WO2007125186A1 - Method of decontaminating a water table and device for implementing it - Google Patents

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WO2007125186A1
WO2007125186A1 PCT/FR2007/000643 FR2007000643W WO2007125186A1 WO 2007125186 A1 WO2007125186 A1 WO 2007125186A1 FR 2007000643 W FR2007000643 W FR 2007000643W WO 2007125186 A1 WO2007125186 A1 WO 2007125186A1
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filter bed
contaminants
reactive
mass
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PCT/FR2007/000643
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Jean-Claude Setier
Jean-Christophe Renat
Jean-Louis Pornain
Frédéric Perie
Denis Millette
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Total S.A.
Traitement Valorisation Decontamination (Tvd)
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Abstract

The invention relates mainly to a method of decontaminating a water table having an outflow and containing contaminants, said method comprising the injection of oxygen into a permeable underground filtering body placed in said water table in order to degrade the contaminants within the filtering body. The invention also relates to a device suitable for decontaminating a water table.

Description

PROCEDE DE DEPOLLUTION D'UNE NAPPE PHREATIQUE ET DISPOSITIF POUR SA MISE EN ŒUVRE METHOD OF DEPOLLUTING A PHERATIC TABLET AND DEVICE FOR IMPLEMENTING THE SAME
DOMAINE DE L ' INVENTIONFIELD OF THE INVENTION
La présente invention concerne un procédé de dépollution d'une zone saturée ou d'une nappe phréatique présentant un écoulement ainsi qu'un dispositif pour la mise en œuvre de celui-ci, visant en particulier à dégrader les hydrocarbures dissous.The present invention relates to a process for the depollution of a saturated zone or a water table having a flow and a device for the implementation thereof, in particular for degrading dissolved hydrocarbons.
ARRIERE-PLAN TECHNIQUETECHNICAL BACKGROUND
La dépollution ou décontamination des nappes phréatiques peut s'effectuer par la mise en œuvre de techniques très diverses, généralement complexes. La plupart de ces techniques supposent d'extraire l'eau souterraine, de la traiter en surface et de la réinjecter dans le sol. D'autres techniques proposent un traitement des polluants in situ. Dans tous les cas, le traitement peut être de nature physico-chimique ou biologique (biodégradation) .The decontamination or decontamination of groundwater can be carried out by the implementation of very diverse techniques, generally complex. Most of these techniques involve extracting groundwater, treating it on the surface and returning it to the soil. Other techniques offer a treatment of pollutants in situ. In all cases, the treatment may be physico-chemical or biological (biodegradation).
Par exemple, le document US 5037240 décrit un traitement in situ basé sur l'injection dans le sol de réactifs chimiques ou de bactéries, nutriments et air à travers des éléments tubulaires, en vue de permettre la dégradation locale de contaminants variés .For example, US 5037240 discloses an in situ treatment based on the injection into the ground of chemical reagents or bacteria, nutrients and air through tubular elements, to allow local degradation of various contaminants.
Le document US 5221159 décrit une combinaison de plusieurs méthodes de dépollution, à savoir l'induction d'une circulation d'air dans le sol par injection / extraction afin d'entraîner des contaminants volatils ; le traitement de ceux-ci en surface par des microorganismes en culture ; le prélèvement de microorganismes du sol suivi de leur culture et de leur réinjection dans le sol à des fins de biodégradation ; l'extraction directe de contaminants.US 5221159 discloses a combination of several depollution methods, namely, inducing an injection / extraction airflow into the soil to cause volatile contaminants; the treatment of these at the surface by microorganisms in culture; the removal of soil microorganisms followed by their cultivation and reinjection into the soil for biodegradation; direct extraction of contaminants.
Le document EP 0502460 décrit un procédé de traitement des eaux souterraines in situ, comprenant la mise en place d'un réceptacle de matériau actif dans le sol, destiné à traiter des contaminants tels que l'oxyde de chrome, l'oxyde d'uranium ou le sulfate ferreux. Le procédé se déroule plus particulièrement en conditions anaérobies .EP 0502460 discloses a method of treating groundwater in situ, comprising placing a receptacle of active material in the soil for treating contaminants such as chromium oxide, uranium oxide or ferrous sulphate. The process is more particularly carried out under anaerobic conditions.
Le document US 5362400 décrit un autre procédé de traitement in situ, dans lequel une circulation d'eau est artificiellement créée dans la nappe par pompage et dans lequel on apporte de l'oxygène au milieu afin de créer une zone d'oxydation / précipitation ou de réduction. Le document concerne plus particulièrement le traitement du fer, du manganèse, de l'aluminium, du fluor.Document US 5362400 describes another in situ treatment method, in which a circulation of water is artificially created in the water table by pumping and in which oxygen is supplied to the medium in order to create an oxidation / precipitation zone or reduction. The document relates more particularly to the treatment of iron, manganese, aluminum, fluorine.
Le document US 5525008 décrit un procédé de dépollution des hydrocarbures, dans lequel une solution réactive oxydante est injectée dans le sol. Cette solution réactive peut être en particulier à base de peroxyde d'hydrogène.Document US Pat. No. 5,525,008 describes a process for the depollution of hydrocarbons, in which an oxidizing reactive solution is injected into the soil. This reactive solution may in particular be based on hydrogen peroxide.
Le document US 5605634 décrit un système permettant la diffusion dans le sol de substances de traitement circulant dans des tubes enterrés. Par exemple, "il est prévu d'injecter du toluène en tant que nutriment destiné à des bactéries afin de promouvoir la dégradation de trichloro-éthylêne par celles-ci.US 5605634 discloses a system for the diffusion into the soil of treatment substances circulating in buried tubes. For example, "it is intended to inject toluene as nutrient for bacteria to promote the degradation of trichlorethylene by them.
Le document US 5623992 décrit un procédé de biodégradation du pétrole par des microorganismes dans le sol. La biodégradation est stimulée par l'injection d'azote soluble et de gaz contenant du dioxygène dans des colonnes d'aération.US 5623992 discloses a method of biodegradation of petroleum by microorganisms in the soil. Biodegradation is stimulated by the injection of soluble nitrogen and oxygen-containing gases into aeration columns.
Le document US 6102621 décrit un procédé de dégradation et d'immobilisation de contaminants dans le sol et les nappes phréatiques, fondé sur l'injection dans le sol d'un mélange comprenant un produit chimique oxydant de type KMnO4, un fluide de transport et un matériau hydrophile de type ciment ou argile, afin de promouvoir une réaction chimique oxydative in situ.US 6102621 discloses a method for the degradation and immobilization of contaminants in soil and groundwater, based on the injection into the soil of a mixture comprising a chemical oxidant KMnO 4 type, a transport fluid and a hydrophilic material of the cement or clay type, in order to promote an oxidative chemical reaction in situ.
Dans le document US 6268205 est proposée l'injection dans le sol de matériaux assurant une libération contrôlée de peroxyde d'hydrogène (qui assure l'oxydation de contaminants organiques) ainsi qu'une libération contrôlée d'oxygène, à plus long terme (qui stimule les phénomènes de biodégradation) .In US 6268205 is proposed the injection into the soil of materials ensuring a controlled release of hydrogen peroxide (which ensures the oxidation of organic contaminants) as well as a controlled release of oxygen in the longer term (which stimulates biodegradation phenomena).
Dans le document US 6274048 est décrit le traitement de contaminants denses de type trichloroéthylène par l'injection dans un aquifère d'une solution de permanganate de potassium.In US 6274048 is described the treatment of dense contaminants trichlorethylene type by the injection into an aquifer of a solution of potassium permanganate.
Le document US 2003/0207440 décrit un système de dêcontamination de nappe phréatique dans lequel on injecte dans le sol .un gaz contenant de l'O2. Ce gaz promeut la formation de produits contaminants volatils qui sont récupérés via un puits d'extraction, et traités par des installations de surface.Document US 2003/0207440 describes a groundwater decontamination system in which a gas containing O 2 is injected into the soil. This gas promotes the formation of volatile contaminants that are recovered via an extraction well and treated by surface installations.
