Formation «Planification, construction, exploitation et fermeture des décharges contrôlées au Maroc»

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1 Formation «Planification, construction, exploitation et fermeture des décharges contrôlées au Maroc» un projet du Programme de Gestion et de Protection de l Environnement en Maroc (PGPE) en coopération avec Mai 24/ MiS Formation Décharges contrôlées Module 3 Module 3 : Gestion de projet Code de Bonnes Pratiques (CBP) 3 2 ème JOUR Présentation 6 : Gestion de la qualité pendant les travaux 09:00 09:45 Présentation 7 : Gestion de la qualité Exploitation 09:45 10:30 Présentation 8 : Manuel d exploitation d une décharge 11:00 11:30 : Prétraitement des déchets (PMB / DD) 11:30 12:30 Présentation 10 : Gestion des eaux 14:00 14:30 Présentation 11 : Mesures d hygiène et de sécurité 14:30 15:00 Présentation 12 : Coûts d investissement et d'exploitation 15:00 15:15 Présentation 13 : Désaffectation et post-exploitation 15:15 15:30 Discussion : Questions / Réponses 15:30 16:00 Examen final du module 3 16:00 17:00

2 : Prétraitement des déchets 1. Pourquoi prétraiter les déchets? 2. Comment prétraiter les déchets? 3. Le Prétraitement mécano-biologique - PMB 4. Le Traitement des déchets dangereux 5. Conclusion Mai 24/ MiS Formation Décharges contrôlées Module 3 1. Pourquoi prétraiter les déchets? Emissions de lixiviats Source: Décharge de Larache, Maroc, 20 Mai 24/ MiS Formation Décharges contrôlées Module 3

3 1. Pourquoi prétraiter les déchets? Emissions de gaz de décharge Mai 24/ MiS 1. Pourquoi prétraiter les déchets? Incendies Source: Décharge de Meknès, Maroc, 2009 Formation Décharges contrôlées Module 3 Source: Décharge de Tanger, Maroc, 20 Mai 24/ MiS Formation Décharges contrôlées Module 3

4 1. Pourquoi prétraiter les déchets? Présence de chiffoniers

5 1. Pourquoi prétraiter les déchets? Quelles fractions des déchets sont responsables des émissions, nuisances et autres problèmes sanitaires? Emissions / Nuisances Lixiviats Gaz de décharge Déchets responsables Déchets organiques (eau et charge en DBO, DCO) Déchets dangereux (charge en métaux lourds, etc.) Déchets organiques => fermentation Incendies Tous les déchets combustibles : Déchets organiques, papiers, cartons, plastiques Chiffoniers Animaux Les déchets recyclables : bois, papiers, cartons, plastiques PET, métaux (canettes en aluminium, cuivre, etc.), verre Déchets organiques 1. Pourquoi prétraiter les déchets? Quelles fractions des déchets sont responsables des émissions, nuisances et autres problèmes sanitaires? Récapitulons : Les déchets recyclables : Bois, papiers, cartons, plastiques (PET), verre, métaux, etc. Les déchets organiques Déchets de cuisine, déchets verts, etc. Les déchets dangereux Solides (piles, etc.), pâteux (boues industrielles, etc.), liquides, déchets hospitaliers non stérilisés, etc.

6 : Prétraitement des déchets 1. Pourquoi prétraiter les déchets? 2. Comment prétraiter les déchets? 3. Le Prétraitement mécano-biologique - PMB 4. Le Traitement des déchets dangereux 5. Conclusion 2. Comment prétraiter les déchets? 2.1 Les déchets recyclables Pas de secret : il faut TRIER! Quand? Avant la mise en décharge! Où? Sur le site Quel est l intérêt par rapport au système actuel? Conditions d hygiène : TRI en dehors de la zone d enfouissement Utilisation d équipements de sécurité Création d emplois : Emploi des chiffoniers par exemple Revente des matières recyclables

7 2. Comment prétraiter les déchets? 2.2 Les déchets organiques (biodégradables) Composition des déchets ménagers Au Maroc En Europe 2. Comment prétraiter les déchets? 2.2 Les déchets organiques (biodégradables) Comment peut-on réduire la part de déchets organiques sur les décharges?

