Protection des eaux de surface et souterraines contre les déchets de combustion du charbon grâce à la technologie des résidus épaissis

Sue Longo

Associée principale et chargée de projets de niveau senior

Les préoccupations du public et des organismes de réglementation au sujet des risques pour les eaux de surface et souterraines incitent les centrales au charbon à chercher de meilleures façons de gérer leurs déchets. Golder travaille sur une solution fondée sur l’application novatrice d’une technologie plus souvent utilisée dans le contexte de l’exploitation minière en roche dure.

L’enjeu est de résoudre l’un des problèmes les plus urgents que cause la production d’électricité à partir du charbon : empêcher la migration des contaminants (p. ex. métaux lourds) provenant des déchets de combustion. Ces matières dangereuses pour l’environnement, appelées « résidus de combustion du charbon » (RCC), sont constituées des cendres restantes après la combustion du charbon et peuvent contenir de fortes concentrations de plomb, d’arsenic, de sélénium et de mercure, entre autres. Les RCC sont généralement composés de cendres volantes (particules petites et légères) et de cendres résiduelles (particules grosses et lourdes).

Les RCC sont généralement stockés sous l’eau dans des bassins de rétention, ce qui a toujours été la solution la plus simple et la plus économique, surtout lorsque le bassin était situé sur le terrain de la centrale et près de l’endroit où sont produits les déchets. Ces bassins de stockage retiennent de plus en plus l’attention du public et des organismes de réglementation, surtout à cause de vieilles centrales dont le bassin de rétention n’est pas doté d’une membrane. À ces endroits, il peut y avoir migration des contaminants dans les eaux de surface et souterraines. En outre, une reconnaissance croissante du risque de rupture de digue pousse les centrales où les RCC sont stockés dans la boue à envisager des solutions d’élimination sèche.

Utilisation de la technologie des résidus épaissis pour bien confiner les éléments constitutifs des RCC

La solution de Golder, qui a donné de bons résultats sur des sites d’essai, consiste à appliquer une technologie qui est utilisée efficacement dans un autre domaine depuis des décennies.

L’exploitation minière en roche dure produit des résidus miniers, qui sont aussi une matière à grains fins et qui, comme la cendre de charbon, contiennent des constituants préoccupants devant être isolés des récepteurs des eaux de surface et souterraines. Une solution de plus en plus courante que Golder applique est l’assèchement des résidus et la combinaison avec un liant (p. ex. du ciment) au besoin, ainsi qu’avec d’autres réactifs. La « pâte » qui en résulte, qui a un peu la consistance du dentifrice, peut être éliminée en toute sécurité en surface ou sous terre. Dans certains cas, les cendres volantes que contiennent les RCC présentent déjà des propriétés cimentaires et peuvent donc remplacer avantageusement les liants ajoutés.

L’un des avantages de cette pâte est qu’une fois acheminée vers un site d’élimination par pipeline, elle durcit en produisant peu ou pas de perte d’eau et forme une masse ferme qui confine les métaux et autres matières problématiques. Lorsqu’elle a durci, la masse de pâte peut être éliminée à l’aide des techniques habituelles d’élimination à sec. Certains États américains ont adopté des lois qui obligent les entreprises à retirer tous les RCC des bassins et à les déposer dans des sites d’enfouissement aménagés à cette fin. La pâte fabriquée à partir des RCC peut également être déposée dans ces sites d’enfouissement, puisqu’elle respecte des normes comme le test du filtre à peinture et d’autres exigences réglementaires.

L’élimination souterraine des résidus épaissis empêche l’affaissement du sol en surface et l’effondrement souterrain

Dans le domaine de l’extraction en roche dure, les résidus épaissis sont souvent pompés sous terre pour remplir les vides et les tunnels aménagés dans la mine. On prévient ainsi l’effondrement, ce qui permet de poursuivre l’exploitation dans la roche adjacente. Un autre avantage est que la masse de pâte empêche l’écoulement de l’eau dans la mine (l’« eau d’exhaure »), qui pourrait être contaminée par les métaux et les sels présents dans la roche et venir ensuite contaminer les eaux souterraines et de surface.

