GCH 6311: Conception et gestion des centres de traitement ......1 GCH 6311: Conception et gestion...

1

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

GCH 6311 – Conception et gestion des centres de traitement des sols : Cours 1 - Introduction

2

2


3

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


4

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.

3


5

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


6

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.

4


7

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.


8

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

5


9

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)


10

Évaluation des apprentissages

• Rapports d’étapes (2 x 15%) = 30%• Rapport final = 60%• Présentation du rapport final = 10%

6


11

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)?


12

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

7


13


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



14


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


8


15


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



16


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


9


17

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.


18

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.

10


19

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.


20

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%

11


21

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%


22

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.

12


23

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.


24

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.

13


25

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 %

�


26

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

14


27

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)


28

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

15


29

PROBLÉMATIQUE QUÉBÉCOISE DE L’ASSAINISSEMENT DES SITES


30

PROBLÉMATIQUE QUÉBÉCOISE DE L’ASSAINISSEMENT DES SITES

- Répartition des dossiers -

16


31

Distribution selon les régions administratives


32

Région de Montréal vs Montérégie

17


33

Type de propriétaire


34

Élément déclencheur de l’intervention

18


35

Catégorie de contaminants


36

Type de contamination

19


37

Étapes d’avancement


38

Technique de réhabilitation

20


39

Technique de réhabilitation


40

Qualité des sols résiduels

21


41

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.


42

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

22


43

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


44

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

23


45


46

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

24


47

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/


48

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

25


49

FÉDÉRAL – ENVIRONNEMENT CANADA (EC)

1.3. SURVOL DE LA RÉGLEMENTATION


50

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

26


51

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


52

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

27


53

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)


54

Évolution de l’attitude environnementale

• Performance environnementale vs économique

28


55

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


56

QUÉBEC - Ministère du Développement durable, de l’Environnement et des Parcs (MDDEP)

1.3. SURVOL DE LA RÉGLEMENTATION

29


57

• 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


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

30


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


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

31


61

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 ».


62

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.

32


63

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


64

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

33


65

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


66


Politique de protection des sols et de réhabilitation des terrains contaminésAnnexe 2 – Critères pour les sols

34


67


Politique de protection des sols et de réhabilitation des terrains contaminésAnnexe 2 – Critères pour les eaux souterraines


68


• 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

35


69

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


70

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

36


71

Types de polluants

Facilement biodégradables• Glucides• Protéines• Lipides polaires• Alcools• Aldéhydes et cétones• Hydrocarbures aliphatiques de faibles poids

moléculaires (< 20 carbones)• Aromatiques polaires


72

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

37


73

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


74

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

38


75

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


76

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.

39


77

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.


– Présentation d’un exemple de demande de C.A.


78

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 ».

40


79

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.


80

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

41


81

Les éléments d’une demande de C.A.



82

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

42


83

LOCALISATION DU SITE

• Région de Salaberry-de-Valleyfield

• 50 km au Sud-Ouest de Montréal

• Accessible par diverses autoroutes


84

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

43


85

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


86

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

44


87

TRAITEMENTS CHOISIS

HYDROCARBURES LÉGERS (ESSENCE)

HYDROCARBURES(DIESEL)

HUILES USÉES

CRÉOSOTE

BIOVENTILATION

BIOPILES

LAVAGE

ESSAI PAR BIORÉACTEUR


88

45


89

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


90

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

46


91

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


92

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

47


93

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)


94

TRAITEMENT EN BIOPILESPrétraitement du sol

48


95


r


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


96

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

49


97

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


98

LAVAGE DES SOLSProcédé Hydro-Sep

50


99

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


100

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)

51


101

LAVAGE DES SOLSProtection de l’environnement

• Poussières et rejets gazeux• Eaux usées• Protection du sol sous-jacent


102

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

52


103

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)


104

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)

53


105

BIOTRAITEMENT EN BIORÉACTEURProcédés périphériques

• Traitement de l’air• Traitement des boues (séchage)• Traitement des lixiviats


106

TRAITEMENT DES EAUX

• Eaux de lixiviation• Eaux de procédé• Eaux de pluie

54


107


108

55


109

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


110

SUIVI

• Caractérisation initiale et finale des sols• Caractérisation du site• Suivi environnemental du site

– Eau de surface– Eau souterraine– Échantillonnage d’air

56


111

CONCLUSION

• Respect des règlements provinciaux et municipaux• Demande de certificat d’autorisation pour

– Bioventillation– Biopile– Lavage de sol

• Plan expérimental– Bioréacteur


112

Prochain cours: jeudi le 15 janvier

Les exigences gouvernementales pour le certificat d’autorisationM. Rock Bégin, MDDEP

GCH 6311: Conception et gestion des centres de traitement ......1 GCH 6311: Conception et gestion...

Documents

Transcript of GCH 6311: Conception et gestion des centres de traitement ......1 GCH 6311: Conception et gestion...