8 Est-ce une option? 2. Comment prétraiter les déchets? et qui mange la vache? 2. Comment prétraiter les déchets? 2.2 Les déchets organiques (biodégradables) On utilise un prétraitement biologique pour dégrader la matière organique avant la mise en décharge : ex: compostage, méthanisation en biodigesteur Il peut être combiné à un traitement mécanique ( = tri des déchets) Il peut être adapté de façon à produire des combustibles secondaires (RDF) Quel est l intérêt par rapport au système actuel? Gain de place dans la décharge (augmentation de la rentabilité) Forte diminution des émissions (lixiviats, gaz, odeurs)

9 2. Comment prétraiter les déchets? 2.3 Les déchets dangereux Solides exemples : amiante, déchets contenant métaux lourds, etc. Si pas de présence d eau : les polluants ne peuvent pas migrer et polluer l environnement => Mise en décharge directe Pâteux exemples : boues industrielles (substances dangereuses), etc. Humides : possibilité de migration des polluants Pâteux : Aucune stabilité du corps de la décharge : glissements etc. Liquides exemples : solvants, déchets liquides industriels, etc. Liquide : migration des polluants directement dans les lixiviats Alors autant traiter les déchets liquides plutôt que les lixiviats!!! Problème de stabilité également : Prétraitement des déchets 1. Pourquoi prétraiter les déchets? 2. Comment prétraiter les déchets? 3. Le Prétraitement mécano-biologique - PMB 4. Le Traitement des déchets dangereux 5. Conclusion

10 Le prétraitement mécano-biologique, qu est-ce que c est? Un traitement mécanique Objectif : la valorisation des matières recyclables Un traitement microbiologique Objectif : la stabilisation des déchets organiques par décomposition de leur fraction fermentescible Le principe : 1ère phase : Traitement Mécanique Tri / Séparation des déchets recyclables, encombrants et dangereux Effet : Diminution du volume de déchets à mettre en décharge 2ème phase : Traitement Biologique Option n 1: Traitement en aérobie (avec O 2 ) compostage Option n 2: Traitement en anaérobie (sans O 2 ) méthanisation Effet : Diminution de la teneur en eau et de la fraction organique des déchets

11 Pré-traitement Mécano-Biologique des déchets (PMB) avant la mise en décharge Déchets Prétraitement Tri sélectif des déchets recyclables et gênants Traitement Mécanique Prétraitement Tri sélectif des déchets recyclables et gênants Prétraitement Tri sélectif des déchets recyclables et gênants Recyclables D. gênants Traitement Biologique Traitement anaérobie (Production de biogaz) Traitement aérobie (Déchets plus adaptés pour la mise en décharge) Séchage biologique (Production de RDF) Biogaz / Energie Engrais* Déchets ultimes Compost* Déchets ultimes RDF Déchets ultimes Produit souhaité Sous-produit Déchets ultimes vers décharge * La qualité dépend de la composition des déchets à traiter. 1 ère étape : Le traitement mécanique Ouverture des sacs et pré-broyage des déchets Elimination manuelle des déchets encombrants Homogénéisation et humidification Tri des matières recyclables, encombrantes et dangereuses

12 1 ère étape : Le traitement mécanique Réception des déchets 1 ère étape : Le traitement mécanique Prébroyage / Ouverture des sacs

13 1 ère étape : Le traitement mécanique Séparation de la fraction organique/non-organique et homogénéisation 1 ère étape : Le traitement mécanique Séparation de la fraction organique/non-organique et homogénéisation

14 1ère étape : Le traitement mécanique Séparation des métaux Mai 24/ MiS 1ère étape : Le traitement mécanique Formation Décharges contrôlées Module 3 Tri des matières recyclables Mai 24/ MiS Formation Décharges contrôlées Module 3

15 1 ère étape : Le traitement mécanique Tri des matières recyclables 1 ère étape : Le traitement mécanique Tri des matières recyclables

16 1 ère étape : Le traitement mécanique Les déchets triés Métaux Plastiques 1 ère étape : Le traitement mécanique Compactage et stockage des déchets triés

17 1 ère étape : Le traitement mécanique Fraction à haut pouvoir calorifique production d un combustible secondaire (RDF) pour les cimenteries 1 ère étape : Le traitement mécanique Préparation d un combustible secondaire

18 1 ère étape : Le traitement mécanique Préparation d un combustible secondaire 1 ère étape : Le traitement mécanique Stockage et transport vers les cimenteries!"

