Brevet FR3017545A1 — publié le 20150821

DISPOSITIF POUR DISPERSER A LA SOURCE LES EMISSIONS D'EFFLUENTS GAZEUX NAUSEABONDS. L'invention est relative à un dispositif de dispersion à la source des émissions d'effluents gazeux nauséabonds, dégagés de manière diffuse par des sources situées à proximité du sol, en particulier par des bassins de traitement d'eaux usées ou toute autre activité qui dégage des odeurs. De nombreuses activités industrielles émettent des odeurs nauséabondes qui se dispersent au gré du vent. Ces effluves peuvent générer une gêne importante pour les riverains. Les émissions d'odeur sont difficilement contrôlables, en particulier lorsqu'il n'est pas possible de les confiner dans une enceinte étanche, et lorsque les surfaces d'émission sont importantes et à géométrie variable. Les odeurs ressenties sont relatives à la concentration et à la nature chimique des molécules produites au niveau de la source d'odeurs. De nombreux facteurs météorologiques influent sur les émissions et surtout sur la dispersion des odeurs au niveau de l'environnement. Il s'agit en particulier de : - la vitesse et du sens du vent, - l'humidité et la température de l'air ambiant, - la pression atmosphérique, - l'effet du relief et des bâtiments avoisinants qui peuvent produire des courants rabattants. Divers moyens de réduction de l'impact des nuisances olfactives ont été proposés. Cas de flux canalisés Afin de favoriser la dispersion des gaz ou de l'air nauséabond, après un traitement chimique ou biologique, les effluents gazeux peuvent être dispersés à une certaine hauteur dans l'atmosphère par des cheminées. La hauteur des cheminées est variable selon la nature et la composition des gaz, la réglementation en vigueur et les résultats de l'étude de dispersion des polluants gazeux, particulaires et malodorants. La dispersion des gaz dans l'environnement est améliorée en augmentant la hauteur de cheminée. Un régime de vents turbulents et soutenus a pour effet de mélanger les gaz avec l'air ambiant et de favoriser ainsi la dispersion des polluants. L'effet de dispersion des polluants qui est lié à la hauteur d'éjection des gaz dans l'atmosphère est parfois annihilé par des courants d'air (vents) rabattants. Ces conditions défavorables peuvent entraîner une concentration de polluants ou d'odeurs au niveau du sol supérieure au seuil maximal admissible ressenti, ceci malgré le respect de la réglementation concernant les rejets de polluants en sortie des exutoires. WO 2010/044 055 a proposé d'améliorer et de favoriser la dispersion des gaz en prévoyant au moins un injecteur d'air ou de gaz auxiliaire installé à proximité du débouché d'une cheminée et orienté vers le haut de manière à disperser les gaz. Cas de flux diffus Les émissions peuvent être diffuses et provenir, par exemple, de grands bassins de stations d'épuration, de centres d'enfouissement, de zones de stockage de déchets organiques, d'aires de maturation de matières organiques et autres installations similaires. De telles installations ne sont pas nécessairement à ciel ouvert, et peuvent être recouvertes au moins en partie, mais les effluents gazeux ne sont plus canalisés vers un exutoire, notamment une cheminée. Il n'est alors plus possible ou difficile et coûteux de capter à la source les effluves nauséabonds, et un moyen utilisé pour lutter contre les odeurs consiste à masquer ces odeurs en diffusant des produits "blancs" dont 2 0 l'objectif est de réduire l'impact olfactif, en couvrant les odeurs. Un tel moyen présente une efficacité très limitée car il n'agit que localement dans la zone de diffusion des produits masquants. De plus, les molécules utilisées ne sont pas totalement neutres pour l'environnement. 2 5 Mesure des unités d'odeur Afin d'évaluer d'une manière objective le taux d'odeur ambiant, des capteurs électrochimiques ont été mis au point. De tels capteurs sont positionnés dans les zones de présence humaine pour mesurer en continu la concentration en molécules les plus odorantes telles que H2S, NH3, mercaptan. 