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GCH 6311: Conception et gestion des centres de traitement des sols
- INTRODUCTION -
Dominic D’Amours, ing. jr, M.Sc.A.Département de génie chimique
[email protected] 450-926-5222 p. 377
Cellulaire 514-247-0857Hiver 2009
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Plan de la séance
• Présentation du plan de cours• Explication des projets• Exigences du rapport d’étape #1• Formation des équipes• Introduction
– Publications du MDDEP – Sols contaminés– Problématique québécoise de l'assainissement des sites– Centres régionaux de traitement des sols– Contexte réglementaire (en résumé) – Les types de polluants– Biodégradation des polluants
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Plan de la séance
• Qu’est ce qu’une demande de certificat d’autorisation (C.A.) pour un centre de traitement? – Présentation des centres de traitement de sols au Québec– Les éléments d’une demande de C.A.
• Localisation du site• Plan et devis• Aspects environnementaux• Gestion des émissions atmosphériques• Gestion des eaux de procédés
– Présentation d’un exemple de demande de C.A.
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L’actualité sols contaminés
• Des milliers de litres de diesel déversé dans le SaguenayAgence France-Presse, Cyberpresse, Montréal http://www.cyberpresse.ca/article/20080103/CPACTUALITES/80103204/1019/CPACTUALITES
• Quand le marché s'occupe d'environnement, La Presse, 10-12-2007, Bernard Sinclair-Desgagné � Le secteur de « l’éco-industrie » 700 milliards de dollars comparable à l’aéronautique et le pharmaceutique
• Décontaminer et valoriser, LesAffaires.com - 2007-05-19, �Northex :décontamination des sols et revalorisation http://www.northex-env.com/fr/index.asp
• Des sous pour les sols contaminés, Le Droit - 2007-05-11 �nouveau programme ClimatSol: http://www.mddep.gouv.qc.ca/sol/terrains/climatsol/index.htm
nt
La
Presse
-
2007-12-10
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PRÉSENTATION DU PLAN DE COURS- Description de l’annuaire -
• Conception et gestion des centres intégrés de traitement et de recyclage des sols contaminés, des eaux huileuses et des déchets compostables au Québec.
• Aspects légaux et environnementaux.• Étapes dans la conception des centres: localisation du site,
protection des nappes phréatiques, étude de la logistique des opérations, gestion des sols contaminés des eaux huileuses et des déchets organiques, monitorage et contrôle, intégration des technologies, disposition des sols et des eaux traités.
• Conception et opération des biopiles, des biofiltres, des bioréacteurs, des systèmes de lavage des sols et des systèmes de désorption thermique.
• Conception des systèmes complémentaires de traitement des eaux huileuses et du compostage des déchets organiques.
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Objectifs du cours
Le cours vise à : 1. décrire et à faire appliquer la théorie et les principes du traitement
des sols, en vue de la conception d'un centre de traitement et de recyclage des sols contaminés;
2. faire réaliser aux étudiants un projet simulé de conception d'un centre de traitement et de recyclage des sols contaminés.
Ce projet doit rencontrer les normes du Ministère duDéveloppement durable, de l'Environnement et des Parcs duQuébec (MDDEP) en vue de l'obtention d'un certificatd'autorisation pour l'exploitation d'un centre de traitement.
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Objectifs spécifiques
1. Problématique québécoise de l'assainissement des sites
2. Mise en place des centres de traitements3. Conception et design des procédés de traitement4. Monitorage et contrôle5. Gestion des opérations
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Format du cours
• Cours magistraux• Présentation d’un représentant du MDDEP• Présentation d’un consultant: CINTEC/DECONTAM• Projet: Conception d’un projet simulé d’un centre de
traitement de sols• Travail en équipe
– Animateur– Partager les tâches– Harmoniser les différentes sections du rapport– Cahier: participation personnelle (à remettre)
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Évaluation des apprentissages
• Rapports d’étapes (2 x 15%) = 30%• Rapport final = 60%• Présentation du rapport final = 10%
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Collaborateurs au cours
• Cours magistraux et projets– Dominic D’Amours - chargé de cours
• Présentation par un expert du MDDEP– Rock Bégin, M.Sc., Biologiste
• MDDEPDirection des politiques en milieu terrestreService des lieux contaminésTel. : (418) 521-3950 poste 4921Télécopieur : (418) 644-3386Courriel : [email protected]
• Possibilité d’une présentation de CINTEC/DECONTAM (date à confirmer)?
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Plan de cours – Hiver 2008
Avancement du projet - Libre22 jan.3
Les exigences gouvernementales pour le certificat d’autorisation (M Rock Bégin, MDDEP)
15 jan.2
• Présentation du cours• Explication des projets• Formation des équipes• Introduction
– Problématique québécoise de l'assainissement des sites– Situation de l’industrie– Contexte réglementaire (en résumé)– Traitement sur le site versus centre de recyclage et
traitement– Les centres de traitement
• Qu’est ce qu’une demande de certificat d’autorisation(C.A.) pour un centre de traitement?
– Présentation des centres de traitement de sols au Québec– Les éléments d’une demande de C.A.– Présentation d’un exemple de demande de C.A.