19 2ème étape : Le traitement biologique Il existe deux types de traitement de la fraction organique : le traitement en anaérobie : avec présence d eau, sans oxygène biogaz (digesteur) le traitement en aérobie : avec présence d eau et d oxygène compostage 2ème étape : Le traitement biologique Option n 1 (en anaérobie) Option n 1 : Le traitement en anaérobie (méthanisation en digesteur) La digestion anaérobie (ou méthanisation) est le processus naturel biologique de dégradation de la matière organique en absence d'oxygène Réduction de la fraction biologique des déchets à l état de compost (utilisation selon la qualité des déchets, sinon mise en décharge) Production de biogaz Toute matière organique (biomasse) telle que déchets végétaux, déchets de cuisine, déchets verts, boues d épuration

20 2ème étape : Le traitement biologique Option n 1 (en anaérobie) Digesteurs 2ème étape : Le traitement biologique Option n 1 (en anaérobie) Avantages Technologie permettant la réduction des quantités de déchets à éliminer et leur stabilisation Méthode de prétraitement attractive avant la mise en décharge : Réduction drastique des émissions Production de produits dérivés : compost/biogaz Utilisation du biogaz pour production d énergie Inconvénients Technologie moderne très sensible et à coûts élevés : Matière entrante doit toujours avoir une qualité homogène Le processus est très sensible, les conditions dans le digesteur (température, humidité, etc.) ne doivent pas varier Maintenance intensive du système Coûts d investissement et d exploitation élevés Besoins en énergie importants (énergie résiduelle peu être vendue)

21 2ème étape : Le traitement biologique Option n 2 (en aérobie) Option n 2 : Le traitement en aérobie (compostage) Le compostage est un processus naturel biologique de dégradation de la matière organique en présence d oxygène par les microorganismes. Réduction de la fraction biologique des déchets à l état de compost (utilisation selon la qualité des déchets, sinon mise en décharge) Toute matière organique (biomasse) telle que déchets végétaux, déchets de cuisine, déchets verts, boues d épuration Les matériaux structurants (bois et papier) peuvent être réemployés comme matière entrante dans le processus pour améliorer le compostage. 2ème étape : Le traitement biologique Option n 2 (en aérobie) Règles de base pour un traitement optimal : Composition équilibrée des déchets traités Rapport C/N de l'ordre de Porosité adaptée au mode de compostage (matériaux structurants) Maintien d une bonne aération Maintien d'une humidité d environ 60 % en phase initiale Approvisionnement en eau si nécessaire Protection contre une humidification / un séchage incontrôlé(e) Couverture des andains de matériau à traiter par un toit ou une bâche contre les pluies et le soleil

22 2ème étape : Le traitement biologique Option n 2 (en aérobie) Aération passive (à l air libre) Matériau bien structuré et homogène Echange d O 2 et de CO 2 Production de chaleur Echange d O 2 et de CO 2 Entrée d air 2ème étape : Le traitement biologique Option n 2 (en aérobie) Aération active (aération forcée) Résistance aux conditions climatiques Mesures de la température et du taux d oxygène Air Air Bâche semiperméable

23 2ème étape : Le traitement biologique Option n 2 (en aérobie) Les différentes technologies Compostage ouvert 2ème étape : Le traitement biologique Option n 2 (en aérobie) Les différentes technologies Compostage avec bâche semi-perméable

24 2ème étape : Le traitement biologique Option n 2 (en aérobie) Les différentes technologies Compostage semi-couvert 2ème étape : Le traitement biologique Option n 2 (en aérobie) Les différentes technologies Compostage fermé

25 2ème étape : Le traitement biologique Option n 2 (en aérobie) Les différentes technologies Compostage en box / conteneur 2ème étape : Le traitement biologique Option n 2 (en aérobie) Retournement des andains avec une chargeuse

26 2ème étape : Le traitement biologique Option n 2 (en aérobie) Retournement des andains avec une machine spéciale Les effets du traitement biologique : Eau + M.O Volume de déchets + Qtté et C des Lixiviats

27 Les effets du PMB : Augmentation de la densité des déchets + de masse de déchets dans le même volume de décharge Sans prétraitement Prétraitement mécanique Prétraitement mécanobiologique Les effets du PMB : Réduction de la production de biogaz Litres/kg de Matière sèche Déchets non-prétraités Déchets prétraités Simplification de l exploitation Les déchets prétraités produisent au maximum 5 à 10% de la quantité de biogaz produite par les déchets non prétraités.