30 Ces capteurs permettent de convertir les mesures chimiques en unités d'odeur qui font référence à la perception odorante humaine, et d'indiquer le facteur de nuisance en cours. Ces capteurs sont utiles car ils permettent de prévenir les riverains d'un pic d'émission et de prévenir le public avant un constat a posteriori qui 35 entraîne de nombreuses plaintes. Toutefois, ces mesures d'odeur n'ont pas d'effet correctif sur les émissions ni sur leur perception. L'invention a pour but, surtout, de fournir un dispositif qui permet d'améliorer significativement la dispersion des effluents gazeux nauséabonds dégagés de manière diffuse par des installations qui ne permettent pas de canaliser ces effluents. Selon l'invention, le dispositif pour la dispersion à la source des émissions d'effluents gazeux nauséabonds, dégagés de manière diffuse par des sources situées à proximité du sol, en particulier par des bassins de traitement d'eaux usées, est caractérisé en ce qu'il comporte : - au moins deux injecteurs d'air ou de gaz auxiliaire orientés vers le haut, installés à la périphérie d'une, ou de chaque, source d'effluents gazeux nauséabonds, dans des zones opposées, de manière à disperser les effluents 10 gazeux nauséabonds, - des moyens d'alimentation séparés des injecteurs, - et des moyens de commande sensibles au sens du vent pour assurer l'alimentation au moins du ou des injecteur(s) dont la situation est la plus favorable pour assurer la dispersion et/ou la remontée du panache d'effluents 15 gazeux. De préférence, le dispositif comporte des détecteurs d'odeurs répartis à la périphérie d'une installation comportant au moins une source d'odeurs nauséabondes, ces détecteurs étant agencés pour communiquer les résultats de leurs mesures à une centrale d'acquisition de mesures reliée à une 20 unité de commande qui, selon les résultats des mesures, met en action au moins un ventilateur pour alimenter au moins un secteur approprié d' injecteurs. Généralement, les injecteurs sont situés à une hauteur inférieure à celle du bord supérieur de la source d'odeurs, en particulier en bordure de la zone d'émission d'odeurs, c'est-à-dire à proximité du bord supérieur de la 25 source d'odeurs. Avantageusement, le dispositif comporte au moins trois secteurs d'injecteurs installés à la périphérie d'une, ou de chaque, source d'odeurs nauséabondes, chaque secteur comportant au moins un injecteur. Chaque secteur angulaire et ses injecteurs, sont alimentés par une 30 rampe de distribution d'air équipée d'une vanne à commande motorisée, la rampe étant reliée au refoulement d'un ventilateur. De préférence, les injecteurs sont à orientation réglable. Les moyens d'alimentation des injecteurs et les moyens de commande peuvent être prévus pour assurer une pression variable en fonction 35 des conditions atmosphériques et de mesures d'unités d'odeur. Avantageusement, l'unité de commande est pilotée par un logiciel de gestion et de contrôle programmé pour prendre en considération les paramètres de dispersion et les mesures d'unités d'odeur en temps réel. L'unité de commande peut être pilotée par un logiciel de simulation prédictif de la dispersion naturelle du panache d'odeurs, intégré pour une action préventive de commande automatique du dispositif de dispersion par induction. Le dispositif peut comporter un moyen d'injection de produits « masquants » dans l'air qui alimente les injecteurs. Avantageusement, les moyens d'alimentation des injecteurs comprennent au moins un ventilateur à vitesse réglable, et au moins une conduite de liaison entre la sortie du ventilateur et une rampe d'alimentation du ou des injecteurs. De préférence, les moyens d'alimentation du ou des injecteurs sont réglables pour permettre de moduler la pression et le débit d'air ou de gaz auxiliaire envoyé aux injecteurs selon les conditions atmosphériques du moment, et les propriétés du panache de gaz, l'arrêt des moyens d'alimentation étant commandé