• Directives rapport #1
Activité
8 jan.1
À remettreDateCours
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Plan de cours – Hiver 2009
Conception et design en bioventilation– Domaine d’application– Contraintes réglementaires– Design de la tour d’humidification– Géométrie du biofiltre– Supports pour les microorganismes– Calcul de la capacité de filtration– Calcul du débit des soufflantes– Équipements de monitorage– Filtration de secours
•Conception et design des biopiles– Domaine d’application; Tamisage des sols; Caractéristiques de
l’aire d’installation; Géométrie des cellules; Membranes géotextiles; Aération et contrôle de l’humidité; Amendements; Équipements de monitorage
•Directives rapport #2
Localisation du site• Étude de sélection du site• Protection de la nappe phréatique • Sensibilité des aquifères• Membranes et tranchées• Monitorage et contrôle• Instrumentation
Activité
1er rapport d’étape couvrant les cours 1 à 4
5 fév.5
29 Jan.4
À remettreDateCours
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Plan de cours – Hiver 2009
Retour sur le rapport #1Conception des bioréacteurs•Domaine d’application•Bioréacteurs pour le traitement des sols et des eaux•Design des bioréacteursProcédés périphériques •Traitement des eaux huileuses•Compostage•Pyrolyse des déchetsConception en lavage des sols•Lessivage des sols•Séparation gravimétrique•Extraction chimique•Traitement des boues•Contrôle environnemental•Guides des problèmes appréhendés•Équipements industriels
Activité
12 fév.6
À remettreDateCours
8
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Plan de cours – Hiver 2009
Conception en traitement thermique •Domaine d’application•Désorption à basse température•Incinération à haute température•Traitement thermique en lit fluidisé•Contrôle environnemental•Exemple d e demande de certificat d’autorisationContrôle de qualité•Échantillonnage•Analyses chimiques •Analyses écotoxicologiques•Laboratoires d’analysesLoi canadienne sur les biotechnologies
Avancement projet - Libre
Activité
26 fév.8
19 fév.7
À remettreDateCours
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Plan de cours – Hiver 2009
Retour sur le rapport 2 Période de question pour le rapport final
19 mars11
Correction par le MDDEPPréparation présentation du rapport final
2 avril13
IMPORTANT:mercredi le 25 mars remise du rapport final
Avancement de projet – Libre26 mars12
2e rapport couvrant les cours 5 à 8
Directives rapport Final12 mars10
Semaine de relâche5 mars9
Présentation des rapports finaux par les équipes en présence d’un
représentant du MDDEP (Rock Bégin, MDDEP)
Activité
9 avril14
À remettreDateCours
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Projet: demande de C.A.
• Équipe de 3 ou 4 étudiants• Conception d’un projet simulé d’un centre de traitement de sols• Demande de certificat d’autorisation
– 2 rapports d’étape– Rapport final
• Rencontrer le chargé de cours aux deux semaines, pour discuter de l'avancement des travaux.
• Évalué et noté par le chargé de cours. • De l'ensemble des rapports finaux, un sera choisi au hasard et
soumis à des officiers du MDDEP.– Analyse détaillé du rapport de l’équipe comme des rapports provenant
d’un promoteur privé.– Lors du dernier cours (présentation des projets) avec toutes les équipes
l’officier du MDDEP expliquera pourquoi ils accordent, ou non, le certificat d'autorisation pour la demande étudiée de construction d'un centre de traitement.
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Exigences rapport d’étape
• 20 pages.• Chaque rapport doit avoir une page titre sur laquelle on retrouve:
– le titre du rapport;– l'identification du cours et du chargé de cours;– le nom des auteurs;– la date de remise du rapport.
• Chaque rapport doit inclure:– un résumé;– une description des objectifs;– la méthodologie utilisée;– les tableaux et les figures, numérotés et identifiés;– la discussion des données présentées;– la liste des écrits consultés.
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Éléments du rapport final
• localisation du site• la protection des nappes phréatiques• le contrôle des émissions atmosphériques• une étude de la logistique des opérations• la gestion des sols contaminés des eaux et boues de
procédés• les technologies périphériques• le programme de monitorage et contrôle• la disposition des sols et des eaux traitées ainsi que des
éléments de l’ingénierie des technologies sélectionnées.
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Exigences rapport final
• 80 à 100 pages.• Le rapport final est formé des éléments principaux des rapports
d'étapes; ceux-ci doivent inclure les corrections proposées lors des rencontres d'étapes.
• Leur présentation doit être uniformisée afin d’avoir la forme d’une demande de certificat d’autorisation au MDDEP (exemple en annexe).
• De plus, une introduction et une conclusion générales devront être intégrées au texte.
• Critères de correction du rapport final – critère 1: Clarté du rapport 10%– critère 2: Détails dans la présentation des technologies 40%– critère 3: Précision des calculs 30%– critère 4: Précision et clarté des plans et devis 20%
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Présentation
• Jeudi le 9 avril 2009, les étudiants présenteront leurs demandes de certificats d’autorisation en classe.
• Les présentations auront une durée de 40 minutes, incluant 10 minutes pour les questions.
• La qualité de la présentation sera évalué (10%).
• Exigences pour la présentation– Présenter son projet au jury formé du chargé de cours et d’un
représentant du MDDEP et au reste de la classe. – Les critères d’évaluation des présentations sont les suivants:
• Respect du temps alloué 10%• Structure logique de la présentation 20%• Qualité des explications sur les procédés 40%• Qualité des acétates 10%• Réponses aux questions 20%
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Rapport étape #1
• Description du travail à faire– Décrire la localisation idéale de votre centre de traitement.
Description de la localisation du site choisi : caractérisation initiale (historique du site), nature du sol (type de sol) et des eaux souterraines (direction d’écoulement)
– Décrire les principales démarches et autorisations que vous avez obtenues avant de sélectionner votre terrain “théoriquement”.
– Estimer l'aire de votre site en fonction des volumes de sols que vous devez traiter ainsi qu’une première estimation de la dimension des aires de traitement nécessaires pour le traitement et pour l’entreposage.
