PROCEDE DE STABILISATION
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PROCEDE DE STABILISATION POUR RESIDUS MINERAUX CONTAMINÉS PAR DES MÉTAUX LOURDS ET DES COMPOSÉS ORGANIQUES. G. Depelsenaire – SOLVAY. Plan de l’exposé. 1. Le procédé NOVOSOL 2. Les applications potentielles du procédé 3. Les applications testées en unité pilote

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G depelsenaire solvay

PROCEDE DE STABILISATION POUR RESIDUS MINERAUX CONTAMINÉS PAR DES MÉTAUX LOURDS ET DES COMPOSÉS ORGANIQUES

G. Depelsenaire – SOLVAY


Plan de l expos

Plan de l’exposé

1. Le procédé NOVOSOL

2. Les applications potentielles du procédé

3. Les applications testées en unité pilote

3.1. Les cendres volantes dans l’incinération des ordures ménagères3.2. Les sédiments contaminés portuaires ou fluviaux

4. Les investissements et les coûts d’exploitation


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Destruction des composés organiques

1. LE PROCEDE NOVOSOL

Objectif : La stabilisation de résidus minéraux contaminés par des métaux lourds et des composés organiques

Procédé en deux étapes qui peuvent être dissociées dans le temps et dans l’espace

Etape BDESTRUCTION DES COMPOSES ORGANIQUESpar calcination (650°C - 900°C)

Etape ASTABILISATION DES METAUX LOURDSpar piégeage dans des phosphates de calcium [Ca3(PO4)2]xH2O formés par ajout de H3PO4

H3PO4

Calories

Résidus minéraux stabilisés destinés à la valorisation

Formation de phosphates de calcium

Résidus minéraux


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2. LES APPLICATIONS POTENTIELLES

  • Applications potentielles

     Cendres volantes d’incinération d’ordures ménagères

     Sédiments de curage des ports et des canaux

     Résidus de broyage d'automobiles

     Sols contaminés

     Boues industrielles

    • ...

      Parmi ces applications potentielles, le traitement en unité pilote industrielle a été réalisé :

      - sur des cendres volantes provenant d’incinérateurs d’ordures ménagères

      - sur des sédiments fluviaux


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3. LES APPLICATIONS TESTEES EN UNITE PILOTE

3.1. Les cendres volantes dans l’incinération des ordures ménagèresObjectif : La valorisation de l’ensemble des résidus issus du traitement des fumées

Programme REVASOL

Epuration des fuméesProcédé Neutrec

Bicarbonate de sodium

charbon actif

Four +chaudière

déchets

Cheminée

Filtration

Filtration

Fumées brutes

Fumées dépoussiérées

Fumées épurées

Cendres volantes

Produits sodiques résiduaires

Réalisé industriellement depuis 1998 dans l’usine Solvay de Rosignano

Unité pilote REVASOL – Dombasle 1999 - 2003

Solution de lavage

Lavage--------------------------------------NOVOSOL

eau

Traitement chimique

H3PO4

Calories

Saumure concentrée normalisée sans dioxines ni furannes

Déchets ultimes

Résidus solides sans dioxines, ni furannes

Incorporation dans les matériaux routiers

Décharge de classe I

Production de carbonate de sodium


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3. LES APPLICATIONS TESTEES EN UNITE PILOTE

3.1. Les cendres volantes dans l’incinération des ordures ménagèresObjectif : La valorisation de l’ensemble des résidus issus du traitement des fumées

Programme REVASOL

Composition en métaux lourds de dix cendres volantes européennes


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3. LES APPLICATIONS TESTEES EN UNITE PILOTE

3.1. Les cendres volantes dans l’incinération des ordures ménagèresObjectif : La valorisation de l’ensemble des résidus issus du traitement des fumées

Programme REVASOL

Analyses chimiques des solutions issues de la lixiviation X 31-210 des cendres volantes traitées


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3. LES APPLICATIONS TESTEES EN UNITE PILOTE

3.1.2. Etude du procédé et de la valorisation des cendres volantes traitées

Programme REVASOL

Route test à Dombasle avec incorporation des cendres volantes (12%) dans une grave de sous-couche routière (juin 2002)


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3. LES APPLICATIONS TESTEES EN UNITE PILOTE

3.1.2. Etude du procédé et de la valorisation des cendres volantes traitées

Programme REVASOL

Route test à Dombasle avec incorporation des cendres volantes (12%) dans une grave de sous-couche routière (juin 2002)


