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Le procédé DAVID

Description technique du
brevet

Applications du brevet

Calculer les quantités de
réactif selon les polluants

Ses principaux avantages

Les techniques
concurrentes

Inconvénients et dangers
des techniques
concurrentes

Origines des pollutions
par l'hydrogène sulfuré

Origines des pollutions
par le dioxyde de soufre

 

Odeurs et olfaction

Désodorisation industrielle
par l'eau de Javel

Eau de Javel, en user
sans en abuser

Le lisier de porc et le
procédé David

 

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En France, c'est bien connu, nous n'avons plus de pétrole mais nous avons encore des idées:

Le procédé DAVID

Préambule

La gêne procurée par les mauvaises odeurs est devenue un problème de société.
Certaines mauvaises odeurs sont, de plus, préjudiciables à notre santé comme d'autres produits peu ou pas odorants.
Les odeurs nocives ou non, que nous respirons quotidiennement sont déterminantes pour notre bien-être et notre santé.
Avec le temps, l'individu parvient à s'habituer aux mauvaises odeurs et celles-ci étant invisibles, aucune disposition n'est généralement prise pour s'en protéger.

Qui est l'inventeur ?

L'inventeur, Ingénieur chimiste de Recherche & Développement en industrie pharmaceutique, aujourd'hui chercheur indépendant, est le neveu de André Bondouy, le Président fondateur de la société SEPPIC.

Le procédé est né de l'imagination d'un chimiste normand né dans un village mythique qui a vu circuler la toute première voiture munie d'un moteur a explosion conçue par Édouard Delamare-Deboutteville (1856 à 1901) qui eut l'idée en 1883 de doter un break de chasse d'un moteur à gaz.
Mais l'expérience s'acheva abruptement par l'explosion du récipient à gaz.
L'année suivante il conçut et fit rouler la première voiture à pétrole actionnée par un moteur à explosion.

Comment est né le procédé DAVID ?

L'idée du procédé est le résultat de l'observation de la réaction d'une molécule organique avec un dérivé soufré très malodorant, en l'occurrence la condensation entre le chloroéthanol et le dodécylmercaptan, ayant donné naissance à une nouvelle molécule organique parfaitement inodore très facilement biodégradable.

Cette observation a été le déclic pour rechercher un réactif simple et peu coûteux et si possible facilement accessible.
Le procédé DAVID est ainsi né.
Les recherches ont été entreprises pour le choix d'une molécule organique déjà commercialisée, d'un coût abordable, facile et sûre d'utilisation.

Le procédé a ensuite fait l'objet d'un brevet français et européen dont l'extension porte jusqu'en 2035.

 

Le procédé DAVID - Secteur industriel
Procédé d'épuration d'effluents gazeux ou liquides contenant des dérivés soufrés

Le procédé est relatif à un l'épuration d'effluents gazeux ou liquides contenant des dérivés soufrés (H2S , alcoyl-mercaptans , SO2).

L'hydrogène sulfuré est un gaz extrêmement toxique, malodorant même lorsqu'il est présent en quantités très faibles, et corrosif.
Sa présence ainsi que celle des alcoyl-mercaptans qui présentent les mêmes inconvénients que l'H2S du point de vue olfactif dans les effluents (gazeux ou liquides), industriels en particulier, représentent un danger considérable pour la santé des organismes vivants ou de l'environnement végétal.

Il est donc de la plus grande importance dans la lutte contre la pollution, d'éliminer l'hydrogène sulfuré ainsi que les
alcoyl-mercaptans présents dans les effluents industriels (industries liées à l'énergie, chimie, industrie du bois, du papier et de la viscose, industries de l'agro-alimentaire), dans les déchets (industrie des sous-produits d'animaux, déjections animales, déchets ménagers) ou dans les stations d'épuration.

La présence du SO2 dans les effluents, industriels en particulier, représente également un danger considérable pour l'environnement végétal; en effet, son émission est responsable d'une augmentation d'acidité dans l'atmosphère et génère le phénomène de pluie acide.

Les industries productrices de SO2 sont notamment les raffineries, les industries de traitement des déchets des hydrocarbures, les industries chimiques (chimie minérale: production d'acide sulfurique et d'oxyde de titane; chimie organique), les industries du papier, les industries agro-alimentaires et les industries des matériaux. Diverses solutions ont été proposées pour éliminer ces différents composés soufrés des effluents (gazeux ou liquides).