lorsque la dispersion naturelle est suffisante ou les conditions pour lesquelles les émissions d'odeurs sont faibles. L'invention consiste, mises à part les dispositions évoquées ci- dessus, en un certain nombre d'autres dispositions dont il sera plus explicitement question ci-après à propos d'exemples décrits avec référence aux dessins annexés, mais qui ne sont nullement limitatifs. Sur ces dessins : Fig. 1 est un schéma illustrant un bassin de traitement d'eau selon l'état de la technique. Fig. 2 est un schéma, semblable à celui de Fig. 1, du bassin avec dispositif selon l'invention pour disperser les émissions d'effluents gazeux, et Fig. 3 est un schéma d'une usine de traitement d'eaux usées dont les différentes sources d'effluents gazeux nauséabonds sont équipées de dispositifs selon l'invention. En se reportant à Fig. 1 des dessins, on peut voir un bassin 1 de traitement d'eaux usées, selon l'état de la technique. Un tel bassin est généralement circulaire, et son diamètre peut atteindre 30 m et plus. Le bassin 1 dégage des panaches 2 d'effluents gazeux nauséabonds. Le volume des panaches 2 dépend essentiellement de l'évaporation et donc de paramètres constitués par la vitesse de l'air de balayage en surface du bassin, la température ambiante, l'hygrométrie et la pression atmosphérique. Les panaches 2 sont poussés par le vent dont le sens est schématisé par une flèche 3 et peuvent atteindre des habitations M, qui se trouvent du côté du bassin opposé au sens du vent. Leurs habitants vont ainsi être incommodés par les effluents dégagés. Cette gêne sera d'autant plus forte dans le cas de vents rabattants, illustrés par la flèche 4 sur Fig. 1, en direction des habitations. Afin d'augmenter la dispersion des odeurs nauséabondes dans l'air ambiant, un dispositif D (Fig.2) selon l'invention comporte au moins deux injecteurs 5a, 5b d'air, ou de gaz auxiliaire, orientés vers le haut et constituant des inducteurs pour disperser les effluents gazeux. Les injecteurs 5a, 5b sont alimentés en air à moyenne pression, notamment comprise entre 50 daPa et 300 daPa, par des rampes 6a, 6b branchées sur le refoulement d'un ventilateur non visible sur Fig.2. Les rampes ou conduites d'alimentation, telles que 6a, 6b sont avantageusement réalisées en tôle spiralée ou en autre matériau léger (notamment textile). Les injecteurs 5a, 5b sont placés en périphérie de chaque source d'émission d'odeurs, de manière à assurer une dispersion rapide des odeurs par leur dilution dans l'air ambiant. Les injecteurs 5a, 5b sont situés à proximité du sol, à une hauteur voisine de la zone d'émission. L'induction créée par un jet d'air 7 orienté vers le haut favorise l'ascension dynamique et la dispersion du panache malodorant 2 lorsque les effets d'un vent rabattant sont supérieurs à ceux dus à la différence de densité entre les gaz et l'air ambiant. Les rampes 6a, 6b constituent des moyens d'alimentation séparés des injecteurs. La distribution d'air moteur vers les injecteurs 5a, 5b peut ainsi être fractionnée de manière à permettre de sélectionner le ou les injecteurs à mettre en fonctionnement selon le sens du vent et la localisation d'émission des odeurs. Selon le schéma de Fig. 2, il suffit de faire fonctionner l'injecteur 5a situé du côté du bassin 1 opposé au sens du vent 3, pour obtenir un effet satisfaisant. Avantageusement, comme illustré sur Fig. 3, des moyens de commande B sensibles au sens du vent et à différents paramètres météorologiques, sont prévus pour assurer l'alimentation du ou des injecteur(s) dont la position est la plus favorable pour assurer la dispersion et la remontée du panache d'effluents gazeux. La pression en sortie des jets d'air est variable et réglable de manière à adapter en permanence le taux d'induction, ou taux d'entraînement du panache par le jet 7 dirigé vers le haut, par rapport aux besoins et afin de limiter la consommation d'énergie, essentiellement électrique, du dispositif d'alimentation en air moteur. Ce dispositif d'alimentation comporte, pour chaque source d'odeurs, au moins un ventilateur 8.1, 8.2, 8.3 (Fig. 3) moyenne pression, notamment de 50 daPa à 300daPa, à vitesse variable, réglable. Fig. 3 montre une usine 9 de traitement d'eaux usées, équipée de dispositifs selon l'invention avec plusieurs injecteurs 5a1... 