Fiches Pratiques
Comment réduire les émissions de COV ?
Pour les petites et moyennes installations, il est préférable de rechercher en priorité des solutions préventives. En effet plus les quantités à traiter sont faibles, plus les équipements de traitement sont chers.
Pour le CITEPA, les solutions suivantes permettent de limiter les émissions de COV.
En réduisant les émissions de COV à la source
Mettre en place un plan de gestion des solvants
Ce plan consiste à élaborer un bilan "emplois/pertes" des produits afin de déterminer les quantités rejetées et les points d'émission. Sur cette base, il est alors possible de mettre en place un plan détaillé et précis de réduction des émissions.
Dans l'élaboration de ce bilan il est important de ne pas oublier d'inventorier les points de fuites, sources de ce que l'on appelle "les émissions fugitives". Ces émissions, qui proviennent des soupapes, des pompes, des vannes, etc peuvent s'avérer importantes et avoir des conséquences en matière d'environnement, de sécurité et de durée de vie des équipements.
Réduire les quantités de solvants ou les substituer
Techniques permettant de réduire la quantité de solvants utilisée :
- vérifier et bien entretenir les équipements en étant particulièrement vigilant sur les points de fuites potentiels, capter les vapeurs de solvant lors des opérations de nettoyage,
- modifier l'outil de production : confiner les machines afin d'organiser des circuits fermés, optimiser les rendements des techniques d'application (pour l'application des revêtements, par exemple, le rendement de transfert varie de 40 à 60% en pulvérisation à 95% dans les procédés au trempé et à rideau vernisseur),
- remplacer les peintures, vernis et adhésifs à forte teneur en solvant par des produits à plus faibles teneurs en COV,
- rechercher des substituts aux solvants chlorés,
- mettre en place, sur les fontaines à solvant, un coussin filtrant qui régénère le liquide de nettoyage et permet de doubler la durée d'utilisation de la solution de dégraissage. La consommation de solvants est ainsi nettement diminuée.
Techniques permettant de supprimer les solvants :
- décaper avec des billes de glace,
- remplacer les peintures, vernis et adhésifs contenant des solvants par des peintures ou des vernis à base aqueuse.
En récupérant et en traitant les COV
Plusieurs techniques de traitement existent. Le choix de l'une ou de l'autre dépend du débit, de la nature et de la température de l'effluent à traiter, ainsi que des moyens techniques et financiers disponibles.
La destruction par oxydation
Les procédés destructifs reposent sur l'oxydation biologique, thermique ou catalytique.
L'oxydation thermique ou catalytique
Les COV sont oxydés et convertis en H2O et CO2 à haute température c'est-à-dire entre 600 à 1000°C et dans le cas de l'utilisation d'un catalyseur entre 300 et 600°C. Tous les COV peuvent être incinérés. Cependant, la présence de composés halogénés peut entraîner la formation de produits agressifs (acides) et toxiques (dioxines) qui nécessite d'apporter un soin particulier au choix des matériaux et d'installer un traitement des fumées supplémentaire.
L'oxydation biologique
Les COV, s'ils sont solubles dans l'eau, biodégradables et en concentration suffisante, peuvent être dégradés par des micro-organismes (essentiellement des bactéries) à qui ils servent d'éléments nutritifs en présence d'oxygène. La dégradation s'effectue en deux étapes : absorption du COV dans la phase aqueuse, puis oxydation.
Les procédés biologiques permettent d'atteindre un rendement de dégradation supérieur à 90% et de respecter les valeurs limites d'émission réglementaires
Trois types de procédés sont disponibles :
Les biofiltres :
les micro-organismes sont fixés sur un matériau (tourbe, compost, écorces, copeaux de bois), formant un biofilm humide dans lequel les COV sont absorbés et oxydés.
Les filtres percolateurs :
le biofilm se développe à la surface d'un support fixe en matériau inerte et peut atteindre plusieurs millimètres d'épaisseur. Un arrosage continu, distribuant l'eau et le complément nutritif, crée autour du biofilm un film liquide dans lequel l'oxygène et les COV sont absorbés et transférés vers le biofilm. Pour une efficacité identique, le volume occupé est généralement moindre que celui d'un biofiltre.
