Les techniques de dépollution : traitement des eaux et sols pollués Plusieurs critères peuvent être utilisés pour classer les différents traitements Selon la localisation du traitement - Sans excavation de la terre (Traitement In Situ)

Il faut créer des points d’accès à la pollution par installation de puits, aiguille, fosses,…afin de provoquer une circulation forcée de fluides dans le milieu. On utilise le pompage d’eau ou d’air ou l’injection d’eau, d’air ou de produits (ré) actifs. Ces injections ou pompages sont ponctuels, ce qui induit presque toujours une hétérogénéité dans l’intensité de la dépollution. Le résultat n’est pas homogène. L’efficacité du traitement ne peut être appréciée qu’indirectement par des prélèvements ou mesures ponctuelles.

Ces techniques de traitement in situ sont l’extraction sous vide, le bioventing, le spaging, le pompage écrémage, le confinement, l’extraction triple phase en réseaux séparés et les barrières réactives in situ.

- Excavation des terres (Traitement On Site)

L’excavation des terres permet de reconnaître les zones polluées et de les excaver. Le stockage et le traitement sur place permettent la réutilisation sur site des terres dépolluées. Le traitement est limité à la terre, l’eau n’étant pas réhabilitée. L’excavation permet le contrôle du traitement dans le volume de la terre en terme de conditions physique, chimique et biologique. Par des prélèvements en cours de traitement il est possible de suivre l’évolution de ce dernier, mesurer l’écart avec la situation initiale et surtout avec l’objectif.

- Excavation et transport vers un centre de traitement (Traitement Off Site) L’excavation des terres permet de reconnaître les zones polluées et de les excaver. Les terres polluées sont transportées vers un centre spécialisé. Le traitement est limité à la terre, l’eau n’étant pas réhabilitée. L’excavation permet le contrôle du traitement dans le volume de la terre en terme de conditions physique, chimique et biologique. Par des prélèvements en cours de traitement il est possible de suivre l’évolution de ce dernier, mesurer l’écart avec la situation initiale et surtout avec l’objectif. Les techniques e traitement « off site » sont la désorption thermique, le lavage des sols, le biotraitement et le stockage.

Selon l’objet traité et la méthode

NAPPE Traitements physiques

Pompage traitement Ecrémage ETP

Traitements chimiques Barrières réactives Oxydation in situ

Traitements biologiques Biospaging Barrières biologiques Atténuation naturelle

SOL Venting Traitements biologiques

Bioventing Biotertres, biocentres Andains Landfarming Phytoremédiation

Désorption thermique Traitements par lavage

Lavage par solvant Lavage à l’eau/ Tri granulométrique

Confinement Stockage profond Confinement stabilisation OS Décharges

TECHNIQUES UTILISEES POUR LA DEPOLLUTION DES SOLS. Bioventing:

Le but est de stimuler in situ la biodégradation des polluants piégés dans la ZNS du sol.

Il s’agit d’une oxydation biologique. Elle nécessite des conditions aérobies. Le polluant constitue la source de carbone qui est oxydé par les microorganismes pour leur fournir de l’énergie. Le développement, la croissance et la multiplication microbienne sont limités par l’azote (faim d’azote) pour l’élaboration des protéines microbiennes. Il convient d’apporter de l’azote.

L’avancement du processus est suivi par la mesure de la respiration microbienne (production de CO2).

CnH2m + (n+m/2) O2 = n CO2 + m H2O

Biotertres et biopiles: Le sol pollué est excavé et mis en tas. On ajoute les nutriments (azote en particulier)

pour stimuler l’activité et la croissance microbienne et on contrôle l’oxygénation par un réseau d’aération forcée (injection d’air par des tubes perforés) et extraction par réseau de tubes avec reliés à une pompe (vide). Le tas est isolé de l’extérieur par une enveloppe constituée de film de PEHD situé au dessus et sous le tas.

Andains:

Le sol pollué est excavé et mie en tas. On ajoute les nutriments (azote en particulier) et on contrôle l’oxygénation par retournement mécanique de la terre. La dégradation est assurée par l’activité microbienne.

Landfarming: Après excavation, le sol est étalé en fine couche, d’épaisseur équivalente à l’horizon

organique du sol (40 cm environ). L’apport de fertilisant et l’aération liée au labour favorisent l’activité biologique qui dégrade le polluant organique.

Lavage par solvant:

Après excavation, le sol est lavé par lavage à contre courant d’un solvant d’extraction. Le polluant est séparé du solvant par distillation. Le sol est chargé de solvant. Il en est débarrassé par chauffage.