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Rapport étape #1
• Pour chacune des équipes, la proportion des sols contaminés que vous recevrez est la suivante:– Équipe A 50,000 tonnes de sols par année
• contamination par des hydrocarbures légers (essence) 30%• contamination par des hydrocarbures (diesel) 20%• contamination par la créosote 15%• contamination par des huiles usées 20%• contamination par des BPC 15%
• La concentration des contaminants est estimée à trois fois le critère C du ministère de l’environnement. Le but visé par la décontamination est d’atteindre le critère B.
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Rapport étape #1
• Description du travail à faire– Faire le plan du site en délimitant les aires pour les opérations de réception des
sols et des autres déchets (ex: les aires de traitement par biopiles et bioventilation, les eaux huileuses, les aires de compostage, etc.).
– Décrire les précautions qui seront prises pour que le site réponde aux principales normes d’un certificat d’autorisation. Il s’agit ici du système de collecte et de monitorage des eaux de lixiviation et des émissions atmosphériques, les membranes de protection, le matériel de recouvrement des aires, etc. De plus, décrire les mesures de protection de la nappe phréatique qui seront utilisés, ce qui inclut le positionnement des piézomètres, la mise en place de barrière de confinement, etc.
– Par ailleurs, énumérez les facteurs pertinents à considérer lors de la mise en place d'un centre et qui sont importants pour le Ministère du Développement durable, de l’Environnement et des Parcs du Québec (MDDEP). À cette fin utiliser les documents du MDDEP.
– Établir une liste préliminaire des procédés qui seront utilisés dans votre centre de traitement. Expliquer brièvement la filière technologique (chaîne de procédé) sélectionnée en terme des performances recherchées. Décrire les procédés périphériques sélectionnés qui vous permettront d’atteindre l’objectif de rejet zéro.
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Rapport étape #1
TÂCHE
CRITÈRES
PONDÉRATION
1.Localisation Pertinence du zonage choisis
10 %
2.Démarche Liste des règlements suivis Liste des intervenants devant être rencontrés
10 %
3. Aire de traitement Précision dans l’évaluation des surfaces nécessaires pour réaliser les différents traitements
10 %
4. Plan du centre Détails dans la présentation des différentes sections retrouvées dans un centre de traitement Aires d’entreposage et de traitement Bâtiments (laboratoire, etc.)
20 %
5. Protection de l’environnement
Nombre d’éléments protégés Détails dans la description des méthodes utilisées
40 %
6. Liste préliminaires des technologies
Pertinence des technologies sélectionnées
10 %
�
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Mise en garde
• Professionnalisme– Envoie du rapport au MDDEP– Votre NOM est en jeux– S’assurer une collaboration à long terme avec le MDDEP– Rédiger un rapport de qualité � consultant
• Problème d’équipe: – C’est votre responsabilité de trouver une solution – Me prévenir le plus tôt possible – Rôle de médiation
• Fraude– Par fraude, on entend toute forme de plagiat, tricherie, etc. et tout autre
moyen d'obtenir une évaluation non méritée ou d'influencer une décision relative à son dossier.
– Tolérance zéro– http://www.polymtl.ca/biblio/utiliser/plagiat.php– http://www.polymtl.ca/sg/docs_officiels/2410regl.htm#8
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Publications du MDDEP - Sols contaminés -
• Bilan sur la gestion des terrains contaminés en date du 1er février 2005– http://www.mddep.gouv.qc.ca/sol/terrains/index.htm
• Système de gestion des terrains contaminés (GTC) - Répertoire des terrains contaminés– http://www.mddep.gouv.qc.ca/sol/terrains/terrains-
contamines/recherche.asp
• Autres publications pertinentes:– Guide d'évaluation des teneurs de fond naturelles dans les sols (PDF
en ligne) – Guide de caractérisation des terrains– Guide d’échantillonnage à des fins d’analyses environnementales :
échantillonnage des eaux souterraines (cahier 3) (1995)
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Publications du MDDEP - Sols contaminés -
• Autres publications pertinentes (suite):– Guide d’échantillonnage à des fins d’analyses
environnementales : échantillonnage des sols (cahier 5) (2001)– Guide d’échantillonnage à des fins d’analyses
environnementales : échantillonnage des matières dangereuses (cahier 8) (1998)
– Lignes directrices pour le traitement de sols par biodégradation, bioventilation ou volatilisation (1999)
– Liste des méthodes suggérées pour la réalisation des analyses de laboratoire
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PROBLÉMATIQUE QUÉBÉCOISE DE L’ASSAINISSEMENT DES SITES
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PROBLÉMATIQUE QUÉBÉCOISE DE L’ASSAINISSEMENT DES SITES
- Répartition des dossiers -
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Distribution selon les régions administratives
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Région de Montréal vs Montérégie
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Type de propriétaire
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Élément déclencheur de l’intervention
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Catégorie de contaminants
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Type de contamination
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Étapes d’avancement
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Technique de réhabilitation
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Technique de réhabilitation
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Qualité des sols résiduels
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Présentation des centres de traitement de sols au Québec- C’est quoi? -
• Lieux autorisé par le MDDEP pour le traitement et l’entreposage des sols contaminés
• Entreprise qui:– A mis en place une infracstructure dans laquelle les procédés de
traitement des sols répondent aux normes de protection de l’envrionnement
• Émission atmosphérique• Rejets liquides• Rejets des contaminants• Rejets des sols contaminés/traités
– Possèdent des laboratoires pour assurer le contrôle de qualité– Généralement effectuent des projets de R&D.
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Présentation des centres de traitement de sols au Québec- Pourquoi ? -
• Installé en zone industrielle• Centre géré par des professionnels• Respect de l’environnement• Économie
– Transport versus traitement sur le site– Économie d’échelle– Recyclage énergétique
• Contrôle de qualité sur les procédés utilisés• Responsabilité civile transférée du propriétaire du centre• Réutilisation rapide du lieu restauré• Possibilité d’effectuer d’autres opérations• Opinion publique favorable
Actuellement 29 au Québec
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Présentation des centres de traitement de sols au Québec- Propriétaires -
• Centre de traitement BSL inc.