Ces deux avantages — le soutien des ouvrages abandonnés et la prévention de l’écoulement de l’eau d’exhaure — peuvent également être obtenus avec de la pâte faite de cendre de charbon. De nombreuses centrales sont situées à proximité des mines d’où provient le charbon qu’elles utilisent afin de réduire les coûts de transport. Il serait donc possible de prendre la pâte fabriquée à partir des déchets de la centrale et de la pomper dans les galeries abandonnées de la mine. En plus d’empêcher l’écoulement de l’eau d’exhaure, la pâte peut réduire le risque d’effondrement des galeries et de propagation à la surface à partir des vides de faible profondeur. Au bout du compte, cela permet de réduire ou d’éliminer le risque d’affaissement, qui préoccupe beaucoup de gens dans les régions où il y a des mines de charbon.

Traitement durable des déchets liquides de la production d’électricité à partir du charbon

En plus des matières solides contenant des métaux, la combustion du charbon produit des liquides comme les eaux usées de désulfuration des gaz de combustion (DGC), c’est-à-dire de l’eau qui a été utilisée pour éliminer le soufre de la cheminée d’échappement et qui contient de nombreux constituants préoccupants. En outre, les eaux usées de DGC sont particulièrement difficiles à traiter selon une norme respectant les exigences réglementaires.

L’un des aspects de la production de pâte qui peut devenir un avantage, c’est la nécessité de mélanger de l’eau aux constituants pour créer la pâte. L’utilisation des eaux usées de DGC peut aider à produire un produit de pâte qui présente bon nombre des propriétés du « ciment romain », c’est-à-dire un produit qui devient de plus en plus solide avec le temps grâce à la formation de minéraux secondaires, laquelle confine les constituants préoccupants présents dans les eaux usées. Cette approche permet également de réduire l’impact environnemental associé à l’élimination de ces eaux usées et de réduire au minimum le recours à l’eau de source propre.

Surmonter les obstacles juridiques et réglementaires à l’utilisation des RCC épaissis

La technologie des résidus épaissis est mature et fiable, ayant fait ses preuves au fil de décennies d’utilisation partout dans le monde par le secteur minier, ainsi que par plusieurs centrales au charbon. Il existe un large éventail de fournisseurs capables de fournir l’équipement et les intrants nécessaires. Le travail de Golder sur de nombreux sites a démontré que pratiquement toutes les cendres de charbon et les eaux usées de DGC peuvent être utilisées pour créer un produit de pâte efficace. Du point de vue technique, il n’y a donc pas d’obstacles importants à l’utilisation de la technologie des résidus épaissis pour traiter les RCC.

Selon les conversations que nous avons eues avec des membres du secteur de l’énergie, ainsi que les présentations auxquelles nous avons assisté dans le cadre de conférences de l’industrie, les principaux obstacles à la mise en œuvre de la solution des RCC épaissis sont l’incertitude sur le plan réglementaire et les préoccupations au sujet des ramifications juridiques. Lorsque les organismes de réglementation se seront mieux familiarisés avec la technologie des résidus épaissis et auront pris conscience du fait qu’elle peut atténuer l’impact des RCC, les centrales disposeront d’un nouveau moyen pour gérer efficacement leurs déchets et protéger les eaux de surface et souterraines.

Pour en savoir plus sur une autre application innovatrice de la technologie des pâtes — la prévention de la propagation de constituants dangereux par les pipelines désaffectés — lisez l’article intitulé « Une solution de rechange pour les pipelines désaffectés ».

Sue Longo

Associée principale et chargée de projets de niveau senior

À Propos De L’auteur

Related Insights

Golder utilise des témoins de navigation (« cookies ») afin de vous offrir la meilleure expérience possible sur notre site Web. En continuant à utiliser ce site Web, nous supposons que vous consentez à recevoir tous les témoins sur notre site Web.

D’ACCORD Plus d'information