Lavage par tri granulométrique:

Le sol est lavé par de l’eau avec séparation selon la taille granulométrique en utilisant des agents dispersants. Les polluants solubles sont dissous dans l’eau (destruction de la structure capillaire qui les emprisonnait). Les tailles les plus fines qui adsorbent les polluants peu solubles de par leurs propriétés physiques liées à leur surface spécifique, sont séparées des autres classes granulométriques qui propres sont ré-utilisées. La pollution est concentrée dans les fractions fines, ce qui facilite le transport et/ou le conditionnement.

Le stockage profond:

Il s’agit du stockage définitif des déchets ultimes dans des couches géologiques hydrauliquement isolées. Les anciennes mines de sel sont souvent utilisées. La présence de sel, minéral très soluble, démontre l’absence de circulation de l’eau. Les galeries sont fermées par des bouchons étanches aux gaz afin d’obturer totalement les galeries et d’assurer l’étanchéité latérale totale. Les déchets ultimes doivent être stabilisés, ce conditionnement pouvant être réalisé sur site ou in situ.

Décharge:

Les terres polluées sont excavées puis transportées vers un stockage définitif sécurisé. Les accès sont contrôlés et le stockage doit respecter la législation. Il faut notamment pouvoir assurer la traçabilité des déchets.

La décharge doit être hydrauliquement isolée des eaux profondes afin d’éviter l’écoulement vers la nappe de fluides issus des fermentations internes à la décharge.

TECHNIQUES UTILISEES POUR LA DEPOLLUTION DES NAPPES. Pompage avec extraction Pompage et traitement : Un puits d’accès (forage) est creusé afin d’installer une pompe. L’eau polluée, c'est-à-dire contenant du polluant dissous, est pompée vers la surface où elle est envoyée dans une unité de traitement de l’eau.

Pompage écrémage : Un puits d’accès est creusé pour installer un système de pompage de l’eau polluée avec une pompe de forage mais aussi du polluant en phase pure (qui surnage par exemple pour les LNAPL) avec une pompe d’écrémage sont installés dans le forage.

Le mélange diphasique eau polluée+polluant est envoyé vers la surface. Le polluant en phase pure est séparé par décantation. L’eau polluée est traitée. Extraction triple phase : Il s’agit du pompage des trois phases : eau polluée, polluant en phase pure et air chargé de vapeurs de polluant issus de la ZNS. Le mélange des trois phases est envoyé vers la surface ou les fluides sont traités.

Traitement in situ :

Barrières réactives : Une tranchée remplie de produit réactif est installée perpendiculairement au flux de polluant afin de l’intercepter. La tranchée doit onc être impérativement en val hydrogéologique du point de contamination et intercepter tout le panache. Pour les produits halogénés, le réactif peut être du Fer zéro valent: Fe° + RCl -> Fe++ + RH Barrière étanche : La tranchée est imperméable hormis un secteur de passage obligé contenant un mélange de réactif plus catalyseur. Ceci permet de canaliser le flux de polluant et l’obliger à passer par le réacteur muni du mélange réactif/catalyseur. Traitement chimique : Confinement et utilisation de cartouches Un massif filtrant permet de canaliser les flux d’eau polluée vers une cartouche amovible de filtres actifs qui peuvent être positionnés en série. Des tubes d’accès situés entre chaque cartouche permettent de contrôler l’efficacité du traitement et son avancement. Le flux d’eau sort de la zone confinée par une enceinte de confinement (tranchée imperméable). Traitement au carbone actif : Le carbone actif est utilisé pour adsorber les composés organiques dissous dans l’eau prélevée de l’aquifère contaminé. La capacité dépolluante u carbone actif dépend de sa surface spécifique. Oxydation in situ : Un oxydant est injecté dans le point pollué afin d’oxyder le composé organique et le détruire. L’oxydant utilisé put être: H202 avec Fe++ comme catalyseur ou bien KMnO4. Biosparging La bio dégradation du polluant est stimulée en créant les conditions physicochimiques favorables à cette dégradation. On injecte de l’air dans des puits pour créer des conditions oxydantes favorables à l’oxydation biologique du polluant. Des puits situés à proximité peuvent être utilisés pour pomper l’atmosphère de la ZNS, ce qui favorise la circulation de l’air et donc l’oxydation, diminuer la teneur en CO2 dont la présence ralenti l’activité biologique et éventuellement récupérer des vapeurs de polluant. Barrière biologique : Elle peut être

- soit aérobie, pour la biodégradation des BTEX, avec apport d’oxygène, d’azote, .. - soit anaérobie, pour la biodégradation de TCE, avec apport de lactate, mélasse et autre support carboné. La barrière doit bien sur être située en aval hydrogéologique du point de pollution et être orientée perpendiculairement au flux de polluant (ligne de flux).