Mercredi, Mars 09 2011 15: 48

Contrôle de la pollution atmosphérique

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Gestion de la pollution atmosphérique

L'objectif d'un gestionnaire d'un système de contrôle de la pollution atmosphérique est de s'assurer que des concentrations excessives de polluants atmosphériques n'atteignent pas une cible sensible. Les cibles pourraient inclure des personnes, des plantes, des animaux et des matériaux. Dans tous les cas, nous devrions nous préoccuper du plus sensible de chacun de ces groupes. Les polluants atmosphériques peuvent comprendre des gaz, des vapeurs, des aérosols et, dans certains cas, des matières présentant un danger biologique. Un système bien conçu empêchera une cible de recevoir une concentration nocive d'un polluant.

La plupart des systèmes de contrôle de la pollution atmosphérique impliquent une combinaison de plusieurs techniques de contrôle, généralement une combinaison de contrôles technologiques et de contrôles administratifs, et dans les sources plus importantes ou plus complexes, il peut y avoir plus d'un type de contrôle technologique.

Idéalement, la sélection des contrôles appropriés sera faite dans le contexte du problème à résoudre.

  • Qu'est-ce qui est émis, à quelle concentration ?
  • Quelles sont les cibles ? Quelle est la cible la plus sensible ?
  • Quels sont les niveaux d'exposition à court terme acceptables ?
  • Quels sont les niveaux d'exposition à long terme acceptables ?
  • Quelle combinaison de contrôles doit être sélectionnée pour s'assurer que les niveaux d'exposition à court terme et à long terme ne sont pas dépassés ?

 

Le tableau 1 décrit les étapes de ce processus.

 


Tableau 1. Étapes de sélection des contrôles de la pollution

 

 

Étape 1:
Définir
.

La première partie consiste à déterminer ce qui sera libéré de la pile.
Toutes les émissions potentiellement nocives doivent être répertoriées. La deuxième partie consiste à
estimer la quantité de chaque matériau qui sera libérée. Sans cela
informations, le gestionnaire ne peut pas commencer à concevoir un programme de contrôle.

Étape 2:
Définir
groupes cibles.

Toutes les cibles sensibles doivent être identifiées. Cela inclut les personnes, les animaux, les plantes et les matériaux. Dans chaque cas, le membre le plus susceptible de chaque groupe doit être identifié. Par exemple, des asthmatiques à proximité d'une usine émettant des isocyanates.

Étape 3:
Déterminer
acceptable
niveaux d'exposition.*

Un niveau d'exposition acceptable pour le groupe cible le plus sensible doit
Soyez établis. Si le polluant est une matière qui a des effets cumulatifs,
tel qu'un agent cancérigène, des niveaux d'exposition à long terme (annuels) doivent être fixés. Si le polluant a des effets à court terme, comme un irritant ou un sensibilisant, un niveau d'exposition à court terme ou peut-être maximal doit être fixé.**

Étape 4:
Sélectionnez
les contrôles.

L'étape 1 identifie les émissions et l'étape 3 détermine le niveau acceptable
niveaux d'exposition. Dans cette étape, chaque polluant est vérifié pour s'assurer qu'il
ne dépasse pas le niveau acceptable. S'il dépasse le niveau acceptable,
des contrôles supplémentaires doivent être ajoutés et les niveaux d'exposition revérifiés. Ce processus se poursuit jusqu'à ce que toutes les expositions soient égales ou inférieures au niveau acceptable. La modélisation de la dispersion peut être utilisée pour estimer les expositions pour les nouvelles usines ou pour tester des solutions alternatives pour les installations existantes.

* Lors de la définition des niveaux d'exposition à l'étape 3, il faut se rappeler que ces expositions sont des expositions totales, pas seulement celles de la plante. Une fois le niveau acceptable établi, les niveaux de fond et les contributions d'autres plantes sont simplement soustraits pour déterminer la quantité maximale que la plante peut émettre sans dépasser le niveau d'exposition acceptable. Si cela n'est pas fait et que trois usines sont autorisées à émettre au maximum, les groupes cibles seront exposés à trois fois le niveau acceptable.

