Calcination des Sédiments de Dragage Contaminés - Thèses de l ...

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Chapitre I : Synthèse bibliographique I-1.5.1.5 Traitements thermiques Hors mis le coût élevé dû à l’apport en énergie, le recours aux traitements thermiques est depuis quelques décennies adapté aux décontaminations des sédiments de dragage, en complément à d’autres types de traitements (physico-chimique, biologique et mécanique). Plusieurs méthodes de traitements thermiques sont actuellement disponibles et fréquemment utilisés : La désorption La méthode de désorption permet d’extraire les contaminants organiques et/ou métalliques par vaporisation ou désintégration. Le point d’ébullition du contaminant à extraire est déterminant pour fixer les conditions de vaporisation. L’agence américaine sur la protection de l’environnement propose plusieurs procédés de désorption pour traiter les sédiments et les sols pollués en utilisant des systèmes séchoirs et des vis chauffées comme le modèle X-TRAX , le modèle ATP , le modèle « Low Temperature thermal Treatment » (LT 3 ), le modèle « Low Temperature thermal Aeration » (LTTA). Ces techniques permettent de récupérer les gaz organiques (PCB, HAP,…) volatilisés par condensation des effluents gazeux [52]. La pyrolyse La pyrolyse est un procédé thermique fréquemment utilisé pour traiter les ordures ménagères (MSW) [53]. Ce procédé, en absence d’oxygène, est aussi utilisé pour désintégrer les contaminants organiques lors du traitement du sédiment contaminé. L’oxygène joue un rôle déterminant sur la présence, la forme et les caractéristiques des dioxines dans le gaz évaporé : les PCBs [54], les PCDDs et PCDFs [55 , 56 , 57] et aussi sur les métaux lourds volatils toxiques, comme le Cd et le Hg ainsi que le Cu, le Pb et le Zn [58]. La propriété non-oxydante de ce processus est très avantageuse pour empêcher toute autre formation d’espèces en métaux lourds toxiques, en particulier les ions Cr 6+ . Rienks [59] a montré des résultats très concluants lors du traitement thermique par pyrolyse entre 550°C et 600°C sur des sédiments de dragages contaminés. 40
Chapitre I : Synthèse bibliographique L’incinération Cette technique est utilisée depuis plusieurs années pour traiter les boues de station d’épuration. L’incinération permet, d’une part, d’éliminer les constituants organiques, et d’autre part, de transformer les métaux en oxydes métalliques qui se concentrent dans les cendres volantes. L’apport en énergie des boues contribue largement à faire diminuer le coût d’exploitation de ce procédé. Si pour les boues de station d’épuration, où les teneurs en matières organiques atteignent 80%, ce procédé est économiquement rentable ; ce n’est pas le cas pour les sédiments, où ce taux est souvent inférieur à 10% [60] . L’oxydation à l’air humide Ce procédé est fréquemment utilisé dans le traitement des boues de station d’épuration et aussi dans les traitements des eaux usées industrielles peu concentrées en matières biodégradables. Son application pour le traitement des sédiments a été expérimentée aux Pays-bas depuis la fin des années 1990. L’oxydation à l’air humide est un procédé qui permet d’accélérer la cinétique d’oxydation chimique des composés organiques. L’objectif de cette technique d’extraction est de transformer le gaz carbonique évacué en eau [61]. Afin d’augmenter la solubilité de l’oxygène dans l’eau, le maintien en pression et en température élevée est nécessaire. La vitrification Le procédé de vitrification consiste à faire fondre les fractions argileuses des sédiments contaminés, après séchage, à une température supérieure à 1250°C et à refroidir rapidement. En effet, le refroidissement lent donne un solide cristallin non lessivable. La vitrification permet la dégradation de la matière organique par combustion et fixe les métaux lourds non volatils. Les métaux lourds volatilisés nécessitent un traitement des effluents gazeux. Le maintien de conditions oxydantes, permet toutefois de minimiser les risques de volatilisation de certains métaux lourds, comme cela a été montré avec des essais sur des sédiments portuaires aux Pays-bas par l’équipe de Versteeg [62]. Les nouvelles techniques de vitrification de sédiment utilisent des électrodes de molybdènes alimentées par un courant à haute tension [29]. La température peut atteindre 41
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Bibliographie [96] L.J. BONIS, H.H.
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CALCINATION DES SEDIMENTS DE DRAGAG
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