5b3 installés en périphérie de zones d'émission d'odeurs constituées de bassins 10, 11, et d'une zone 12 de cuves de traitement, ou de surfaces de stockage de déchets et de maturation de matières organiques ou autres. Au niveau de chaque source d'effluves malodorants, les injecteurs 5a1, ...5b3 sont répartis en au moins deux secteurs Sa1, Sb1...Sa3, Sb3 autour de la source. Chaque secteur est alimenté indépendamment en air sous pression par une rampe dont le débit est contrôlé par un registre ou une vanne motorisée 13a1...13b3, située de part et d'autre d'une injection d'air provenant d'un ventilateur 8.1, 8 .2, 8.3. Pour le bassin 10, deux secteurs Sa1, Sb1 d'injecteurs 5a1, 5b1 sont prévus autour du bassin. Chaque secteur s'étend suivant sensiblement un demi-cercle et est alimenté respectivement, par l'intermédiaire d'un registre ou d'une vanne automatisée 13a1, 13b1, par un ventilateur 8.1 dont le refoulement est branché sur une partie de conduite comprise entre les vannes 13a1 et 13b1 contrôlant le débit vers les secteurs Sa1, Sb1. Les injecteurs 5a1, 5b1, représentés en nombre réduit pour simplifier sur Fig. 3, sont de préférence répartis régulièrement à la périphérie de la source d'odeurs constituée par le bassin 10. La distance entre deux injecteurs voisins peut être de l'ordre d'au moins 1 m, et peut atteindre 5 m et plus selon le périmètre à traiter. Le sens du vent détecté par une manche à air 14 et la force du vent détectée par un anémomètre (non représenté) sont transmis à une centrale d'acquisition de mesures B, et l'alimentation en air sous pression est dirigée vers le secteur situé du côté du bassin opposé au sens du vent. Des dispositions semblables sont adoptées pour le bassin 11 et pour la source d'émission 12, les éléments identiques étant désignés par les mêmes références affectées de 2 ou 3 comme dernier chiffre. Le nombre de secteurs d'injecteurs disposés à la périphérie d'une source peut être supérieur à deux afin de mieux prendre en compte le sens du vent et de limiter le nombre d'injecteurs par secteur. Avantageusement, chaque secteur d'injecteurs est alimenté séparément. Les jets d'air 7 orientés vers le haut permettent d'éclater le flux de gaz nauséabonds et de disperser rapidement le panache d'odeurs pendant les périodes de vents rabattants. Le réglage de la pression d'air est assuré par un variateur de vitesse du moteur du ventilateur 8.1, 8.2, 8.3 concerné, ou par tout autre moyen mécanique, notamment un registre. La pression d'air au niveau des injecteurs est ajustée par la centrale B, généralement entre 50 daPa et 300daPa, selon les conditions atmosphériques, sens et intensité du vent, pression et température externe. Les injecteurs peuvent être totalement arrêtés lorsque les conditions météorologiques sont favorables à la dispersion naturelle des odeurs, notamment par grand vent, ou au contraire par calme total avec pression atmosphérique élevée. Des capteurs d'odeurs 15, notamment électrochimiques, sont répartis à une distance appropriée tout autour de l'usine 9 pour effectuer une mesure en continu de la concentration en molécules les plus malodorantes, telles que H2S, NH3, mercaptan. Les résultats des mesures ainsi réalisées sont transmis à la centrale B d'acquisition des différents paramètres et des mesures météorologiques. Les données recueillies par la centrale B sont transmises à une unité A constituée par un ordinateur équipé d'un programme de gestion et de commande automatique des différentes fonctions. Un écran numérique, non représenté, permet d'indiquer le déplacement du panache d'odeurs, les mesures et les équipements de dispersion en action. La centrale B commande les actionneurs des vannes 13a1, 13b1... 