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Document technique sur l'incinération en discontinu de matières résiduelles

3.0 Processus en six étapes d'incinération en discontinu de matières résiduelles

Les six étapes recommandées pour l'incinération en discontinu de matières résiduelles sont les suivantes :

Le processus en six étapes aidera les propriétaires et les opérateurs d'incinérateurs de matières résiduelles à fonctionnement discontinu d'une capacité de 50 à 3 000 kg/charge à atteindre l'objectif visé par les Standards pancanadiens relatifs aux dioxines/furanes et au mercure tout en réduisant le risque de rejet d'autres substances toxiques dans l'environnement.

3.1 Étape 1 : Comprendre le flux de matières résiduelles

La première étape de la gestion des matières résiduelles consiste à comprendre la quantité et la composition des matières résiduelles produites. Une vérification des matières résiduelles devrait être effectuée, si possible, pour :

  • déterminer la quantité de matières résiduelles générées par les différentes étapes d'une opération;
  • caractériser les matières résiduelles produites par chaque type d'opération;
  • examiner les caractéristiques des matières résiduelles pour dégager les possibilités de :
    • réduire les quantités de matières résiduelles produites;
    • réutiliser les matières, et
    • recycler le plus possible les matières avant d'envisager leur élimination.

Dans les cas où il n'est pas possible de mener une vérification des matières résiduelles, il est tout de même nécessaire d'obtenir une estimation de la quantité et les caractéristiques des matières résiduelles avant qu'une stratégie pour le réacheminement et gestion des déchets puissent être établit. Les propriétaires devraient rechercher des données de génération et réacheminement de matières résiduelles venant d'autres opérations/facilités semblables à celles qui seront générées à leurs facilités. Des sources d'informations pourraient inclure : des associations industrielles, des consultants dans l'industrie de la gestion des matières résiduelles, des autorités provinciales/territoriales et d'autres organismes règlementaires.

À partir des résultats de la vérification ou de la caractérisation des matières résiduelles, il convient ensuite d' évaluer les options d'élimination appropriées. Si possible, les solutions de rechange à l'élimination (autres que l'incinération) subséquentes aux options des 3R (réduction, réutilisation, recyclage) devraient être examinées. Dans l'évaluation des options d'élimination, il est important à noter qu'on ne devrait ni brûler les matières résiduelle à l'air libre, ni les brûler dans un baril. Dans les deux cas, les températures requises pour une combustion propre ne seront pas atteintes, et des émissions de contaminants, en particulier les dioxines et furanes, seront produites.

3.1.1 Vérification des matières résiduelles ou estimation de leurs caractéristiques

Une vérification des matières résiduelles est le meilleur moyen d'en définir le flux à un lieu donné. Idéalement, la vérification devrait tenir compte des écarts saisonniers dans le taux de production de matières résiduelles, de sorte qu'il faudra peut-être en effectuer une pour chaque saison.

Une vérification fournira une estimation de la quantité totale des matières résiduelles qui sont produite et permet au propriétaire d'élaborer des activités de réacheminement qui réduiront la quantité de matières à éliminer. Ce qui reste à la suite des activités de réacheminement représentent les matières résiduelles à éliminer. Après que les options d'élimination ont été étudiées, les caractéristiques des matières résiduelles restantes peuvent servir à estimer la valeur calorifique des matières résiduelles destinées à l'incinération. Cette information est nécessaire pour sélectionner un incinérateur.

Si l'installation n'en est qu'à l'étape de la conception, il n'est pas possible de mener une vérification des matières résiduelles. Même lorsque l'installation est fonctionnelle, le coût d'une vérification peut être jugé trop élevé. Dans les cas où une vérification des matières résiduelles ne peut être effectuée, une estimation des quantités de matières et de leurs caractéristiques demeure nécessaire avant qu'une stratégie définitive de réacheminement et d'élimination puisse être établie. Les propriétaires devraient examiner les données de production et de réacheminement des matières résiduelles provenant d'installations similaires afin d'estimer les types et les quantités de matières qui seront produites à leurs installations. Cette information peut provenir d'associations industrielles, de conseillers de l'industrie de la gestion des matières résiduelles, des autorités provinciales/territoriales et d'autres organismes de réglementation.

3.1.2 Choisir des options de gestion de matières résiduelles appropriées

Dans tous les cas, la réduction et le réacheminement des sites d'enfouissement devraient être les premiers objectifs, avant l'examen des options d'élimination. Les installations devraient dresser un plan de gestion des matières résiduelles qui décrit les données de production de matières résiduelles et définit les options de réacheminement et d'élimination acceptables. Les matières résiduelles et les matières recyclables dangereuses devraient être gérées, en conformité avec les lois locales, provinciales/territoriales et fédérales.

3.2 Étape 2 : Choisir l'incinérateur approprié (ou évaluer le système existant)

Les caractéristiques du flux de matières résiduelles destinées à l'incinération devraient être intégrées dans un appel de propositions aux fabricants d'incinérateurs. L'indication de la quantité et de la composition du flux de matières résiduelles assurera que les propositions porteront sur des incinérateurs appropriés. Il convient de remarquer qu'il existe des incinérateurs spécialement conçus pour certains types de matières résiduelles, comme les carcasses d'animaux, les déchets liquides et les déchets dangereux, et que ces dispositifs devraient être utilisés au besoin.

Quant aux facilités qui ont déjà un système d'incinération en place, les propriétaires et opérateurs devraient évaluer la capacité du système de gérer adéquatement le flux de matières résiduelles actuel.

Un incinérateur à air contrôlé, avec double chambre, est recommandé pour les installations traitant plus de 26 tonnes de matières résiduelles par année. Ce système peut brûler une grande variété de matières résiduelles et, s'il est bien entretenu et utilisé, atteint des niveaux d'émissions de PCDD/F et de mercure inférieurs aux limites fixées dans les Standards pancanadiens. Ce type d'incinérateur devrait être muni d'une vaste chambre secondaire capable de fournir un temps de résidence d'au moins 1 seconde à une température supérieure à 1000 °C, pour assurer une combustion complète et réduire le plus possible les émissions de PCDD/F.

Dans le cas d'installations traitant moins de 26 tonnes matières résiduelles par année, des « efforts déterminés », selon les termes des Standards pancanadiens relatifs aux dioxines et aux furannesNote de bas de page 14, devraient être déployés. Si les circonstances empêchent l'utilisation d'un incinérateur avec double chambre muni d'une grande chambre secondaire, on devrait employer un incinérateur à chambre unique muni d'un brûleur post-combustion. Ces systèmes sont moins susceptibles de rencontrer les normes d'émissions des standards pancanadiens que les incinérateurs avec double chambre.

Les résultats de la vérification des matières résiduelles menée pour le site concerné devraient être communiqués aux fournisseurs d'incinérateurs, qui pourront utiliser ces données pour fournir le type d'incinérateur approprié. Cependant, le propriétaire devrait prendre en compte plusieurs considérations dans la préparation de l'appel de propositions, notamment le type d'incinérateur qui devrait être installé ainsi que sa taille. Ces questions sont examinées dans les sections suivantes.

3.2.1 Classification des incinérateurs de matières résiduelles à fonctionnement discontinu

Le présent rapport porte principalement sur les incinérateurs de matières résiduelles à fonctionnement discontinu d'une capacité de 50 à 3 000 kg/charge. Même en tenant compte de ces restrictions, diverses configurations d'incinérateurs sont possibles, tel qu'indiqué au Tableau 3.2.