** Certaines matières telles que les substances cancérigènes n'ont pas de seuil en dessous duquel aucun effet nocif ne se produira. Par conséquent, tant qu'une partie de la matière est autorisée à s'échapper dans l'environnement, il y aura un certain risque pour les populations cibles. Dans ce cas, un niveau sans effet ne peut pas être défini (autre que zéro). Au lieu de cela, un niveau de risque acceptable doit être établi. Habituellement, cela se situe dans la fourchette de 1 résultat indésirable pour 100,000 1,000,000 à XNUMX XNUMX XNUMX de personnes exposées.


 

Certaines juridictions ont fait une partie du travail en établissant des normes basées sur la concentration maximale d'un contaminant qu'une cible sensible peut recevoir. Avec ce type de norme, le gestionnaire n'a pas à effectuer les étapes 2 et 3 puisque l'organisme de réglementation l'a déjà fait. Dans le cadre de ce système, le gestionnaire doit établir uniquement les normes d'émissions non contrôlées pour chaque polluant (étape 1), puis déterminer les contrôles nécessaires pour respecter la norme (étape 4).

En ayant des normes de qualité de l'air, les régulateurs peuvent mesurer les expositions individuelles et ainsi déterminer si quelqu'un est exposé à des niveaux potentiellement nocifs. On suppose que les normes fixées dans ces conditions sont suffisamment basses pour protéger le groupe cible le plus sensible. Ce n'est pas toujours une hypothèse sûre. Comme le montre le tableau 2, il peut y avoir une grande variation dans les normes communes de qualité de l'air. Les normes de qualité de l'air pour le dioxyde de soufre vont de 30 à 140 μg/m3. Pour les matériaux moins couramment réglementés, cette variation peut être encore plus importante (1.2 à 1,718 XNUMX μg/m3), comme indiqué dans le tableau 3 pour le benzène. Cela n'est pas surprenant étant donné que l'économie peut jouer un rôle aussi important dans l'établissement des normes que la toxicologie. Si une norme n'est pas suffisamment basse pour protéger les populations sensibles, personne n'est bien servi. Les populations exposées ont un sentiment de fausse confiance et peuvent être mises en danger sans le savoir. L'émetteur peut d'abord avoir l'impression d'avoir bénéficié d'une norme indulgente, mais si les effets dans la communauté obligent l'entreprise à reconcevoir ses contrôles ou à installer de nouveaux contrôles, les coûts pourraient être plus élevés que de le faire correctement la première fois.

Tableau 2. Gamme de normes de qualité de l'air pour un contaminant atmosphérique couramment contrôlé (dioxyde de soufre)

Pays et territoires

Anhydride sulfureux à long terme
normes de qualité de l'air (µg/m
3)

Australie

50

Canada

30

Finlande

40

Allemagne

140

Hongrie

70

Taïwan

133

 

Tableau 3. Gamme de normes de qualité de l'air pour un contaminant atmosphérique moins couramment contrôlé (benzène)

Ville / État

Norme de qualité de l'air sur 24 heures pour
benzène (μg/m
3)

Connecticut

53.4

Massachusetts

1.2

Michigan

2.4

Caroline du Nord

2.1

Nevada

254

New York

1,718

Philadelphie

1,327

Virginie

300

Les niveaux ont été standardisés sur une durée moyenne de 24 heures pour faciliter les comparaisons.

(Adapté de Calabrese et Kenyon 1991.)

 

Parfois, cette approche par étapes de la sélection des contrôles de la pollution de l'air est court-circuitée, et les régulateurs et les concepteurs optent directement pour une « solution universelle ». L'une de ces méthodes est la meilleure technologie de contrôle disponible (BACT). On suppose qu'en utilisant la meilleure combinaison d'épurateurs, de filtres et de bonnes pratiques de travail sur une source d'émission, un niveau d'émissions suffisamment bas pour protéger le groupe cible le plus sensible serait atteint. Souvent, le niveau d'émission résultant sera inférieur au minimum requis pour protéger les cibles les plus sensibles. De cette façon, toutes les expositions inutiles devraient être éliminées. Des exemples de BACT sont présentés dans le tableau 4.