Le document US 2005/0077242 décrit l'utilisation d'un agent d'oxydation enrobé à libération contrôlée, in situ ou ex situ.US 2005/0077242 discloses the use of a controlled release coated oxidation agent, in situ or ex situ.
Par ailleurs la société Solinst commercialise un système d'injection de diverses substances dans le sol par diffusion, appelé Waterloo Emitter™. Ainsi, il est possible d'injecter de l'oxygène directement dans une nappe phréatique afin d'y promouvoir les phénomènes de biodégradation. De même la technologie iSOC™, développée par inVentures Technologies Incorporated, fournit des fibres creuses microporeuses hydrophobes permettant d'infuser une nappe phréatique avec un gaz.In addition, Solinst sells a system for injecting various substances into the soil by diffusion, called Waterloo Emitter ™. Thus, it is possible to inject oxygen directly into a water table to promote the biodegradation phenomena. Similarly, iSOC ™ technology, developed by InVentures Technologies Incorporated, provides hydrophobic microporous hollow fibers for infusing a water table with a gas.
Les diverses techniques connues évoquées ci-dessus présentent un certain nombre d'inconvénients. Dans de nombreux cas, ces techniques impliquent l'injection dans le sol de substances chimiques ou de microorganismes qui peuvent présenter un certain risque environnemental. Par ailleurs, celles des techniques précédentes qui consistent à stimuler des microorganismes déjà présents dans le sol peuvent donner des résultats parfois imprévisibles ou aléatoires, dans la mesure où il est difficile de contrôler la croissance des populations de microorganismes. En particulier, il peut être nécessaire de stimuler ces populations sur une vaste zone géographique afin d'obtenir un rendement de dépollution satisfaisant. Plus généralement, il existe un réel besoin de concevoir un nouveau procédé de dépollution de nappes phréatiques efficace et simple, en particulier dans le contexte de la décontamination des hydrocarbures dissous .The various known techniques mentioned above have a number of disadvantages. In many cases, these techniques involve the injection into the soil of chemicals or microorganisms that may present some environmental risk. Moreover, those of the preceding techniques which consist in stimulating microorganisms already present in the soil can give results sometimes unpredictable or random, insofar as it is difficult to control the growth of populations of microorganisms. In particular, it may be necessary to stimulate these populations on a vast geographical area in order to obtain a satisfactory depollution performance. More generally, there is a real need to design a new efficient and simple groundwater depollution process, particularly in the context of the decontamination of dissolved hydrocarbons.
RESUME DE L'INVENTIONSUMMARY OF THE INVENTION
L'invention concerne en premier lieu un procédé de dépollution d'une nappe phréatique présentant un écoulement et contenant des contaminants, ledit procédé comprenant l'injection d'oxygène dans un massif filtrant souterrain perméable placé dans ladite nappe pour dégrader les contaminants au sein du massif filtrant.The invention relates first of all to a method of decontaminating a water table having a flow and containing contaminants, said method comprising injecting oxygen into a permeable underground filter bed placed in said sheet to degrade the contaminants within the massive filtering.
Avantageusement, les contaminants s'écoulent sous la forme d'un panache et le massif filtrant est placé de sorte à intercepter le panache, substantiellement transversalement à la direction de l'écoulement.Advantageously, the contaminants flow in the form of a plume and the filtering mass is placed so as to intercept the plume, substantially transversely to the direction of flow.
De préférence, le massif filtrant comporte au moins une partie réactive et, éventuellement, une partie protectrice en amont de la partie réactive par rapport à la direction de l'écoulement, l'injection d'oxygène s' effectuant au moins partiellement dans la partie réactive.Preferably, the filtering mass comprises at least one reactive part and, optionally, a protective part upstream of the reactive part relative to the direction of the flow, the oxygen injection occurring at least partially in the part reactive.
De préférence, l'injection d'oxygène est de type purement diffusif.Preferably, the oxygen injection is of purely diffusive type.
De préférence, l'injection d'oxygène s'effectue au travers d'une membrane polymérique microporeuse.Preferably, the oxygen injection is carried out through a microporous polymeric membrane.
De préférence, la quantité d'oxygène injectée dans le massif filtrant par unité de temps est adaptée pour que la partie réactive soit en conditions aérobies.Preferably, the amount of oxygen injected into the filter bed per unit of time is adapted so that the reactive part is under aerobic conditions.
De manière avantageuse, les contaminants comprennent des hydrocarbures dissous, en particulier du benzène et / ou de l ' éthylbenzène et / ou du toluène et / ou du xylène.Advantageously, the contaminants include dissolved hydrocarbons, particularly benzene and / or ethylbenzene and / or toluene and / or xylene.
L'invention a également pour objet un procédé de dépollution d'une nappe phréatique présentant un écoulement et contenant des contaminants composés d'hydrocarbures dissous s 'écoulant sous la forme d'un panache, ledit procédé comprenant le passage du panache de contaminants au travers d'un massif filtrant souterrain perméable placé dans la nappe, ledit massif filtrant comprenant au moins une partie réactive et une partie protectrice et ledit procédé comprenant la dégradation des contaminants dans la partie réactive du massif filtrant.The subject of the invention is also a process for the depollution of a water table having a flow and containing contaminants composed of dissolved hydrocarbons flowing in the form of a plume, said method comprising passing the plume of contaminants through a permeable underground filter bed placed in the sheet, said filter bed comprising at least a reactive portion and a protective portion and said method comprising contaminant degradation in the reactive portion of the filter bed.
De préférence, lesdits hydrocarbures dissous comprennent du benzène et / ou de l ' éthylbenzène et / ou du toluène et / ou du xylène.Preferably, said dissolved hydrocarbons comprise benzene and / or ethylbenzene and / or toluene and / or xylene.
Selon un mode de réalisation préféré du procédé selon l'invention, la partie réactive du massif filtrant présente une porosité totale au moins égale à 50% se décomposant en une porosité à l'air représentant de 70 à 90% de la porosité totale et une porosité à l'eau représentant de 10 à 30% de la porosité totale.According to a preferred embodiment of the process according to the invention, the reactive part of the filtering mass has a total porosity of at least 50% decomposing into an air porosity representing 70 to 90% of the total porosity and a porosity with water representing 10 to 30% of the total porosity.
De manière avantageuse, la partie réactive du massif filtrant sert de support au développement de bactéries autochtones, lesdites bactéries autochtones assurant la dégradation des contaminants.Advantageously, the reactive part of the filtering mass serves as a support for the development of native bacteria, said native bacteria ensuring the degradation of contaminants.
De manière avantageuse, la partie réactive du massif filtrant comprend un ou plusieurs matériaux choisis parmi la tourbe, les pouzzolanes, les rafles de maïs, les écorces d'arbre.Advantageously, the reactive part of the filtering mass comprises one or more materials chosen from peat, pozzolans, corn cobs, tree bark.
De manière avantageuse, la partie protectrice du massif filtrant comprend un ou plusieurs matériaux choisis parmi le gravier, les gravillons et tous matériaux constitués de quartz ou de silice dont la taille est comprise entre 20 et 40 millimètres.Advantageously, the protective part of the filtering mass comprises one or more materials chosen from gravel, chippings and any material consisting of quartz or silica whose size is between 20 and 40 millimeters.
L'invention a par ailleurs pour objet un dispositif de dépollution d'une nappe phréatique présentant un écoulement et contenant des contaminants, ledit dispositif comprenant : un massif filtrant souterrain perméable ; un système d'injection d'oxygène 5 dans le massif filtrant . Selon un mode de réalisation avantageux du dispositif selon l'invention, le massif filtrant comporte au moins une partie réactive 1 et optionnellement une partie protectrice 2 et dans lequel le système d'injection d'oxygène alimente au moins partiellement la partie réactive 1 en oxygène.The invention furthermore relates to a device for decontaminating a water table having a flow and containing contaminants, said device comprising: a permeable subterranean filter bed; an oxygen injection system 5 in the filter bed. According to an advantageous embodiment of the device according to the invention, the filtering mass comprises at least one reactive part 1 and optionally a protective part 2 and in which the oxygen injection system at least partially supplies the reactive part 1 with oxygen. .