Tableau 3-2 Types d'incinérateurs de matières résiduelles à fonctionnement discontinu
CARACTÉRISTIQUETYPE
A. Nombre de chambres
  1. À une chambre (avec brûleur de post-combustion)
  2. À deux chambres
    1. Excès d'air dans la chambre primaire
    2. Défaut d'air dans la chambre primaire, excès d'air dans la chambre secondaire
B. Mode d'alimentation des matières résiduelles
  1. Charge (une charge par cycle)
  2. Intermittent (avec système d'injection de matières résiduelles)
C. Mode de retrait des cendres
  1. Charge
D. Dispositif d'antipollution d'air
  1. Non
  2. Oui (diverses technologies)
E. Utilisation de soufflantes et de ventilateurs
  1. Air forcé (soufflantes fournissant l'air à la chambre ou aux chambres de combustion)
  2. Combinaison (soufflantes ET ventilateur nécessaire pour les systèmes d'antipollution d'air)
F. Système de récupération de chaleur
  1. Non
  2. Oui

3.2.2 Aspects à considérer dans le choix d'un incinérateur

Nouveaux incinérateurs

Dans le cas des installations où sont incinérées plus de 26 tonnes de matières résiduelles par année (tpa), l'incinérateur à privilégier pour les nouvelles installations est l'incinérateur à air contrôlé à deux chambres. Ce type d'incinérateur comporte deux chambres, chacune d'elles étant munie d'orifices permettant de contrôler la quantité d'air ajoutée à différentes zones de l'incinérateur. Ces incinérateurs peuvent atteindre les températures de fonctionnement supérieures nécessaires pour réduire le plus possible les émissions de POP, en particulier les dioxines/furanes.

Tel qu'indiqué dans le Tableau 3-2, des incinérateurs à une seule chambre sont offerts sur le marché. Bien que les fournisseurs puissent proposer des systèmes à chambre unique munis de brûleur post-combustion, ce type d'incinérateur n'est pas souhaitable. Il est peu probable qu'ils atteignent le faible niveau d'émissions que procurent des incinérateurs à deux chambres de taille appropriée. Une chambre secondaire d'une taille appropriée est nécessaire pour traiter les gaz volatils qui s'échappent de la chambre primaire. Il est peu probable que de petites chambres secondaires puissent maintenir des températures élevées suffisamment longtemps pour garantir la destruction des composés volatils.

Un autre aspect important à considérer est la fréquence de l'opération de l'incinérateur. Les procédures opérationnelles devraient maintenir au minimum les rejets de contaminants atmosphériques, même durant les phases de mise en route et d'arrêt, mais il reste que des émissions risquent de se produire davantage pendant les phases de transition que dans les conditions stables d'opération normale.

Les incinérateurs qui, de par leur taille, peuvent être utilisés une journée sur deux, ou même seulement deux ou trois fois par semaine, vont produire des niveaux d'émissions annuels moindres que ceux qui sont utilisés fréquemment chaque jour. Pour cette raison, un incinérateur plus grand et utilisable moins fréquemment est l'option à privilégier.

Le concepteur effectue des calculs détaillés pour déterminer la taille de l'incinérateur et les systèmes de contrôle. Les fabricants savent que les matières résiduelles ne seront pas toujours les mêmes d'une journée à l'autre et prévoient une marge de manœuvre dans leurs instructions. À partir des données de la vérification des matières résiduelles, le fabricant suppose une densité et une valeur calorifique des matières et prescrit les quantités qu'il est possible d'incinérer de manière sécuritaire au cours d'un cycle donné.

Incinérateurs existants

Si l'utilisation d'un incinérateur existant est demeurée la même (c'est-à-dire que la nature des matières résiduelles n'a pas changé au fil des ans et que l'unité a été entretenue convenablement), on peut considérer de continuer son opération. Une analyse des émissions peut déterminer le rendement de l'incinérateur et permettre une comparaison de ces émissions avec les Standards pancanadiens relatifs aux PCDD/F pour les incinérateurs.

Considérations relatives à la capacité annuelle

Les Standards pancanadiens relatifs aux dioxines et aux furanesNote de bas de page 15 distinguent les incinérateurs par leur capacité et leur utilisation et fixent un seuil de capacité annuelle de 26 tonnes.

Tout système apte à traiter plus de 26 tonnes par année devrait être muni d'une chambre primaire et d'une grande chambre secondaire dont la taille est adaptée à la nature des caractéristiques des matières résiduelles telles qu'elles ont été établies par une vérification.

S'il est peu probable que l'unité traite 26 tonnes de matières par année et qu'une chambre secondaire plus petite a été choisie pour faciliter le transport, il faut veiller à charger dans la chambre primaire le type et la quantité appropriés de matières, afin de réduire le risque d'émissions de PCDD/F.

Matières résiduelles spéciales

Dans le choix d'un incinérateur, il convient d'apporter une attention particulière aux matières résiduelles spéciales, comme les liquides (p. ex. huiles usées), les déchets humides (résidus domestiques, boues) et les carcasses d'animaux. Des petites quantités de déchets liquides ou humides peuvent généralement être mélangées aux autres matières résiduelles, mais de grandes quantités de l'un ou l'autre type de matières nécessitent des dispositions particulières dans l'incinérateur.

Par exemple, les huiles usées peuvent être utilisées comme carburant auxiliaire dans un incinérateur. Si cette possibilité est envisagée pour remplacer l'utilisation d'huile vierge, le fabricant devrait en être informé. Celui-ci recommandera des systèmes appropriés pour séparer les boues et l'humidité des huiles usées ainsi que l'installation de deux brûleurs pour chaque chambre (un pour les huiles usées et l'autre pour les huiles vierges). Ces mesures sont nécessaires pour maintenir les températures dans les chambres en cas de difficulté avec le brûleur des huiles usées. Dans le contexte des incinérateurs à fonctionnement discontinu dont il est question dans le présent document, les déchets liquides dangereux autres que le pétrole ne devraient pas être injectés dans l'incinérateur.

Si l'on prévoit que les matières résiduelles contiendront des liquides libres, le foyer de l'incinérateur devrait être conçu pour contenir ces liquides. Les liquides libres peuvent s'écouler dans les orifices de passage d'air s'ils sont situés en dessous du niveau de liquide de l'incinérateur. Le liquide peut aussi s'écouler par les portes d'un incinérateur à foyer plat standard et endommager les joints d'étanchéité. Des fuites à d'autres endroits peuvent aussi nuire à la combustion.

Les déchets humides sont difficiles à traiter à moins que l'incinérateur soit bien conçu. Par exemple, il peut être nécessaire de concevoir un brûleur auxiliaire plus grand pour les sécher dans un délai raisonnable. Il est fortement déconseillé d'utiliser les incinérateurs à fonctionnement discontinu pour traiter les eaux usées, à moins qu'ils aient été conçus expressément pour ce type de résidus.