Comment fonctionne ce nouveau procédé ?

La présente invention s'est donné pour but de pourvoir à un procédé d'épuration d'effluents gazeux ou liquides contenant un ou plusieurs dérivés soufrés, tels que H2S, mercaptans ou SO2, qui élimine les inconvénients des solutions visant au même but proposées dans l'art antérieur, notamment en ce que le procédé selon la présente invention permet un rendement d'épuration quantitatif de l'ordre de 100%, ne nécessite pas d'installation particulière (utilisation de n'importe quelle colonne de lavage de gaz, par exemple), et fournit un produit de substitution stable, biodégradable et non toxique.

La présente invention a pour objet un procédé d'épuration d'effluents (gazeux ou liquide) contenant des dérivés soufrés:

Hydrogène sulfuré, anhydride sulfureux, méthanethiol, éthanethiol, 1-propanethiol, 2-propanethiol, ter-butanethiol, les ponts disulfures des alcanethiols, etc,…
Ainsi qu'une grande variété de composés soufrés comme les thioesters (méthylthioacétate, methylthiobutanoate, methylthiopentanoate).
Les thioesters sont de trois types :

  • Les plus courants ont pour formule générale : R-C(=O)-S-R' et sont dits S-thioester.
    Cependant, ils en existe de formule R-C(=S)-O-R' (O-thioester) et même R-C(=S)-S-R' qui sont dénommés dans ce dernier cas, dithioester.
  • Les thioacétals, qui sont très utiles pour l'inversion de polarité des groupes carbonyles , sont une famille spéciale de thioéthers comme de thioesters. Ils ont pour formule générale : R-C(-OR)-SR'.
  • Les composés de formule R-C(-SR)-SR' sont appelés dithioacétals.

caractérisé en ce qu'il comprend:

(A) l'alcalinisation de l'effluent à traiter à un pH > 9 en présence d'une base de formule générale M-OH dans laquelle M représente un métal alcalin, un métal alcalino-terreux, un agent de condensation entre la partie organique d'un réactif spécifique et le dérivé soufré ou un agent de transfert de phase et notamment un ammonium quaternaire ou un ligand.

(B) la mise en contact du produit obtenu en (A) avec un réactif organique spécifique désigné par Z-Réactif. Le principe des réactions chimiques sera schématisé comme suit:

  • cas d'un mercaptan:
    R-SH + Z-Réactif + M-OH ----> R-S-Réactif + MZ + H2O
  • cas de l'hydrogène sulfuré:
    H2S + 2 Z-Réactif + 2 M-OH ----> S-(Réactif)2 + 2 MZ + 2 H2O
  • cas de l'anhydride sulfureux:
    SO2 + Z-Réactif + 2 M-OH ----> MSO3-Réactif + MZ + H2O

Selon un mode de mise en oeuvre avantageux du dit procédé, les étapes (A) et (B) sont réalisées simultanément.
Ce procédé de captage et de dépollution s'applique également au traitement simultané de plusieurs dérivés soufrés, éventuellement associés à d'autres gaz (acides ou autres).

Description technique du procédé DAVID

Le procédé DAVID est mis en oeuvre dans un processus de désodorisation physico-chimique consistant en un transfert de molécules gazeuses odorantes vers une phase liquide. Ce procédé se caractérise par un lavage chimique de l'air vicié à contre courant, à l'aide de solutions aqueuses alcalines, à l'intérieur de tours de lavage placées en série.
Ces tours sont garnies de matériau inerte qui favorise le contact gaz-liquide.
Suivant la nature du composé à éliminer, un agent neutralisant basique est ajouté à l'eau de lavage afin d'accélérer le transfert gaz-liquide, et ainsi augmenter l'efficacité du traitement. L'addition complémentaire d'un réactif spécifique contribue à son tour, non seulement à intensifier ce processus de transfert, mais aussi à régénérer les eaux de lavage en modifiant chimiquement les molécules absorbées qui possèdent la propriété d'être inodores et biodégradables.

Le procédé conforme à l'invention permet d'obtenir un produit traité liquide absolument inodore et incolore qui peut être directement évacué vers un bassin d'auto-neutralisation d'une station d'épuration; de plus, l'acidification ne régénère pas de mercaptan, de SO2 ou d'hydrogène sulfuré.