Tableau 4. Exemples sélectionnés de la meilleure technologie de contrôle disponible (BACT) montrant la méthode de contrôle utilisée et l'efficacité estimée

Processus

De polluants

Methode de CONTROLE

Efficacité estimée

Assainissement des sols

Hydrocarbures

Oxydant thermique

99

Usine de pâte kraft
chaudière de récupération

Particules

Électrostatique
dépoussiéreur

99.68

Production de fumée
silice

Monoxyde de carbone

Bonnes pratiques

50

Peinture automobile

Hydrocarbures

Post-combustion du four

90

Four à arc électrique

Particules

Filtre à manches

100

Raffinerie de pétrole,
craquage catalytique

Particules respirables

Cyclone + Venturi
scrubber

93

Incinérateur médical

Chlorure d'hydrogène

Laveur humide + sec
scrubber

97.5

Chaudière à charbon

le dioxyde de soufre

Séchoir par pulvérisation +
absorber

90

Élimination des déchets par
déshydratation et
incinération

Particules

Cyclone + condenseur
+ Épurateur Venturi +
laveur humide

95

Usine d'asphalte

Hydrocarbures

Oxydant thermique

99

 

Le BACT à lui seul ne garantit pas des niveaux de contrôle adéquats. Bien qu'il s'agisse du meilleur système de contrôle basé sur les contrôles d'épuration des gaz et les bonnes pratiques d'exploitation, le BACT peut ne pas être suffisant si la source est une grande usine ou si elle est située à côté d'une cible sensible. La meilleure technologie de contrôle disponible doit être testée pour s'assurer qu'elle est effectivement suffisamment bonne. Les normes d'émission qui en résultent doivent être vérifiées pour déterminer si oui ou non elles peuvent encore être nocives même avec les meilleurs contrôles d'épuration des gaz. Si les normes d'émission sont toujours nocives, d'autres contrôles de base, tels que la sélection de processus ou de matériaux plus sûrs, ou la relocalisation dans une zone moins sensible, peuvent devoir être envisagés.

Une autre « solution universelle » qui contourne certaines des étapes est les normes de performance des sources. De nombreuses juridictions établissent des normes d'émission qui ne peuvent être dépassées. Les normes d'émission sont basées sur les émissions à la source. Habituellement, cela fonctionne bien, mais comme BACT, ils peuvent ne pas être fiables. Les niveaux doivent être suffisamment bas pour maintenir les émissions maximales suffisamment basses pour protéger les populations cibles sensibles des émissions typiques. Cependant, comme avec la meilleure technologie de contrôle disponible, cela peut ne pas être suffisant pour protéger tout le monde là où il y a de grandes sources d'émissions ou des populations sensibles à proximité. Si tel est le cas, d'autres procédures doivent être utilisées pour assurer la sécurité de tous les groupes cibles.

Le BACT et les normes d'émission ont un défaut fondamental. Ils supposent que si certains critères sont remplis à l'usine, les groupes cibles seront automatiquement protégés. Ce n'est pas nécessairement le cas, mais une fois qu'un tel système est promulgué, les effets sur la cible deviennent secondaires par rapport au respect de la loi.

Les normes BACT et d'émission de source ou les critères de conception doivent être utilisés comme critères minimaux pour les contrôles. Si le BACT ou les critères d'émission protègent les cibles sensibles, ils peuvent être utilisés comme prévu, sinon d'autres contrôles administratifs doivent être utilisés.

Des mesures de contrôle

Les contrôles peuvent être divisés en deux types de contrôles de base - technologiques et administratifs. Les contrôles technologiques sont définis ici comme le matériel mis sur une source d'émission pour réduire les contaminants dans le flux de gaz à un niveau acceptable pour la communauté et qui protégera la cible la plus sensible. Les contrôles administratifs sont définis ici comme d'autres mesures de contrôle.

Contrôles technologiques

Les systèmes d'épuration des gaz sont placés à la source, avant la cheminée, pour éliminer les contaminants du flux de gaz avant de le rejeter dans l'environnement. Le tableau 5 présente un bref résumé des différentes classes de système d'épuration des gaz.