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3. LES APPLICATIONS TESTEES EN UNITE PILOTE

3.1.2. Etude du procédé et de la valorisation des cendres volantes traitées

Programme REVASOL

Qualité de l’eau de percolation recueillie sous la route “test”

* cas de percolation contaminée par de la chaux répandue sur la route


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3. LES APPLICATIONS TESTEES EN UNITE PILOTE

3.1.3. Enseignements à retenir de l’expérience REVASOL

Programme REVASOL

REVASOL n’a pas permis d’atteindre tous les objectifs fixés initialement. Les raisons en sont :

  • au niveau de la mise en oeuvre du procédé, des choix technologiques qui n’ont pas permis d’atteindre les paramètres de fonctionnement prévus, notamment une productivité inférieure de 50 % aux prévisions, mais ont permis d’atteindre un très haut niveau de stabilisation des métaux lourds

  • au niveau des valorisations, absence d’un cadre juridique clairpermettant de légaliser et ainsi de pérenniser la filière de valorisation“route”.


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Calcination

3. LES APPLICATIONS TESTEES EN UNITE PILOTE

3.2. Les sédiments portuaires ou fluviaux

3.2.1. NOVOSOL mousse : mise en oeuvre simplifiée du procédé

Schéma d’exploitation

H3PO4

Lit de maturation et de séchage

En fonction des législations locales, valorisation possibleen remblais

Sédiments/Sols à 50% H2O

- Le stockage temporaire permet:

* une mise en service rapide de la phase de phosphation – séchage

* une période supplémentaire pour l’étude de la calcination et des valorisations

* la recherche d’une optimisation des sources de combustibles pour réaliser la calcination

Site A

Stockage temporaire

Valorisation, des matériaux stabilisésValorisation directe des calories pour séchage ou production d’électricité

Site B


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3. LES APPLICATIONS TESTEES EN UNITE PILOTE

3.2. Les sédiments portuaires ou fluviaux

3.2.2. Composition type des sédiments contaminés (2005)


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3. LES APPLICATIONS TESTEES EN UNITE PILOTE

3.2. Les sédiments portuaires ou fluviaux

3.2.3. Classification européenne des sédiments contaminés

Classification européenne des déchets : 17 05 05 * Boues de dragage contenant des substances dangereuses

Valeurs limites (composition) en métaux lourds à partir desquelles les sédiments sont considérés comme dangereux


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3. LES APPLICATIONS TESTEES EN UNITE PILOTE

3.2. Les sédiments portuaires ou fluviaux

3.2.4. Développement des études en laboratoire

Conventions de recherche et thèses avec :

- Ecole des Mines d'Albi-Carmaux

- Ecole Centrale de Lille

- Ecole Nationale des Travaux Publics à Lyon

- Université P. Sabatier de Toulouse


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3. LES APPLICATIONS TESTEES EN UNITE PILOTE

3.2. Les sédiments portuaires ou fluviaux

3.2.5. Unité mini pilote de phosphatationCapacité: 400 l/j de sédiments à 50 % H2O


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3.2. Les sédiments portuaires ou fluviaux

3.2.6. Unité pilote industrielle de phosphatation – Schéma de principeCapacité: 40 t/mois de sédiments à 50% H2O


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3.2. Les sédiments portuaires ou fluviaux

3.2.6. Unité pilote industrielle mobile de phosphatation – Première versionCapacité: 40 t/mois de sédiments à 50% H2O


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3.2. Les sédiments portuaires ou fluviaux

3.2.6. Unité pilote industrielle mobile de phosphatation – Seconde versionCapacité: 40 t/mois de sédiments à 50% H2O


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3.2. Les sédiments portuaires ou fluviaux

3.2.7. Unité pilote industrielle mobile de calcination – Schéma de principe Capacité 20 t/mois de sédiments traités


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3.2. Les sédiments portuaires ou fluviaux

3.2.7. Unité pilote industrielle mobile de calcination – Vue générale Capacité 20 t/mois de sédiments traités


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3. LES APPLICATIONS TESTEES EN UNITE PILOTE

3.2. Les sédiments portuaires ou fluviaux

3.2.8. Performances de stabilisation du procédé NOVOSOL Lixiviation à l’acide acétique 0.5 M


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3.2. Les sédiments portuaires ou fluviaux