Le procédé DAVID, revendiqué pour la destruction des odeurs, repose sur la modification chimique de la molécule odorante qui est transformée en une autre molécule " inodore " et non toxique. On peut opposer cette nouvelle forme de
" désodorisation ACTIVE " face aux autres procédés que nous qualifions " désodorisation PASSIVE " (masquages ou neutralisateurs d'odeurs).

Le traitement biologique en station d'épuration ne crée pas non plus de nouvelle nuisance, ni au niveau de la station
elle-même, ni au niveau du réseau d'assainissement.
Les mesures DBO (Demande Biologique en Oxygène) et DCO (Demande Chimique en Oxygène) sont améliorées comparativement aux procédés de destruction oxydants classiques.

Le procédé DAVID permet de traiter des effluents gazeux très concentrés pouvant aller jusqu'à 100 mg/m3 de composés odorants. Très fiable, cette technique atteint des rendements épuratoires supérieurs à 99 % garantissant l'absence totale de nuisances olfactives.
Les caractéristiques d'un matériau inerte qui favorise le garnissage (nature, surface spécifique, volume, hauteur) sont calculées pour optimiser le temps de contact gaz-liquide et le transfert des molécules.
Le captage et l'épuration par le procédé "DAVID", s'applique aussi bien dans le cas de gaz pur, en qualité de mercaptan ou d'H2S , qu'en mélange entre eux. Il permet aussi le captage et la destruction d'autres substances chimiques nuisibles.

 

Équipement nécessaire pour le procédé DAVID

Habituellement, on utilise des laveurs en série; le traitement d'un mélange de polluants se fait en 2 ou 3 étages en série.
Le plus souvent un étage de traitement acide pour l'élimination des composés azotés, suivi d'un étage de traitement basique oxydant ou de traitement oxydant suivi d'un traitement basique.
Le procédé conforme à l'invention ne nécessite en principe qu'un seul étage de traitement
La présence d'une installation existante à 3 étages permettra d'implanter le procédé DAVID sur ces 3 tours, augmentant d'autant la capacité de traitement, tant sur la quantité que sur la durée.

Exemple du procédé sur une installation existante à 3 étages:

Démonstrations du procédé DAVID

Une feuille de calcul permet d'évaluer la quantité de réactif à mettre en oeuvre en fonction des polluants à traiter.
Dans les cases bleues, il suffit de renseigner les flux et les prix.
Les quantités de soude ou de potasse nécessaires sont aussi déterminées. Le calcul donnera également les quantités en eau de Javel qu'il aurait été nécessaire de mettre en oeuvre pour traiter cette même quantité de polluants.

Pour exemple: la feuille de calcul de la démonstration en industrie pétrochimique.
Les prix indiqués sont par tonne ou par tonne métrique.
On notera, dans cet exemple, que le traitement à l'eau de Javel coûte 12 fois plus cher que le traitement par le procédé DAVID .


Industrie pétrochimique

Dépollution d'un flux gazeux provenant de la sortie d'une unité de traitement rejeté par une cheminée haute de 40 m.

COMPOSITION DE L'EFFLUENT GAZEUX POLLUANT A TRAITER:
Flux d'air d'un débit de 1.000 (N)m3/H.contenant:

  • Hydrogène sulfuré 5,7 mg/(N)m3 (0,168 m.mole)
  • Ethylmercaptan 125 mg/(N)m3 (2,016 m.mole)
  • Gaz carbonique (non quantitfié)

MATÉRIEL PILOTE UTILISE POUR L'ESSAI:

  • Colonne d'absorption, hauteur: 3 m., surface de base: 0,28 m2 (diamètre 60 cm), garnissage à plateaux, dévésiculeur en sortie d'air
  • Pompe de circulation des fluides réglable de 0 à 25 m3/H.
  • Vanne d'alimentation en effluent gazeux polluant réglable de 0 à 1000 m3/H.

CHARGE OPÉRATOIRE POUR LA DÉMONSTRATION :

  • Eau : 400 L.
  • Potasse à 30%: 5 Kg
  • Réactif: 3,5 Kg

Le débit des gaz est fixé à 500 m3/H. et le débit de la pompe de circulation de la solution de lavage à 11 m3/H.


