GESTION DES DÉCHETS CHIMIQUES
ISSUS DES TRAVAUX PRATIQUES:
L'EXPÉRIENCE DU LYCÉE LOUIS VINCENT
Jean OSSW ALD
Chef des Travaux, Lycée Louis Vincent, MelZ
RÉSUMÉ: Deux opérations concernant la gestion des déchets chimiques provenant des travaux pratiques sont actuellement expérimentées par les enseignants de physique-chimie et les élèves du lycée Louis Vincent. L'une d'entre elle concerne la collecte et le tri sélectif des déchets, l'autre le traitement d'une partie d'entre eux.
SUMMARY
A. GIORDAN, J.-L. MARTINAND et D. RAICIIVARG, Actes JJES XIX, 1997 507
1. COLLECTE DES DÉCHETS
Àchaque séance de travaux pratiques les déchets produits sont collectés dans des bonbonnes différentes en fonction de leur nature. Pour les déchets inorganiques (minéraux) on collecte séparément les déchets acido-basiques ne contenant pas de métaux lourds ou d'autres espèces chimiques nuisibles à l'environnement, les solutions oxydantes, les solutions et précipités contenant du mercure ou de l'argent et les solutions très toxiques (cyanures, dérivés de l'arsenic, etc.). Pour les déchets organiques on collecte séparément les solvants chlorés, les solvants non chlorés et les produits fabriqués par les étudiants. Cenains déchets, tant minéraux qu'organiques ne présentant pas de risque pour l'environnement sont directement rejetés à l'évier, mais ce geste est toujours clairement expliqué et justifié auprès des élèves. Cetrides déchets au moment de leur collecte est indispensable pour des raisons de sécurité et facilite d'éventuelles opérations de traitement.
Lors de la collecte de mélanges complexes, letriest fondé sur la nature de l'espèce la plus polluante dans le mélange:
- une solution acide de permanganate de potassium sera collectée avec les oxydants.
- un mélange de solvants organiques contenant plus de 10%de solvants chlorés sera collecté avec les solvants chlorés.
Ces opérations de collecte des déchets chimiques impliquent fonement les élèves qui la réalisent eux-mêmes en suivant les consignes données par le professeur.
2. TRAITEMENT DE CERTAINS DÉCHETS CHIMIQUES
Cette seconde opération concerne uniquement les déchets inorganiques qui sont le plus souvent constitués par des solutions aqueuses diluées dont le coût de traitement direct par une société spécialisée serait prohibitif. Ces traitements ont pour objectif soit de permettre le rejet des déchets traités à l'évier soit de concentrer par voie "chimique" les espèces polluantes contenues dans les déchets afin de réduire au maximum les quantités de matière à remettre à une société spécialisée. Des essais de traitement ont déjà été réalisés et l'efficacité des techniques employées a été vérifiée par le laboratoire central de la société SOLLAC de FLORANGE.
À ce terme cette seconde opération débouchera (rentrée 1997) sur la réalisation de deux appareils devant permettre d'effectuer de façon automatique les opérations de traitement:
- un appareil de traitement des déchets acido-basiques qui sera commercialisé par la société PIERRON de Sarreguemines (Moselle),
- un appareil polyvalent qui permettra de traiter la quasi-totalité des déchets inorganiques produits au niveau d'un lycée (acides, base, métaux lourds, oxydants).
Cet appareil sera commercialisé par la société PILOTES SYSTEMES de Pont-Evêque (Isère).
2.1 Neutralisateur de déchets acido-basiques 2.1.1 Principe
Les déchets chimiques formés de solutions d'acides ou de bases usuelles ou de mélanges de ces solutions peuvent êtTe rejetés avec les eaux usées si leur pH est ramené entTe 6 et 8,5. Ce rejet est possible dans ces conditions si les déchets traités ne contiennent pas de fortes concentrations en métaux lourds (moins de 5 mgIL) ni d'autres espèces nuisibles à l'environnement (fluorures par exemple).Letraitement de ces déchets consiste donc simplement en une neutralisation par un réactif convenable (solution de soude ou d'acide chlorhydrique) en fonction de leur pH initial.