13b3 pour régler leur fonctionnement, notamment au niveau du débit. La disposition des capteurs d'odeurs 15 autour de l'usine 9 permet d'agir en temps réel et de moduler le fonctionnement du dispositif de dispersion des effluents malodorants par induction en prenant en compte les conditions météorologiques du site : vitesse et sens du vent, température et humidité de l'air, pression atmosphérique. Les mesures fournies par les capteurs 15 permettent de corriger les paramètres de fonctionnement et de vérifier l'efficacité du dispositif. Le fonctionnement du dispositif pour lutter contre les émissions d'effluents gazeux malodorants résulte des explications qui précèdent. Si les informations fournies par les capteurs d'odeurs 15 ne font pas apparaître un niveau d'odeur dépassant un seuil déterminé, la centrale B maintient les ventilateurs 8.1, 8.2, 8.3 à l'arrêt et les vannes 13a1, 13b1... 13a3, 13b3 en position de fermeture. Si les capteurs 15 signalent un dépassement du seuil déterminé dans une zone, généralement située du côté de l'usine opposé au sens du vent, la centrale B commande la mise en marche de l'un au moins des ventilateurs 8.1, 8.2, 8.3, et l'ouverture de la vanne appropriée 13a1...13b3, pour que les injecteurs appropriés soient mis en fonctionnement. Les capteurs 15 permettent de vérifier si l'efficacité de dispersion est suffisante pour que le niveau d'odeur baisse au-dessous du seuil déterminé. Pour le cas où le niveau d'odeur ne pourrait être ramené à une valeur inférieure au seuil tolérable, un opérateur préviendra le personnel de l'usine et les riverains, ou fera arrêter, dans la mesure du possible, les sources d'effluents gazeux malodorants. Le dispositif avec injecteurs d'air selon l'invention permet d'assurer deux effets : une dilution du panache d'effluents gazeux malodorants et un effet 5 de montée de ce panache. Des produits masquants peuvent être injectés simultanément dans l'air qui alimente les injecteurs 5a1... 5b3. Un logiciel de modélisation de dispersion des diverses sources d'effluents gazeux malodorants est avantageusement installé dans l'unité A 10 pour permettre d'anticiper l'intensité de formation d'effluents gazeux malodorants, et la formation de panaches selon les conditions météorologiques. Il est alors possible d'agir préventivement en faisant fonctionner les secteurs d'injecteurs appropriés. Le dispositif selon l'invention concerne non seulement des 15 installations à ciel ouvert, mais aussi les installations de type sem i-fermées, c'est-à-dire celles qui comportent une couverture avec des orifices de sortie dépourvus de hautes cheminées. Il s'agit notamment de serres pour le séchage de boues de stations d'épuration ; de telles serres comportent une toiture dans laquelle sont prévues des ouvertures, pour l'évacuation des effluents. Selon 20 l'invention, des injecteurs d'air pourraient être répartis autour d'une serre pour disperser les effluents qui s'échappent par les ouvertures du toit. L'invention présente de nombreux avantages. L'asservissement automatique du dispositif de dispersion d'odeurs par induction, commandé par le système de contrôle comportant les capteurs 25 d'odeurs 15, permet de contrôler et de maîtriser le niveau d'unités d'odeur en périphérie de l'usine 9, et également d'optimiser en permanence le fonctionnement du dispositif à la fois préventivement et en action corrective selon les différents paramètres mesurés. La consommation d'énergie du dispositif est relativement faible par 30 rapport à l'effet de dilution important avec l'air ambiant. Le dispositif est régulé automatiquement afin d'obtenir l'effet de dispersion maximal tout en limitant sa consommation d'énergie électrique. Le dispositif est simple à mettre en oeuvre et peu coûteux au regard d'une installation de captation et de traitement chimique biologique des 35 effluents gazeux malodorants. Le dispositif peut être installé sur des unités neuves ou existantes. L'invention s'applique à toute installation