Tableau 5. Méthodes d'épuration des gaz pour éliminer les gaz nocifs, les vapeurs et les particules des émissions des procédés industriels

Methode de CONTROLE

Exemples

Description

Efficacité

Gaz/Vapeurs

     

Condensation

Contacter les condenseurs
Condenseurs superficiels

La vapeur est refroidie et condensée en un liquide. Ceci est inefficace et est utilisé comme condition préalable à d'autres méthodes

80+ % lorsque la concentration > 2,000 XNUMX ppm

Absorption

Épurateurs humides (emballés
ou absorbeurs à plaques)

Le gaz ou la vapeur est collecté dans un liquide.

82 à 95 % lorsque la concentration <100 ppm
95 à 99 % lorsque la concentration > 100 ppm

Adsorption

Carbone
Alumine
Le gel de silice
Tamis moléculaire

Le gaz ou la vapeur est collecté sur un solide.

90+ % lorsque la concentration < 1,000 XNUMX ppm
95+ % lorsque la concentration > 1,000 XNUMX ppm

Incinération

Fusées
Incinérateur
Incinérateur catalytique

Un gaz ou une vapeur organique est oxydé en le chauffant à une température élevée et en le maintenant à cette température pendant une
période de temps suffisante.

Non recommandé lorsque
concentration <2,000 XNUMX ppm
80+ % lorsque la concentration > 2,000 XNUMX ppm

Particules

     

inertiel
séparateurs

Cyclones

Les gaz chargés de particules sont obligés de changer de direction. L'inertie de la particule les amène à se séparer du flux gazeux. Ceci est inefficace et est utilisé comme un
conditionneur à d'autres méthodes.

70-90%

Laveurs humides

Venturi
Filtre mouillé
Épurateur de plateaux ou de tamis

Les gouttelettes de liquide (eau) collectent les particules par impact, interception et diffusion. Les gouttelettes et leurs particules sont ensuite séparées du flux gazeux.

Pour les particules de 5 μm, 98.5 % à 6.8 wg ;
99.99+ % à 50 wg
Pour les particules de 1 μm, 45 % à 6.8 wg ; 99.95
à 50 wg

Électrostatique
dépoussiéreurs

Plaque-fil
Assiette plate
Tubulaire
Humide

Les forces électriques sont utilisées pour déplacer les particules hors du flux de gaz vers des plaques de collecte

95–99.5 % pour les particules de 0.2 μm
99.25–99.9+ % pour les particules de 10 μm

Filtre(s)

Filtre à manches

Un tissu poreux élimine les particules du flux de gaz. Le gâteau de poussière poreux qui se forme alors sur le tissu
fait la filtration.

99.9 % pour les particules de 0.2 μm
99.5 % pour les particules de 10 μm

 

L'épurateur de gaz fait partie d'un système complexe composé de hottes, de conduits, de ventilateurs, d'épurateurs et de cheminées. La conception, les performances et l'entretien de chaque pièce affectent les performances de toutes les autres pièces et du système dans son ensemble.

Il convient de noter que l'efficacité du système varie considérablement pour chaque type de nettoyeur, en fonction de sa conception, de l'apport d'énergie et des caractéristiques du flux de gaz et du contaminant. Par conséquent, les rendements des échantillons du tableau 5 ne sont que des approximations. La variation d'efficacité est démontrée avec les épurateurs par voie humide dans le tableau 5. L'efficacité de collecte des épurateurs par voie humide passe de 98.5 % pour les particules de 5 μm à 45 % pour les particules de 1 μm à la même chute de pression dans l'épurateur (6.8 po de jauge d'eau (wg )). Pour la même taille de particule, 1 μm, l'efficacité passe de 45 % d'efficacité à 6.8 wg à 99.95 à 50 wg. Par conséquent, les épurateurs de gaz doivent être adaptés au flux de gaz spécifique en question. L'utilisation d'appareils génériques n'est pas recommandée.

Élimination des déchets

Lors de la sélection et de la conception des systèmes d'épuration des gaz, une attention particulière doit être accordée à l'élimination en toute sécurité des matériaux collectés. Comme le montre le tableau 6, certains procédés produisent de grandes quantités de contaminants. Si la plupart des contaminants sont collectés par l'équipement d'épuration des gaz, il peut y avoir un problème d'élimination des déchets dangereux.