• 9022-3934 Québec inc. - Recy-Chem inc.
• Récupère Sol inc.
• Newalta, centre de traitement Saint-Bruno
• Newalta, centre de traitement Laterrière
• Biogénie S.R.D.C. - Solution Eau Air Sol
(EAS) inc. (4 sites)
• Solaction inc.
• CRIQ
• Horizon Environnement
• GSI Environnement inc. (2 sites)
• Décontam
• Énergie Carboneutre inc.
• Falconbridge ltée. Fonderie Horne
• Abitibio (2001) inc.
• Veolia Services à l’environnement
• Location Paul Boudreau Inc
• Côte-Nord Les carrières Bob-Son
• Lanaudière Écolosol inc
• Stablex
• Régie intermunicipale d’élimination des
déchets solides de Brome-Missisquoi
• Northex Environnement inc.
• Solum Environnement
• Centre-du-Québec Enfoui-Bec inc.
•Juillet 2007 http://www.eauquebec.com/sol/lieux/centres.pdf
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Présentation des centres de traitement de sols au Québec- Pour qui ? -
• Industrie chimique et pétrochimique• Industrie de pâtes et papiers• Industrie de la préservation du bois• Mines et métallurgie• Industrie électronique (utilisation de solvants chlorés)• Stations services• Installations gouvernementales (ex: Hydro-Québec)
• Édifices gouvernementaux et privés (réservoirs souterrains)
• Installation agricole (réservoirs souterrains)
• Sites abandonnés
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GCH 6311 – Conception et gestion des centres de traitement des sols : Cours 1 - Introduction
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Concept de rejet zéro appliqué à un centre de traitement des sols
Traitement des eaux
huileuses
Huiles usées (énergie)
Eau propre
Sols propres
Sols contaminés non
biodégradableEaux
huileuses
Vapeur eau chaude
Production de chaleur
(Volcano)
Concept de rejet zéro appliqué à un centre de traitement des sols
Eau propre
Boues huileuses
Résidus + métaux lourds
Traitement des émissions
atmosphériques
Charbon activé
Biofiltre
Pyrolyse sous vide
Lavage des sols
+ enlèvement des métaux
lourds
Résidus non-compostables
Émissions traitées
Recyclage
Traitement des sols contaminés par biodégradation
(biopiles et biofiltres)
Sols contaminés par des
polluants biodégradables
Eaux huileuses
Résidus compostables
Amendements organiques
ComposteursOdeurs
Lixiviats
COV
COV
Sols propres
Compost
COV
COV
Eaux huileusesEau + métaux lourds
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Centre de traitement de sols
• Solution Eau Air Sol (EAS) Inc. – http://www.solution-eas.com/
• Décontam/Cintec– http://www.decontam.ca/
• Northex– http://www.northex-env.com/
• Horizon Environnement Inc.– http://www.horizonenviro.com/index.html
• Enfoui-Bec– http://www.enfouibec.com/
• Stablex– http://www.stablex.com/francais/index.htm
• GSI Environnement– http://www.gsienv.ca/en/default.php
• Veolia Services à l’environnement– http://veoliase.com/Accueil
• Conseil des entreprises de services environnementaux (CESE)– http://www.cese.ca/
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Contexte réglementaire
• Juridiction environnementale:1.Fédéral: Environnement Canada2.Provincial: Ministère du Développement durable, de
l’Environnement et des Parcs (MDDEP) 3.Municipal: Villes (règlements et zonage)
• Responsabilités partagées entre les 3 ordres de gouvernement
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FÉDÉRAL – ENVIRONNEMENT CANADA (EC)
1.3. SURVOL DE LA RÉGLEMENTATION
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EC – Lois et règlements
• Champs d’application non couverts par les provinces (absence de norme, législation ou règlementation)
• Lois et règlements appliqués par EC– Loi canadienne sur la protection de l’environnement (LCPE)
• Loi visant la prévention de la pollution et la protection de l'environnement et de la santé humaine en vue de contribuer au développement durable
• Plusieurs règlements assujettis:– BPC– Substances appauvrissant la couche d’ozone (CFC)– Les renseignements concernant les substances nouvelles
(organismes)– Fédéral sur l'enregistrement des systèmes de stockage de produits
pétroliers et de produits apparentés sur le territoire domanial et les terres autochtones
– etc.– Eau (ressource en eau du Canada et cours d’eau internationaux)– Faune (conservation et protection)– Évaluation environnementale (promoteur du projet = fédéral) – Météo
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Principes de base de la LCPE
– Développement durable– Prévention de la pollution– Quasi-élimination– Approche basée sur les écosystèmes – Principe de la prudence– Coopération entre les gouvernements– Normes nationales– Principe du pollueur payeur– Prises de décisions fondées sur la science
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EC – Lois et règlements
• Loi appliquée en partie par EC:– Les pêches
• Lois appliquées par d’autres ministères avec l’aide d’EC– Transport des marchandises dangereuses � Produits ou déchets– Produits agricoles au Canada � Règlement sur les produits laitiers– Produits dangereux � SIMDUT
• Autres lois et règlements connexes:– Aménagement rural et le développement agricole (ARDA) � mise en valeur et la
conservation des ressources en eau– Bureau canadien d'enquête sur les accidents de transport et de la sécurité des transports– Aliments et drogues– Océans � protection
• Réservoirs de stockage de produits pétroliers et de produits apparentés– Règlement fédéral sur l'enregistrement des systèmes de stockage de produits pétroliers et