Selon un mode de réalisation avantageux du dispositif selon l'invention, le système d'injection d'oxygène 5 comprend une source d'alimentation en oxygène sous pression ainsi que des moyens d'injection de l'oxygène par diffusion, disposés dans le massif filtrant .According to an advantageous embodiment of the device according to the invention, the oxygen injection system 5 comprises a source of supply of oxygen under pressure as well as diffusion oxygen injection means arranged in the solid mass. filtering.
Selon un mode de réalisation avantageux du dispositif selon l'invention, les moyens d'injection de l'oxygène par diffusion comprennent un ou plusieurs tuyaux contenant de l'oxygène sous pression et dont la paroi est une membrane polymérique microporeuse.According to an advantageous embodiment of the device according to the invention, the diffusion oxygen injection means comprise one or more pipes containing oxygen under pressure and whose wall is a microporous polymeric membrane.
Selon un mode de réalisation avantageux du dispositif selon l'invention, les tuyaux sont reliés en parallèle à la source d'alimentation en oxygène sous pression .According to an advantageous embodiment of the device according to the invention, the pipes are connected in parallel with the oxygen supply source under pressure.
L'invention concerne par ailleurs un dispositif de dépollution d'une nappe phréatique présentant un écoulement et contenant des contaminants, ledit dispositif comprenant un massif filtrant souterrain perméable, ledit massif filtrant comportant au moins une partie réactive 1 et une partie protectrice 2.The invention also relates to a pollution control device for a water table having a flow and containing contaminants, said device comprising a permeable underground filtering mass, said filtering mass having at least one reactive part 1 and a protective part 2.
Selon un mode de réalisation préféré du dispositif selon l'invention, la partie réactive 1 du massif filtrant présente une porosité totale au moins égale à 50% se décomposant en une porosité à l'air représentant de 70 à 90% de la porosité totale et une porosité à l'eau représentant de 10 à 30% de la porosité totale.According to a preferred embodiment of the device according to the invention, the reactive part 1 of the filtering mass has a total porosity of at least 50% decomposing into an air porosity representing 70 to 90% of the total porosity and a porosity with water representing 10 to 30% of the total porosity.
Avantageusement, la partie réactive 1 du massif filtrant sert de support au développement de bactéries autochtones .Advantageously, the reactive part 1 of the filtering mass serves as a support for the development of native bacteria.
Avantageusement, la partie réactive 1 du massif filtrant comprend un ou plusieurs matériaux choisis parmi la tourbe, les pouzzolanes, les rafles de maïs, les écorces d'arbre.Advantageously, the reactive part 1 of the filtering mass comprises one or more selected materials among peat, pozzolana, corn cobs, tree bark.
Avantageusement, la partie protectrice 2 du massif filtrant comprend un ou plusieurs matériaux choisis parmi le gravier, les gravillons et tous matériaux constitués de quartz ou de silice dont la taille est comprise entre 20 et 40 millimètres.Advantageously, the protective part 2 of the filtering mass comprises one or more materials chosen from gravel, chippings and any material made of quartz or silica whose size is between 20 and 40 millimeters.
Avantageusement, le massif filtrant est recouvert d'une couche de protection 10 telle qu'un géotextile.Advantageously, the filtering mass is covered with a protective layer 10 such as a geotextile.
L'invention a par ailleurs pour objet un procédé d'installation d'un massif filtrant souterrain perméable dans une nappe phréatique présentant un écoulement et contenant des contaminants s 'écoulant sous la forme d'un panache, en vue de dépolluer la nappe, ledit procédé comprenant les étapes suivantes : détermination des paramètres d' étendue et de vélocité du panache ainsi que de concentration en contaminants, par mesure et / ou modélisation ; choix d'un niveau seuil de concentration en contaminants ; détermination de l'emplacement, de l'orientation et des dimensions du massif filtrant ainsi que d'une quantité d'oxygène à injecter par unité de temps dans le massif filtrant, en fonction desdits paramètres déterminés et en fonction dudit niveau seuil choisi, afin que la concentration en contaminants en aval du massif filtrant soit inférieure au niveau seuil choisi ; mise en place dans la nappe du massif filtrant dont l'emplacement, l'orientation et les dimensions ont été déterminées à l'étape précédente.The invention also relates to a method for installing a permeable underground filter bed in a water table having a flow and containing contaminants flowing in the form of a plume, for the purpose of cleaning up the sheet, said method comprising the steps of: determining span and velocity parameters of the plume as well as concentration of contaminants by measurement and / or modeling; choice of a threshold level of concentration of contaminants; determination of the location, the orientation and the dimensions of the filter mass as well as a quantity of oxygen to be injected per unit of time in the filter mass, according to said determined parameters and as a function of said chosen threshold level, in order to the concentration of contaminants downstream of the filter bed is below the chosen threshold level; set up in the sheet of the filter mass whose location, orientation and dimensions were determined in the previous step.
Selon un mode de réalisation préféré dudit procédé, les contaminants comprennent des hydrocarbures dissous, en particulier du benzène et / ou de l' éthylbenzène et / ou du toluène et / ou du xylène. Selon un mode de réalisation préféré dudit procédé, le massif filtrant est tel que défini ci- dessus .According to a preferred embodiment of said method, the contaminants comprise dissolved hydrocarbons, in particular benzene and / or ethylbenzene and / or toluene and / or xylene. According to a preferred embodiment of said method, the filter mass is as defined above.
La présente invention permet de surmonter les inconvénients de l'état de la technique. Elle fournit plus particulièrement un procédé simple et efficace de décontamination des hydrocarbures dissous qui, bien qu'il soit mis en œuvre in situ, ne nécessite pas nécessairement de traiter activement une vaste zone géographique .The present invention overcomes the disadvantages of the state of the art. In particular, it provides a simple and effective method of decontaminating dissolved hydrocarbons which, although implemented in situ, does not necessarily require active treatment of a large geographical area.
L' invention résout notamment le problème de la dépollution d'une nappe phréatique présentant un écoulement et contaminée par une source de pollution (la dilution des éléments contaminants dans la nappe créant un panache de contamination dans le sens de l'écoulement) .The invention solves in particular the problem of the depollution of a water table having a flow and contaminated by a source of pollution (the dilution of the contaminating elements in the sheet creating a plume of contamination in the direction of flow).
Le problème est résolu grâce à la mise au point d'un massif filtrant souterrain perméable, destiné à intercepter et à traiter de manière locale et active le panache polluant.The problem is solved thanks to the development of a permeable underground filter bed intended to intercept and treat the polluting plume locally and actively.