Tableau 6. Exemples de taux d'émissions non contrôlées pour certains procédés industriels

Origine industrielle

Taux d'émission

Four électrique de 100 tonnes

257 tonnes/an de particules

Turbine à pétrole/gaz de 1,500 XNUMX MM BTU/h

444 lb/h SO2

Incinérateur de 41.7 tonnes/h

208 lb/h NONx

100 camions/jour couche transparente

3,795 XNUMX lb/semaine de matières organiques

 

Dans certains cas, les déchets peuvent contenir des produits de valeur qui peuvent être recyclés, tels que des métaux lourds provenant d'une fonderie ou des solvants provenant d'une ligne de peinture. Les déchets peuvent être utilisés comme matière première pour un autre processus industriel - par exemple, le dioxyde de soufre collecté sous forme d'acide sulfurique peut être utilisé dans la fabrication d'engrais.

Lorsque les déchets ne peuvent pas être recyclés ou réutilisés, l'élimination peut ne pas être simple. Non seulement le volume peut être un problème, mais ils peuvent eux-mêmes être dangereux. Par exemple, si l'acide sulfurique récupéré d'une chaudière ou d'une fonderie ne peut pas être réutilisé, il devra être traité davantage pour le neutraliser avant son élimination.

Dispersion

La dispersion peut réduire la concentration d'un polluant sur une cible. Cependant, il faut se rappeler que la dispersion ne réduit pas la quantité totale de matière quittant une plante. Une grande cheminée permet uniquement au panache de s'étaler et de se diluer avant qu'il n'atteigne le niveau du sol, où des cibles sensibles sont susceptibles d'exister. Si le polluant est principalement une nuisance, telle qu'une odeur, la dispersion peut être acceptable. Cependant, si le matériau est persistant ou cumulatif, comme les métaux lourds, la dilution peut ne pas être une réponse à un problème de pollution de l'air.

La dispersion doit être utilisée avec prudence. Les conditions météorologiques locales et de surface du sol doivent être prises en considération. Par exemple, dans les climats plus froids, en particulier avec une couverture de neige, il peut y avoir de fréquentes inversions de température qui peuvent piéger les polluants près du sol, entraînant des expositions étonnamment élevées. De même, si une usine est située dans une vallée, les panaches peuvent monter et descendre dans la vallée, ou être bloqués par les collines environnantes, de sorte qu'ils ne s'étendent pas et ne se dispersent pas comme prévu.

Contrôles administratifs

En plus des systèmes technologiques, il existe un autre groupe de contrôles qui doivent être pris en compte dans la conception globale d'un système de contrôle de la pollution de l'air. Pour la plupart, ils sont issus des outils de base de l'hygiène industrielle.

Substitution

L'une des méthodes d'hygiène professionnelle préférées pour contrôler les risques environnementaux sur le lieu de travail consiste à substituer un matériau ou un procédé plus sûr. Si un processus ou un matériau plus sûr peut être utilisé et les émissions nocives évitées, le type ou l'efficacité des contrôles devient théorique. Il vaut mieux éviter le problème que d'essayer de corriger une mauvaise première décision. Des exemples de substitution comprennent l'utilisation de combustibles plus propres, des couvertures pour le stockage en vrac et des températures réduites dans les séchoirs.

Cela s'applique aux achats mineurs ainsi qu'aux principaux critères de conception de l'usine. Si seuls des produits ou des processus respectueux de l'environnement sont achetés, il n'y aura aucun risque pour l'environnement, à l'intérieur ou à l'extérieur. Si le mauvais achat est fait, le reste du programme consiste à essayer de compenser cette première décision. Si un produit ou un processus peu coûteux mais dangereux est acheté, il peut nécessiter des procédures et un équipement de manutention spéciaux, ainsi que des méthodes d'élimination spéciales. En conséquence, l'article à faible coût peut n'avoir qu'un faible prix d'achat, mais un prix élevé pour son utilisation et son élimination. Peut-être qu'un matériau ou un procédé plus sûr mais plus coûteux aurait été moins coûteux à long terme.

Ventilation locale

Des contrôles sont nécessaires pour tous les problèmes identifiés qui ne peuvent être évités en remplaçant des matériaux ou des méthodes plus sûrs. Les émissions commencent au chantier individuel, pas à la cheminée. Un système de ventilation qui capture et contrôle les émissions à la source aidera à protéger la communauté s'il est correctement conçu. Les hottes et conduits du système de ventilation font partie du système total de dépollution de l'air.