Contrairement aux boues et aux liquides, les carcasses d'animaux ne devraient pas causer d'écoulement de liquides de la chambre primaire, même s'ils contiennent un niveau d'humidité élevé. Elles doivent être traitées dans des incinérateurs adaptés à ce type de déchets. Les matières résiduelles d'origine animale ne devraient être chargées que dans un incinérateur capable de consumer complètement les os afin de garantir que tous les pathogènes y sont détruits. S'il est prévu que des carcasses d'animaux devront être détruites, il convient d'en discuter avec les organismes de réglementation et le fabricant d'incinérateurs.

3.3 Étape 3 : Installer et aménager correctement l'incinérateur

Construction
  • L'incinérateur devrait être construit à l'intérieur d'un bâtiment pour protéger l'équipement et les opérateurs contre les intempéries.
  • Le lieu d'installation devrait être aménagé de manière à maximiser le dégagement entre les composantes de l'incinérateur, y compris la cheminée, et les matériaux de construction combustibles.
  • Des dispositifs d'isolation devraient être utilisés afin de protéger les matériaux de construction combustibles.
  • Le bâtiment devrait être muni de prises d'air frais suffisantes pour l'incinérateur. Il faut prévoir de l'air de combustion et l'air de dilution pour le registre barométrique. On doit veiller à introduire de l'air de façon à ne pas créer de problèmes de fonctionnement à basse température.
Équipement

Le système d'incinérateur devrait être muni de l'équipement suivant, qui permet de surveiller et d'enregistrer les paramètres de rendement :

  • une balance servant à peser toutes les matières placées dans l'incinérateur, et
  • un système automatisé de contrôle des processus et d'acquisition de données qui conserve les données d'opération de l'incinérateur.

Les données d'opération devraient être recueillies et conservées au moins toutes les minutes durant lesquelles le système fonctionne. Le but est de pouvoir résumer les paramètres d'opération au cours des phases de mise en marche, de fonctionnement et de refroidissement de chaque cycle. Si les conditions de fonctionnement requises ne sont pas atteintes, ces données vont permettre aux opérateurs, aux fabricants et aux organismes de réglementation de trouver les facteurs qui occasionnent la défaillance. À partir de cette information, il est possible de modifier les procédures pour améliorer le rendement. L'accès à distance aux données d'opération devrait être disponible aux fabricants à des fins de dépannage.

Il est fortement déconseillé de munir un incinérateur à fonctionnement discontinu d'un dispositif de récupération de chaleur. La température des gaz à combustion dans les systèmes de récupération de chaleur sera moins élevée que dans les systèmes sans récupération de chaleur et sera à des niveaux pouvant entraîner la formation de plus grandes quantités de PCDD/F. De même, les systèmes d'antipollution d'air sont déconseillés pour contrôler les émissions de PCDD/F dans les incinérateurs à fonctionnement discontinu. Les gaz de combustion de la cheminée doivent être émis directement à l'atmosphère à des températures en excès de 700 °C afin d'éviter la formation non intentionnelle de PCDD/F à travers le processus de synthèse de novo.

Si l'ajout de quantités additionnelles de matières résiduelles dans l'incinérateur au cours du cycle de combustion est nécessaire, l'incinérateur devrait être muni d'un dispositif permettant d'injecter les matières résiduelles afin d'éviter de perturber la combustion dans la chambre primaire.

3.3.1 Considérations relatives au bâtiment

La recommandation faite à la section précédente de prévoir un incinérateur de plus grande taille pouvant être utilisé moins fréquemment suppose que les matières résiduelles vont devoir être entreposées dans l'installation entre les périodes d'utilisation de l'incinérateur. L'incinérateur devrait être aménagé dans un bâtiment suffisamment grand pour permettre l'entreposage des matières résiduelles. L'installation de l'incinérateur dans un bâtiment offrira un meilleur confort aux opérateurs et leur permettront de consacrer plus de temps à veiller à ce que système soit opéré et entretenu correctement. De plus, l'appareil sera à l'abri des intempéries, aura une plus longue durée de vie utile et son fonctionnement sera plus fiable.

Le bâtiment devrait être aménagé de manière à ce que les matériaux de construction combustibles ne soient pas exposés aux températures élevées des surfaces de l'incinérateur et de la cheminée. Un revêtement isolant ignifuge et des couches d'air doivent être aménagés afin d'éviter que la structure du bâtiment ne s'enflamme.

Étant donné que les réactions de combustion nécessitent de l'air, on devrait veiller à ce que de l'air frais puisse circuler autour de l'incinérateur. La circulation d'air ne doit pas être arrêtée par des louvres ou des portes dans le bâtiment. À tout le moins, si des louvres sont nécessaires pour isoler la salle de l'incinérateur en cas de panne d'alimentation, leur fonctionnement devrait être lié aux contrôles de l'incinérateur, de façon à ce que celui-ci ne fonctionne pas lorsque les registres sont fermés. Le fabricant devrait être consulté pour connaître l'apport d'air frais nécessaire à l'incinérateur. Il ne faut pas oublier que dans les climats extrêmement froids, l'air frais entrant en contact avec les conduites de combustible ou d'autres éléments du système peut causer des problèmes de fonctionnement, de sorte que l'air doit être suffisamment tempéré pour éviter qu'il gèle l'équipement ou incommode le personnel.

3.3.2 Considérations relatives à l'équipement

Le fonctionnement de l'incinérateur devrait être contrôlé en tout temps et les données de contrôle devraient être enregistrées pour constituer un dossier de fonctionnement. L'équipement de contrôle recommandé pour toutes les installations est le suivant :

  • balance :
    Chaque incinérateur devrait être muni d'une balance servant à peser chaque charge et à enregistrer les données.
  • surveillance permanente :
    Pour confirmer l'état de l'incinérateur à tout moment, il est recommandé de contrôler en tout temps les paramètres décrits ci-dessous, sans égard à l'état de fonctionnement de l'incinérateur. Des trous dans les données pourraient être interprétés comme étant des périodes durant lesquelles l'incinérateur ne fonctionne pas correctement. Par conséquent, des données pris en continu, chaque minute, constituent le meilleur moyen de démontrer que le système fonctionne conformément aux différentes autorisations et lignes directrices. Les données devraient être enregistrées dans un système automatisé, qui inscrit la date et l'heure des relevés en plus des données elles-mêmes.
    • température :
      La température est la plus fondamentale des mesures associées au fonctionnement de l'incinérateur. La température devrait être mesurée en continu dans les chambres primaire et secondaire et à la cheminée. La mesure à la cheminée devrait être faite au-dessus du registre barométrique, si elle en est munie. Ces mesures garantiront que le système a atteint les températures désirées. Des températures à l'extérieur de l'écart informeront l'opérateur que le système ne fonctionne pas comme prévu.
    • pression différentielle dans la chambre primaire :
      Un autre paramètre de fonctionnement important est la pression différentielle dans la chambre primaire. La chambre primaire devrait fonctionner à une pression négative. Une pression différentielle qui tend à être positive indique un tirage d'air insuffisant et la formation possible de fumée de combustion dans le système. L'opérateur devrait être en mesure d'ajuster ce paramètre soit en changeant le débit d'entrée ou en ajustant le registre barométrique. Une pression qui devient trop négative indique que les ventilateurs d'air de combustion sont déficients ou que le registre doit être ajusté. Le système d'acquisition des données peut être programmé de manière à avertir l'opérateur des problèmes de tirage du système.
    • fonctionnement du brûleur auxiliaire :
      Les brûleurs de carburant auxiliaires de certains incinérateurs ne sont pas fiables, cette lacune se traduisant généralement par des températures qui n'atteignent pas le niveau voulu dans l'incinérateur. L'absence d'arrivée de combustible dans les brûleurs auxiliaires et des températures basses dans l'une ou l'autre chambre peuvent indiquer une défaillance des brûleurs. L'opérateur devrait être en mesure de surveiller le fonctionnement des brûleurs auxiliaires.
    • intensité du courant dans les ventilateurs :
      La défaillance des ventilateurs d'air de combustion entraînera des conditions de fonctionnement inadéquates. Le contrôle des données d'intensité du courant des ventilateurs fournira une indication que les ventilateurs fonctionnent à leur débit nominal.
    • dispositifs de verrouillage :
      Le système d'acquisition des données devrait contrôler l'état de tous les dispositifs de verrouillage du système. Les portes de charge et les autres composantes du système sont fréquemment reliées au système de contrôle de l'incinérateur. La consignation de l'état des capteurs de portes et des registres aide à confirmer que le système fonctionne correctement.