Photo d'une installation de captage similaire

CONCLUSIONS DE LA DÉMONSTRATION:

Cette installation pilote a permis une durée de fonctionnement de 10 heures pendant lesquelles des contrôles réguliers de l'efficacité ont vérifié l'absence des polluants en sortie de l'installation pilote.

Dans les systèmes concurrents la quantité d'eau de Javel 47° Cl nécessaire aurait été de 44 Kg pour capter et détruire la quantité équivalente de polluants. Avec le procédé DAVID, il aura suffi de 1,4 Kg de réactif pur ou 3,5 Kg de solution à 40%.

On notera que le milieu réactionnel de l'eau de Javel est environ 15 fois plus dilué que celui du procédé DAVID.

 

Station d'épuration urbaine

Comme dans l'essai précédent, l'efficacité du procédé "DAVID" a été testée sur une installation pilote branchée en sortie d'une unité de bio-filtre d'une des plus importantes stations urbaines de la région parisienne.
Les polluants à traiter sont constitués d'hydrogène sulfuré (H2S) et de methylmercaptan (CH3SH).
Les résultats ont été contrôlés par analyse de l'air toutes les 4 minutes en CPG détecteur FPD en isotherme à 60°.
Les mesures de concentration en H2S et CH3SH ont été effectuées en entrée et en sortie du pilote de désodorisation.
Le tableau suivant récapitule les principales valeurs mesurées:

Entrée du pilote de désodorisation
Sortie du pilote après épuration par procédé "DAVID"
H2S en ppm
CH3SH en ppm
H2S en ppm
CH3SH en ppm
27,8
18,8
18
10
7,4
45
115,8
4,1
4,1
4,1
3,55
3,55
4
4,1
inférieur à la limite
de détection de
0,020 ppm
inférieur à la limite
de détection de
0,15 ppm

Les essais se sont déroulés sur deux jours sur une unité mobile similaire à celle ci-dessous:


Voir diverses unités de traitement

CONCLUSIONS DE LA DÉMONSTRATION:


Cette installation pilote en sortie de biofiltre a permis une durée de fonctionnement de 2 jours pendant lesquels des contrôles réguliers de l'efficacité ont vérifié l'absence des polluants en sortie de l'installation pilote.

 

 

 


Les procédés concurrents

Captage et destruction de l'hydrogène sulfuré et des mercaptans

Les solutions actuellement adoptées dans l'industrie se rangent dans les catégories suivantes:

L'incinération des gaz polluants

La combustion de mercaptans ou d'H2S ne permet pas toujours de très bons résultats tant en Papeteries, avec le procédé de chaudière de régénération de la liqueur noire "basse odeur", qu'en Pétrochimie dans la combustion par torchère qui nécessite un système de neutralisation par précipitation au chélate de fer.
Par ailleurs, cette solution présente de nombreux inconvénients:

  • a Production de gaz sulfureux.
  • b Coût énergétique très élevé.

L'adsorption des mercaptans ou de l'H2S

L'opération consiste à transférer le composé à éliminer de la phase gazeuse vers une phase solide. Le matériau le plus couramment utilisé est le charbon actif qui se présente sous différentes formes: grains, tissus... etc.
Afin d'accroître les performances, le charbon est parfois imprégné d'aldéhyde notamment.
Dans le traitement des odeurs de mercaptans ou d'H2S ce procédé ne présente pas d'intérêt économique (le charbon saturé est remplacé par du neuf) et s'avère dangereux (forts échauffements et risques d'incendie) lors de l'adsorption.

La biodésodorisation

La biodégradation se produit dans un biofiltre où des micro-organismes présents dans le garnissage absorbent les molécules malodorantes et les oxydent grâce à leur complexe enzymatique.
Principe :

Air + H2S + NH3 + (...) + O2 --------> Matiere cellulaire + CO2 + H2O + H2SO4 + NH4 + (...)


