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Développement et optimisation d'un procédé ex-situ de récupération des hydrocarbures dans les sédiments fins contaminés.

Koné, Macoura (2003). Développement et optimisation d'un procédé ex-situ de récupération des hydrocarbures dans les sédiments fins contaminés. Thèse. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de la terre, 236 p.

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Résumé

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Le but de cette thèse est de développer à l'échelle laboratoire, une méthode capable d'extraire et de récupérer efficacement des hydrocarbures contenus dans des sédiments fins. Pour ce faire, une caractérisation physico-chimique a été réalisée sur des échantillons de sédiments prélevés au quai 104 de la zone portuaire de Montréal afin d'identifier les contaminants organiques et inorganiques qui y sont présents et d'évaluer leur degré de contamination. Les résultats de cette caractérisation ont révélé que les sédiments fins de taille inférieure à 25 µm sont les plus abondants. Ils représentent plus de 58 % de la masse totale des sédiments échantillonnés et renferment plus de 92 % des hydrocarbures pétroliers du type C10 à C50-. Cette fraction fine contrairement aux autres fractions isolées, est la seule à être fortement contaminée par ces produits pétroliers qui sont essentiellement de l'huile à moteur et/ou de l'huile lubrifiante. Leur teneur dans ces particules sédimentaires fines est supérieure à 28 000 mg/kg, donc plus de 8 fois supérieure à 3500 mg/kg (critère C) qui est la teneur maximale de contamination permise par le Ministère de l'Environnement (MENV). Des composés tels que les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) et les biphényl polychlorés (BPC) sont associés à ces huiles mais en de très faibles teneurs. Des métaux tels que Cu, Cr, Cd, Ni, Ba et As contaminent aussi fortement ces sédiments. Pour extraire et récupérer efficacement l'huile à moteur et l'huile lubrifiante qui contaminent fortement ces sédiments, une optimisation s'est avérée essentielle. Elle a été réalisée en utilisant la méthode des plans orthogonaux d'expériences ou méthode de Taguchi. Celle-ci a permis d'évaluer l'influence de quelques paramètres sur les méthodes de lavage et de flottation et de déterminer pour chacune d'elles, les conditions qui favorisent une extraction ou une récupération optimale de ces hydrocarbures. L'optimisation réalisée au niveau du lavage a permis de démontrer que l'Aérosol OT est le surfactant le plus efficace parmi la gamme de surfactants testés. La concentration de 1 % est la quantité qui permet un délogement optimal des hydrocarbures. Toutefois, pour assurer une bonne dispersion du surfactant dans la pulpe et lui permettre d'agir efficacement, le lavage devrait être réalisé dans des conditions optimales déterminées qui prennent aussi en compte, la quantité de solides dans la pulpe et le conditionnement de celle-ci (temps et vitesse d'agitation). Les lavages réalisés suivant la méthode ex-situ développée a permis de déloger jusqu'à 90 % des hydrocarbures qui contaminaient les sédiments et d'abaisser leur teneur en dessous 3500 mg/kg qui est la norme de décontamination fixée par le MENV. La méthode d'optimisation a également permis de démontrer que le temps de flottation et la vitesse de l'agitateur (débit d'air ajouté) sont les paramètres qui influencent le plus la récupération des hydrocarbures avec des contributions respectives de 67 % et 33 %. Les flottations réalisées suivant les conditions optimales déterminées ont permis de récupérer dans un concentré représentant 14 % de la masse alimentée, la presque totalité (93 %) des hydrocarbures délogés lors du lavage. Le procédé ex-situ de lavage développé permet d'extraire efficacement les hydrocarbures des sédiments fins et il démontre également un excellent rendement pour la récupération des hydrocarbures de l'effluent de lavage.

Type de document: Thèse
Directeur de mémoire/thèse: Bergeron, Mario
Informations complémentaires: Résumé avec symboles
Mots-clés libres: méthode Taguchi; flottation; granulométrie; sédiments
Centre: Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt: 21 juin 2012 18:40
Dernière modification: 20 nov. 2015 19:46
URI: http://espace.inrs.ca/id/eprint/364

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