à protéger contre les nuisances olfactives diffuses, notamment - bassins d'épaississement ou d'aération de STEP (stations d'épuration d'eaux usées), - centres de stockage des déchets, - plates-formes de compostage de matières organiques, - centres de transfert de déchets, - toute zone d'activité industrielle ouverte émettant des odeurs nauséabondes. REVENDICATIONS1. Dispositif de dispersion à la source des émissions d'effluents gazeux nauséabonds, dégagés de manière diffuse par des sources situées à proximité du sol, en particulier par des bassins de traitement d'eaux usées, caractérisé en ce qu'il comporte : - au moins deux injecteurs (5a, 5b) d'air ou de gaz auxiliaire orientés vers le haut, installés à la périphérie d'une, ou de chaque, source d'effluents gazeux nauséabonds, dans des zones opposées, de manière à disperser les effluents 10 gazeux nauséabonds, - des moyens d'alimentation séparés des injecteurs, - et des moyens de commande sensibles au sens du vent pour assurer l'alimentation au moins du ou des injecteur(s) dont la situation est la plus favorable pour assurer la dispersion et/ou la remontée du panache d'effluents 15 gazeux. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des détecteurs d'odeurs (15) répartis à la périphérie d'une installation comportant au moins une source (10,11,12) d'odeurs nauséabondes, ces détecteurs étant 20 agencés pour communiquer les résultats de leurs mesures à une centrale (B) d'acquisition de mesures reliée à une unité de commande (A) qui, selon les résultats des mesures, met en action au moins un ventilateur (8.1,8.2,8.3) pour alimenter au moins un secteur approprié (Sa1...Sb3) d' injecteurs. 25 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les injecteurs sont situés à proximité du bord supérieur de la source d'odeurs, 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte au moins trois secteurs d'injecteurs installés à 30 la périphérie d'une, ou de chaque, source d'odeurs nauséabondes, chaque secteur comportant au moins un injecteur. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque secteur angulaire (Sa1,...Sb3), et ses injecteurs, 35 sont alimentés par une rampe de distribution d'air équipée d'une vanne à commande motorisée (13a1,...13b3), la rampe étant reliée au refoulement d'un ventilateur (8a1, 8a2, 8a3). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les injecteurs sont à orientation réglable. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens d'alimentation des injecteurs et les moyens de commande sont prévus pour assurer une pression variable en fonction des conditions atmosphériques et de mesures d'unités d'odeur. 8. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'unité de commande (A) est pilotée par un logiciel de gestion et de contrôle programmé pour prendre en considération les paramètres de dispersion et les mesures d'unités d'odeur en temps réel. 9. Dispositif selon la revendication 2 ou 8, caractérisé en ce que l'unité de commande (A) est pilotée par un logiciel de simulation prédictif de la dispersion naturelle du panache d'odeurs (2), intégré pour une action préventive de commande automatique du dispositif de dispersion par induction. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen d'injection de produits « masquants » dans l'air qui alimente les injecteurs. 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens d'alimentation des injecteurs comprennent au moins un ventilateur (8.1, 8.2, 8.3) à vitesse réglable, et au moins une conduite de liaison entre la sortie du ventilateur et une rampe d'alimentation du ou des injecteurs. 12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que les moyens d'alimentation du ou des injecteurs sont réglables pour permettre de moduler la pression et le débit d'air ou de gaz auxiliaire envoyé aux injecteurs selon les conditions atmosphériques du moment, et les propriétés du panache de gaz, l'arrêt des moyens d'alimentation étant commandé lorsque la dispersion naturelle est suffisante.35