Le type de système d'acquisition des données décrit ci-dessus peut conserver des données et permettre au fabricant d'examiner les données à distance pour régler les problèmes de fonctionnement. Ainsi, l'opérateur peut obtenir rapidement l'assistance du fabricant. Les propriétaires devraient demander au fabricant de fournir des recommandations au sujet du système d'acquisition des données, ce qui permettra probablement de connaître ce que le fabricant peut faire pour aider le personnel des opérations à ajuster l'incinérateur s'il ne fonctionne pas correctement.

Autres considérations

La plupart des systèmes d'incinération à fonctionnement discontinu sont livrés au lieu où ils seront utilisés. Les systèmes de grandes dimensions peuvent être livrés en sections et assemblés sur place. En général, la cheminée est installée en dernier. Les cheminées doivent être conçues de façon à ce que les émissions puissent se disperser librement dans l'atmosphère et ne pas être recirculées par les prises d'air frais des bâtiments avoisinants.

3.4 Étape 4 : Utiliser l'incinérateur pour en obtenir une combustion optimale

Considérations opérationnelles

Les matières résiduelles reçues à l'installation d'incinération devraient être triées selon leurs caractéristiques énergétiques : les matières humides ou à faible valeur énergétique (p. ex. déchets de cuisine), les matières résiduelles mixtes présentant une valeur énergétique moyenne, et les matières huileuses présentant une valeur énergétique élevée. Pour accélérer le tri, toutes les matières résiduelles devraient être recueillies dans des sacs transparents qui facilitent l'identification du contenu. Des sacs de différentes couleurs peuvent aussi faciliter le tri.

Les incinérateurs à fonctionnement discontinu sont conçus pour traiter des matières résiduelles se situant dans un certain écart de valeurs énergétiques (calorifiques). L'opérateur devrait choisir les matières résiduelles de chaque catégorie et les mélanger afin d'alimenter l'incinérateur selon la valeur calorifique précisée par le fabricant. Chaque sac devrait être pesé. L'opérateur devrait inscrire le poids et la source de chaque sac, et additionner le poids pour chaque catégorie de matières résiduelles avant d'achever le chargement. Idéalement, cette information est enregistrée par le système automatisé de collecte des données dont est muni l'incinérateur. (Les exigences relatives à la tenue des registres sont élaborées à l'étape 6.)

Les incinérateurs à fonctionnement discontinu ont une capacité de charge limitée (tant en termes de quantité de matières résiduelles que de valeur énergétique de la charge). Pour faciliter l'établissement de la charge par l'opérateur, en particulier dans le cas des petits incinérateurs, on pourra peser préalablement plusieurs charges et les placer dans leur contenant avant de les charger dans l'incinérateur. Les mêmes méthodes de pesée et d'enregistrement des données devraient être appliquées à chaque charge. Les charges peuvent ensuite être brûlées une à la fois.

Une fois l'incinérateur chargé d'un mélange et d'une quantité de matières résiduelles appropriés, l'opérateur ferme la porte, vérifie que tous les dispositifs de verrouillage sont enclenchés et lance le cycle de combustion. L'opérateur devrait surveiller le cycle durant au moins 15 minutes après l'allumage du brûleur de la chambre primaire pour s'assurer que la volatilité des matières résiduelles ne produit pas plus de gaz que la chambre secondaire ne peut recevoir. L'opérateur peut ralentir le taux de combustion en réduisant la quantité d'air ajouté en dessous des matières résiduelles. La chambre primaire doit être opérée dans l'écart de températures approprié (typiquement entre 500 °C et 800 °C ), tel que prescrit par le fabricant.

Lorsqu'il estime que la combustion se déroule de façon contrôlée, l'opérateur peut quitter l'aire d'incinération pendant que le cycle de combustion se poursuit.

Le cycle de combustion ne devrait pas être interrompu en ouvrant la porte de chargement avant que la combustion ne soit complétée et que l'appareil ne soit refroidi. L'ajout de matières résiduelles additionnelles à la chambre primaire durant la combustion doit seulement avoir lieu si l'incinérateur est doté d'un dispositif d'injection de matières résiduelles.

Lorsque la combustion est achevée et que l'appareil a refroidi, l'opérateur devrait se revêtir d'équipement de protection incluant des gants, un masque antipoussières, un écran facial et des lunettes de sécurité avant d'ouvrir la porte.

L'opérateur devrait retirer la cendre produite par le cycle de combustion précédent avant de recharger l'incinérateur avec la prochaine charge de matières résiduelles. Les matières non brûlées retirées des cendres sont rechargées dans la chambre primaire après que l'opérateur ait nettoyé les arrivées d'air et avant qu'il n'ait placé une nouvelle charge dans l'incinérateur.

Formation

Les opérateurs devraient recevoir une formation adéquate du fabricant de l'incinérateur. La formation devrait couvrir au moins les notions suivantes :

  • la sécurité du système, notamment les dangers que doit reconnaître l'opérateur;
  • la caractérisation des matières résiduelles et l'influence de leurs caractéristiques sur l'opération de l'incinérateur;
  • les limites de charge, notamment les matières qui ne doivent pas être chargées dans l'incinérateur et les quantités permises des différents types de matières résiduelles à charger;
  • la procédure de démarrage de l'incinérateur et le cycle d'opération normal;
  • l'opération et l'ajustement de l'incinérateur pour en optimiser le rendement;
  • la procédure de nettoyage à la fin du cycle;
  • les procédures de dépannage;
  • le calendrier d'entretien;
  • la tenue des registres et la production de rapports.

Le personnel de gestion devrait participer aux séances de formation dans la mesure du possible, de manière à assurer la continuité d'un opérateur à l'autre.

3.4.1 Fonctionnement

3.4.1.1 Considérations générales sur le fonctionnement d'un incinérateur de matières résiduelles à fonctionnement discontinu
Effet des caractéristiques des matières résiduelles

Les caractéristiques des matières résiduelles chargées dans l'incinérateur vont affecter le profil de température des diverses sections de l'incinérateur au cours du cycle de combustion. Ces variations vont aussi influencer sur la durée de fonctionnement du brûleur auxiliaire.