Les procédés de digestion anaérobie, appelés aussi méthanisation, s'accompagnent de la production de biogaz riche en méthane (65%) et en dioxyde de carbone (35%), avec des concentrations plus ou moins faibles d'hydrogène sulfuré saturé en eau.
La bio-épuration de gaz tels mercaptans et H2S implique la mise en relation biomasse/substrat; on peut réaliser ce contact de plusieurs manières qui conduiront soit à un bio-lavage soit à une bio-filtration.
Dans le cas du bio-lavage, les composés sont extraits avec de l'eau qui les transporte jusqu'aux micro-organismes épurateurs. Les micro-organismes peuvent aussi être présents dans l'eau de lavage.
Dans le cas de la bio-filtration, les micro-organismes sont présents sur le matériau qui est traversé par le gaz a épurer .
Dans ces procédés l'épuration conduit à des co-produits de métabolisation voire à une production de biomasse.
Les installations de bio-épuration occupent une place au sol considérable sur le site d'utilisation et il faut souligner une maintenance complexe.
Il faut rappeler la méthode de "masquage des odeurs" qui est une méthode ancienne et inefficace à quelque distance du lieu d'émission.
Une autre méthode consiste en une complexation de dérivés soufrés par des composés aminés notamment des amino-alcools mais nécessite par la suite la relibération des dérivés soufrés piégés.

Le lavage des gaz polluants

La méthode générale utilise le lavage du flux gazeux par une solution aqueuse par transfert des composés à éliminer de la phase gazeuse vers la phase liquide. Cette technique s'accompagne souvent d'une réaction chimique.

    • Si le composé transféré ne subit aucune modification, seule l'absorption physique intervient.
    • Si en phase liquide, pour améliorer la "solubilité apparente" du produit a éliminer, on joue sur le pH pour favoriser sa dissociation, le procédé est un transfert de masse accompagné d'une réaction chimique instantanée.

Le terme de lavage acido-basique désigne cette opération. L'emploi d'un oxydant est susceptible à son tour d'augmenter l'efficacité d'un lavage aqueux. La destruction par oxydation améliore le transfert.
L'oxydation se superpose ou suit le lavage acido-basique. L'opération est alors soit un lavage oxydant, soit un lavage acido-basique suivi d'une oxydation.
Le captage des gaz à épurer est couramment effectué sur des tours de lavages simples ou en série. Le transfert de masse avec réaction chimique, suivant l'importance de l'effluent, est effectué sur des colonnes à garnissage, à bulles ou à plateaux; voire en cuves agitées. L'adjonction d'un oxydant dans la solution aqueuse de lavage (chlore, eau oxygénée, ozone) ou l'oxydation de cette dernière après le lavage ont un double objectif:

    • Éliminer le polluant en accélérant le transfert de masse notamment pour les mercaptans peu dissociés au pH de travail.
    • Oxyder le produit absorbé afin de régénérer en continu la solution de lavage.

L'oxydation des polluants

1. Le chlore et ses dérivés

Le chlore est employé soit sous forme de chlore gazeux ou naissant, soit sous forme d'hypochlorite ou de chlorite de sodium. On aboutit soit à la formation d'acide hypochloreux: HClO, soit à la formation de bioxyde de chlore: ClO2.
Il est à noter que le chlorite de sodium peut générer, selon le pH de travail, des émanations gazeuses très irritantes et suffocantes de bioxyde de chlore présentant, en outre, des dangers d'incendies.
Le chlore naissant est aussi formé par électro-chloration d'une solution d'hypochlorite ou de saumure de sodium. Les réactions qui sont citées dans la littérature transforment l'H2S soit en soufre colloïdal, soit en sulfates:

HS- + ClO - ------> S + OH - + Cl -
S2- + 4 ClO - ----> SO42- + 4 Cl -

Pour arriver au stade de sulfate, la consommation théorique de chlore est de 4 moles de Cl2 par mole d'H2S. En pratique pour obtenir un rendement d'élimination supérieur à 99,8% et une transformation quasi-totale en sulfate, la consommation de chlore est de 5,2 moles par mole d'H2S détruit et une consommation de soude d'environ
5 moles/mole.
L'action du chlore sur le méthylmercaptan est plus complexe. Le premier produit d'oxydation est le diméthyl-disulfure
(CH3-S-S-CH3), lui-même très malodorant qui doit subir une oxydation ultime jusqu'à l'acide méthyl-sulfonique
(CH3-SO3H). Pour éliminer ce type de composé soufré, l'emploi d'un excès d'oxydant est nécessaire. Les rendements d'élimination sont de l'ordre de 85 à 95% seulement même en utilisant un excès de chlore à pH > 10. Les consommations de chlore et de soude sont élevées (respectivement 8,5 et 7,6 moles/mole de CH3SH éliminé).