3.2.8. Performances de stabilisation du procédé NOVOSOL Lixiviation à l’eau


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3. LES APPLICATIONS TESTEES EN UNITE PILOTE

3.2. Les sédiments portuaires ou fluviaux

3.2.9. Filière de valorisation produits routiers – Partenaires – EUROVIA – BRGM - LCPC

Echantillon de sédiments fluviaux traités par le procédé NOVOSOL destinés à l’étude de la route “test”

Echantillon de matériau routier réalisé en incorporant 40% de sédiments fluviaux traitésLixiviations (x30402.2) - Résultats


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3.2. Les sédiments portuaires ou fluviaux

3.2.9. Filière de valorisation produits routiers Route “test”

Construction en décembre 2005 d’une route test (100 m2) dont l’assise de chaussée réalisée en sable-ciment incorporant des sédiments fluviaux (30 %) traités par le procédé NOVOSOL

Le suivi environnemental (analyse du percolat recueilli sur la route “test”) et le suivi mécanique de cette route sont prévus pourun minimum de 1 an et un maximum de 3 ans.


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3. LES APPLICATIONS TESTEES EN UNITE PILOTE

3.2. Les sédiments portuaires ou fluviaux

3.2.9. Filière de valorisation produits routiers Construction de la route “test” à Dombasle Assise de chaussée (épaisseur 25 cm) réalisée en sable ciment, incorporant 30 % de sédiments fluviaux traités par le procédé NOVOSOL

Membrane desécurité

Membrane derécolte despercolats


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3. LES APPLICATIONS TESTEES EN UNITE PILOTE

3.2. Les sédiments portuaires ou fluviaux

3.2.9. Filière de valorisation produits routiers Construction de la route “test” à Dombasle Assise de chaussée (épaisseur 25 cm) réalisée en sable ciment, incorporant 30 % de sédiments fluviaux traités par le procédé NOVOSOL

2- précompactage

au cylindre vibrant

1- répendage et prélèvements pour moulages

3- compactage

au pneu P1

4- réglage fin

e= 0,25 m


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3. LES APPLICATIONS TESTEES EN UNITE PILOTE

3.2. Les sédiments portuaires ou fluviaux

3.2.9. Filière de valorisation produits routiers Caractéristiques du matériau mis en oeuvre pour construire la route “test”(sable-ciment incorporant 30 % de sédiments NOVOSOL)

* cas de percolation contaminée par de la chaux répandue sur la route

* Composition du matériau (sable-ciment)

- calcaire 0/6 mm63%

- sédiments NOVOSOL30%

- liant hydraulique ROC SG7%


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3. LES APPLICATIONS TESTEES EN UNITE PILOTE

3.2. Les sédiments portuaires ou fluviaux

3.2.10. Approche commerciale

L’accès à la technologie NOVOSOL est concédé par Solvay, via l’octroi d’une licence rétribuée d’exploitation du procédé NOVOSOL.

La licence est concédée par projet. Elle est donc limitée dans le temps et portera sur une zone géographique définie.


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4. LES INVESTISSEMENTS ET LES COUTS D’EXPLOITATION

4.1. Les sédiments portuaires ou fluviaux Principales données économiques pour une unité industrielle d’une capacité de traitement de 100 000 m3/an de sédiments bruts (50 % H2O) soit 150 000 t/an

Remarques :

(1) Inférieur au coût du service qui inclut la marge bénéficiaire de l’opérateur

(2) Le produit mis en décharge contiendrait 20% d’H2O


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4. LES INVESTISSEMENTS ET LES COUTS D’EXPLOITATION

4.1. Les sédiments portuaires ou fluviaux Principales données économiques pour une unité industrielle d’une capacité de traitement de 100 000 m3/an de sédiments bruts (50 % H2O) soit 150 000 t/an

Remarques :

(1) La cession du sable est gratuite

(2) Le produit à calciner contiendrait 10% d’H2O


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ECOLOGIE INDUSTRIELLE

Déchets minéraux

Déchets Combustibles

Traitementdefumées

NEUTREC

Traitementdegaz

Fioul dérivéde déchets (RDF)

Sédiments

Unité APhosphatationSéchage

Boues de STEPséchées

Unité BCalcination

Cendres volantes

Fines minéralesRésidu de broyage

H3PO4

Autres

PRODUIT FINI BProduit fini pour matériaux type route – brique - béton

PRODUIT FINI ARésidus minéraux phosphatés et séchésProduit fini pour remblais sous certaines conditions


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