Les matières résiduelles contenant un pourcentage élevé de matières volatiles (p. ex. papier >75 %, plastiques >85 %) vont produire plus de gaz volatils dans la chambre primaire que les matières contenant un faible pourcentage de matières volatiles (p. ex. résidus de légumes <20 %). Lorsque ces gaz sont mélangés à l'air additionnel dans la chambre secondaire, leur combustion maintient la température de fonctionnement de la chambre secondaire et rend moins nécessaire l'apport de carburant d'appoint. À cette étape du cycle de combustion, la température sera plus élevée dans la chambre secondaire que dans la chambre primaire. Cependant, à mesure que la production de gaz volatils diminue dans la chambre primaire, la combustion dans cette chambre changera et du carbone fixe commencera à être consumer. La température diminuera alors dans la chambre secondaire et augmentera dans la chambre primaire. La température de la chambre secondaire peut diminuer au point que le brûleur d'appoint doit intervenir pour maintenir la température au moins à la valeur seuil, en général 1 000 °C.

Des matières résiduelles contenant des niveaux d'humidité élevés vont nécessiter plus de carburant d'appoint pour que l'humidité s'évapore et que les matières puissent brûler. L'humidité ainsi produite passe dans la chambre secondaire et prélève aussi de la chaleur dans cette chambre. Cela aura comme effet que le brûleur de la chambre secondaire devra fonctionner plus longtemps au cours des premières phases du cycle.

Le pourcentage de cendres présentes dans les matières résiduelles peut aussi influencer la consommation de carburant d'appoint et la durée globale du cycle. Les cendres doivent être chauffées à des températures suffisantes pour que les gaz volatils et le carbone fixe soient expulsés. Les cendres qui restent dans la chambre primaire retiennent la chaleur et prolongent la période durant laquelle l'incinérateur doit refroidir avant que les cendres puissent être manipulées de manière sécuritaire.

Chargement de l'incinérateur

Pour que l'incinérateur soit chargé correctement, les mesures suivantes devraient être observées :

  • déterminer la source des matières résiduelles (p. ex. cuisine, atelier de réparation de véhicules, lieu d'hébergement);
  • peser les matières pour en déterminer la quantité à éliminer, et
  • établir la proportion des matières à charger dans l'incinérateur en fonction de la valeur calorifique prévue.

Les matières résiduelles provenant de différentes opérations des installations devraient être désignées soit par des codes de couleur ou par leur placement dans différents contenants. Chaque source devrait produire des matières résiduelles de composition similaire sur une base quotidienne.

Dans le cas d'incinérateurs de matières résiduelles à fonctionnement discontinu d'une capacité variant entre 50 kg et 200 kg, les sacs de matières résiduelles peuvent être pesés avant que les matières résiduelles ne soient chargées dans l'incinérateur.

Dans le cas d'incinérateurs plus grands, il pourra être fastidieux de peser chaque sac pour une charge de 1 000 kg, de sorte que des solutions de rechange devront êtres adoptés. L'installation d'incinération devrait avoir un plancher basculant d'une taille permettant de séparer les différents types de matières. Toutes les matières résiduelles arrivant à l'installation devraient être pesées avant d'être placées dans la zone appropriée. En connaissant la masse des matières de chaque pile, il est possible de charger le volume approprié d'un type de matière donnée afin de constituer le mélange ayant la valeur calorifique souhaitée. Des mélanges possibles pourraient être élaborés à partir des caractéristiques des matières, de manière à ce que l'opérateur dispose de lignes directrices claires pour charger l'incinérateur. Par exemple, l'ajout de matières plastiques présentant une valeur calorifique supérieure à des résidus domestiques peut réduire la quantité de carburant d'appoint nécessaire pour faire évaporer l'humidité. Il est important de séparer les matières ayant une valeur calorifique élevée de façon à limiter les quantités de ces matières dans une charge donnée.

Contrôle de l'air

Une combustion idéale est atteinte quand la quantité d'air exacte est fournie à l'incinérateur pour oxyder le carbone et l'hydrogène pour une charge donnée. Avec cet apport d'air stœchiométrique, la combustion d'une charge donnée procurera les températures les plus élevées. Avec un apport d'air trop élevé ou trop faible, les températures dans la chambre primaire vont changer. En fait, le contrôle de l'air est la base de nombreux incinérateurs de matières résiduelles à fonctionnement discontinu.

Les incinérateurs typiques fonctionnant en déficience d'air contrôlent l'injection d'air dans la chambre primaire de façon à ce qu'elle opère dans des conditions sous-stœchiométriques ou pyrolytiques. L'air injecté dans le système permet seulement l'atteinte de températures pyrolytiques dans la chambre primaire, soit généralement entre 70 % et 80 % de la quantité d'air idéale nécessaire pour brûler les matières résiduelles.

Les gaz volatils produits dans la chambre primaire peuvent être brûlés dans la chambre secondaire après avoir été mélangés à de l'air additionnel. La quantité d'air dans la chambre secondaire représente entre 140 % et 200 % de la quantité nécessaire pour que la réaction y soit complétée. Une partie de cet excès d'air est ajoutée pour contrôler la température dans la chambre secondaire, tel qu'expliqué ci-dessous.

Si la quantité d'air fournie à la chambre primaire est insuffisante, la température diminuera parce que les matières résiduelles ne peuvent brûler suffisamment pour faire augmenter la température. Dans un mode de fonctionnement idéal, les matières brûlent à un rythme qui génère suffisamment de gaz volatils pour maintenir la température voulue dans la chambre secondaire. Une trop grande quantité d'air dans la chambre primaire accélère le rythme de combustion et une grande quantité de gaz volatils sera consumée avant de se rendre à la chambre secondaire. Cette situation fait augmenter la température dans la chambre primaire, entraîne la défaillance prématurée du matériau réfractaire et peut causer d'autres dommages à l'incinérateur. De plus, puisqu'une trop faible quantité de gaz volatils passe à la chambre secondaire, la température y sera plus basse et le brûleur auxiliaire devra fonctionner pour maintenir la température. L'ajout d'air dans la chambre secondaire y fera diminuer la température dans cette chambre, alors que restreindre l'apport d'air la fera augmenter. Ce phénomène est l'inverse de la réaction de la température à l'ajout d'air dans la chambre primaire.

L'apport d'air à l'incinérateur peut être contrôlé de différentes façons :

  • manuellement, par l'opérateur;
  • automatiquement, en fonction des températures dans les chambres primaire et secondaire, ou
  • automatiquement, en fonction des variations du niveau d'oxygène dans le flux gazeux.

Les méthodes de contrôle représentent un niveau de complexité croissant, de sorte que des sondes d'oxygène ne sont généralement utilisées que dans les grands systèmes. Si l'opérateur doit contrôler l'opération manuellement, il doit comprendre la cause et l'effet des changements au système et doit être présent durant le cycle au complet. C'est pourquoi les contrôles automatiques de mesure de la température sont à privilégier pour les incinérateurs à fonctionnement discontinu.

Contrôle de la température

La chambre primaire devrait être opérée dans l'écart de températures indiqué par le fabricant (en général entre 500°C et 800°C).

