encombrants, vu l'emploi d'une matrice plastique. Outre le taux de dépollution important, le procédé ECS présente un grand nombre d' avantages, témoignant de sa performance: écosystème des sols intacts - procédé peu coûteux - conception simple et robuste et ne faisant pas appel à des technologies complexes peu de consommation en énergie unité transportable sur le lieu de pollution efficacité à température ambiante réaction rapide n'est pas limité par la nature des hydrocarbures, ni par le tonnage à traiter utilisation de réactifs de conditionnement écologique (*) et d'une matrice plastique - les hydrocarbures peuvent être récupérés ou servir de combustible, une fois adsorbés sur la matrice plastique, leur Pouvoir Calorifique Inférieur (PCI) étant très élevé, car composés de matière plastique et d'hydrocarbures. la performance du traitement est conforme à la future nonne française de 500ppm. marges d'exploitation importantes faibles quantités de réactifs de conditionnement utilisés valorisation de déchets plastiques de haute ou basse densité servant de matrice analyses en fin de traitement démontrant que: le process ne concentre pas de métaux lourds, les hydrocarbures Aromatiques Polycycliques (HAP) sont ramenés à leurs seuils acceptables, l'absence de composés soufrés, l'eau de process intacte et les hydrocarbures ayant un pouvoir calorifique élevé. (*) Les réactifs de mise en condition des sols sont sans danger écologique, vu le test daphnies, effectué selon la norme NF EN ISO 634105/96 Fonctionnement du Process: Les produits entrants sont d'abord excavés et entreposés sur une zone de stockage sécurisé à proximité de l'équipement de traitement, à l'aide d'une pelleteuse. Ces produits (sols à dépolluer) sont dans un premier temps criblés afin d'évacuer les corps étrangers de grande taille et qui pourraient nuire au bon fonctionnement, tels que métal, bois, plastiques, textiles, fils électrique, grosses pierres, etc. Ensuite on ramène la granulométrie de ce sol à environ 100 mm, grâce a un système de broyage concassage. On introduit alors ce sols concassé dans un malaxeur de grosse capacité pouvant aller à 10m3 à l'aide d'une pelleteuse, et on le mélange à une matrice polymères provenant de la valorisation des plastiques, cette phase dure environ 10 minutes et se déroule à température ambiante. Après ce premier malaxage on aura ainsi obtenu le transfert du polluant contenu dans les sols à dépolluer sur la matrice plastique grâce à une mise en condition de ces sols, le transfert s'opère uniquement sur les parois de la matrice ne pouvant cependant être comparée à une éponge. Cette matrice ne relarguant pas l'hydrocarbure après transfert. Ensuite tout le mélange est introduit dans un grand bac agité contenant un maximum d'eau 12m3 environ circulant en circuit fermé. Cette agitation est induite par des buses dans le fond du bac par lesquelles est diffusé de l'air comprimé, à l'aide d'un compresseur, nous permettant de déphaser le sol de la matrice plastique, ce qui veut dire que le sol ainsi dépollué restera au fond du bac et la matrice plastique chargé du polluant remontera en surface. Celle ci sera évacuée avec son polluant vers un lieu de stockage sécurisé sachant que celle-ci ne relargue pas après adsorption et est facile à transporter, afin d'être mise à disposition, soit vendue à l'industrie comme combustible avec un PCI très élevé (proche des 10.000kca1/kg), ce qui fera faire des économies à cette industrie, qui utilisera beaucoup moins de combustible classique qui eux auront des coûts beaucoup plus élevés. L'eau de traitement sera filtrée en permanence sur un petit filtre presse raccordé au bac de déphasage, ce qui nous permettra d'extraire les particules fines en suspension dans cette eau qui pourraient perturbés les résultats de dépollution des sols suivants. L'extraction de ces fines est faite sur un niveau bas du bac et l'eau épurée est réinjectée sur le haut. Les fines ainsi retenues sont évacuées avec la matrice combustible. Dans des cas très rare les hydrocarbures peuvent être récupérés et resservir en raffinerie, il sera alors nécessaire de faire subir un traitement à la matrice qui nous rendra les hydrocarbures, mais ce cas de figure n'est utilisé que lorsque nous sommes en présence d'un Hydrocarbure ayant une forte valeur ajoutée. Etant donné que la matrice représente une très faible partie du prix de revient du traitement et que sa basse chimique est celle des hydrocarbures ce système nous permet de prétendre que nous sommes en présence d'un système de dépollution des sols économiquement imbattable et pouvant fonctionner avec un minimum de personnel, sans le rajout de solvant ou autre produit néfaste à l'utilisation du futur combustible et être utilisé sur des sols fortement pollués et sur n'importe quel type d'hydrocarbures: hydrocarbures