11.2 Procédés de traitement par concentration des polluants
11.2.1 Traitements physiques et physico-chimiques
Les polluants contenus dans un sol ou un sédiment sont souvent présents dans des fractions
particulières de la matrice. Ainsi, selon les cas, les particules fines, magnétiques, lourdes ou
légères peuvent présenter des teneurs en polluants très élevées. D'une façon générale, les
procédés de traitement physique et physico-chimiques reposent sur ces spécificités, et
reprennent techniquement des principes largement répandus dans certains secteurs industriels (le
traitement des minerais par exemple). On parle alors de lavage de sol (soil washing). L'objectif
consiste à réduire le volume de matériau contaminé et destiné à la décharge, en récupérant les
fractions saines. Cependant, l'utilisation de ces techniques peut conduire à la désagrégation des
particules élémentaires dans des proportions importantes. Cela entraîne une augmentation de la
fraction fine qui pénalise les bilans de décontamination (BUNGE, 1995). Les principales sont
décrites à présent.
IL2.1.1 Le cyclonage
Principe :
Un hydrocyclone est constitué d'un tube conique ouvert à ses extrémités. L'alimentation en
pulpe sous pression est effectuée en continu par une ouverture latérale située dans la partie
supérieure de l'appareil. Sous l'effet de la vitesse, un vortex se forme. Les particules les plus
grosses et les plus lourdes vont se coller à la paroi extérieure. Elles glissent vers le bas de
l'hydrocyclone jusqu'à la sortie appelée souverse. Les particules les plus fines et les plus légères
se stabilisent au centre du vortex et sortent en débordement de l'hydrocyclone par la surverse.
Cette fraction fine est appelée schlamms. Les opérations de cyclonage qui consistent à séparer
cette fraction de la fraction grenue sont donc appelées déschlammage.
Cet outil permet d'effectuer des séparations granulométriques jusqu'à dix microns. Le
dimensionnement des orifices de sortie, la pression d'alimentation ainsi que la dilution de la pulpe
d'entrée sont autant de paramètres qui permettent de faire varier la coupure granulométrique.
Son utilisation à grande échelle dans le traitement des sédiments de dragage est assez courante.
Il permet en effet de séparer les fractions argileuses des fractions sableuses. Un tamisage
grossier est cependant nécessaire afin d'éviter l'obstruction de l'appareil tout en améliorant ses
performances.
Exemples d'application :
Le port de Hambourg en Allemagne a mis en service en 1993 une usine de traitement de ses
sédiments de dragage pollués par différents composés (métaux, huiles, PCB et PAC). Outre les
procédés annexes de conditionnement du sédiment à l'entrée de l'usine (criblage) et à sa sortie
(réduction de teneur en eau), le point clé du système repose sur l'utilisation des hydrocyclones.
En effet, les travaux de caractérisation ont montré que la quasi-totalité des polluants est dans la
fraction granulométrique inférieure à 60 pm. Cette fraction représente 50 % pondéral de la boue
initiale Les volumes de sédiments contaminés nécessitant le stockage sont divisés par deux,
tandis que la fraction sableuse peut être commercialisée. La capacité de traitement de l'usine est
d environ deux millions de mètres cubes par an. D'autres exemples, à des échelles plus modestes
toutefois, existent Ainsi, l'Angleterre a utilisé des hydrocyclones sur des sédiments de
Birmingham canals" (5 000 mJ), contaminés par des métaux (Pb, Zn, Cu) et des huiles
(BROMHEAD et al., 1996). De même, aux Etats-Unis, les sédiments de "Saginaw River"
pollués par des PCB et des métaux ont été traités avec cet appareil (GARBACIAK et al., 1993).
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11.2.1 Traitements physiques et physico-chimiques
Les polluants contenus dans un sol ou un sédiment sont souvent présents dans des fractions
particulières de la matrice. Ainsi, selon les cas, les particules fines, magnétiques, lourdes ou
légères peuvent présenter des teneurs en polluants très élevées. D'une façon générale, les
procédés de traitement physique et physico-chimiques reposent sur ces spécificités, et
reprennent techniquement des principes largement répandus dans certains secteurs industriels (le
traitement des minerais par exemple). On parle alors de lavage de sol (soil washing). L'objectif
consiste à réduire le volume de matériau contaminé et destiné à la décharge, en récupérant les
fractions saines. Cependant, l'utilisation de ces techniques peut conduire à la désagrégation des
particules élémentaires dans des proportions importantes. Cela entraîne une augmentation de la
fraction fine qui pénalise les bilans de décontamination (BUNGE, 1995). Les principales sont
décrites à présent.
IL2.1.1 Le cyclonage
Principe :
Un hydrocyclone est constitué d'un tube conique ouvert à ses extrémités. L'alimentation en
pulpe sous pression est effectuée en continu par une ouverture latérale située dans la partie
supérieure de l'appareil. Sous l'effet de la vitesse, un vortex se forme. Les particules les plus
grosses et les plus lourdes vont se coller à la paroi extérieure. Elles glissent vers le bas de
l'hydrocyclone jusqu'à la sortie appelée souverse. Les particules les plus fines et les plus légères
se stabilisent au centre du vortex et sortent en débordement de l'hydrocyclone par la surverse.
Cette fraction fine est appelée schlamms. Les opérations de cyclonage qui consistent à séparer
cette fraction de la fraction grenue sont donc appelées déschlammage.
Cet outil permet d'effectuer des séparations granulométriques jusqu'à dix microns. Le
dimensionnement des orifices de sortie, la pression d'alimentation ainsi que la dilution de la pulpe
d'entrée sont autant de paramètres qui permettent de faire varier la coupure granulométrique.
Son utilisation à grande échelle dans le traitement des sédiments de dragage est assez courante.
Il permet en effet de séparer les fractions argileuses des fractions sableuses. Un tamisage
grossier est cependant nécessaire afin d'éviter l'obstruction de l'appareil tout en améliorant ses
performances.
Exemples d'application :
Le port de Hambourg en Allemagne a mis en service en 1993 une usine de traitement de ses
sédiments de dragage pollués par différents composés (métaux, huiles, PCB et PAC). Outre les
procédés annexes de conditionnement du sédiment à l'entrée de l'usine (criblage) et à sa sortie
(réduction de teneur en eau), le point clé du système repose sur l'utilisation des hydrocyclones.
En effet, les travaux de caractérisation ont montré que la quasi-totalité des polluants est dans la
fraction granulométrique inférieure à 60 pm. Cette fraction représente 50 % pondéral de la boue
initiale Les volumes de sédiments contaminés nécessitant le stockage sont divisés par deux,
tandis que la fraction sableuse peut être commercialisée. La capacité de traitement de l'usine est
d environ deux millions de mètres cubes par an. D'autres exemples, à des échelles plus modestes
toutefois, existent Ainsi, l'Angleterre a utilisé des hydrocyclones sur des sédiments de
Birmingham canals" (5 000 mJ), contaminés par des métaux (Pb, Zn, Cu) et des huiles
(BROMHEAD et al., 1996). De même, aux Etats-Unis, les sédiments de "Saginaw River"
pollués par des PCB et des métaux ont été traités avec cet appareil (GARBACIAK et al., 1993).
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