  • 2. L'ozone

Oxydant très puissant, toujours produit in situ, dilué dans un gaz contenant de l'oxygène (air ou oxygène pur). Lors de son emploi par lavage et oxydation, il est nécessaire de le transférer à la phase liquide, soit par un hydro-injecteur dans le liquide avant l'opération de lavage, soit dans une deuxième étape où il viendra oxyder le mercaptan ou l'H2S absorbé.
En milieu aqueux H2S est oxydé par l'ozone principalement sous forme de sulfate. Le pH se situe entre 9 et 11, les consommations d'ozone varient entre 0,8 et 3 moles d'oxydant par mole d'H2S. (effets d'auto décomposition et d'inhibiteurs de radicaux libres).
Pour les mercaptans on devra augmenter au maximum le pH (ionisation maximale) et tenir compte des effets de sel.

  • 3. L'eau oxygénée

L'action de l'eau oxygénée sur les mercaptans et l'hydrogène sulfuré a fait l'objet de nombreuses publications. Une étude effectuée en 1990, montre une consommation globale de 12 moles d'H2O2 par mole d'H2S détruit, alors que la consommation théorique n'est que de 4 moles/mole et qu'en laboratoire, compte tenu d'espèces intermédiaires moins oxydées formées, on ne consomme instantanément que 2 moles/mole.
L'utilisation d'eau oxygénée pour épurer un milieu contenant de l'H2S entraîne souvent la formation d'odeurs alliacées.

Exemple d'unité de désodorisation sur 3 étages en station d'épuration urbaine de traitement des eaux usées.

4. Le chélate ferrique

Les procédés qui mettent en oeuvre un chélate ferrique permettent d'obtenir directement du soufre élémentaire à partir de gaz acides, de telle sorte qu'il n'y a pas de pollution secondaire, éliminent de façon satisfaisante l'odeur de l'hydrogène sulfuré mais peuvent exiger des conditions contraignantes (pressions supérieures à l'atmosphérique, températures élevées).

Conclusions sur l'oxydation
L'obtention de rendements élevés exige des hauteurs de garnissage de colonne importantes. La pratique courante met souvent en jeu l'utilisation de laveurs en série. Le traitement d'un mélange de polluants se fait en 2 ou 3 étages en série. Le plus souvent un étage de traitement acide pour l'élimination des composés azotés, suivi d'un étage de traitement basique oxydant ou de traitement oxydant suivi d'un traitement basique.
L'avantage principal du lavage réside dans son aptitude à atteindre des bons rendements après optimisation des procédés spécifiques mais l'inconvénient majeur vient de la création d'une pollution liquide (fabrication importante de sels et présence d'oxydants dans les rejets).
Le stockage et l'utilisation des oxydants nécessite des précautions
particulières.

Les méthodes de lavage précitées ont l'inconvénient majeur de générer des produits de substitution eux-mêmes polluants (certains sels ou des oxydants).

Exemples d'installations de traitement d'air

 

Captage et destruction du dioxyde de soufre (SO2)

La présence du SO2 dans les effluents, industriels en particulier, représente également un danger considérable pour l'environnement végétal; en effet, son émission est responsable d'une augmentation d'acidité dans l'atmosphère et génère le phénomène de pluie acide.
Les solutions actuellement adoptées dans l'industrie se rangent dans les catégories suivantes:

Traitement par action à la source

      • a- Par modification des procédés utilisés, notamment incinération (catalyse humide sur charbon actif, traitement du combustible).
      • b- Par injection de désulfurant dans le foyer.
      • c- Par traitement des fumées:
        • lavage des gaz à la chaux hydratée,
        • procédé semi-sec (atomisation d'un lait de chaux),
        • procédé sec (injection de chaux pulvérulente).

En pétrochimie divers procédés sont à ce jour utilisés parmi lesquels :

    • Procédé Scott pour unité de traitement des gaz de queue des unités Claus.
    • Procédé Clauspol.
    • Procédé Sulfacide (catalyse humide sur charbon actif).

En chimie la méthode la plus courante consiste à capter le SO2 sur de la soude. La solution de sulfite de sodium obtenue est souvent rejetée tel quel ou oxydée avant rejet.

Captage du SO2 par la soude

Les méthodes d'épurations de SO2 ont, en particulier, l'inconvénient majeur d'entraîner la formation de produits pouvant conduire à une acidification néfaste de l'environnement.