28 Coûts du PMB (exemple) Unité Décharge seule 20 ans Décharge + PMB 20 ans Décharge + PMB 29 ans Décharge PMB Décharge PMB Décharge Tonnage Tonne Tonnage act. Tonne Investissement DNT DNT/t 27,43 20,73 25,65 19,06 20,78 Exploitation DNT Coûts actualisés Coûts actualisés du concept DNT/t 16,25 12,19 19,08 11,98 18,40 DNT DNT/t 43,69 32,91 44,73 31, 39,18 DNT DNT/t 43,69 55, ,5% 50, ,9% Avantages du prétraitement par rapport à un enfouissement direct : Valorisation matérielle (recyclage) ou énergétique (biogaz, combustibles secondaires) des déchets recyclables = revenus potentiels grâce à la vente Possibilité d intégration des chiffonniers dans le système (tri), réduction du risque sanitaire et des nuisances dues aux rongeurs et au bétail Les déchets prétraités rendent l exploitation de la décharge plus aisée Augmentation de la stabilité de la décharge (réduction des tassements et glissements) La quantité de déchets à mettre en décharge est réduite d environ 50% = prolongation de la durée de vie de la décharge Réduction des émissions de la décharge (lixiviats, gaz, etc.) > 90% et des odeurs La quantité et la concentration des lixiviats issus des déchets prétraités sont moins élevées, leur traitement est donc simplifié Inconvénient : Augmentation du coût de l élimination des déchets ~ max 25%

29 : Prétraitement des déchets 1. Pourquoi prétraiter les déchets? 2. Comment prétraiter les déchets? 3. Le Prétraitement mécano-biologique - PMB 4. Le Traitement des déchets dangereux 5. Conclusion 4. Le Traitement des déchets dangereux Comment traite-t-on les déchets dangereux en Europe? Recyclage (valorisation matière) Exemples : Les piles : métaux (acier, zinc, laiton, carbone et manganèse) et plastiques Les DEEE (Déchets d équipements électriques et électroniques) sont démantelés et les matériaux sont triés Les aérosols : destruction de la charge polluante, valorisation du métal et du plastique. Les tubes fluorescents : le verre est réutilisé pour fabriquer des tubes neufs, le mercure est recyclé. Certains solvants peuvent être régénérés (élimination des impuretés en suspension ou en solution par distillation). Incinération (valorisation énergétique) avec traitement des fumées Incinérateur spécialisé pour le traitement des déchets dangereux (ex: solvants non valorisables) Evapo-incinération ou évapo-concentration (réduction de la teneur en eau avant incinération pour augmenter le pouvoir calorifique du déchet) Co-incinération (en cimenterie par exemple) Stockage (mise en décharge) avec evtl. un traitement physico-chimique préalable Exemple : solides minéraux tels que l amiante, boues industrielles, etc. Sources :

30 4. Le Traitement des déchets dangereux Exemple de la France : Production de déchets dangereux : de tonnes / an (d après l inventaire de l ADEME, établi pour la période ) ~ 50% sont traitées par les établissements industriels qui les produisent. ~ 50% sont traitées par les centres collectifs spécialisés : Types d installation de traitement Nombre Quantité de déchets dangereux traitées en l an 2000 Incinérateurs de déchets dangereux tonnes 32 % Centres spécialisés dans l évapo-incinération tonnes 8 % Installations qui co-incinèrent les déchets (surtout des cimenteries) + de tonnes 26 % Centres de recyclage? DEEE : t en 20, Piles : t en 2009, etc. Sites de stockage (décharges de DD) tonnes 34 % Total + de tonnes 100 % Source : 4. Le Traitement des déchets dangereux Comment traite-t-on les déchets dangereux au Maroc? Actuellement : les déchets dangereux sont collectés avec les autres déchets (DM etc.) et enfouis sur les décharges existantes sans séparation particulière des différents types de déchets. A l avenir : La seule méthode de traitement envisageable pour les déchets dangereux à court terme, c-à-d, en attendant le développement au Maroc des possibilités de traitement plus avancées est : Le stockage = Mise en décharge de classe 3 avec si possible un traitement physico-chimique préalable

31 4. Le Traitement des déchets dangereux En quoi consiste le prétraitement des déchets dangereux (avant stockage)? Code de bonnes pratiques pour la stabilisation-solidification des déchets (dangereux) industriels avant leur mise en décharge en cours de préparation par la GIZ Le prétraitement des déchets est réalisés en plusieurs étapes (différentes selon les types de déchets) : Solidification Déchet solidifié : déchet traité pour lui conférer une structure physique solide massive (selon l Arrêté français du 30 décembre 20 relatif au stockage de déchets dangereux) Stabilisation Déchet stabilisé : déchet ayant de par ses caractéristiques intrinsèques ou par traitement spécifique un caractère polluant réduit précisé par des seuils fixés au point 3 de l'annexe I (selon l Arrêté français du 30 décembre 20 relatif au stockage de déchets dangereux) 4. Le Traitement des déchets dangereux En quoi consiste le prétraitement des déchets dangereux (avant stockage)? Solidification est la transformation du déchet en un solide compact (structure physique solide massive), sans modification du potentiel dangereux du déchet. Le but est de conférer au déchet une structure physique, durable dans le temps, afin de limiter au maximum les contacts déchet - milieu d accueil. Un déchet solidifié n'est donc pas forcément un déchet stabilisé. (Définition de l ADEME) Stabilisation Au niveau réglementaire, le terme stabilisation désigne l ensemble des techniques et opérations permettant d obtenir un déchet stabilisé. Du point de vue technique, la stabilisation consiste à améliorer la rétention chimique des polluants, afin de limiter leur solubilité et par conséquent leur rejet dans l'environnement (immobilisation chimique des polluants par formation de composés moins solubles). (Définition de l ADEME)

