Le procédé d'oxydation thermique

Le procédé d'oxydation thermique utilisé à Saint-Ambroise par Récupère Sol Inc. (RSI) est le fruit de 15 ans de recherche et de développement de la firme Bennett Environmental qui compte plus de trente années d’expérience en matière d’innovations technologiques dans le domaine de la réhabilitation des sols contaminés. Il s’agit d’un équipement de quatrième génération prénommé MARK IV qui permet de dissocier les polluants organiques chlorés ou non chlorés en des composés ou des éléments inoffensifs tels que l'eau, l'oxygène et le gaz carbonique. Les atomes de chlore (Cl) qui sont emprisonnés dans des cycles de benzène (6 atomes de carbone fortement liés) et qui confèrent aux BPC et autres organochlorés leur dangerosité sont expulsés à haute température et réassociés avec de l’hydrogène pour former un gaz commun mais acide, le HCL. Ce gaz sera neutralisé au cours du processus de décontamination. Finalement, nous donnons un certificat qui stipule, entre autres, la capacité maximale à traiter, soit 100 000 tonnes par année à 12,5 tonnes à l'heure, et la capacité maximale à l'heure de destruction des contaminants organiques chlorés (15 kg/heure), nonobstant le débit. Ce certificat d'autorisation mentionne également dans les détails, les paramètres spécifiques de trairement (température, pourcentage d'oxygène, temps de résidence dans la chambre de combustion secondaire, efficacité de destruction, ect.) et la procédure analytique (eau, air, sol) à laquelle RSI est assujettie.

Comment fonctionne le MARK IV ?

Le procédé d'oxydation thermique MARK IV comprend quatre étapes :

1) La phase de désorption thermique (bleu)

Les sols contaminés sont acheminés par convoyeur jusqu’à un réacteur (la chambre de combustion primaire) ou ils sont chauffés entre 650 °C et 800 °C dépendamment du type de contaminant et de la texture du sol traité. Durant cette étape, les polluants organiques (c’est-à-dire ceux qui contiennent du carbone) sont volatilisés sous forme gazeuse et acheminés dans la chambre de combustion secondaire. À ce stade-ci, les sols rendus inertes sont débarrassés des polluants organiques.

2) La phase de recombinaison des polluants en des composés inoffensifs (vert)

Les gaz chargés des polluants organiques sont chauffés à plus de 1000 °C afin de briser les cycles carbonés ou sont emprisonnés les atomes de chlore. Il s’agit d’une étape d’oxydation (en présence d’oxygène) très rapide de cassage et de recombinaison. À ce stade-ci, les contaminants organiques d’origine sont décomposés et les entités chimiques résultantes sont acheminées dans la tour de refroidissement et de conditionnement des gaz.

3) La phase de refroidissement et de conditionnement des gaz (rouge)

Les gaz rendus chauds et acides sont refroidis par pulvérisation d’eau et neutralisés par injection de chaux hydratée et de charbon activé. L’eau ainsi mise en contact avec les gaz devient vapeur. C’est cette vapeur blanche que l’on retrouvera plus tard à la sortie de la cheminée après avoir été nettoyé des poussières qu’elle contient.


4) La phase finale de filtration des gaz (jaune)

Deux unités sophistiquées comprenant chacune 210 sacs filtrants débarrassent les gaz des particules encore présentes. Ces 420 sacs filtrants mesurant 4 mètres de longueur chacun sont automatiquement dépoussiérés par pulsation à air comprimé empêchant tout colmatage des unités. À ce stade-ci, les gaz d’échappement débarrassés des fines poussières sont conformes aux normes québécoises, canadienne et américaine.

Les émissions à l’atmosphère (composées essentiellement de vapeur d’eau) sont analysées en continu, les sols le sont à l’entrée et à la sortie du procédé et font l’objet d’un suivi détaillé en temps réel incluant la destination finale. De plus, toutes les eaux ayant été en contact avec les sols contaminés sont traitées et analysées avant d’être réutilisées, pour la majeure partie, dans le procédé.

Contrôle du procédé

Le procédé est contrôlé par des boucles à rétroaction (feed-back) avec un automate programmable (PLC). De plus, les paramètres critiques sont protégés par des circuits d'enclenchement automatique pour assurer la sécurité et une opération efficace. L'interface-opérateur est formé d'un lien de communication entre le PLC et l'ordinateur, un logiciel de contrôle, le clavier et l'écran.

Plusieurs points de mesure des températures ont été implantés pour contrôler le procédé : à chaque extrémité du four rotatif, à la base et en haut de la CCS (chambre de combustion secondaire), à la sortie de la TCG (tour de conditionnement) , dans le venturi, à l'entrée du système de filtration et à la cheminée. Toutes ces valeurs sont suivies en continu.

Les régulateurs de température du four rotatif contrôlent le brûleur de la CCP (chambre de combustion primaire) et l'apport d'air auxiliaire. Le régulateur de température de la TCG contrôle le débit d'injection d'eau. Le monitoring des autres températures est requis pour répondre aux normes en vigueur pour ce type d'équipement.

L'opérateur de l'unité de désorption thermique peut visualiser à tout moment l'état des opérations sur la console vidéo du système. Il dispose à portée de main des contrôles nécessaires à suppléer aux systèmes automatisés.