 


LES AVANTAGES DU PROCÉDÉ DAVID

Les principaux avantages du procédé DAVID

Le procédé DAVID est une technique originale d'épuration d'effluents gazeux contenant des dérivés soufrés malodorants et nocifs voire mortels comme l'hydrogène sulfuré (H2S).

Domaine d'efficacité du procédé DAVID
Le procédé s'applique dans le domaine du traitement des odeurs générées par l'ensemble des dérivés soufrés du type Mercaptan et Hydrogène sulfuré (H2S).
Ces pollutions olfactives se rencontrent dans de très nombreux secteurs dont les principaux:

  • Le secteur industriel:
    Les
    activités industrielles.
  • Le secteur des déchets:
    Les déchets ou leur transformation impliquent des nuisances olfactives.
    Il convient de comprendre le terme de déchets au sens large: odeurs ménagères, carcasses d'animaux, déchets de poissons, déjections d'animaux....
  • Le secteur de traitement des eaux:
    Dans les stations d'épuration, les bactéries anaérobies sont responsables d'émission d'H2S et de mercaptans rencontrés dans les réseaux de collecte d'effluents et dans les stations d'épuration.
    Les unités de traitement des boues créent aussi ces nuisances.

Parfaite intégration dans un système classique de lavage des gaz sans autre installation particulière
Le procédé DAVID consiste en un lavage basique couplé avec une réaction chimique simultanée, destiné à capter puis à transformer le polluant en un composé inodore.
Le captage et la destruction par contact gaz/liquide sont généralement effectués par une méthode classique à contre-courant dans des tours de lavage sur un ou plusieurs étages.
Le procédé DAVID ne nécessite pas d'installation particulière :
Le procédé s'intègre sur des installations déjà existantes mais peut aussi se contenter d'une seule tour de lavage.

Larges possibilités d'utilisations en présence d'autres composés
Le captage et l'épuration par le procédé "DAVID", s'applique aussi bien dans le cas de gaz pur, en qualité de mercaptan ou d'H2S , qu'en mélange entre eux.

Rendement et taux de conversion proches de la théorie
Le réactif du procédé DAVID permet une forte amélioration du transfert de masse gaz/liquide.
Le taux de conversion de la réaction chimique est quantitatif pour une quantité de produit mise en oeuvre très proche de la théorie.
Les composés traités sont convertis à 100% en espèces biodégradables.

Sécurité et simplicité de la chimie du procédé
Cette réaction se réalise quasi instantanément lors de l'opération de lavage à contre-courant sans condition particulière de température ou de pression.
La mise en oeuvre du réactif est sûre et commode, elle ne comporte pas les risques des oxydants et des dérivés chlorés couramment utilisés.
Le réactif est un solide pulvérulent, stable au stockage et à la manipulation.

Le composé de transformation obtenu est stable chimiquement
mais facilement biodégradable
L'effluent liquide obtenu est parfaitement inodore, limpide et incolore.
La grande stabilité chimique du composé organique formé rend impossible la génération d'une nouvelle pollution soufrée gazeuse par émission de sulfures volatils, lors d'une acidification. Le composé organique formé est parfaitement bio-dégradable. La biodégradation est très rapide et le traitement bactériologique ne crée pas de nouvelle nuisance tant au niveau du réseau d'assainissement qu'au niveau de la station elle-même.

Des performances techniques et économiques manifestes
Les unités de traitement existantes, conçues pour les techniques courantes d'abattage aux oxydants, sont surdimensionnées pour l'utilisation du procédé DAVID.
Le procédé DAVID permet une optimisation des unités existantes et une diminution du coût d'une installation à créer. 
Avec le procédé DAVID, la consommation de réactif est proche de la théorie ce qui le différencie de la concurrence des procédés oxydants qui demandent des excès de réactif pour un résultat acceptable.

Avec le procédé DAVID:

  • d'une part, le besoin en réactif est divisé par un facteur compris entre 5 et 30 suivant le polluant traité et suivant le réactif concurrent utilisé de façon classique.
  • d'autre part, le coût de dépollution varie d'un facteur de 4 à 25 suivant le polluant avec l'eau de Javel, voire beaucoup plus avec le dioxyde de chlore ou le Perhydrol (eau oxygénée).