Selon certains modes de réalisation particuliers, l'invention présente également les caractéristiques avantageuses énumérées ci-dessous : la décontamination est accomplie par biodégradation in situ en utilisant exclusivement des bactéries autochtones (naturellement présentes dans le terrain traité) , sans devoir introduire des microorganismes supplémentaires dans la zone saturée ; le massif filtrant, grâce à un choix judicieux de matériau, sert de support de croissance aux populations de bactéries autochtones, qui se développent de manière bien plus efficace qu'en dehors du massif filtrant ; la stimulation de la croissance bactérienne, réalisée de préférence par distribution d'oxygène dans la zone saturée, est 00643According to certain particular embodiments, the invention also has the advantageous characteristics listed below: the decontamination is accomplished by in situ biodegradation using exclusively native bacteria (naturally present in the treated ground), without having to introduce additional microorganisms into the saturated zone; the filtering mass, thanks to a judicious choice of material, serves as a growth support for the populations of autochthonous bacteria, which develop much more efficiently than outside the filtering mass; the stimulation of the bacterial growth, preferably carried out by oxygen distribution in the saturated zone, is 00643
avantageusement limitée à la zone du massif filtrant, ce qui permet d'utiliser un dispositif de distribution de taille limitée ; la distribution d'oxygène en question est avantageusement effectuée par diffusion, ce qui permet d'une part d'éviter les problèmes liés à la formation de bulles de gaz dans la nappe d'eau, c'est-à-dire un effet de « venting », et d'autre part de minimiser voire d'éviter le colmatage du massif filtrant ; les différents paramètres de l'invention sont adaptés au cas par cas selon le type de sol, le type de nappe à traiter et le type de pollution, et ce afin de réduire la concentration en contaminants à un niveau souhaité, aussi faible soit-il ; de manière avantageuse, l'invention peut être mise en œuvre de façon « écologique », en utilisant des matériaux entièrement naturels et locaux, choisis selon le type de région où l'invention est mise en œuvre ; l'invention peut être mise en œuvre avec très peu de matériel en surface, ce qui peut être avantageux notamment en environnement hostile ; en outre l'entretien est simple et peu coûteux.advantageously limited to the zone of the filtering mass, which makes it possible to use a distribution device of limited size; the oxygen distribution in question is advantageously carried out by diffusion, which makes it possible, on the one hand, to avoid the problems related to the formation of gas bubbles in the water table, that is to say an effect of "Venting", and secondly to minimize or even avoid clogging of the filtering mass; the different parameters of the invention are adapted case by case according to the type of soil, the type of sheet to be treated and the type of pollution, and this in order to reduce the concentration of contaminants to a desired level, as low as it is ; advantageously, the invention can be implemented in an "ecological" manner, using entirely natural and local materials, chosen according to the type of region where the invention is implemented; the invention can be implemented with very little material on the surface, which can be advantageous especially in a hostile environment; in addition the maintenance is simple and inexpensive.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURESBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
La figure la et la figure Ib sont des représentations schématiques d'un massif filtrant selon l'invention, respectivement en vue de dessus et en coupe latérale.Figure la and Figure Ib are schematic representations of a filter bed according to the invention, respectively in top view and in lateral section.
La figure 2 est une représentation schématique d'un élément de distribution d'oxygène utilisé dans le cadre de l'invention.Figure 2 is a schematic representation of an oxygen distribution element used in the context of the invention.
La figure 3 est une représentation schématique d'un pilote de traitement de nappe phréatique selon l'invention (voir exemple) . DESCRIPTION DE MODES DE REALISATION DE L'INVENTIONFIG. 3 is a schematic representation of a groundwater treatment pilot according to the invention (see example). DESCRIPTION OF EMBODIMENTS OF THE INVENTION
L'invention est maintenant décrite plus en détail et de façon non limitative dans la description qui suit .The invention is now described in more detail and without limitation in the description which follows.
Massif filtrantMassive filtering
En faisant référence aux figures la et Ib7 on décrit ici un massif filtrant selon l'invention mis en place dans une zone saturée comprenant une nappe phréatique. Le massif filtrant comprend une partie réactive 1 et, optionnellement , une partie protectrice 2. Lorsqu'elle est présente, la partie protectrice 2 est située en amont de la partie réactive 1, le terme amont faisant référence à l'écoulement de la nappe phréatique, dont la direction et le sens sont indiqués par la flèche grise sur les figures.Referring to Figures la and Ib 7 there is described here a filter mass according to the invention set up in a saturated zone comprising a water table. The filtering mass comprises a reactive part 1 and, optionally, a protective part 2. When it is present, the protective part 2 is located upstream of the reactive part 1, the upstream term referring to the flow of the water table. whose direction and direction are indicated by the gray arrow in the figures.
La partie réactive 1 est constituée d'un ou plusieurs matériaux principalement destinés à servir de support au développement de microorganismes autochtones. Ces matériaux peuvent être choisis en fonction des critères qui suivent.The reactive part 1 consists of one or more materials mainly intended to support the development of indigenous microorganisms. These materials can be chosen according to the criteria that follow.
La perméabilité des matériaux est de préférence voisine de celle de la zone saturée environnante, afin de ne pas perturber de manière importante l'écoulement de la nappe phréatique ; de préférence le coefficient de perméabilité des matériaux est compris entre ICT4 et 10"1 m/s.The permeability of the materials is preferably close to that of the surrounding saturated zone, so as not to disturb significantly the flow of the water table; preferably the coefficient of permeability of the materials is between 4 and 10 "1 m / s.
Les matériaux présentent une surface d' échange importante, généralement sous forme de porosité, afin de fournir un support efficace au développement bactérien. La porosité totale (0tot) du matériau est de préférence au minimum de 50%. La porosité totale du matériau (0tot) se décompose de préférence en une porosité à l'air (0air) représentant de 70 à 90% de 0tot et une porosité à l'eau (0eau) représentant de 10 à 30% de 0tot . Les matériaux doivent présenter une résistance satisfaisante à l'écoulement ou au lessivage.The materials have a large exchange surface, generally in the form of porosity, to provide effective support for bacterial growth. The total porosity (0otot) of the material is preferably at least 50%. The total porosity of the material (0tot) is preferably decomposed into an air porosity (0air) representing 70 to 90% of 0tot and a porosity with water (0eau) representing 10 to 30% of 0tot. The materials must have satisfactory resistance to flow or leaching.
Des exemples de matériaux adaptés comprennent la tourbe, les pouzzolanes, les rafles de maïs, les écorces d'arbre et notamment de pin. Plus précisément, le matériau doit posséder une biodégradabilité limitée dont la cinétique de biodégradation est très inférieure à celle des hydrocarbures dissous.Examples of suitable materials include peat, pozzolans, corn cobs, tree bark and especially pine bark. Specifically, the material must have a limited biodegradability whose kinetics of biodegradation is much lower than that of dissolved hydrocarbons.
Eventuellement le massif filtrant peut comporter deux ou plusieurs parties réactives se succédant dans la direction de l'écoulement ou transversalement à la direction de l'écoulement.Optionally, the filter bed may comprise two or more reactive portions succeeding one another in the direction of flow or transversely to the direction of flow.
Lorsqu'elle est présente, la partie protectrice 2 peut comporter un ou plusieurs matériaux qui sont choisis afin de remplir les fonctions suivantes :When present, the protective portion 2 may comprise one or more materials that are selected to perform the following functions:
- précipiter et fixer des ions (fer...) ;- precipitate and fix ions (iron ...);
- filtrer des particules fines entraînées dans l ' écoulement ;filtering fine particles entrained in the flow;
- éviter une variation de vitesse d'écoulement de l'eau de la nappe trop important lorsque celle- ci traverse le massif filtrant, due à un trop fort différentiel de perméabilité entre les matériaux de la partie réactive 1 et la zone environnante ;- To avoid a variation in speed of water flow too much water when it passes through the filter, due to too high permeability differential between the materials of the reactive part 1 and the surrounding area;
- plus généralement éviter le lessivage de la partie réactive 1 et éviter son colmatage.- More generally avoid leaching of the reactive part 1 and avoid clogging.
Des exemples de matériaux adaptés comprennent le gravier, les gravillons et tous matériaux constitués de quartz ou de silice dont la taille est comprise entre 20 et 40 millimètres. Par taille on entend la dimension moyenne (ou le d50) des grains ou particules de matériaux, telle que déterminée par exemple par tamisage .Examples of suitable materials include gravel, chippings and any materials made of quartz or silica ranging in size from 20 to 40 millimeters. By size is meant the average dimension (or d 50 ) of grains or particles of materials, as determined for example by sieving.
Il peut être utile de maintenir le massif filtrant par un ensemble de maintien en matériau neutre entourant la partie réactive 1 du massif. Cet ensemble de maintien (constitué dans l'exemple de la figure par une grille 4 et des tubes 3) permet de stabiliser le massif par rapport au terrain sans perturber l'écoulement de la nappe. On entend par matériau neutre tout matériau inerte ne présentant aucune influence sur 1 ' environnement .It may be useful to maintain the filter mass by a neutral material holding assembly surrounding the reactive part 1 of the solid mass. This holding assembly (constituted in the example of the figure by a grid 4 and tubes 3) makes it possible to stabilize the massive with respect to the ground without disturbing the flow of the sheet. By neutral material is meant any inert material having no influence on the environment.