2.1.2 Description et principe
Leneutralisateur dont le prototype a été réalisé par les agents de laboratoire et les enseignants du lycée Louis Vincent est constitué pour l'essentiel d'une structure en P. V.c. dont la panie inférieure forme une cuvelle destinée à recevoir les déchets (solutions aqueuses diluées ou bases) à traiter. Celle structure supporte deux récipients contenant les solutions (soude et acide chlorhydrique) destinées au traitement. Une électrode de pH reliée à un pH-mètre permet de mesurer le pH du contenu de la cuve. Le signal analogique délivré par le pH mètre dont la valeur dépend du pH du contenu de la cuve est traité par un dispositif électronique qui assure la commande automatique des électrovannes de dosage des produits de traitement. Ce dispositif permet donc de ramener le pH des déchets traités à une valeur comprise entTe 6 et 8,5 ce qui rend leur rejetàl'égout possible.
L'appareil a été conçu pour utiliser au mieux le matériel existant déjà dans tout laboratoire de lycée (pH-mètre, agitateur magnétique) ce qui permet de réduire son coût. Le produit définitif, muni des dispositifs de sécurité nécessaires à son bon fonctionnement, sera prochainement fabriqué et commercialisé par la société PIERRON.
2.2 Unité polyvalente de traitement des déchels chimiques
2.2.1 Principes physico-chimiques du traitement des déchets d'origine minérale La plupart des déchets chimiques d'origines minérales obtenus lors de séances de travaux pratiques sont constitués par des solutions aqueuses plus ou moins concentrées pouvant contenir des espèces chimiques variées (acides, bases, oxydants, réducteurs, composés de métaux lourds. etc.). L'objectif essentiel du traitement de ces déchets est de pouvoir récupérer d'une pan les espèces chimiques polluantes sous forme de précipités, d'obtenir d'autre part une phase aqueuse ne contenant que des espèces chimiques tTès peu ou non polluantes.
Les précipités (boues) contenant les espèces chimiques polluantes étant très peu solubles, ne présentent pas de risque majeur de pollution des nappes phréatiques et peuvent êtTe confiés à une société spécialisée pour mise en décharge contrôlée.
La phase aqueuse ne contenant pas d'espèce chimique nuisible à l'environnement peut être rejetée à l'égout après ajustage de son pH conformément aux normes en vigueur (pH compris entre 6 et 8,5). Ce traitement présente donc un double avantage car il permet simultanément la réduction des risques de pollution chintique et la réduction des quantités de matière à confier à une société spécialisée ce qui a pour conséquence de réduire le coût de la gestion des déchets chimiques.
Le traitement de ces déchets fait intervenir des réactifs courants (soude, acide chlorhydrique, hydrogénosulfite desodium,sulfate de fer II, chaux) permettant le traitement de mélanges complexes et dont l'utilisation n'accroît pas la charge de pollution des déchets traités.
Ces procédés qui sont largement utilisés dans le traitement des déchets industriels nécessitent toutefois un contrôle efficace de cenains paramètres (pH, potentiel redox, temps de séjour).
2,2.2 Description et fonctionnement
L'unité polyvalente de traitement des déchets chimiques a été conçue pour être à la fois un outil de traitement pour de" petits producteurs" de déchets (établissements d'enseignement et de recherche, P.M.E., etc.) et un suppon de travaux pratiques pour les formations techniques liées à l'environnement. L'unité polyvalente de traitement des déchets chimiques conçue pour fonctionner en continu, a été dimensionnée pour pouvoir traiter jusqu'à15L/heure de solution.
Elle compone un cenain nombre de dispositifs permettant la régulation du pH, du potentiel redox, et la précipitation et décantation des métaux lourds.
Elle sera fabriquée par la société PILOTES SYSTEMES.
Pour de plus amples informations produit vous pouvez contacter: Jean OSSWALD Chef des Travaux S.T.L.
Lycée Louis Vincent Tel:03 87 66 48 22
1rue de Verdun 57000METZ Fax:03 87 380933
Site ln ternet : http://www.ac-nancy-metz.fr/pres-etabllvincent/lv_index.htm. Correspondant Internet: Michel ROQUES: E-mail: m.roqueS@ac-nancy-metz.fr