Un système de ventilation locale est préférable. Il ne dilue pas les contaminants et fournit un flux de gaz concentré plus facile à nettoyer avant rejet dans l'environnement. L'équipement de nettoyage des gaz est plus efficace lors du nettoyage de l'air avec des concentrations plus élevées de contaminants. Par exemple, une hotte de capture au-dessus du bec verseur d'un four à métaux empêchera les contaminants de pénétrer dans l'environnement et acheminera les fumées vers le système d'épuration des gaz. Dans le tableau 5, on peut voir que les efficacités de nettoyage pour les nettoyants à absorption et à adsorption augmentent avec la concentration du contaminant, et les nettoyants à condensation ne sont pas recommandés pour les faibles niveaux (<2,000 XNUMX ppm) de contaminants.

Si les polluants ne sont pas captés à la source et qu'on les laisse s'échapper par les fenêtres et les ouvertures de ventilation, ils deviennent des émissions fugitives incontrôlées. Dans certains cas, ces émissions fugitives non contrôlées peuvent avoir un impact important sur le voisinage immédiat.

Isolement

L'isolement - la localisation de l'usine loin des cibles sensibles - peut être une méthode de contrôle majeure lorsque les contrôles techniques sont inadéquats en eux-mêmes. Cela peut être le seul moyen d'atteindre un niveau de contrôle acceptable lorsqu'il faut s'appuyer sur la meilleure technologie de contrôle disponible (BACT). Si, après avoir appliqué les meilleurs contrôles disponibles, un groupe cible est toujours à risque, il faut envisager de trouver un autre site où les populations sensibles ne sont pas présentes.

L'isolement, tel que présenté ci-dessus, est un moyen de séparer une plante individuelle des cibles sensibles. Un autre système d'isolement est celui où les autorités locales utilisent le zonage pour séparer les classes d'industries des cibles sensibles. Une fois que les industries ont été séparées des populations cibles, la population ne devrait pas être autorisée à se déplacer à côté de l'installation. Bien que cela semble être du bon sens, il n'est pas utilisé aussi souvent qu'il le devrait.

Procédures de travail

Des procédures de travail doivent être élaborées pour s'assurer que l'équipement est utilisé correctement et en toute sécurité, sans risque pour les travailleurs ou l'environnement. Les systèmes complexes de pollution de l'air doivent être correctement entretenus et exploités s'ils doivent faire leur travail comme prévu. Un facteur important à cet égard est la formation du personnel. Le personnel doit être formé à l'utilisation et à l'entretien de l'équipement afin de réduire ou d'éliminer la quantité de matières dangereuses émises sur le lieu de travail ou dans la communauté. Dans certains cas, BACT s'appuie sur les bonnes pratiques pour garantir des résultats acceptables.

Surveillance en temps réel

Un système basé sur la surveillance en temps réel n'est pas populaire et n'est pas couramment utilisé. Dans ce cas, la surveillance continue des émissions et de la météorologie peut être combinée à la modélisation de la dispersion pour prédire les expositions sous le vent. Lorsque les expositions prévues approchent des niveaux acceptables, les informations sont utilisées pour réduire les taux de production et les émissions. Il s'agit d'une méthode inefficace, mais qui peut constituer une méthode de contrôle provisoire acceptable pour une installation existante.

L'inverse de ceci pour annoncer des avertissements au public lorsque les conditions sont telles que des concentrations excessives de contaminants peuvent exister, afin que le public puisse prendre les mesures appropriées. Par exemple, si un avertissement est envoyé indiquant que les conditions atmosphériques sont telles que les niveaux de dioxyde de soufre sous le vent d'une fonderie sont excessifs, les populations sensibles telles que les asthmatiques sauront qu'il ne faut pas sortir. Encore une fois, cela peut être un contrôle provisoire acceptable jusqu'à ce que des contrôles permanents soient installés.

La surveillance atmosphérique et météorologique en temps réel est parfois utilisée pour éviter ou réduire les événements majeurs de pollution atmosphérique lorsque plusieurs sources peuvent exister. Lorsqu'il devient évident que des niveaux excessifs de pollution de l'air sont probables, l'utilisation personnelle des voitures peut être restreinte et les principales industries émettrices fermées.