de produits apparentés sur le territoire domanial et les terres autochtones
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Encadrement juridique en matière de restauration des sols – Analyse de risque
Tendance de la réglementation (selon le CCME- Conseil Canadien des Ministres de l’Environnement) :
Approche par critères
Approche par évaluation du risque (+ critères)
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Évolution de l’attitude environnementale
• Performance environnementale vs économique
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Évolution de la réglementation environnementale
Union Euro.HollandeAllemagneJapon
Autour des limites du système
Régional et global /dans le temps
Produits et services durant tout le cycle de vie
Écologie industrielle et design environnemental
Futur
Pays + développés
Critères et contrôle /« End of Pipe »
Source /Immédiat
Substances émises
Réduction des émissions
Présent
É.-U.Critères et contrôle sur les déchets
Local / Immédiat
DéchetsRestaurationPassé –présent
Pays en têteRéglemen-tation
Échelle spatiale /temporelle
Substances visées
ActivitéTemps
Adapté de Graedel et Allenby, 1997
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QUÉBEC - Ministère du Développement durable, de l’Environnement et des Parcs (MDDEP)
1.3. SURVOL DE LA RÉGLEMENTATION
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• Loi sur la qualité de l’environnement (LQE)• Développement durable• Exploitation agricole• Industrie � certificat d’autorisation• Évaluation environnementale• Terrains contaminés (réhabilitation, enfouissement et impacts)• Pesticides
Lois et règlements
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58
• Fleuve, rivières et lacs• Eaux
– Potables � Règlement sur la qualité– Souterraines � Règlement sur le captage– Surfaces � Critère de qualité– Usées � Certificat d’autorisation– Récréatives � Critère de qualité
• Eaux potables et usées: entente de services avec les municipalités (pouvoirs délégués)
• Air � critère de qualité
Lois et règlements
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59
• Politique de protection des sols et de réhabilitation des terrains contaminés (http://www.menv.gouv.qc.ca/sol/terrains/politique/index.htm)
• Règlement sur la protection et la réhabilitation des terrains (http://www2.publicationsduquebec.gouv.qc.ca/dynamicSearch/telecharge.php?type=3&file=/Q_2/Q2R18_1_01.htm)
• Loi 72 : Loi modifiant la Loi sur la qualité de l’environnement et d’autres dispositions législatives relativement à la protection et à la réhabilitation des terrains.(http://www2.publicationsduquebec.gouv.qc.ca/dynamicSearch/telecharge.php?type=5&file=2002C11F.PDF)
• Règlement sur l’enfouissement de sols contaminés(en vigueur depuis juillet 2001) (http://www2.publicationsduquebec.gouv.qc.ca/dynamicSearch/telecharge.php?type=3&file=/Q_2/Q2R6_01.HTM)
• Règlement sur l’évaluation et l’examen des impacts sur l’environnement (http://www2.publicationsduquebec.gouv.qc.ca/dynamicSearch/telecharge.php?type=3&file=/Q_2/Q2R9.HTM)
Terrains contaminés
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60
• Règlement sur les matières dangereuses(http://www2.publicationsduquebec.gouv.qc.ca/dynamicSearch/telecharge.php?type=3&file=/Q_2/Q2R15_2.HTM)
• Règlement sur les déchets solides(http://www2.publicationsduquebec.gouv.qc.ca/dynamicSearch/telecharge.php?type=3&file=/Q_2/Q2R3_2.HTM)
• Règlement sur les produits et les équipements pétroliers(http://www2.publicationsduquebec.gouv.qc.ca/dynamicSearch/telecharge.php?type=2&file=/P_29_1/P29_1R2.html)
• Lois, règlements et stratégies régissant les activités agricoles
Terrains contaminés
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Certificat d’autorisation
• Un régime préventif visant à soumettre certaines activités ou projets à l'obligation d'obtenir une autorisation préalable du MDDEP
• Tout projet, activité, travaux, etc. assujetti doit faire l'objet d'une demande en vertu de l'article 22 de la Loi sur la qualité de l'environnement (LQE)– « Nul ne peut ériger ou modifier une construction, entreprendre l'exploitation
d'une industrie quelconque, l'exercice d'une activité ou l'utilisation d'un procédéindustriel ni augmenter la production d'un bien ou d'un service s'il est susceptible d'en résulter une émission, un dépôt, un dégagement ou un rejet de contaminants dans l'environnement ou une modification de la qualité de l'environnement, à moins d'obtenir préalablement du Ministre un certificat d'autorisation ».
– « Quiconque érige ou modifie une construction, exécute des travaux ou des ouvrages, entreprend l'exploitation d'une industrie quelconque, l'exercice d'une activité ou l'utilisation d'un procédé industriel ou augmente la production d'un bien ou d'un service dans un cours d'eau à débit régulier ou intermittent, dans un lac, un étang, un marais, un marécage ou une tourbière, doit préalablement obtenir du Ministre un certificat d'autorisation ».
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Les types de polluants
• Composés organiques– Formés principalement d’atomes de carbone et d’hydrogène– L’ajout d’atome de chlore (halogènes) augmente le degré de
toxicité du contaminant– Les composés aromatiques sont également considérés plus
toxiques que les aliphatiques.
• Composés inorganiques– Métaux et métalloïdes– Autres composés
Les polluants se retrouvent dans l’environnement sous quatre phases : libre, dissoute, vapeur, adsorbée.