32 4. Le Traitement des déchets dangereux En quoi consiste le prétraitement des déchets dangereux (avant stockage)? On parle en général des procédés de stabilisation / solidification des déchets : Définition réglementaire : ensemble des techniques et opérations permettant d obtenir un déchet stabilisé. Définition technique : rétention optimum des polluants par leur transformation chimique ou physique, afin de limiter leur solubilité et par conséquent leur rejet dans l'environnement. Le résultat conduit, du fait de la nature des procédés appliqués, à une solidification du déchet : On distingue : les procédés «froids» : usage de liants hydrauliques ou organiques ou encore de différents réactifs. les procédés «chauds» comme la vitrification (fonte des déchets à haute température par torche à plasma, électro-brûleur, four à arc, etc). (Définition de l ADEME) 4. Le Traitement des déchets dangereux Objectifs du prétraitement des déchets dangereux Diminuer la mobilité des polluants contenus dans les déchets Améliorer les propriétés physico-chimiques des déchets pour maîtriser leur comportement à court terme afin de permettre leur mise en décharge. Diminuer le volume de déchets (diminution de la teneur en eau : par sédimentation par exemple) Attention : la composition et les propriétés des déchets à traiter doivent être bien connues (et régulièrement testée en laboratoire) pour adapter la formulation de traitement : Type / quantité d additifs et de réactifs : ciment, chaux, cendres volantes de centrales thermiques, etc. Quantité d eau

33 4. Le Traitement des déchets dangereux Une installation de stabilisation/solidification des déchets se compose de : Conteneurs et silos de stockage (Déchets, réactifs, additifs, etc.) Cellule de dosage des composants du mélange (eau, déchets, additifs, etc.) Unité de mélange (malaxeur par exemple) Instruments de mesure (capteurs, sondes, etc.) Système de contrôle de l installation (automatisme) 4. Le Traitement des déchets dangereux Traitement des déchets liquides par sédimentation Réception des déchets liquides Silos de sédimentation / eau Poste de dosage du floculant

34 4. Le Traitement des déchets dangereux Traitement des déchets par solidification/stabilisation (ciment, eau, etc.) Rampes: déchargement des déchets Skip: pesée des déchets Installation de stabilisation 4. Le Traitement des déchets dangereux Traitement des déchets par solidification/stabilisation (ciment, eau, etc.) Malaxeur Cellules de dosage de l eau et du ciment Vidange et conditionnement en big-bags

35 4. Le Traitement des déchets dangereux Système de contrôle et d acquisition des données - SCADA Ecran de contrôle du procédé de traitement des déchets Armoire électrique de l installation : Prétraitement des déchets 1. Pourquoi prétraiter les déchets? 2. Comment prétraiter les déchets? 3. Le Prétraitement mécano-biologique - PMB 4. Le Traitement des déchets dangereux 5. Conclusion

36 5. Conclusion Le traitement des déchets permet : Réduction à long terme des émissions et nuisances (lixiviats, gaz, feux, odeurs, etc.) Réduction des problèmes sanitaires (chiffoniers, animaux, etc.) Intégration des chiffoniers dans le traitement des déchets : Travail dans de meilleures conditions (emploi fixe, EPI) Recyclage et valorisation de la matière et de l énergie contenues dans les déchets mise en décharge des résidus de traitement dont on a extrait toute la matière et l énergie disponibles : déchets ultimes Diminution du volume de déchets : Augmentation de la durée de vie des sites d enfouissement Revente de la matière et de l énergie extraites des déchets Plastiques, papiers, métaux, etc. Electricité, chaleur, RDF, etc. Merci pour votre attention Gerd BURKHARDT Directeur général burkhardt@icp-ing.de Pélagie BALL Gestion de projets ball@icp-ing.de Auf der Breit Karlsruhe Allemagne

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