La température de la chambre secondaire est contrôlée par l'ajustement de la quantité d'air introduite et par l'action du brûleur de la chambre secondaire. Tel qu'indiqué auparavant, la valeur seuil fixée par les organismes de réglementation pour la température de la chambre secondaire se situe généralement entre 850 °C et 1 000 °C. Cette valeur peut varier d'un organisme à l'autre et en fonction du temps de résidence dans la chambre secondaire. Tel qu'indiqué, l'introduction d'air dans la chambre secondaire fait diminuer la température, alors que la réduction de la quantité d'air la fait augmenter. Une sonde de température placée dans la chambre secondaire contrôle le fonctionnement du brûleur secondaire à l'étape du préchauffage de la chambre en fonction de valeurs de température minimale et maximale. Si la température descend en dessous de la valeur seuil, le brûleur entre en fonction pour la faire augmenter. Pour éviter que les mécanismes de contrôle de l'air et du brûleur ne se fassent concurrence, la valeur seuil du système de contrôle d'air est généralement fixée à au moins 40 °C au-dessus de la valeur de température supérieure du brûleur.

Problèmes typiques

Les températures sont de bons indicateurs du fonctionnement du système. Observer la couleur de la flamme dans les deux chambres est un autre moyen de juger le fonctionnement de l'incinérateur. Des températures supérieures feront passer la flamme d'un rouge terne au jaune, en passant par l'orange. Dans la chambre primaire, une couleur autre que le rouge terne indique qu'une trop grande quantité d'air est introduite dans le système. Dans la chambre secondaire, des flammes rouges révèlent une température autour de 760 °C, généralement considérée comme trop basse. Une flamme orange apparaîtra à une température proche de 1 100 °C, alors qu'à 1 200 °C, des flammes jaunes indiquent que la température est trop élevée pour la destruction normale des matières résiduelles.

Les problèmes de fonctionnement typiques des incinérateurs de matières résiduelles à fonctionnement discontinu sont les suivants :

  • Forte consommation de carburant

    La consommation de carburant sera élevée lorsque l'opérateur tente de brûler des matières résiduelles très humides ou qu'une trop grande quantité d'air est introduite dans le système.

    Tel qu'indiqué, l'eau doit s'évaporer des matières humides avant qu'il y ait volatilisation. Étant donné que les matières résiduelles ne produisent pas de chaleur avant d'avoir commencé à se volatiliser, le brûleur auxiliaire doit fournir l'énergie additionnelle nécessaire. Pour réduire la consommation d'énergie, la quantité de matières résiduelles humides dans une charge donnée devrait être limitée.

    Si les chambres de combustions ont des fuites, une trop grande quantité d'air sera introduite dans l'incinérateur. Si les portes ont gondolé en raison de surchauffage dans la chambre primaire ou secondaire, les joints d'étanchéité risquent de ne pas fonctionner correctement. Si les systèmes de scellement de la porte sont déformés ou que l'incinérateur est perforé par la corrosion, l'introduction d'air ne peut pas être contrôlée. Si un excès d'air est introduit dans la chambre primaire, les gaz volatils y sont brûlés partiellement et ne peuvent pas chauffer la chambre secondaire. Si un excès d'air pénètre dans la chambre secondaire, les températures vont diminuer et le brûleur fonctionnera plus longtemps.

  • Formation de cendres fondues, ou mâchefers, dans la chambre primaire

    Les mâchefers se forment lorsque des températures localisées du lit de cendres causent la fonte des cendres et la fusion des matières fondues. Dans le cas de matières résiduelles municipales, ce phénomène se produit à des températures supérieures à 1 200 °C. Bien que ce niveau soit bien supérieur à la température atteinte par les gaz au cours du fonctionnement de la chambre primaire (en général entre 500 °C et 800 °C), des températures localisées du lit peuvent être supérieures à celles des gaz. Aux endroits où l'air est introduit dans la chambre primaire, il y aura des zones où la quantité d'air stœchiométrique sera présente pour permettre une combustion complète. Ce débit d'air ajouté produira des températures de combustion les plus élevées possible (au-delà de 1 500 °C). Cette condition sera plus probable si un jet d'air fort s'introduit dans la chambre primaire à cause d'un orifice d'air bloqué. En ce cas, les flammes situées près du lit sont d'un jaune vif. L'opérateur devrait vérifier les orifices d'entrée d'air et s'assurer que l'air est distribué également dans la chambre primaire chaque fois qu'il retire les cendres de l'incinérateur. Le nettoyage des orifices d'injection d'air contribuera à limiter la formation de mâchefers.

  • Émissions de cheminée visibles

    L'apparence du panache de cheminée peut aussi nous renseigner sur la qualité du processus de combustion. En général, les émissions de cheminée augmentent lorsqu'une ou plusieurs des situations suivantes se produisent  :

    • La température seuil minimale de la chambre secondaire est établie à un niveau trop bas.
    • Trop grande infiltration d'air;
    • Tirage négatif excessif;
    • Injection d'air excessive dans la chambre primaire;
    • Injection d'air excessive dans la chambre secondaire;
    • Caractéristiques des matières résiduelles empêchant l'incinérateur d'atteindre les paramètres voulus.
Caractéristiques du panache

La Figure 3-2 montre différentes conditions indiquant un mauvais fonctionnement d'un incinérateur à air contrôlé à double chambre.

Figure 3-2 Caractéristiques du panache liées aux conditions de fonctionnement. Voir description ci-dessous.

Figure 3-2 Caractéristiques du panache liées aux conditions de fonctionnementNote de bas de page 16

Le Cas 1, un mince panache présentant des traces de fumée brun sale ou noire, se produit généralement lorsque la température seuil minimale de la chambre secondaire est établie à un niveau trop bas. Augmenter la température dans la chambre secondaire devrait améliorer la situation. Une température basse dans la chambre secondaire pourrait aussi être causée par une défaillance de brûleur. On ne devrait pas faire fonctionner les incinérateurs si le brûleur de chambre secondaire n'est pas en bon état d'opération.

Le Cas 2 représente la situation classique du « manque d'air pour les matières à brûler », la fumée noire indiquant une combustion incomplète. Pour corriger cette situation, l'opérateur devrait prendre une série de mesures, c'est-à-dire :

  • augmenter au maximum la circulation d'air vers la chambre secondaire;
  • réduire la circulation d'air vers la chambre primaire pour réduire le rythme de la volatilisation, et/ou
  • augmenter temporairement la valeur seuil du brûleur auxiliaire à 1 200 °C pour compenser le brûlage d'une charge de matières résiduelles présentant une valeur calorifique très élevée.

Si la situation continue après que ces mesures ont été prises, il faudra vérifier la capacité de charge de l'incinérateur et les caractéristiques des matières qui sont brûlées. Si la valeur énergétique des matières est très élevée, il faudra restreindre la quantité de ces matières dans les charges.

Le Cas 3 est un panache blanc disjoint qui pourrait résulter du brûlage de matières résiduelles chlorées. Le chlorure d'hydrogène en forte concentration peut causer ce type de panache. Pour corriger la situation, on devrait veiller à séparer les plastiques chlorés du flux des matières résiduelles.

Le Cas 4 représente un panache blanc qui persiste sur de grandes distances sous le vent. Ce type de panache est révélateur de grandes quantités de matières particulaires dans les gaz de combustion. Cette situation peut être causée par une trop grande injection d'air dans la chambre primaire ou par les composantes particulaires du flux de matières résiduelles. Si la réduction de la circulation d'air dans la chambre primaire ne corrige pas la situation, l'opérateur devrait déterminer le type de matières brûlées et veiller à réduire ou à éliminer leur introduction dans le système.