Un système d'injection (ou de distribution) d'oxygène 5 est prévu pour fournir de l'oxygène au milieu, particulièrement au niveau du massif filtrant. De préférence le système d'injection d'oxygène 5 assure une injection d'oxygène in situ par diffusion (selon la loi de Fick) . Ce système peut être constitué d' éléments essentiellement verticaux qui assurent l'alimentation en oxygène du milieu. Ces éléments peuvent être régulièrement espacés, alignés et répartis en une ou plusieurs rangées successives. Chaque rangée est par exemple essentiellement perpendiculaire à la direction d'écoulement de la nappe et intercepte toujours le panache polluant.An oxygen injection (or distribution) system 5 is provided to supply oxygen to the medium, particularly at the level of the filter bed. Preferably, the oxygen injection system 5 provides an injection of oxygen in situ by diffusion (according to Fick's law). This system may consist of essentially vertical elements that provide the oxygen supply of the medium. These elements can be regularly spaced, aligned and distributed in one or more successive rows. Each row is for example substantially perpendicular to the flow direction of the web and still intercepts the polluting plume.
Selon un mode de réalisation préféré, et en faisant référence à la figure 2, chaque élément comprend un cylindre creux de protection comprenant une partie pleine 11 et une partie percée d'orifices 12, qui contient un tuyau d'injection d'oxygène sous pression. La partie percée d'orifices 12 est immergée dans la nappe. L'eau de la nappe peut donc librement pénétrer dans cette partie du cylindre creux et venir au contact du tuyau d'injection d'oxygène.According to a preferred embodiment, and with reference to FIG. 2, each element comprises a hollow protective cylinder comprising a solid portion 11 and a pierced portion of orifices 12, which contains a pressurized oxygen injection pipe. . The pierced portion of orifices 12 is immersed in the sheet. The water of the web can therefore freely enter this part of the hollow cylinder and come into contact with the oxygen injection pipe.
La portion de tuyau 13 qui n'est pas immergée dans la nappe phréatique peut être conçue en n'importe quel matériau imperméable à l'oxygène, par exemple en polyéthylène . En revanche, la portion de tuyau 14 située dans la zone de contact avec la nappe phréatique peut être formée d'une membrane polymérique microporeuse, en silicone par exemple. Cette membrane doit présenter une perméabilité à l'oxygène. Dans le cas du silicone par exemple, la membrane est perméable à l'oxygène à une pression inférieure à environ 2,5 bars. Le tuyau d'injection d'oxygène sous pression peut être enroulé sur un support 15 qui peut être simplement un cylindre à section circulaire, par exemple en polyéthylène haute densité, ou encore un cylindre à section en croix (ou d'une autre forme équivalente), afin de maximiser la surface du tuyau d'injection en contact avec l ' environnement .The portion of pipe 13 that is not immersed in the water table may be designed in any material impermeable to oxygen, for example polyethylene. On the other hand, the portion of pipe 14 located in the zone of contact with the water table may be formed of a microporous polymeric membrane, of silicone for example. This membrane must have an oxygen permeability. In the case of silicone for example, the membrane is permeable to oxygen at a pressure of less than about 2.5 bar. The pressurized oxygen injection pipe may be wound on a support 15 which may be simply a cylinder of circular section, for example of high density polyethylene, or a cross-section cylinder (or of another equivalent form), in order to maximize the surface of the injection pipe in contact with the environment.
Il est possible de prévoir que les tuyaux d'injection appartenant à différents éléments forment un même circuit d'alimentation en oxygène (en série) ou il est possible de prévoir qu'une seule conduite d'amenée d'oxygène alimente en parallèle les tuyaux d'injection des différents éléments, qui sont alors de préférence sous une forme non débouchante. Cette configuration en parallèle est avantageuse du point de vue de la perte de charge. Des moyens d'alimentation en oxygène sous pression sont prévus en surface. Ils alimentent les tuyaux susmentionnés en oxygène à une pression supérieure à 1 bar et inférieure à 2,5 bars. L'injection d'oxygène dissous par diffusion permet d'éviter les phénomènes de bullage et de coalescence.It is possible to provide that the injection pipes belonging to different elements form the same oxygen supply circuit (in series) or it is possible to provide for a single oxygen supply line to feed the pipes in parallel. injection of the various elements, which are then preferably in a non-emergent form. This parallel configuration is advantageous from the point of view of the pressure drop. Means for supplying oxygen under pressure are provided on the surface. They supply the aforementioned pipes with oxygen at a pressure greater than 1 bar and less than 2.5 bars. The injection of dissolved oxygen by diffusion makes it possible to avoid bubbling and coalescence phenomena.
On peut également prévoir dans le massif filtrant des organes de contrôle 6 destinés à mesurer un ou plusieurs paramètres physico-chimiques (hauteur d'eau, caractéristiques de l'écoulement, concentration en contaminants...) . Ces organes de contrôle 6 peuvent être intégrés à des piézomètres par exemple.It is also possible in the filtering mass 6 control organs for measuring one or more physicochemical parameters (water height, flow characteristics, concentration of contaminants ...). These control members 6 can be integrated with piezometers for example.
Un ou plusieurs regards 7 peuvent permettre d'effectuer des prélèvements si nécessaire.One or more eyes 7 may allow to take samples if necessary.
Le massif filtrant est disposé sur un socle de terrain appelé substratum 8 et est avantageusement séparé des terres de surface 9 qui le recouvrent au moyen d'un géotextile 10, lequel évite la pénétration des terres de surface dans le massif filtrant .The filter bed is disposed on a bedrock called substratum 8 and is advantageously separated from the surface lands 9 which cover it by means of a geotextile 10, which avoids the penetration of the surface lands in the filter bed.
Procédé de décontamination d'une nappe phréatiqueMethod of decontaminating a water table
On considère ici un site comprenant une nappe phréatique présentant un écoulement et une contamination par des hydrocarbures dissous. Les hydrocarbures dissous sont principalement le benzène, le toluène, l' éthylbenzène et le xylène (notés BTEX). Lorsque la contamination provient d'une source continue (relativement ponctuelle ou étendue), l'entraînement des contaminants par le flux de la nappe phréatique crée un panache de pollution.A site comprising a water table with a flow and a contamination by dissolved hydrocarbons is considered here. The dissolved hydrocarbons are mainly benzene, toluene, ethylbenzene and xylene (denoted BTEX). When the contamination comes from a continuous source (relatively point or extended), the entrainment of contaminants by the flow of the water table creates a plume of pollution.
Une première phase du procédé de décontamination consiste à procéder à un examen précis du terrain pour modéliser le panache de pollution. Cette modélisation aboutit à une cartographie en trois dimensions de la concentration en BTEX et fournit la vitesse d'écoulement de la nappe. Le modèle est considéré comme représentatif lorsque les grandeurs calculées sont sensiblement égales aux valeurs mesurées sur site à l'intérieur des piêzomètres.A first phase of the decontamination process consists of conducting a precise examination of the terrain to model the pollution plume. This modeling results in a three-dimensional mapping of the BTEX concentration and provides the flow velocity of the water table. The model is considered representative when the calculated quantities are substantially equal to the values measured on site inside the piezometers.