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GCH 6311 – Conception et gestion des centres de traitement des sols : Cours 1 - Introduction
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Les types de polluantsLes propriétés des contaminants
• Point de fusion• Solubilité aqueuse• Pression de vapeur (tendance d’un composé à se volatiliser de sa
phase libre)
• Constante de Henry (tendance d’un composé solubilisé dans l’eau à se volatiliser de la phase aqueuse)
• Masse volumique• Viscosité dynamique• Viscosité cinématique• Coefficient de partage octanol / eau• Coefficient d’adsorption sur la matière organique• Potentiel de biodégradation
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Les types de polluantsProduits réglementés pour les sols et les eaux souterraines
• Métaux et métalloïdes• Certains composés inorganiques (Br-, CN-, F-, S)• HAM (hydrocarbures aromatiques monoycycliques)• HAP (hydrocarbures aromatiques polycycliques)• Composés phénoliques• Hydrocarbures pétroliers (C10-C50)• Hydrocarbures chlorés
– Aliphatiques– Composés phénoliques– Chlorobenzènes– BPC
• Pesticides• Dioxines et furanes chlorés
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Types de polluantsExemples de critères
820300505<0.2Xylènes
4202,4505<0.2Éthylbenzène
58024303<0.2Toluène
590550.5<0.1Benzène
Résurgence dans les eaux de surface ou infiltration dans les
égouts
Pour fin de consommation
CBA
Critères pour les eaux souterraines(µg/L)
Critères pour les sols
(mg/kg)
Composé
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Types de polluantsExemples de critères
Politique de protection des sols et de réhabilitation des terrains contaminésAnnexe 2 – Critères pour les sols
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Types de polluantsExemples de critères
Politique de protection des sols et de réhabilitation des terrains contaminésAnnexe 2 – Critères pour les eaux souterraines
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Types de polluantsExemples de critères
• La liste complète des critères génériques pour les sols et les eaux souterraines se trouvent avec la Politique de protection des sols et de réhabilitation des terrains contaminés :
Politique :http://www.menv.gouv.qc.ca/sol/terrains/politique/index.htm
Critères pour les sols :http://www.menv.gouv.qc.ca/sol/terrains/politique/annexe_2_tableau_1.htm
Critères pour les eaux souterraines :http://www.menv.gouv.qc.ca/sol/terrains/politique/annexe_2_grille_eaux.htm
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Types de bioprocédés après excavation (ex situ)
• Bioventilation et biofiltration des hydrocarbures volatils• Biopiles pour le traitement des semi-volatils
Autres procédés :• Bioaugmentation• Biostimulation• Épandage contrôlé• Bioréacteurs (sols mélangés, en phase boueuse)• Systèmes combinés physico-chimiques/biologiques
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Bioréacteurs et équipements connexesTraitement des sols après excavation
Biopiles
AIR Sol + agents structurants + nutriments
AIR
Max. 1.5 m
Asphalte + géomembrane
pompe aspirante
Géotextile
Réservoir souterrain (lixiviat)
AIR + COV
À l’atmosphère
Drainage
Eau
Contrôle de l’humidité60 m 15 m
Poste de biofiltration
10 m3
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Types de polluants
Facilement biodégradables• Glucides• Protéines• Lipides polaires• Alcools• Aldéhydes et cétones• Hydrocarbures aliphatiques de faibles poids
moléculaires (< 20 carbones)• Aromatiques polaires
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Types de polluants
Récalcitrants à la biodégradation• Aromatiques substitués• Aliphatiques et aromatiques halogénés• Aromatiques de hauts poids moléculaires• Composés riches en azote (ex. TNT)
Non biodégradables• Polymères synthétiques (PVC, HDPE, etc)• Paraffines (hydrocarbures non-polaires de hauts poids moléculaires)• Aromatiques de hauts poids moléculaires• Dioxines et furanes
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Biodégradation des polluants
En présence d’un accepteur d’électron (généralement l’oxygène), les microorganismes utilisent les polluants comme source de carbone
et/ou d’énergie
Donneurs d’électrons
Polluants visés
Accepteurs d’électrons
Produits finaux H2O, CO2, etc.
Métabolites accumulés
Biomasse
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Biodégradation et minéralisation des polluants
Exemple : Hexadécane*C16H34 + 16.5 O2 + 1.6 NH3 � 1.6 *C5H7O2N + 8 *CO2 + 13.8 H2O
(Biomasse)
Biodégradation : Le polluant est attaqué par les microorganismes. Il y a quelques fois production de métabolites
Minéralisation : Les produits terminaux de la biodégradation sont le CO2 et l’H2O. La minéralisation n’est jamais complète à 100%, car une partie du carbone est transformée en biomasse.
Hydrocarbon
CO2
100%
60%
time
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Biodégradation des polluants dans un sol
La biodégradation dans un sol est un processus multiphasique: eau, air et sol
GazLiquide
Solid
Solubilisation
Sorption-désorption
Volatilisation
Solide
Limitation en O2
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Annexes
• Plan typique d’un centre de traitement (ex situ) de sol• Concept de rejet zéro appliqué à un centre de traitement
de sol• Politique de protection des sols et de la réhabilitation des
terrains contaminés• Liste des méthodes suggérées pour réaliser des
analyses de laboratoire• Publication du MDDEP sur les sols et réhabilitation• Demande de C.A.• Loi et règlements MDDEP• Formulaire demande de C.A.
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Plan de la séance
• Formation des 2 équipes• Retour sur le rapport d’étape #1• Qu’est ce qu’une demande de certificat d’autorisation
(C.A.) pour un centre de traitement? – Présentation des centres de traitement de sols au Québec– Les éléments d’une demande de C.A.
• Localisation du site• Plan et devis• Aspects environnementaux• Gestion des émissions atmosphériques• Gestion des eaux de procédés
– Présentation d’un exemple de demande de C.A.