aromatiques, paraf iniques, oléfiniques. Il peut être utilisé dans ce système tout plastique de basse et haute densité, sont néanmoins exclus les PVC qui seraient de nature gênante pour l'incinération. Cette invention évite des manipulations supplémentaires telles que la centrifugation, très coûteuse en investissement, en énergie et en service et nous débarrasse des plastiques encombrant en fin de vie, exemple, carcasses de téléphone, ordinateur ou autre capotage plastique d'articles Hi-Fi ou électroménagers d'une façon utile. Les sols ainsi dépollués peuvent être remis en place car dépollués inférieurs à 150ppm et l'écosystème conservé. Composants de l'installation de dépollution: Concasseur broyeur Malaxeur allant jusqu'à 10m3 de volume, muni d'un réceptacle pour les sols (entonnoir) et d'un réceptacle pour introduire la matrice plastique et le conditionneur de sol et enfin muni d'une guillotine de déversement hydraulique. É Bac à eau de déphasage d'un volume de 12m3, muni de buses à insufflation d'air reliés à un compresseur, avec une évacuation du sol dépollué et décanté vers une trémie réceptrice à l'aide d'une vis sans fm ou roue à godets et enfin équipé d'un racleur de surface pour évacuer la matrice plastique chargée en polluant, relié à une trémie de réception. É Plusieurs silos de stockage, en batterie, pour stocker la matrice plastique prête à l'emploi, tous munis de dosseurs. É Silo de stockage du réactif conditionneur du sol, muni d'une pompe doseuse. É Système de recirculation de l'eau en circuit fermé à l'aide de pompe de transfert. ^ Tous les moteurs en anti-déflagrant É Tableau électrique de commande anti-déflagrant avec arrêt d'urgence. Aire de stockage sécurisé de la matrice plastique ayant adsorbée le polluant hydrocarbures, qui servira de combustible, étant donné le PCI très élevé, et qui sera vendu comme combustible à l'industrie. Compresseur pour guillotine de déversement hydraulique et insufflation d'air dans le bac de déphasage. L'installation telle qu'elle est décrite ci-dessus est transportable sur deux semi-remorques surbaissés sur site, avec un empiétement au sol d'environ 120m2, elle pourra dépolluer jusqu' à 35 tonnes de sols/heure, sans devoir tenir compte du taux de pollution au préalable et en laissant l'écosystème du sol intacte. PROCEDE: (suivant le schéma en annexe fig.1/1) Les sols sont excavés (1), ils sont ensuite concassés et broyés (2) pour être ramenés à une granulométrie de 100mm, ils sont ensuite stockés sur un stockage intermédiaire (3), pour être transférés (4) dans le malaxeur (5) et y être mélangés à une matrice plastique (7) et à un conditionneur (6), ensuite ils seront transférés dans un bac de déphasage (8) muni de buses d'insufflation d'air relié à un compresseur (10) et également relié à un petit filtre-presse (9) permettant de recycler l'eau (16) et d'évacuer les particules en suspension, les fines, (15) le racleur de surface (11) se trouvant également au dessus de ce bac de déphasage permet d'évacuer la matrice plastique contenant le polluant vers une trémie de réception (13) qui elle sera évacuée vers un aire de stockage sécurisé (17) dans l'attente de la vente de cette matrice comme un excellent combustible pour l'industrie et enfin le sol dépollué décanté au fond du bac (8) est évacué à l'aide d'une vis sans fin ou à l' aide d'une roue à godets (12) vers une trémie intermédiaire de réception (14) qui retournera à l'endroit de l'excavation du sol. Le tableau électrique de commande (18) servira à mettre en marche et à arrêter toute l'installation. Sur ce tableau anti-déflagrant un arrêt d'urgence a été prévu. -6-REVENDICATIONS 1. Procédé utilisant une matrice plastique de haute et basse densité ou tout autre plastique, à l'exclusion du PVC, provenant de la valorisation des plastiques encombrants, tels que carcasses de téléphone, ordinateurs ou autres capotages plastiques d'appareils électroménagers, en fin de vie, micronisés à 1,5mm environ utilisée pour dépolluer les sols pollués par des hydrocarbures du type aromatiques, paraffmiques ou oléfmiques dans le but d'employer cette matrice, polluant inclus, comme combustible de très haute qualité avec un PCI de 10.000kcalikg environ, et qui sera revendu à l'industrie en remplacement du combustible classique utilisé et de restituer un sol dépollué à moins de 150ppm avec son écosystème qui pourra être remis en place. Le traitement est effectué, sur site, à température ambiante sans aucune émanation lors du traitement avec des cadences de dépollution pouvant aller jusqu'à 35 tonnes /heure, et ce, sans faire appel à d'autres techniques que celle décrite et en parvenant à un taux de polluant résiduel comme indiqué. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la dite matrice plastique de haute ou basse densité provient de plastiques en fm de vie encombrants de préférence micronisé à 1,5mm. 3. Matrice plastique de transfert obtenue après transformation par micronisation selon l'une des revendications 1 ou 2. 4. Matrice plastique de transfert contenant le polluant, vendue pour servir de combustible à l'industrie, et ayant un PCI d'environ 10. 000kcal/kg selon la revendication 1. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'on dépollue les sols pollués par des hydrocarbures aromatiques, paraffmiques ou oléfiniques grâce à cette matrice plastique micronisé. 6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on restitue les sols dépollués à moins de 150ppm et qui ont conservés leurs écosystèmes, après leurs traitements à température ambiante et sur le site. 7. Procédé de dépollution de sols pollués par des hydrocarbures du type aromatiques, paraffmiques ou 30 oléfmiques, caractérisé en ce qu'on réalise les étapes suivantes: 1) Le sol pollué doit être excavé. 2) Le sol excavé doit être ensuite criblé afm d'évacuer les corps étrangers de grande taille ou ceux qui pourraient perturber le bon fonctionnement de la dépollution tels que le métal, le bois, le plastique non micronisé, les textiles, les fils électrique ou les grosses pierres. 3) Le sol doit ensuite être ramené à une granulométrie de 100mm à l'aide d'un broyeur concasseur. 4) Ce sol, broyé et concassé, est transféré dans un malaxeur pouvant avoir une capacité de 10m3 utile, à l'aide d'une pelleteuse par un réceptacle prévu à cet effet. 5) Il est introduit ensuite dans le malaxeur une matrice plastique ainsi qu'un conditionneur de sol, qui sont mélangés au sol introduit dans la phase 4. 6) Après un temps de mélange d'environ 10mn le mélange est évacué par une guillotine de déversement hydraulique se trouvant sur le bas du malaxeur, vers un bac agité contenant environ 12m3 d'eau, muni de buses par lesquelles on insuffle de l'air à jets puissants grâce à un compresseur, le bac est aussi muni d'un racleur de surface. 7) Le déphasage entre sol dépollué et matrice se réalise grâce à cette insufflation d'air, c'est pourquoi le sol décante au fond du bac et la matrice surnagent, contenant le polluant, laquelle est évacuée dans une trémie prévue à cet effet à l'aide du racleur de surface, elle est ensuite stockée sur une aire sécurisée dans l'attente d'être vendue comme combustible à l'industrie. 8) Le sol dépollué décanté au fond du bac est évacué vers une trémie prévue à cet effet à l'aide d'une vis sans fin ou d'une roue à godets, pour être remis sur le lieu de son excavation. 9) L'eau de déphasage est recyclée en permanence grâce à un petit filtre presse qui nous permet d'évacuer les fines particules qui seront rajoutées au combustible. 8. Procédé selon la revendication 7 et les étapes de réalisation de là 9 caractérisé en ce que l'on restitue un sol dépollué des hydrocarbures avec une pollution résiduelle de moins de 150ppm après le traitement et un combustible ayant un PCI très élevé qui peut être revendu en industrie. 9. Procédé selon la revendication 7 et les étapes 1 à 9, caractérisé en ce qu'on utilise une installation comprenant d'amont en aval: a) un broyeur concasseur (2) afin d'obtenir une granulométrie de sol de 100mm b) un malaxeur (5) dans lequel sont mélangés le sol pollué, la matrice plastique (7) et le conditionneur de sol (6) c) un bac de déphasage (8) équipé de buses d'insufflation d'air et relié à un compresseur (10) avec un racleur de surface (11) relié également à un filtre presse (9) pour retirer les fines particules de l'eau de traitement et enfin une vis ou godets d'extraction du sol dépollué (12) d) Le racleur de surface (11) évacuant vers une trémie (13) et la vis ou godets d'extraction (12) évacuant vers une autre trémie (14) e) le recyclage de l'eau en circuit est effectué grâce au retour (16) f) l'évacuation des fines (15) contenues dans le filtre presse (9) se fera automatiquement et elles seront évacuées vers l'aire de stockage (17) pour être mélangées g) le contenu de la trémie (13) est évacué sur une aire de stockage sécurisé dans l'attente de la vente comme combustible pour l'industrie h) un tableau électrique et de commande du système (18) antidéflagrant 10. Procédé selon l'une des revendications de là 9, caractérisé en ce qu'on réalise les différentes étapes à température ambiante. 11. Procédé selon l'une des revendications de 1 à 10 caractérisé en ce que l'enchaînement du traitement permet de réaliser une cadence de dépollution jusqu'à 35 tonnes /heure, sans tenir compte du taux de pollution initial. 12. Procédé selon l'une des revendications de 1 à 11, caractérisé en ce que l'unité de traitement est mobile. 13. Procédé selon l'une des revendications de 1 à 12, caractérisé en ce que l'on ne fait appel à aucune autre technique de dépollution que celle décrite, afm d'arriver aux résultats final de 150ppm.