Dans le domaine de la dépollution de l’air, plusieurs techniques sont à notre disposition : le lavage de gaz (physique, chimique), la biofiltration, le biolavage, le biofiltre percolateur, la filtration au charbon actif et la post-combustion (thermale – catalytique). Chaque méthode a sa propre application, avantages, inconvénients et coût, tout cela depend des circonstances.
Lavage par voie humide des émissions dans des laveurs de gaz
Le lavage de gaz se fait à l’eau, ou à l’eau additionée d’un réactif. Il s’agit d’un procédé relativement simple et bien contrôlable. Le lavage de gaz s’utilise pour traiter des quantités plus petites de même que des quantités plus importantes d’émissions gazeuses, contenant des polluants bien solubles dans l’eau, tel que HCl (acide chlorhydrique), NH3 (ammoniac), les alcools….
Dans ce contexte, on parle de lavage oxidatif, où les composants polluants (y inclus les mercaptans) sont oxidés à l’aide d’ hypochlorite de sodium ou de peroxyde d’hydrogène. Même les laveurs de gaz plus grands restent opérationnels à des niveaux de consommation énergétique acceptables. Les laveurs de gaz sont relativement compacts, les installations peuvent se réaliser en économisant de l’espace. Un simple laveur à contre-courant peut déjà suffire pour traiter des rejets gazeux non complexes. Pour les débits plus importants d’émissions (> 80.000-100.000 m³/heure) un laveur à courant croisé est recommandé. Les émissions gazeuses plus complexes sont de préférence traités dans des laveurs à contre-courant et/ou à courant croisé en plusieurs étapes. Ces derniers restent toujours réalisables de façon compacte et relativement économique. A cause de l’agressivité des polluants, les laveurs sont, dans la plupart des cas, réalisés en matière synthétique, beaucoup moins souvent en acier inoxydable.
Tous ces processus peuvent être parfaitement surveillés (en ce qui concerne des paramètres tels que pH, rH, conductivité, détection de gaz, débit,….) et contrôlés avec un grande précision.
Résultats prévisibles et performance garantie.
Dans certainement 40-60 % des cas, des laveurs de gaz seront la solution par excellence pour le traitement de rejets gazeux, corrosifs, nocifs et odorants. Ces tours de lavage sont toujours faites sur mesure et adaptées à la situation et aux conditions locales. En plus, dans la plupart des cas, les conditions polluantes telles quelles se présentent, ne peuvent pas être traîtées de façon annodine ou dans des installations standards. C’est la raison pour laquelle, un test dans un laveur-pilote n’est pas un luxe dans de telles conditions; l’information ainsi obtenue peut être simplement extrapolée de façon à obtenir un système opératif fiable.
Les avantages du lavage de gaz :
- relativement simple et bien contrôlable – également pour des débits plus importants à traiter
- basse consommation énergétique
- compact – économie d’espace
- résultats prévisibles et performance garantie
La filtration sur charbon actif
La filtration sur charbon actif est une technique d’adsorption, permettant au charbon actif d’adsorber les polluants présents dans les émissions gazeuses. Cette méthode de traitement sera fréquemment utilisée pour éliminer des solvants des émissions gazeuses. Les installations nécessaires varient de relativement simple à plutôt complexe, selon le risque d’explosion ou d’incendie. Habituellement, le charbon actif saturé de polluants sera collecté par un collecteur de déchets autorisé, pour être ensuite recyclé ou incinéré. Dans certains cas, le charbon actif sera reactivé. A peu près 10-20 % des émissions gazeuses peuvent être traitées par la filtration sur charbon actif.
Post-combustion
La post-combustion est une méthode très efficace, laissant dans la plupart des cas que des restes de l’anhydride carbonique et d’eau, mais qui est inappropriée pour la plupart des polluants anorganiques. Dans tous les cas où l’acide chlorhydrique et/ou le dioxide de soufre font partie des produits de combustion, un lavage de gaz ultérieur sera nécessaire. Le risque d’explosion reste fondamentalement présent à chaque process de combustion. La post-combustion peut devenir très chère quand il n’y a pas de possibilités de récupération de la chaleur et/ou d’usage d’un catalyseur. Quand le processus est autothermique, la consommation d’énergie sera très basse. La post-combustion sera plutôt chère pour des débits d’émissions gazeuses de plus de 5.000 m³/heure. Dans à peu près 5% des cas la méthode de la post-combustion sera appropriée.
Traitement biologique des emission gazeuses
L’usage des biofiltres pour la désodorisation est évidemment bien connu. La gestion et la maintenance de ces biofiltres est un aspect auquel il faut accorder une attention particulière. Les biofiltres récents se font presque tous en matière synthétique, avec une biomasse inoculée de bactéries, en ajoutant des modérateurs et avec un bon pré-traitement et humidification. Dans le domaine de l’épuration des eaux usées, les biolaveurs s’utilisent souvent en combinaison avec un bassin de boues activées. Le biofiltre percolateur est une autre version du biofiltre, permettant un meilleur contrôle du process en ajoutant des nutritifs et en corrigeant le pH de l’eau d’humidification circulante. Les polluants à éliminer dans ce genre d’installations doivent être bien solubles dans l’eau et biodégradables dans un laps de temps relativement court. La performance éliminatoire des systèmes biologiques est un concept élastique et est fortement tributaire des circonstances, telles que : les charges, la température, l’humidité, la biodégradabilité… Ces soi-disant techniques de traitement microbiologique restent des systèmes assez sensibles et difficile à contrôler dans pas mal de cas. A la mise en service et après un arrêt d’urgence de l’installation, il faut tenir compte d’une période de réadaptation de la microbiologie relativement longue. Pour certaines applications agraires (tel que le compostage), les biofiltres sont une réussite. Dans à peu près 15 % des cas un système biologique pourra être utilisé.
Approche multidisciplinaire
Un problème de pollution par des émissions gazeuses industrielles ne peut pas uniquement se résoudre par un concept technique. Des investissements dans ce domaine ne mènent pas toujours à des économies, ni mènent-ils à des recettes supplémentaires. En plus du concept, les points suivants sont à envisager sérieusement :
- les coûts d’exploitation et de maintenance
- le coût des adjuvants
- le coût pour la collecte et le traitement des déchets et résiduels
- les coûts de l’énergie
- les coûts d’investissement
Comme c’est souvent le cas, le proverbe « il n’y a que les bons marchés qui ruinent » est vrai. Le choix d’une installation de bonne qualité et de haute fiabilité va fortement réduire les frais d’exploitation. A l’achat d’une installation de traitement des émissions gazeuses industrielles, il est important de tenir compte dorénavant des futurs développements dans le domaine de la réglementation gouvernementale et de l’expansion éventuelle de la production, ce qui aura pour conséquence que l’installation va devoir traiter des charges accrues, dans un futur relativement proche.
Plus sur les possibilités de traitement des émissions gazeuses et la désodorisation.