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Certificat d’autorisation
• Un régime préventif visant à soumettre certaines activités ou projets à l'obligation d'obtenir une autorisation préalable du MDDEP
• Tout projet, activité, travaux, etc. assujetti doit faire l'objet d'une demande en vertu de l'article 22 de la Loi sur la qualité de l'environnement (LQE)– « Nul ne peut ériger ou modifier une construction, entreprendre l'exploitation
d'une industrie quelconque, l'exercice d'une activité ou l'utilisation d'un procédéindustriel ni augmenter la production d'un bien ou d'un service s'il est susceptible d'en résulter une émission, un dépôt, un dégagement ou un rejet de contaminants dans l'environnement ou une modification de la qualité de l'environnement, à moins d'obtenir préalablement du Ministre un certificat d'autorisation ».
– « Quiconque érige ou modifie une construction, exécute des travaux ou des ouvrages, entreprend l'exploitation d'une industrie quelconque, l'exercice d'une activité ou l'utilisation d'un procédé industriel ou augmente la production d'un bien ou d'un service dans un cours d'eau à débit régulier ou intermittent, dans un lac, un étang, un marais, un marécage ou une tourbière, doit préalablement obtenir du Ministre un certificat d'autorisation ».
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GCH 6311 – Conception et gestion des centres de traitement des sols : Cours 1 - Introduction
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Qu’est ce qu’une demande de certificat d’autorisation (C.A.) pour un centre de traitement?
• Article 22 de la Loi sur la qualité de l'environnement (LQE)• Obtenir un certificat d'autorisation:
– Réalisation de certains travaux ou activités. – Ériger ou de modifier une construction– Entreprendre l'exploitation d'une industrie– Exercice d'une activité– Utilisation d'un procédé industriel – augmenter la production d'un bien ou d'un service, s'il est susceptible d'en résulter une
émission, un dépôt, un dégagement ou un rejet de contaminants dans l'environnement ou une modification de la qualité de l'environnement.
• Les renseignements et documents demandés:– formulaires - dispositions des articles 7 et 8 du Règlement relatif à l'application de la LQE.– L'article 22 précise également que le ministre peut exiger des renseignements
supplémentaires pour connaître les conséquences du projet sur l'environnement. • L'article 32 de la LQE: établissement d’une prise d’eau et à l'installation d’appareils
pour la purification de l’eau ou de dispositifs pour le traitement des eaux usées. • L'article 48 de la LQE installer ou de poser un appareil ou équipement destiné à
prévenir, diminuer ou faire cesser les dégagements de contaminants dans l'atmosphère.
GCH 6311 – Conception et gestion des centres de traitement des sols : Cours 1 - Introduction
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Qu’est ce qu’une demande de certificat d’autorisation (C.A.) pour un centre de traitement?
• Procédure– Les formulaires - information pertinente à la présentation de votre
demande.– Communiquer avec un représentant de la direction régionale du
MDDEP– Vous devez répondre à toutes les questions afin que votre dossier soit
recevable.– Les plans doivent être titrés, datés et signés. L'échelle doit y être
indiquée. Ils doivent être pliés, selon un format maximal de 21,59 cm x 35,56 cm (8 1/2" x 14").
– Vous devez transmettre l'original du formulaire, dûment daté et signé, àla direction régionale du MDDEP de la région où sera réalisé le projet.
– Toute demande non signée ou non accompagnée de tous les documents demandés (en grisé dans le formulaire) sera considérée incomplète et pourra vous être retournée.
• Délais analyse MDDEP: trois mois. NOUS: 2 SEMAINES
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Les éléments d’une demande de C.A.
• Localisation du site• Plan et devis• Aspects environnementaux• Gestion des émissions atmosphériques• Gestion des eaux de procédés
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Exemple d’une demande de C.A.
• Localisation du site• Aménagement du site• Description des sols à traiter• Traitement par Bioventilation• Traitement en Biopiles• Lavage des sols• Plan expérimental de biotraitement en bioréacteur• Traitement des eaux• Suivi• Conclusion
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LOCALISATION DU SITE
• Région de Salaberry-de-Valleyfield
• 50 km au Sud-Ouest de Montréal
• Accessible par diverses autoroutes
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LOCALISATION DU SITE -suite
• Parc industriel à 3 km du centre-ville
• Zonage industriel changé pour zonage environnemental
• Lots 134 et 192 appartenant à EKA Chimie
• 130000 m2
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AMÉNAGEMENT DU SITE
• Nature du sol et eaux souterraines:– Sable silteux sur base d’argile– Toit du roc à 10 mètres sous unité d’argile– Niveau de la nappe inférieur à la base du sable– Vitesse d’infiltration: 5 ans pour parcourir 300 mètres
• Accès au site et environnement visuel• Disposition du site
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DESCRIPTION DES SOLS À TRAITER
• 40 000 tonnes de sol par année• Contamination:
– 40% Hydrocarbures Légers (essence)– 30 % Hydrocarbures (diesel)– 20% Créosote – 10% Huiles usées
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TRAITEMENTS CHOISIS
HYDROCARBURES LÉGERS (ESSENCE)
HYDROCARBURES(DIESEL)
HUILES USÉES
CRÉOSOTE
BIOVENTILATION
BIOPILES
LAVAGE
ESSAI PAR BIORÉACTEUR
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SOLS À TRAITER Hydrocarbures Légers (Essence)
• 16000 tonnes/an, 2000 tonnes/mois• Formés de BTEX:
– Benzène– Toluène– Éthylbenzène– Xylène
• Concentration entre 15 et 150 ppm
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BIOVENTILATION
• Procédés périphériques– Traitement des lixiviats– Traitement des émissions gazeuses
