Fiche descriptive : Désorption thermique à haute température – ex situ

De : Services publics et Approvisionnement Canada

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Description

La désorption thermique à haute température (DTHT) consiste à chauffer des matériaux et des sols excavés contaminés à des températures variant entre 315 0C et 540 0C (600 et 1,000 0F) afin de volatiliser l'eau, les contaminants organiques et certains métaux volatils. En élevant la température d'opération, on augmente la quantité de composés organiques semi-volatils (COSV) (composés ayant une pression de vapeur <0,01 mm Hg) pouvant être traités par la DTHT. Un système d'extraction des émissions gazeuses transporte les gaz et la vapeur contenant des contaminants vers un système de traitement. Ce système de traitement enlève les particules solides et les contaminants de l'air. Contrairement au traitement par incinération, la DTHT s'opère de façon à favoriser la volatilisation des contaminants, et non la combustion ou l'oxydation du matériau contaminé. La DTHT ne détruit pas les contaminants.

Avant l'application du traitement de DTHT, les sols contaminés sont excavés et transportés au réacteur où ils sont traités à haute température. Il existe 2 types de réacteur : le four rotatif et la vis thermique. Le four rotatif est un cylindre horizontal ou incliné qui peut être directement ou indirectement chauffé. Le réacteur à vis thermique est composé d'un convoyeur à vis ou d'un cylindre creux qui transporte la matière contaminée vers une chambre thermique. De l'huile chaude ou de la vapeur sont utilisées pour chauffer indirectement la matière contaminée. Ces 2 unités de traitement peuvent parfois être transportées sur le site contaminé.

Sources :

Analyses recommandées dans le cadre d’une caractérisation détaillée

Analyses chimiques

  • La concentration des contaminants incluent :
    • dans les phases adsorbée
    • dissoute
    • libre

Analyses physiques

  • La teneur en eau du sol
  • L'analyse granulométrique
  • Les caractéristiques physiques du contaminant incluent :
    • la viscosité
    • la densité
    • la solubilité
    • la pression de vapeur
    • etc.

Remarques :

Des essais de faisabilité sont recommendées afin pour déterminer la température d’opération et le temps de traitement de la matière contaminée qui seront efficaces pour vaporiser les contaminants.

Applications

  • Les contaminants visés par la technique de DTHT sont les COSV, les hydrocarbures aromatiques pétroliers (HAP), les BPC et les pesticides
  • La technique de DTHT peut aussi traiter les composés organiques volatils (COV) et l'essence
  • Comparativement à une technique in situ d'extraction de vapeur, la technique ex situ de DTHT permet de traiter une plus grande variété de contaminants organiques
  • Le procédé s'applique à la séparation des composés organiques provenant des raffineries de pétrole et il s'applique aussi pour traiter les résidus goudronnés, les résidus de bois traité, les sols contaminés à la créosote et aux hydrocarbures pétroliers, certains résidus provenant de l'industrie pétrochimique, certains pesticides et les résidus de peinture
  • Le procédé ex situ de DTHT est mobile et peut être transporté sur le site contaminé (On Site)

Type de traitement

Type de traitementS’applique ou Ne s’applique pas
In situ
Ne s’applique pas
Ex situ
S’applique
Biologique
Ne s’applique pas
Chimique
Ne s’applique pas
Contamination dissoute
Ne s’applique pas
Contamination résiduelle
S’applique
Contrôle
Ne s’applique pas
Phase libre
Ne s’applique pas
Physique
S’applique
Résorption
S’applique
Thermique
S’applique

État de la technologie

État de la technologieExiste ou N'existe pas
Démonstration
N'existe pas
Commercialisation
Existe

Contaminants ciblés

Contaminants ciblésS'applique, Ne s'applique pas ou Avec restrictions
Biphényles polychlorés
S'applique
Chlorobenzène
S'applique
Composés inorganiques non métalliques
Ne s'applique pas
Composés phénoliques
Avec restrictions
Explosifs
Ne s'applique pas
Hydrocarbures aliphatiques chlorés
S'applique
Hydrocarbures aromatiques monocycliques
S'applique
Hydrocarbures aromatiques polycycliques
S'applique
Hydrocarbures pétroliers
S'applique
Métaux
Avec restrictions
Pesticides
S'applique

Durée du traitement

Durée du traitementS’applique ou Ne s’applique pas
Moins de 1 an
S’applique
1 à 3 ans
Ne s’applique pas
3 à 5 ans
Ne s’applique pas
Plus de 5 ans
Ne s’applique pas

Produits secondaires ou métabolites

Le contrôle et le traitement des émissions gazeuses durant le procédé de DTHT sont très importants pour la réussite de la restauration du site contaminé. Le traitement de DTHT ne devrait pas causer d'émissions gazeuses de métaux volatils, tels que le mercure, de composés d'hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP), ni de dioxines ou de furannes.

Limitations de la technologie

  • Les particules abrasives peuvent endommager le système de traitement
  • Les sols riches en argile et en silt ou riches en matière organique font augmenter le temps de traitement
  • La quantité de poussière et de matière organique des sols réduit l'efficacité du système d'extraction des vapeurs
  • La présence de composés chlorés dans le matériau contaminé réduit la volatilisation de certains métaux tels que le plomb
  • Les piles de sols contaminés entreposés avant le traitement doivent être recouvertes afin de les protéger de l'effet des pluies (risque de lessivage, d'érosion et augmentation de la teneur en eau des sols) et du vent
  • Le lessivage des métaux lourds tels que le mercure provenant des piles d'entreposage de sols contaminés est un problème qui doit être considéré
  • Il est possible que le sol traité avec la DTHT ne puisse plus supporter d'activité microbienne naturelle. Certaines mesures doivent être considérées lorsque le sol est retourné au site excavé

Technologies complémentaires améliorant l’efficacité du traitement

  • La DTHT est souvent appliquée en combinaison avec des techniques d'incinération, de solidification et de stabilisation ou de déshalogénation selon le type de contaminants présents dans le matériau
  • Certains matériaux nécessitent des prétraitements tels qu'un séchage, un tamisage, un broyage, un triage des débris contenus dans le matériau ou un ajout de sable

Traitements secondaires requis

  • Les émissions gazeuses doivent être contrôlées, recueillies et traitées
  • Un système de contrôle des poussières est requis
  • Le résidu provenant du traitement de matériaux contaminés riches en métaux lourds peut nécessiter un traitement de stabilisation avant d'être rejeté

Exemples d'application

Les adresses suivantes fournissent des exemples d'applications :

Performance

La technologie de la DTHT peut réduire les concentrations en contaminants en dessous de 5 mg/kg (CPEO, 2002). Les coûts de la DTHT au Canada sont comparables aux coûts de l'élimination en décharge (dépotoir) ou des traitements biologiques (GTGLC, 2005).

Références

Auteur et mise à jour

Fiche rédigée par : Josée Thibodeau, M.Sc Conseil national de recherches

Dernière mise à jour par : Martin Désilets, B.Sc. Conseil national de recherches

Date de mise à jour : 7 mars 2019

Version :
1.0