Entretien/ménage

Dans tous les cas, l'efficacité des contrôles dépend d'un entretien adéquat ; l'équipement doit fonctionner comme prévu. Non seulement les contrôles de la pollution de l'air doivent être maintenus et utilisés comme prévu, mais les processus générant des émissions potentielles doivent être maintenus et exploités correctement. Un exemple de processus industriel est un séchoir à copeaux de bois avec un contrôleur de température défaillant ; si le séchoir fonctionne à une température trop élevée, il émettra plus de matériaux, et peut-être un type de matériau différent, du bois en train de sécher. Un exemple d'entretien d'épurateur de gaz affectant les émissions serait un filtre à manches mal entretenu avec des sacs cassés, ce qui permettrait aux particules de passer à travers le filtre.

L'entretien ménager joue également un rôle important dans le contrôle des émissions totales. Les poussières qui ne sont pas rapidement nettoyées à l'intérieur de l'usine peuvent se réentraîner et présenter un danger pour le personnel. Si les poussières sont transportées à l'extérieur de l'usine, elles constituent un danger pour la communauté. Un mauvais entretien dans la cour de l'usine pourrait présenter un risque important pour la communauté. Les matériaux en vrac non recouverts, les déchets végétaux ou les poussières soulevées par les véhicules peuvent entraîner le transport de polluants par les vents dans la communauté. Garder la cour propre, en utilisant des conteneurs ou des sites de stockage appropriés, est important pour réduire les émissions totales. Un système doit non seulement être conçu correctement, mais aussi être utilisé correctement si la communauté doit être protégée.

Le pire exemple de mauvais entretien et de mauvaise gestion serait l'usine de récupération du plomb avec un convoyeur de poussière de plomb cassé. La poussière a pu s'échapper du convoyeur jusqu'à ce que le tas soit si haut que la poussière puisse glisser le long du tas et sortir par une fenêtre cassée. Les vents locaux ont ensuite transporté la poussière dans le quartier.

Équipement pour l'échantillonnage des émissions

L'échantillonnage à la source peut être effectué pour plusieurs raisons :

  • Caractériser les émissions. Pour concevoir un système de contrôle de la pollution de l'air, il faut savoir ce qui est émis. Non seulement le volume de gaz, mais aussi la quantité, l'identité et, dans le cas des particules, la répartition granulométrique du matériau émis doivent être connus. Les mêmes informations sont nécessaires pour répertorier les émissions totales d'un quartier.
  • Pour tester l'efficacité des équipements. Une fois qu'un système de contrôle de la pollution de l'air a été acheté, il doit être testé pour s'assurer qu'il fait le travail prévu.
  • Dans le cadre d'un système de contrôle. Lorsque les émissions sont surveillées en permanence, les données peuvent être utilisées pour affiner le système de contrôle de la pollution de l'air ou le fonctionnement de l'usine elle-même.
  • Pour déterminer la conformité. Lorsque les normes réglementaires incluent des limites d'émission, l'échantillonnage des émissions peut être utilisé pour déterminer la conformité ou la non-conformité aux normes.

 

Le type de système d'échantillonnage utilisé dépendra de la raison du prélèvement des échantillons, des coûts, de la disponibilité de la technologie et de la formation du personnel.

Émissions visibles

Lorsque l'on souhaite réduire le pouvoir salissant de l'air, améliorer la visibilité ou empêcher l'introduction d'aérosols dans l'atmosphère, les normes peuvent être basées sur les émissions visibles.

Les émissions visibles sont composées de petites particules ou de gaz colorés. Plus un panache est opaque, plus il émet de matière. Cette caractéristique est évidente à vue et des observateurs entraînés peuvent être utilisés pour évaluer les niveaux d'émission. L'utilisation de cette méthode d'évaluation des normes d'émission présente plusieurs avantages :

  • Aucun équipement coûteux n'est nécessaire.
  • Une personne peut faire plusieurs observations en une journée.
  • Les opérateurs d'usine peuvent évaluer rapidement les effets des changements de processus à faible coût.
  • Les contrevenants peuvent être cités sans tests de source fastidieux.
  • Les émissions douteuses peuvent être localisées et les émissions réelles ensuite déterminées par des tests à la source comme décrit dans les sections suivantes.

