Est-il possible de diriger la fumée d'une combustion dans une citerne d'eau ?

Bonjour,

Dans le cadre de votre projet de recyclage des déchets «administratifs» vous envisagez de les incinérer et vous vous interrogez sur le traitement des fumées issues de cette combustion.

Si la combustion du papier génère bien de l’eau et du dioxyde de carbone, le problème vient des adjuvants divers (Chlore, minéraux…) qui sont rajoutés au papier. Cela peut être renforcé si les documents incinérés sont imprimés. Ainsi : «La composition des fumées dépend directement de la composition des déchets. On retrouve principalement les éléments suivants :

• N₂, vapeur d'H₂O, CO₂, O₂ comme dans toute combustion classique ;
• CO si la combustion est incomplète signalant un problème d’admission d'air ou un mauvais réglage de l'incinérateur;
• oxydes d’azote: NO, NO₂ (gaz notamment responsables des pluies acides);
• gaz acides: HCl, SO₂, HF;
• composés organophosphorés et organochlorés tels que dioxines, furanes,
• métalloïdes et métaux lourds (ex: plomb, mercure qui se vaporisent à faible température, sont totalement non dégradables, polluent les cendres et sont parfois difficiles à filtrer).»

Il existe différentes techniques pour traiter les fumées issues de la combustion de déchets :

• Sec
• Semi humide
• humide

Au vu de la description du processus envisagé, il semblerait que vous évoquiez une technique appelée communément «Lavage des fumées».

Dans l’article intitulé «Procédé d’épuration des fumées par voie humide pour des polluants gazeux», il est expliqué que :

«[…] Dans les techniques humides, un contact intime est réalisé entre les fumées et le liquide de lavage et les polluants gazeux sont transférés dans ledit liquide de lavage où ils sont soit simplement dissous dans le cas de gaz très solubles (par exemple HCl dans l'eau) soit "neutralisés" dans le cas de gaz peu solubles par réaction physico-chimique avec un réactif dispersé dans le liquide de lavage, la "neutralisation" permettrait de poursuivre la dissolution du polluant gazeux considéré malgré sa faible solubilité (par exemple SO2"neutralisé" en phase aqueuse par de la chaux ou du mercure "neutralisé" par adsorption en phase aqueuse sur du charbon actif).Ces techniques humides sont en général plus efficaces que les techniques sèches, mais sont aussi limitées par exemple par la très faible solubilité de certains polluants gazeux comme le mercure métal ou le monoxyde d'azote. Elles sont aussi limitées par les conditions de captation imposées par les autres polluants plus solubles et aussi présents dans les fumées à épurer. C'est pourquoi il a été proposé de modifier l'état chimique de ces polluants gazeux, en phase gazeuse, avant captation des polluants. Il a ainsi été proposé d'injecter du sulfure de sodium dans les fumées qui forme différents sulfures avec les polluants présents, notamment du sulfure de mercure avec le mercure qui est sous forme particulaire et peut donc être capté dans un dépoussiéreur placé en aval du point d'injection. L'inconvénient de cette méthode est dû au risque de dégagement d'hydrogène sulfuré au niveau de l'épuration des fumées ou à partir des résidus de l'épuration des fumées. D'autres méthodes ont aussi été proposées pour oxyder le monoxyde d'azote en dioxyde d'azote en injectant dans les fumées différents oxydants comme le dioxyde de chlore, l'ozone, etc. ... Puis après cette étape d'oxydation en phase gazeuse, les fumées sont épurées par voie humide. Ces méthodes ont l'inconvénient de conduire à une consommation élevée de réactifs d'une part en raison de la difficulté de mélanger l'oxydant avec un débit de fumée important, et d'autre part en raison du caractère peu sélectif de l'oxydation qui peut agir par exemple sur le dioxyde de soufre très souvent présent et qu'il est plus efficace et plus économique de capter par d'autres procédés. […]»

Ce procédé demande la mise en place de matériels spécifiques qui sont proposés par différents fabricants. Le principe est le suivant :

«Dans les procédés de traitement des fumées par voie humide (laveurs humides) conçus pour l'élimination des gaz acides, les fumées sont refroidies par évaporation de l'eau en dessous des points de rosée acide (50 - 70°C). Les fumées passent ensuite à travers une colonne de lavage. Il peut s'agir d'eau ou d'une solution alcaline. Les composants gazeux acides sont dissous dans ce liquide et neutralisés par réaction avec l'absorbant alcalin. En fonction de leur solubilité dans l'eau, les produits de réaction restent dissous dans le liquide de lavage (principalement des chlorures de calcium) où ils précipitent sous forme de solides (sulfite de calcium CaSO₃et sulfate de calcium CaSO₄).»

Illustration proposée par la société Lab

Pour finir, l’eau issue de ce type de procédé est impropre à la consommation humain si elle n’est pas traitée à posteriori. Même dans ce cas-là, il est déconseillé de l’utiliser pour une consommation directe par la population mais plutôt de se tourner vers :

«La Réutilisation des Eaux Usées Traitées [qui] consiste à la fois à traiter puis à réutiliser les eaux usées. Lorsqu’elles sont traitées, ces eaux peuvent être valorisées de diverses manières.

- La production d’énergie

Avant leur épuration, les eaux usées dégagent des matières organiques qui peuvent être utilisés dans des digesteurs en vue de produire du biométhane (ou biogaz), une énergie renouvelable issue de la biomasse.

- L’irrigation agricole

Beaucoup moins chère que l’eau potable, la réutilisation des eaux usées traitées pour irriguer les cultures représente non seulement une source d’économie importante pour le secteur agricole mais ces eaux sont également enrichies en nutriments.

- L’utilisation par les collectivités

La REUT est également pratiquée par les collectivités qui peuvent ainsi arroser leurs espaces verts, les golfes, nettoyer les espaces publics et lutter contre les incendies.

- Le nettoyage pour les industries

Les industries peuvent également réutiliser les eaux usées pour nettoyer leurs équipements.

- La recharge des nappes phréatiques

Dans certains cas, la réutilisation des eaux usées dépolluées peut servir à recharger les nappes phréatiques dont le niveau a baissé consécutivement à des épisodes de sécheresse» selon le Centre d’Information sur l’Eau dans une optique d’économie circulaire.

Les résidus issus de ce traitement sont appelés «déchets ultimes» et ne sont plus valorisables.

Quoi qu’il en soit, le procédé que vous envisagez de mettre en œuvre est utilisable à une échelle industrielle principalement. Dans un processus 3R, qui consiste à :

«Réduire la quantité de produits qui arrivent en fin de vie ; Réutiliser des produits ou certaines de leurs parties qui deviendraient autrement des déchets ; Recycler les matières premières», ne serait-il pas plus pertinent d’envisager, avant leur incinération, l’archivage des documents administratifs ou leur recyclage ?

En vous souhaitant de réussir dans votre projet.

Enfin, vous pourrez trouver dans nos collections, un ouvrage qui fait le tour de la question :

Les polluants et les techniques d'épuration des fumées : cas des unités de traitement et de valorisation thermique des déchets : état de l'art