Une deuxième phase consiste à choisir les caractéristiques du massif filtrant à mettre en place : emplacement, orientation, dimensions, type de matériau (x) (en particulier pour la partie réactive du massif) . Ce choix s'effectue en fonction de l'ampleur de la dépollution qui est souhaitée. Typiquement, on choisit de disposer le massif filtrant de sorte qu'il soit essentiellement perpendiculaire à la direction d'écoulement du panache et de sorte qu'il intercepte essentiellement l'ensemble du panache. Le choix des matériaux et le choix de la dimension de la partie réactive du massif dans la direction de l'écoulement (épaisseur de la partie réactive du massif) conditionnent le taux de décontamination, c'est-à-dire le facteur de réduction de la concentration en BTEX à la traversée du massif filtrant.A second phase consists in choosing the characteristics of the filtering mass to be put in place: location, orientation, dimensions, type of material (x) (in particular for the reactive part of the massif). This choice is made according to the scale of the depollution that is desired. Typically, it is chosen to dispose the filtering mass so that it is essentially perpendicular to the flow direction of the plume and so that it essentially intercepts the entire plume. The choice of materials and the choice of the size of the reactive part of the mass in the direction of flow (thickness of the reactive part of the mass) determine the decontamination rate, ie the reduction factor of the concentration of BTEX at the crossing of the filter bed.
Ce taux de décontamination peut être prédit à l'aide d'expériences préalables en laboratoire, où l'on peut comparer à une échelle réduite l'efficacité de différents supports à promouvoir la croissance bactérienne et la dépollution des BTEX (le niveau de contamination et la vélocité de l'eau étant choisis identiques par rapport au site) . Il est particulièrement intéressant de tester en tant que supports des matériaux naturellement présents à proximité du site à dépolluer.This decontamination rate can be predicted using previous laboratory experiments, where the effectiveness of different media to promote bacterial growth and BTEX decontamination can be compared on a reduced scale (the level of contamination and the velocity of water being chosen identical to the site). It is particularly interesting to test as supports materials naturally present near the site to clean up.
Il est alors possible de choisir le type de support et l'épaisseur de massif filtrant (c'est-à-dire indirectement le temps de séjour des contaminants dans le massif) en fonction du niveau résiduel final de contaminants jugé acceptable pour le site à dépolluer.It is then possible to choose the type of support and the thickness of the filter bed (that is to say indirectly the residence time of the contaminants in the massif) as a function of the final residual level of contaminants considered acceptable for the site to pollute.
La mise en place proprement dite du massif filtrant s'effectue en creusant une cavité dans le sol de dimensions appropriées, en plaçant éventuellement un dispositif de maintien, en remplissant la cavité avec un ou deux compartiments (amont et aval) de matériaux choisis, et en recouvrant le massif d'un géotextile puis de terre de surface. Le système d'injection d'oxygène est ensuite mis en place à son tour. La densité des éléments d'injection d'oxygène doit être suffisante pour obtenir une concentration d'oxygène dissous convenable au sein du massif filtrant et par là même le développement des populations de bactéries aérobies autochtones nécessaire au niveau de décontamination souhaité.The actual installation of the filtering mass is carried out by digging a cavity in the soil of appropriate dimensions, possibly placing a holding device, filling the cavity with one or two compartments (upstream and downstream) of selected materials, and by covering the massif with a geotextile and then surface earth. The oxygen injection system is then put in place. The density of the oxygen injection elements must be sufficient to obtain a suitable concentration of dissolved oxygen in the filter mass and thus the development of populations of indigenous aerobic bacteria necessary for the desired level of decontamination.
Par exemple l'invention peut permettre de passer d'une population naturelle de bactéries de 103-104 UFC (Unité Formant Colonie) à une population de 107-109 UFC dans la partie réactive du massif filtrant.For example, the invention can make it possible to pass from a natural population of bacteria of 10 3 -10 4 CFU (Colony Forming Unit) to a population of 10 7 -10 9 CFU in the reactive part of the filtering mass.
Il est utile d'effectuer différentes mesures en amont du massif filtrant, en aval de celui-ci et à l'intérieur de celui-ci, afin de déterminer non seulement le taux réel de décontamination des BTEX lors du passage du panache à travers le massif, mais également afin de contrôler l'évolution des différents paramètres hydrodynamiques et physicochimiques du site.It is useful to carry out various measurements upstream of the filter bed, downstream of it and inside it, in order to determine not only the actual decontamination rate of the BTEX during the passage of the plume through the massive, but also in order to control the evolution of the different hydrodynamic and physicochemical parameters of the site.
Par exemple, de préférence, la quantité d'oxygène à distribuer doit être telle «que le milieu soit en aérobie .For example, preferably the amount of oxygen to be dispensed should be such that the medium is aerobic.
EXEMPLE L'exemple suivant illustre l'invention sans la limiter.EXAMPLE The following example illustrates the invention without limiting it.
Site à dépolluerSite to clean up
Le site à dépolluer se situe dans un bassin sédimentaire . Les alluvions, très perméables, sont composés de gros galets et cailloutis à matrice sableuse et représentent une épaisseur de 4 à 5 m. Ils reposent sur une couche marneuse (appelée substratum ci-dessus) essentiellement imperméable sur laquelle s'écoule la nappe phréatique. La nappe libre se situe entre 1,5 et 2,5 m de profondeur. Le profil hydrodynamique général de la nappe phréatique est déterminé à l'aide de mesures via. une soixantaine de piezomètres implantés sur le site et à proximité et complété par des simulations sous Visual Modflow. En particulier : la vitesse d'écoulement de la nappe est de 1 m/jour en moyenne ; la densité moyenne de l'aquifère est de l'ordre de 1700 kg/m3 ; la recharge en eau est de l'ordre de 400 mm/an ; la dispersivité longitudinale est deThe site to be cleaned up is located in a sedimentary basin. The permeable alluvium consists of large pebbles and gravel with a sandy matrix and is 4 to 5 m thick. They rest on a marly layer (called substratum above) essentially impermeable on which flows the water table. The free water table is between 1.5 and 2.5 m deep. The general hydrodynamic profile of the water table is determined using measurements via. about sixty piezometers implanted on the site and nearby and supplemented by simulations under Visual Modflow. In particular: the speed of flow of the sheet is 1 m / day on average; the average density of the aquifer is of the order of 1700 kg / m 3 ; the water recharge is of the order of 400 mm / year; the longitudinal dispersivity is
2,3 m (les dispersivités transversale et verticale étant respectivement 10 et 100 fois moindres) ; le pH de la zone d'étude est de 6,5. La zone d'étude est contaminée par une source ponctuelle d'hydrocarbures aromatiques volatils. Dans ce qui suit, la concentration en BTEX est mesurée selon la norme NF-ISO 11423-1 en différents points du site. On mesure également l'indice des hydrocarbures totaux selon la norme NF 9377-2.2.3 m (the transverse and vertical dispersivities being respectively 10 and 100 times lower); the pH of the study area is 6.5. The study area is contaminated by a point source of volatile aromatic hydrocarbons. In what follows, the concentration of BTEX is measured according to standard NF-ISO 11423-1 at various points on the site. The index of total hydrocarbons is also measured according to standard NF 9377-2.
Mise en place d'un piloteSetting up a driver
Le choix des matériaux à utiliser dans le massif filtrant a été effectué en fonction des résultats d' essais de biodégradation (minéralisation) d'hexadécane et de benzène menés en laboratoires sur trois types de tourbe, sur des rafles de maïs, sur des pouzzolanes et sur des écorces de pin. Les écorces de pin ont été choisies comme matériau actif car elles montrent le meilleur indice de biodégradation.The choice of materials to be used in the filter bed has been made based on the results of biodegradation tests (mineralization) of hexadecane and benzene conducted in laboratories on three types of peat, on maize cobs, on pozzolans and on pine bark. Pine bark has been chosen as the active material because it shows the best biodegradation index.
Le positionnement du pilote est soumis aux contraintes de terrain. Il est déterminé en fonction des résultats de la modélisation sous Visual Modflow afin de garantir l'interception du panache de BTEX, perpendiculairement au sens d'écoulement de la nappe. Les dimensions du pilote sont : 8 m de long (transversalement à l'écoulement), 3 m de haut (dans les alluvions depuis les marnes) , 3 m de large parallèlement à l'écoulement dont 2 m pour la partie réactive en aval et 1 m pour la partie protectrice en amont . La zone à excaver est soumise à un pompage continu à 70 m3/h afin de la mettre à sec pendant la durée des travaux.The positioning of the pilot is subject to field constraints. It is determined according to the results of the modeling under Visual Modflow in order to guarantee the interception of the BTEX plume, perpendicular to the flow direction of the aquifer. The dimensions of the pilot are: 8 m long (transverse to the flow), 3 m high (in the alluvium from the marl), 3 m wide parallel to the flow of which 2 m for the reactive part downstream and 1 m for the protective part upstream. The area to be excavated is subjected to continuous pumping at 70 m 3 / h in order to dry it during the works.