• Protection de l’environnement• Programme de maintenance• Programme de suivi et de contrôle de la performance
– Analyses pré et post traitement– Analyses de contrôle environnemental
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Station de traitement des eaux
Points analysesEnlèvement des COVTeneur résiduelle BTEXConcentration hydrocarburesAnalyses du pH, de l’humiditéet de la température
Émissions gazeuses venant du biotraitement du diesel
Tour d’humidification
Biofiltre
Air propre
9 m
100m
Réservoir àeau
Sens de circulation de l’airSens de circulation de l’eauSens de circulation des eaux de pluie et des eaux de lixiviationSéparateur air/eau
Filtre au charbon activé
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SOLS À TRAITER Hydrocarbures (Diesel)
• 12000 tonnes/an• Mélange d’hydrocarbures contenant onze (11) à vingt-quatre (24)
carbones• Formés de composés organiques semi-volatils, non-halogènes et
peu mobiles:– Alcanes– Cycloalcanes
• Caractéristiques physico-chimiques variables
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TRAITEMENT EN BIOPILESPrincipes Théoriques
• Contaminants biodégradés en condition aérobie• Système d’aération forcée• Biodégradation accomplie par microorganismes
indigènes• Activité microbienne augmentée par ajout d’eau et de
nutriments (azote et phosphate)
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TRAITEMENT EN BIOPILESPrétraitement du sol
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Station de traitement des eaux
r
Station de traitement des eaux
Sens de circulation de l’airSens de circulation de l’eauSens de circulation des eaux de pluie et des eaux de lixiviation
Séparateur air/eau
Filtre au charbon activé
Tour d’humidification
Biofiltre
Réservoir à eau
LÉGENDE
Traitement des sols contaminés au diesel
Traitement des sols contaminés à l’essence
Air propre
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SOLS À TRAITER Huiles Usées
• 4000 tonnes/an, 500 tonnes/mois• Constituées d’hydrocarbures comprenant douze (12)
à vingt-cinq (25) carbones• Formées de composés organiques semi-volatils et de
métaux lourds• Concentration entre 60 ppm et 10500 ppm• Propriétés physico-chimiques semblables à celles du
diésel
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GCH 6311 – Conception et gestion des centres de traitement des sols : Cours 1 - Introduction
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LAVAGE DES SOLSPrincipes théoriques
• Contaminants adsorbés sur particules fines• Séparation des particules fines (contaminées)• Réduction de volume pouvant atteindre 90%• L’eau de lavage combinée à une action mécanique
sépare les particules fines du sable et du gravier
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LAVAGE DES SOLSProcédé Hydro-Sep
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Légende :
Prise d’échantillons
Mesure air ambiant
Drain
Cuve lixiviation
benne
benne
benne
grizzly trommeljig
Filtre à bandes
jig
benne
benne
Réservoir Séparateur huiles
Séparation métauxRéservoir
Bioréacteurmétaux
Huiles et graisses
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LAVAGE DES SOLSParamètres d’opération et contrôle de la performance
• Paramètres d’opération• Contrôle de la performance
– Benne contenant les fines– Benne contenant les particules grossières à la sortie du jig– Réservoirs de solutions de lavage– Réservoirs de rejets (huiles et métaux)
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LAVAGE DES SOLSProtection de l’environnement
• Poussières et rejets gazeux• Eaux usées• Protection du sol sous-jacent
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SOLS À TRAITER Créosote
• 8000 tonnes/an, 1000 tonnes/mois• Plus de 150 composés:
– 85% Hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP)(naphtalène, phénanthrène, anthracène, fluorène, pyrène)– 10% Phénols (phénol, crésol, pentachlorophénol, xylénol, triméthylphénol)– 5% Composés hétérocycles (carbazole, dibenzothiophène,
dibenzofuranne)
• Concentration entre 750 ppt et 300 ppm• Caractéristiques physico-chimiques variables
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PLAN EXPÉRIMENTAL DE BIOTRAITEMENT EN BIORÉACTEUR
• Principes théoriques– technologie qui a prouvé son efficacité– dégradation des composés organiques par microorganismes– ajout d'oxygène et de nutriment et microorganismes (si
nécessaire)
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AIRPROPRE
EAUDÉCONTAMINÉE
SOLS CONTAMINÉS
DÉBRIS
PARTICULES FINESDISPOSITION DES PARTICULES GROSSIÈRES
BIORÉACTEUR DE TYPE SLURRY
SOLS DÉCONTAMINÉS
COLLECTE ET TRAITEMENT DES LIXIVIATS
TRAITEMENT DE L’AIR
LAVAGE DES SOLS
TAMISAGE
TRAITEMENT DES BOUES(SÉCHAGE)
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BIOTRAITEMENT EN BIORÉACTEURProcédés périphériques
• Traitement de l’air• Traitement des boues (séchage)• Traitement des lixiviats
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TRAITEMENT DES EAUX
• Eaux de lixiviation• Eaux de procédé• Eaux de pluie
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TRAITEMENT DES EAUX
Analyse des eauxCirculation des eaux contaminéesCirculation des eaux non contaminées
Lixiviats Eaux de pluie Eaux de lavage des camions
COAGULATION FLOCULATION DÉCANTATION
FILTRATION
SÉPARATEUR HUILES ET GRAISSES
ADSORPTION SUR CHARBON ACTIVÉ
ÉGOUTS
Eaux contaminéesEaux non contaminées
Traitementdesboues
disposition
Huiles
BoueEau
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SUIVI
• Caractérisation initiale et finale des sols• Caractérisation du site• Suivi environnemental du site
– Eau de surface– Eau souterraine– Échantillonnage d’air
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CONCLUSION
• Respect des règlements provinciaux et municipaux• Demande de certificat d’autorisation pour
– Bioventillation– Biopile– Lavage de sol
• Plan expérimental– Bioréacteur
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Prochain cours: jeudi le 15 janvier
Les exigences gouvernementales pour le certificat d’autorisationM. Rock Bégin, MDDEP