Des niveaux d'humidité élevés dans le panache, en particulier en contact avec de l'air froid, vont faire paraître un panache blanc. La vapeur d'eau forme une bruine à la sortie de la cheminée et prend l'apparence d'un panache blanc. Ce panache se dissipe rapidement sous le vent une fois que l'air saturé se mélange à l'atmosphère, réduisant les niveaux d'humidité. La différence entre les cas 3 et 4 et un panache contenant un niveau d'humidité élevé est qu'en général, le panache humide ne s'étend que sur une courte distance sous le vent. De plus, le panache humide n'est généralement pas visible à la sortie de la cheminée, mais apparaît plutôt à une certaine distance au-dessus de la cheminée, à mesure que la vapeur se condense dans l'atmosphère froide.

3.4.1.2 Fonctionnement d'un incinérateur : quelques directives importantes

Il importe de veiller à ce que l'incinérateur fonctionne selon les paramètres de conception. Le tableau suivant fournit quelques directives importantes quant aux choses à faire et à ne pas faire lors de l'utilisation d'un incinérateur à fonctionnement discontinu.

L'incinération à fonctionnement discontinu : recommandations importantes de choses à faire et à ne pas faire

À FAIRE :

  • Utiliser des incinérateurs spécialement conçus pour éliminer les carcasses d'animaux, les déchets liquides, les eaux usées ou les matières résiduelles dangereuses.
  • Élaborer un programme de collecte et de manipulation des matières résiduelles permettant aux opérateurs de mélanger les matières afin d'introduire dans l'incinérateur des charges ayant une valeur calorifique uniforme.
  • Utiliser des huiles usées et des carburants résiduaires pour le chauffage si possible, plutôt que de les éliminer par incinération.
  • Restreindre la quantité d'huiles usées et de carburants résiduaires dans une charge donnée afin que la valeur calorifique de la charge de matières résiduelles ne dépasse pas les limites prescrites par le fabricant.

À NE PAS FAIRE :

  • Surcharger l'incinérateur.
  • Placer des matières résiduelles contenant du mercure (p. ex. lampes fluorescentes, thermomètres, thermostats, amalgames dentaires, piles) dans l'incinérateur. Limiter la quantité de mercure placé dans l'incinérateur est le meilleur moyen de restreindre les émissions de mercure.
  • Charger des métaux et du verre dans l'incinérateur lorsqu'il existe d'autres moyens de les gérer (p.e. recyclage ou enfouissement). Ces matières absorbent l'énergie de l'incinération et augmentent l'usure de différentes composantes.
  • Incinérer des matières résiduelles contenant des métaux lourds (p. ex. déchets contenant du mercure, bois traité à l'arséniate de cuivre chromaté (CCA), peinture contenant du plomb).
  • Incinérer des matières résiduelles contenant de l'amiante.
  • Introduire de grandes quantités de matières plastiques ou de matières à valeur calorifique élevée dans des incinérateurs conçus pour des matières à faible pouvoir calorifique, comme des carcasses d'animaux et des résidus de cuisine. Les incinérateurs capables d'éliminer des matières résiduelles à faible valeur calorifique ne conviennent pas pour brûler de grandes quantités de matières à valeur calorifique élevée.
3.4.1.3 Procédures d'opération standards

Pour que l'incinérateur fonctionne correctement, certaines procédures standards devraient être observées. La liste ci-dessous sert de base à l'élaboration de procédures adaptées aux différentes installations. Tous les opérateurs devraient recevoir une formation sur l'application des procédures propres à leur installation.

Nettoyage et chargement
  • Toutes les cendres doivent être enlevées avant qu'une nouvelle charge puisse être placée dans la chambre primaire. Les opérateurs devraient s'assurer que le cycle précédent a terminé et que la température de la chambre primaire est à la température ambiante avant d'entreprendre le nettoyage.
  • Éteindre toutes les sources d'énergie de l'incinérateur avant d'ouvrir la porte de la chambre primaire.
  • L'opérateur doit porter de l'équipement de protection personnel (gants, écran facial, masque antipoussières) et utiliser du matériel approprié pour retirer les cendres. Râteler les cendres et retirer les du foyer avec une pelle. Placer les dans un contenant de métal afin de les transporter vers un lieu d'élimination approprié.
  • Les matières qui n'ont pas été réduites complètement en cendres devraient être placées dans la chambre primaire pour le prochain cycle de brûlage. S'il faut les retirer pour inspecter et entretenir la chambre, ces matières devraient être placées dans un contenant de métal jusqu'à ce qu'elles puissent être rechargées dans l'incinérateur. Si ces matières sont encore en feu, les asperger d'eau lorsqu'elles sont dans le contenant de métal.
  • Inspecter l'intérieur de la chambre primaire pour déterminer si le matériau réfractaire porte des traces d'usure ou d'avarie. Le matériau réfractaire défaillant devrait être remplacé avant que l'incinérateur ne soit utilisé pour un nouveau cycle.
  • Nettoyer toutes les canalisations d'air de la chambre primaire. Nettoyer les canalisations avec un aspirateur pour en retirer les particules fines et enlever soigneusement les scories accumulées au bout des canalisations en prenant soin de ne pas les endommager.
  • Inspecter tous les joints de la porte pour en assurer l'étanchéité. Enlever tous les dépôts de la zone de scellage. Remplacer les joints endommagés, usés ou écrasés.
  • Nettoyer les hublots d'inspection.
  • Mesurer et inscrire le poids des matières à brûler au cours du prochain cycle de combustion. Charger la chambre primaire des matières résiduelles à brûler au cours du prochain cycle. Veiller à ce que les matières placées dans la chambre primaire ne bloquent pas le brûleur. Appliquer les directives du fabricant relatives à la masse ou au volume des matières résiduelles qu'il est possible de charger.
Vérification avant le démarrage
  • Fermer et verrouiller la porte de la chambre primaire. Vérifier que tous les verrous sont correctement engagés et que la fermeture de sécurité Porte de chambre primaire fermée est activée.
  • Vérifier qu'aucun avertisseur ne s'affiche sur le tableau de commande.
  • Vérifier que toutes les valeurs seuils de température sont bien paramétrées.
  • Vérifier que les temps de cycle sont adéquats pour la nature des matières résiduelles (volume, valeur énergétique, humidité, densité, etc.). En général, le cycle de combustion varie entre deux et six heures, avec un cycle de refroidissement d'environ deux ou trois heures.
  • Si l'incinérateur est muni d'un Bouton d'arrêt d'urgence, vérifier qu'il est correctement amorcé, qu'il est déverrouillé et qu'il est en position tirée.
  • Vérifier que les régulateurs d'air manuels primaires et secondaires sont ouverts au maximum. Régler toutes les vannes de carburant en position ouverte.
Démarrer le cycle de combustion

En général, l'opérateur appuie sur le bouton de départ du cycle de combustion et le système de contrôle prend en charge l'opération de l'incinérateur. L'opérateur devrait observer l'opération au cours de la phase de démarrage pour s'assurer que les étapes suivantes sont observées.