 

Échantillonnage extractif

Une méthode d'échantillonnage beaucoup plus rigoureuse nécessite qu'un échantillon du flux de gaz soit retiré de la cheminée et analysé. Bien que cela semble simple, cela ne se traduit pas par une simple méthode d'échantillonnage.

L'échantillon doit être prélevé de manière isocinétique, en particulier lorsque des particules sont prélevées. L'échantillonnage isocinétique est défini comme un échantillonnage en aspirant l'échantillon dans la sonde d'échantillonnage à la même vitesse que le matériau se déplace dans la cheminée ou le conduit. Cela se fait en mesurant la vitesse du flux de gaz avec un tube de Pitot, puis en ajustant le taux d'échantillonnage de sorte que l'échantillon pénètre dans la sonde à la même vitesse. Ceci est essentiel lors de l'échantillonnage des particules, car les particules plus grosses et plus lourdes ne suivront pas un changement de direction ou de vitesse. En conséquence, la concentration de particules plus grosses dans l'échantillon ne sera pas représentative du flux de gaz et l'échantillon sera imprécis.

Un train d'échantillons pour le dioxyde de soufre est illustré à la figure 1. Ce n'est pas simple et un opérateur formé est nécessaire pour s'assurer qu'un échantillon est correctement prélevé. Si autre chose que du dioxyde de soufre doit être échantillonné, les impacteurs et le bain de glace peuvent être retirés et le dispositif de collecte approprié inséré.

Figure 1. Schéma d'un train d'échantillonnage isocinétique pour le dioxyde de soufre

EPC050F2

L'échantillonnage extractif, en particulier l'échantillonnage isocinétique, peut être très précis et polyvalent, et a plusieurs utilisations :

  • Il s'agit d'une méthode d'échantillonnage reconnue avec des contrôles de qualité adéquats, et peut donc être utilisée pour déterminer la conformité aux normes.
  • La précision potentielle de la méthode la rend appropriée pour les tests de performance de nouveaux équipements de contrôle.
  • Étant donné que les échantillons peuvent être collectés et analysés dans des conditions de laboratoire contrôlées pour de nombreux composants, il est utile de caractériser le flux de gaz.

 

Un système d'échantillonnage simplifié et automatisé peut être connecté à un analyseur continu de gaz (capteurs électrochimiques, photométriques ultraviolets ou à ionisation de flamme) ou de particules (néphélomètre) pour surveiller en permanence les émissions. Cela peut fournir une documentation sur les émissions et l'état de fonctionnement instantané du système de contrôle de la pollution de l'air.

Échantillonnage in situ

Les émissions peuvent également être échantillonnées dans la cheminée. La figure 2 est une représentation d'un transmissomètre simple utilisé pour mesurer les matériaux dans le flux de gaz. Dans cet exemple, un faisceau de lumière est projeté à travers la pile vers une cellule photoélectrique. Les particules ou le gaz coloré absorberont ou bloqueront une partie de la lumière. Plus il y a de matière, moins la cellule photoélectrique recevra de lumière. (Voir figure 2.)

Figure 2. Un transmissomètre simple pour mesurer les particules dans une cheminée

EPC050F1

En utilisant différentes sources lumineuses et détecteurs tels que la lumière ultraviolette (UV), les gaz transparents à la lumière visible peuvent être détectés. Ces dispositifs peuvent être réglés sur des gaz spécifiques et peuvent ainsi mesurer la concentration de gaz dans le flux de déchets.

An sur place Le système de surveillance présente un avantage par rapport à un système extractif en ce qu'il peut mesurer la concentration dans l'ensemble de la cheminée ou du conduit, tandis que la méthode extractive ne mesure les concentrations qu'au point d'où l'échantillon a été extrait. Cela peut entraîner une erreur importante si le flux de gaz échantillon n'est pas bien mélangé. Cependant, la méthode extractive offre plus de méthodes d'analyse et peut donc peut-être être utilisée dans plus d'applications.

Depuis l' sur place Le système fournit une lecture continue, il peut être utilisé pour documenter les émissions ou pour affiner le système d'exploitation.

 

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Table des matières

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