Voir les tableaux suivants:

Quantités nécessaires en Kg pour traiter 1 Kg de polluant

Pour 1 Kg
Réactif pur
Soude pure
Soude 30%
Eau Javel 47° Cl
Dioxyde de chlore
Perhydrol 30%
Hydrogène sulfuré
14,4
2,5
8,2
71,5
79,7
164,9
Methanethiol
2,7
0,9
3,1
82,7
79,8
82,7
Ethanethiol
2,1
0,7
2,4
64,1
61,8
64,1
Propanethiol 1 ou 2
1,7
0,6
1,9
52,2
50,4
52,2

Rapport pondéral entre les techniques concurrentes et le procédé DAVID

Hydrogène sulfuré
5
6
11
Methanethiol
31
30
31
Ethanethiol
31
29
31
Propanethiol 1 ou 2
31
30
31
Rapport entre chacun des réactifs concurrents et le réactif du procédé DAVID


Coûts comparés en € pour traiter 1 Kg de polluant

Pour 1 Kg
Réactif pur
Soude pure
Soude 30%
Eau Javel 47° Cl
Dioxyde de chlore
Perhydrol 30%
Hydrogène sulfuré
5
0,4
1,8
19,3
70,9
67,6
Methanethiol
0,9
0,2
0,7
22,3
71
33,9
Ethanethiol
0,7
0,1
0,5
17,3
55
26,3
Propanethiol 1 ou 2
0,6
0,1
0,4
14,1
44,8
21,4

Rapport des coûts entre les techniques concurrentes et le procédé DAVID

Hydrogène sulfuré
4
14
14
Methanethiol
25
79
38
Ethanethiol
25
79
38
Propanethiol 1 ou 2
24
75
36
Rapport entre chacun desréactifs concurrents et le réactif du procédé DAVID


En résumé, l'analyse de ce tableau montre l'intérêt économique du procédé DAVID face à la concurrence:

Pour 1 kg de polluant
à traiter
Réactif "DAVID"
Eau de Javel
dioxyde chlore
Eau oxygénée
Hydrogène sulfuré
5,00 €.
19,30 €.
70,90 €.
67,60 €.
Méthylmercaptan
0,90 €.
22,30 €.
71,00 €.
33,90 €.
Dioxyde de soufre
Uniquement le coût de la soude: 0.20€
Pas de traitement connu
(uniquement captage à la soude)

Des avantages écologiques remarquables
L'utilisation du procédé DAVID permet une réduction considérable des sels minéraux rejetés après traitement, comme c'est le cas avec les traitements oxydants (facteur compris entre 5 et 30 suivant le polluant traité et suivant le réactif concurrent utilisé de façon classique).

Le procédé DAVID permet de s'affranchir des zones, spécialement aménagée pour le stockage des réactifs, qui sont très dangereux. Avec les traitements oxydants, Il est courant de stocker ainsi:

    • H2SO4 : 4 m3
    • Eau de Javel, NaClO à 47° chlorométrique: 40 m3.

Avec le procédé DAVID qui met en oeuvre un réactif "neutre" (ni oxydant ni réducteur), on s'affranchit des risques tant du stockage que de l'utilisation.


NOUVEAUX AVANTAGES ÉCOLOGIQUES DU PROCÉDÉ DAVID

Un tout nouveau Procédé DAVID - Développement durable est en étude.
D'ores et déjà, ont peut affirmer qu'il représente une avancée écologique majeure.

 


RÉSUMÉ DES POTENTIALITÉS CONCERNÉES PAR LE PROCÉDÉ DAVID

  • les raffineries,
  • la pétrochimie,
  • les industries de traitement des déchets des hydrocarbures,
  • les industries de chimie minérale: production d'acide sulfurique et d'oxyde de titane,
  • chimie organique et chimie fine,
  • les industries du papier, les industries agro-alimentaires et les industries des matériaux,
  • les concepteurs et constructeurs de stations d'épuration,
  • les unités de stations d'épuration,
  • les unités d'abattage existantes,
  • les unités de bio-désodorisation,
  • les concepteurs et fabricants de colonnes d'abattage,
  • les instances territoriales (région, département, agglomérations, communautés de communes et communes)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Quelquefois, les plus petits ressorts font mouvoir les plus grandes machines.
(Jean-Paul Marat)

 

 

 

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