Des tubages sont disposés en périphérie du pilote pour assurer le maintien du terrain naturel sans perturber le régime hydrodynamique de la nappe, avec un espacement régulier de 1 m entre les tubages. La partie amont du pilote est remplie de graviers alluvionnaires 20/40 roulés. Les écorces de pin sont disposées dans la partie aval .Casings are arranged on the periphery of the pilot to ensure the maintenance of the natural terrain without disturbing the hydrodynamic regime of the sheet, with a regular spacing of 1 m between the casings. The upstream portion of the pilot is filled with alluvial gravel 20/40 rolled. The pine bark is arranged in the downstream part.
Etant donné que la concentration naturelle en oxygène dissous dans la nappe est quasi-nulle, un système d'injection d'oxygène est mis en place : trois rangées de tubages crépines en polyéthylène haute densité sont disposées en amont des graviers, en aval des graviers, et au centre de la partie réactive du massif filtrant (voir figure la) . Des diffuseurs d'oxygène formés de tubes de silicone microporeux sont disposés en parallèle dans les tubages crépines. L'alimentation des diffuseurs d'oxygène est réalisée en surface par une bouteille d'O2 sous pression. Entre la bouteille et les diffuseurs est disposée une chambre de pression formée d'un tube inox de diamètre supérieur à celui des tubes en silicone. On minimise ainsi les pertes de charge. Dans chaque tubage crépine, un support spirale est prévu pour maintenir les tubes en silicone et augmenter la surface d'échange tube / nappe. A titre d'exemple, le débit d'oxygène est compris entre 0,2xl0"3 L. s"1 et 074xl0"3 L. s'1 sous une pression de 2 bars relatifs.Since the natural concentration of dissolved oxygen in the aquifer is almost zero, an oxygen injection system is put in place: three rows of high-density polyethylene strainer casings are placed upstream of the gravels, downstream of the gravels , and in the center of the reactive part of the filtering mass (see figure la). Oxygen diffusers formed of microporous silicone tubes are arranged in parallel in the strainer casings. The supply of the oxygen diffusers is carried out on the surface by a bottle of O 2 under pressure. Between the bottle and the diffusers is disposed a pressure chamber formed of a stainless steel tube of greater diameter than that of silicone tubes. This minimizes the pressure drops. In each strainer tubing, a spiral support is provided to hold the silicone tubes and increase the tube / web exchange surface. For example, the oxygen flow rate is between 0,2xl0 "3 L. s" 1 and 0 7 4xl0 "3 L. s -1 under a pressure of 2 barg.
RésultatsResults
La figure 3 fournit une représentation du site. La flèche donne le sens d'écoulement de la nappe ; le rectangle en pointillés correspond à l'emplacement du massif filtrant. Les repères (PZl, PZlW...) correspondent à des piezomètres utilisés notamment pour mesurer la concentration en polluants dans la nappe.Figure 3 provides a representation of the site. The arrow gives the direction of flow of the tablecloth; the dashed rectangle corresponds to the location of the filter bed. The marks (PZl, PZlW ...) correspond to piezometers used in particular for measuring the concentration of pollutants in the sheet.
La comparaison entre la mesure en PZl et la mesure en PZ4 permet d'estimer le taux de décontamination à la traversée du massif filtrant. La comparaison entre la mesure en PZlW et la mesure en PZ6 sert de témoin, car ces piezomètres sont situés latéralement à l'écart du massif filtrant.The comparison between the measurement in PZl and the measurement in PZ4 makes it possible to estimate the decontamination rate at the crossing of the filtering mass. The comparison between the measurement in PZlW and the measurement in PZ6 serves as a control, because these piezometers are located laterally away from the filtering mass.
Le tableau 1 ci-dessous fournit les résultats des mesures de contamination quelques mois après la mise en place du massif filtrant, c'est-à-dire après avoir attendu le temps nécessaire pour recouvrer un régime hydrodynamique normal, mais avant d'avoir commencé le processus de distribution d'oxygène stimulant la biodégradation. Les résultats en question (qui diffèrent peu de résultats de mesures effectuées sur le terrain vierge avant la mise en place du massif filtrant) servent donc de référence par rapport à un massif filtrant actif. 43Table 1 below gives the results of the contamination measurements a few months after the installation of the filter bed, that is to say after having waited the necessary time to recover a normal hydrodynamic regime, but before having started the oxygen distribution process stimulates biodegradation. The results in question (which differ little from the results of measurements carried out on the virgin ground before the setting up of the filtering mass) thus serve as reference compared to an active filtering mass. 43
1919
Tableau Mesures de contamination avant l'alimentation en oxygèneTable Contamination Measures Before Oxygen Supply
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Figure imgf000021_0001
Le tableau 2 ci-dessous fournit les résultats des mesures de contamination après l'injection d'oxygène dans le massif filtrant, c'est-à-dire après avoir activé la biodégradation qui transforme le massif filtrant en un massif filtrant actif.Table 2 below provides the results of the contamination measurements after the injection of oxygen into the filter bed, that is to say after having activated the biodegradation which transforms the filter bed into an active filter bed.
L'abattement des BTEX dans le massif filtrant est de l'ordre de 1000 μg/L en tenant compte des fluctuations de la source de contamination. Dans le cas présent, pour obtenir une dépollution complète, toutes choses étant égales par ailleurs, il aurait été nécessaire de doubler la largeur du massif filtrant. The reduction of BTEX in the filter mass is of the order of 1000 μg / L taking into account the fluctuations of the source of contamination. In the present case, to obtain a complete depollution, all other things being equal, it would have been necessary to double the width of the filtering mass.
Tableau Mesures de contamination après l'alimentation en oxygèneTable Contamination measures after oxygen supply
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Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de dépollution d'une nappe phréatique présentant un écoulement et contenant des contaminants, ledit procédé comprenant l'injection d'oxygène dans un massif filtrant souterrain perméable placé dans ladite nappe pour dégrader les contaminants au sein du massif filtrant.A method for the remediation of a water table having a flow and containing contaminants, said method comprising injecting oxygen into a permeable underground filter bed placed in said web to degrade contaminants within the filter bed.
2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel les contaminants s'écoulent sous la forme d'un panache et le massif filtrant est placé de sorte à intercepter le panache, substantiellement transversalement à la direction de l'écoulement.The method of claim 1, wherein the contaminants flow in the form of a plume and the filter bed is positioned to intercept the plume, substantially transverse to the direction of flow.
3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel le massif filtrant comporte au moins une partie réactive et, éventuellement, une partie protectrice en amont de la partie réactive par rapport à la direction de l'écoulement, l'injection d'oxygène s' effectuant au moins partiellement dans la partie réactive.3. Method according to claim 2, wherein the filtering mass comprises at least one reactive part and, optionally, a protective part upstream of the reactive part relative to the direction of the flow, the injection of oxygen s'. performing at least partially in the reactive part.
4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel l'injection d'oxygène est de type purement diffusif.4. Method according to one of claims 1 to 3, wherein the oxygen injection is purely diffusive type.
5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel l'injection d'oxygène s'effectue au travers d'une membrane polymérique microporeuse.5. Method according to one of claims 1 to 4, wherein the oxygen injection is carried out through a microporous polymeric membrane.
6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel la quantité d'oxygène injectée dans le massif filtrant par unité de temps est adaptée pour que la partie réactive soit en conditions aérobies . 6. Method according to one of claims 1 to 5, wherein the amount of oxygen injected into the filter bed per unit of time is adapted so that the reactive part is under aerobic conditions.