Les biolaveurs :
l'absorption est effectuée dans une tour de lavage à pulvérisation et la biodégradation dans un bassin d'activation contenant la biomasse en suspension (boues activées). Les biolaveurs présentent les mêmes avantages d'encombrement, de flexibilité et de contrôle que les filtres percolateurs. Ils offrent en outre la possibilité de traiter des composés peu solubles dans l'eau ou toxiques vis-à-vis des micro-organismes en utilisant une émulsion huile-eau.
La récupération par absorption
L'absorption ou "lavage" consiste à mettre en contact le gaz polluant avec un liquide dans lequel il est soluble. Plus la température est élevée, plus la solubilité diminue ; il faut donc travailler à une température la plus basse possible.
L'efficacité de l'absorption est généralement supérieure à 90% et peut atteindre 98%, ce qui permet de respecter les valeurs limites d'émission réglementaires.
Le procédé est surtout utilisé dans les industries chimiques, pétrochimiques et pharmaceutiques. Il convient bien à la récupération des produits lourds (kérosène, anthracène, naphtalène, PVC, ...), des cétones et du tétrahydrofurane (fabrication des bandes magnétiques). Il est également utilisé en métallurgie (traitement des gaz de cokerie, récupération du kérosène dans le laminage à froid des métaux non ferreux).
La récupération par adsorption
L'adsorption consiste à éliminer les polluants par transfert de la phase gazeuse vers une phase solide, dans laquelle le gaz sera piégé, grâce à un matériau "adsorbant". Pour les COV, les deux matériaux utilisés sont le charbon actif, tiré du bois ou de la noix de coco, et les zéolithes, solides cristallisés à base de silice et d'alumine.
L'efficacité de ce procédé est supérieure à 95%. Il permet donc de respecter les valeurs limites réglementaires, y compris celle fixées pour les composés chlorés. Cette technique est la seule technique adaptée au traitement de très faibles débits (évents, remplissage de réservoirs, ...). L'adsorption est l'une des rares techniques économiquement supportable pour traiter les grands débits à faible concentration (cas des odeurs).
La récupération par condensation
Cette technique consiste à faire passer les COV de la phase gazeuse à la phase liquide ou solide par abaissement de la température (entre '??20°C et -80°C).
Les COV sont condensés sous forme de gouttelettes ou de particules solides qui, restant en suspension, peuvent facilement être éliminées, ce qui réduit les risques de bouchage. Ce procédé met en oeuvre à la fois la condensation et l'absorption.
Bien que la condensation soit en théorie applicable à n'importe quel débit à traiter, les contraintes techniques et surtout économiques en limitent l'emploi à des débits inférieurs à 2000 Nm3/h avec des concentrations de COV supérieures à 10 g/m3. En condensation classique (froid mécanique), le taux de récupération ne dépasse pas 80 à 90%, mais il peut être supérieur à 99% en condensation cryogénique. Un traitement complémentaire par adsorption peut être mis en place en aval pour respecter les valeurs limites d'émission réglementaires s'il y a lieu.
La séparation par technique membranaires
L'air chargé de COV est mis en contact avec l'une des faces d'une membrane réalisée en polymère dense (pas de cavité supérieure à 2 nm) tandis que la face aval est maintenue sous pression réduite. Le polymère facilite le passage des COV au détriment des molécules de plus petite taille (02, N2, H2, ...). L'effluent s'appauvrit en composés alors que l'air en aval s'en enrichit. Le flux de transfert dépend essentiellement de la différence de pression entre les deux faces de la membrane et de sa perméabilité.
Ce procédé n'est actuellement envisageable que pour traiter des débits faibles (inférieurs à 1 m3/sec), pour des effluents ne contenant qu'un seul COV et pour des concentrations supérieures à 1% en volume.