7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel les contaminants comprennent des hydrocarbures dissous, en particulier du benzène et / ou de l ' éthylbenzène et / ou du toluène et / ou du xylène.7. Process according to one of claims 1 to 6, in which the contaminants comprise dissolved hydrocarbons, in particular benzene and / or ethylbenzene and / or toluene and / or xylene.
8. Procédé selon l'une des revendications 3 à 7, dans lequel la partie réactive du massif filtrant présente une porosité totale au moins égale à 50% se décomposant en une porosité à l'air représentant de 70 à 90% de la porosité totale et une porosité à l'eau représentant de 10 à 30% de la porosité totale.8. Method according to one of claims 3 to 7, wherein the reactive portion of the filter mass has a total porosity of at least 50% decomposing to an air porosity representing 70 to 90% of the total porosity and a porosity to water of 10 to 30% of the total porosity.
9. Procédé selon l'une des revendications 3 à 8, dans lequel la partie réactive du massif filtrant sert de support au développement de bactéries autochtones, lesdites bactéries autochtones assurant la dégradation des contaminants.9. Method according to one of claims 3 to 8, wherein the reactive portion of the filtering mass serves as a support for the development of native bacteria, said native bacteria ensuring the degradation of contaminants.
10. Procédé selon l'une des revendications 3 à 9, dans lequel la partie réactive du massif filtrant comprend un ou plusieurs matériaux choisis parmi la tourbe, les pouzzolanes, les rafles de mais, les écorces d'arbre.10. A method according to one of claims 3 to 9, wherein the reactive portion of the filter bed comprises one or more materials selected from peat, pozzolans, maize cobs, tree bark.
11. Procédé selon l'une des revendications 3 à 10, dans lequel la partie protectrice du massif filtrant comprend un ou plusieurs matériaux choisis parmi le gravier, les gravillons et tous matériaux constitués de quartz ou de silice dont la taille est comprise entre 20 et 40 millimètres.11. Method according to one of claims 3 to 10, wherein the protective part of the filtering mass comprises one or more materials selected from gravel, chippings and any material consisting of quartz or silica whose size is between 20 and 40 millimeters.
12. Dispositif de dépollution d'une nappe phréatique présentant un écoulement et contenant des contaminants, ledit dispositif comprenant : un massif filtrant souterrain perméable ; un système d'injection d'oxygène (5) dans le massif filtrant.12. Device for decontaminating a water table having a flow and containing contaminants, said device comprising: a permeable subterranean filter bed; an oxygen injection system (5) in the filter bed.
13. Dispositif selon la revendication 12, dans lequel le massif filtrant comporte au moins une partie réactive (1) et optionnellement une partie protectrice (2) et dans lequel le système d'injection d'oxygène alimente au moins partiellement la partie réactive (1) en oxygène.13. Device according to claim 12, wherein the filtering mass comprises at least one reactive part (1) and optionally a protective part (2) and wherein the oxygen injection system at least partially feeds the reactive part (1). ) in oxygen.
14. Dispositif selon la revendication 13, dans lequel le système d'injection d'oxygène (5) comprend une source d'alimentation en oxygène sous pression ainsi que des moyens d'injection de l'oxygène par diffusion, disposés dans le massif filtrant .14. Device according to claim 13, wherein the oxygen injection system (5) comprises a source of supply of oxygen under pressure as well as diffusion oxygen injection means arranged in the filter bed. .
15. Dispositif selon la revendication 14, dans lequel les moyens d'injection de l'oxygène par diffusion comprennent un ou plusieurs tuyaux contenant de l'oxygène sous pression et dont la paroi est une membrane polymérique microporeuse.15. Device according to claim 14, wherein the diffusion oxygen injection means comprise one or more pipes containing oxygen under pressure and whose wall is a microporous polymeric membrane.
16. Dispositif selon la revendication 15, dans lequel les tuyaux sont reliés en parallèle à la source d'alimentation en oxygène sous pression.16. Device according to claim 15, wherein the pipes are connected in parallel with the source of supply of oxygen under pressure.
17. Dispositif selon l'une des revendications 13 à 16, dans lequel la partie réactive (1) du massif filtrant présente une porosité totale au moins égale à 50% se décomposant en une porosité à l'air représentant de 70 à 90% de la porosité totale et une porosité à l'eau représentant de 10 à 30% de la porosité totale.17. Device according to one of claims 13 to 16, wherein the reactive portion (1) of the filter mass has a total porosity of at least 50% decomposing into an air porosity representing 70 to 90% of the total porosity and a porosity to water representing 10 to 30% of the total porosity.
18. Dispositif selon l'une des revendications 13 à 17, dans lequel la partie réactive (1) du massif filtrant sert de support au développement de bactéries autochtones.18. Device according to one of claims 13 to 17, wherein the reactive part (1) of the massif Filtering serves as a support for the development of indigenous bacteria.
19. Dispositif selon l'une des revendications 13 à 18, dans lequel la partie réactive (1) du massif filtrant comprend un ou plusieurs matériaux choisis parmi la tourbe, les pouzzolanes, les rafles de mais, les écorces d'arbre.19. Device according to one of claims 13 to 18, wherein the reactive portion (1) of the filter bed comprises one or more materials selected from peat, pozzolans, maize cobs, tree bark.
20. Dispositif selon l'une des revendications 13 à 19, dans lequel la partie protectrice (2) du massif filtrant comprend un ou plusieurs matériaux choisis parmi le gravier, les gravillons et tous matériaux constitués de quartz ou de silice dont la taille est comprise entre 20 et 40 millimètres.20. Device according to one of claims 13 to 19, wherein the protective portion (2) of the filter bed comprises one or more materials selected from gravel, chippings and any material consisting of quartz or silica whose size is included between 20 and 40 millimeters.
21. Dispositif selon l'une des revendications 12 à 20, dans lequel le massif filtrant est recouvert d'une couche de protection (10) telle qu'un géotextile.21. Device according to one of claims 12 to 20, wherein the filter bed is covered with a protective layer (10) such as a geotextile.
22. Procédé d'installation d'un massif filtrant souterrain perméable dans une nappe phréatique présentant un écoulement et contenant des contaminants s 'écoulant sous la forme d'un panache, en vue de dépolluer la nappe, ledit procédé comprenant les étapes suivantes : détermination des paramètres d'étendue et de vélocité du panache ainsi que de concentration en contaminants, par mesure et / ou modélisation ; choix d'un niveau seuil de concentration en contaminants ; détermination de l'emplacement, de l'orientation et des dimensions du massif filtrant ainsi que d'une quantité d'oxygène à injecter par unité de temps dans le massif filtrant, en fonction desdits paramètres déterminés et en fonction dudit niveau seuil choisi, afin que la concentration en contaminants en aval du massif filtrant soit inférieure au niveau seuil choisi ; mise en place dans la nappe du massif filtrant dont l'emplacement, l'orientation et les dimensions ont été déterminées à l'étape précédente.22. A method of installing a permeable underground filter bed in a water table having a flow and containing contaminants flowing in the form of a plume, for the purpose of depolluting the sheet, said method comprising the following steps: plume range and velocity parameters as well as contaminant concentration, by measurement and / or modeling; choice of a threshold level of concentration of contaminants; determination of the location, the orientation and the dimensions of the filter mass as well as a quantity of oxygen to be injected per unit of time in the filter mass, according to said determined parameters and as a function of said chosen threshold level, in order to that the contaminant concentration downstream of the filter bed is below the chosen threshold level; set up in the sheet of the filter mass whose location, orientation and dimensions were determined in the previous step.
23. Procédé selon la revendication 22, dans lequel les contaminants comprennent des hydrocarbures dissous, en particulier du benzène et / ou de l' éthylbenzène et / ou du toluène et / ou du xylène . 23. The process according to claim 22, wherein the contaminants comprise dissolved hydrocarbons, in particular benzene and / or ethylbenzene and / or toluene and / or xylene.
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