  • Le démarrage du cycle amorce l'extraction de l'air des chambres, suivie d'une purge du brûleur de la chambre secondaire avant la mise à feu. En fonctionnant, le brûleur réchauffe la chambre secondaire. Lorsque la température atteint la valeur seuil, le brûleur de la chambre primaire est purgé et mis à feu.
  • Si le brûleur secondaire ne fait pas augmenter la température jusqu'à la valeur seuil recommandée par le fabricant, l'opérateur ne doit pas outrepasser les contrôles et continuer la combustion. Toute défaillance au démarrage devrait entraîner l'arrêt de l'incinérateur. À ce moment, l'opérateur doit entreprendre des procédures pour trouver le problème et régler les défaillances.
  • Le système de contrôle de l'incinérateur devrait assurer le bon fonctionnement de l'incinérateur tout au long du cycle de combustion programmé. Après le cycle de combustion, le système passe en mode de refroidissement. À cette étape, de l'air est introduit dans la chambre primaire pour accélérer le cycle de refroidissement.
  • L'opérateur ne doit jamais tenter d'ouvrir les portes de la chambre primaire lorsque le système fonctionne, quelles que soient les circonstances. Il pourrait en résulter des retours de flamme qui pourraient blesser des membres du personnel. L'air additionnel entrant dans la chambre primaire perturberait le processus de combustion et pourrait causer une augmentation des émissions.
3.4.1.4 Entretien préventif

Tout équipement mécanique doit être entretenu régulièrement pour fonctionner efficacement. Les conditions de fonctionnement de l'équipement dictent la fréquence de l'entretien. Les incinérateurs ont un cycle de fonctionnement qui comprend un chauffage répété à des températures élevées, suivi de périodes de refroidissement. Ce cycle peut causer des défaillances du matériau réfractaire. De plus, le chargement des matières résiduelles et le retrait des cendres entraînent l'usure des surfaces. Les surfaces doivent être remises en état régulièrement et les joints entourant les ouvertures doivent être inspectés régulièrement et remplacés au besoin.

Les incinérateurs sont des dispositifs servant à éliminer des matières résiduelles et doivent être gérés de la même manière que d'autres moyens d'élimination de matières résiduelles. Les propriétaires d'incinérateurs doivent reconnaître que des ressources financières seront nécessaires pour assurer le fonctionnement des installations et faire face aux imprévus. De plus, des ressources financières doivent être réservées à l'entretien régulier. Le coût d'entretien sera réparti entre la main-d'œuvre, le matériel nécessaire à l'entretien et le remplacement d'équipement. À tout le moins, une somme représentant entre 3 et 5 % du coût d'immobilisation de l'appareil devrait être prévue pour assurer l'entretien annuel et le remplacement des biens d'équipement.

Un fonds de réserve destiné à payer les réparations et les mises à niveau associées à des circonstances imprévues devrait être inclus le budget d'entretien. La provision suggérée est de 20 % des coûts annuels d'entretien, de main-d'œuvre et de fournitures, ou environ 1 % du coût d'immobilisation.

Le propriétaire devrait envisager de conclure un marché de service avec le fabricant (ou avec un technicien local qualifié formé par le fabricant). Le fabricant ou le technicien inspecterait les lieux chaque année et idéalement chaque trimestre si l'incinérateur est utilisé quotidiennement. Le propriétaire devrait discuter du coût de ce programme avec le fabricant et aussi s'informer de l'assistance que celui-ci peut fournir si le système de contrôle et de fonctionnement de l'incinérateur est accessible à distance. Ainsi, les coûts annuels d'entretien et du fonds de réserve devraient se situer entre 4 et 6 % du coût initial du système d'incinération.

3.4.2 Formation

La base d'un bon fonctionnement d'un incinérateur est la compréhension qu'a le personnel du fonctionnement du système et sa capacité à prendre les mesures nécessaires pour assurer le bon fonctionnement de l'équipementNote de bas de page 17.

Chaque fabricant a une approche particulière de la conception des incinérateurs. Bien qu'ils observent la logique générale de la section précédente, les systèmes de contrôle vont probablement différer d'un appareil à l'autre. Quiconque va opérer un incinérateur devrait suivre une formation donnée par le fabricant avant d'utiliser l'appareil. Il n'est pas recommandable de demander à des opérateurs de former d'autres opérateurs. Le fabricant et ses représentants sont les personnes qui connaissent le mieux les bonnes procédures de fonctionnement assurant les plus faibles émissions possibles.

Le personnel de direction devrait participer aux séances de formation chaque fois que cela est possible. Les membres de la direction assureront la continuité à long terme à la plupart des installations. Ils peuvent aider les opérateurs dans leurs tâches et s'assurer que les remplaçants sont correctement formés.

3.5 Étape 5 : Manipuler et éliminer les résidus de combustion en toute sécurité

Les cendres de la chambre primaire peuvent contenir des matières nuisibles à la santé de l'opérateur et à l'environnement. Les opérateurs devraient utiliser de l'équipement de protection pour réduire les risques associés à leur manutention. Ces matières devraient être retirées soigneusement et placées dans des contenants de métal fermés permettant de les transporter dans un lieu d'élimination approuvé. L'opérateur devrait peser et enregistrer la quantité de cendres produites.

3.5.1 Pratiques de manipulation des résidus

La quantité de cendres (résidus) produite à l'installation devrait être documentée. On devrait peser sur la balance les cendres expédiées de l'installation au lieu d'élimination afin d'en mesurer la masse.

Pour chaque 1 000 kg de matières résiduelles qui sont incinérées, environ 300 kg de cendres résiduelles sont produitesNote de bas de page 18. Si la quantité de cendres dépasse ce niveau, on devrait examiner les matières pour déterminer si cette masse est due à la présence de matières non combustibles ou à du carbone non brûlé dans les cendres. Si la deuxième éventualité est le cas, il convient d'ajuster l'opération de l'incinérateur pour améliorer l'oxydation du carbone.

On devrait recueillir des échantillons représentatifs des cendres résiduelles et en faire vérifier la toxicité du lixiviat dans un laboratoire. Le Groupe de travail international sur les cendres fournit des directives sur l'échantillonnage et l'analyse des cendresNote de bas de page 18. Au moins 10 échantillons de cendres sont nécessaires pour caractériser adéquatement la matière. Par souci de précaution, on recommande de vérifier chaque échantillon avec trois prélèvements. Les résultats de l'analyse devraient être communiqués à l'organisme de réglementation concerné.

3.6 Étape 6 : Tenir des registres et produire un rapport

Pour démontrer que l'incinérateur est bien utilisé et entretenu, les responsables de l'installation devraient tenir un registre et produire un rapport annuel contenant l'information suivante :

  • Une liste de tous les membres du personnel ayant reçu la formation sur l'incinérateur, le type de formation, les noms des personnes qui ont donné la formation ainsi que les dates des séances de formation et de séance de perfectionnement
  • Toutes les mesures d'entretien préventif de l'équipement
  • Les registres d'utilisation de l'incinérateur – sur support électronique avec copie de sauvegarde complète
  • Un résumé de l'utilisation de carburant auxiliaire
  • Une liste de tous les envois de résidus de combustion, y compris le poids des quantités transportées et éliminées par type, au besoin, ainsi que l'emplacement du lieu d'élimination
  • Toutes les mesures d'émissions et les données d'échantillonnage de cendres durant la période visée

Toutes les données brutes relatives à l'opération de l'incinérateur devraient être conservées pour être inspectées par les autorités compétentes pour la durée prescrite ou au moins deux ans. Le propriétaire devrait consulter le fabricant ou le fournisseur de l'incinérateur et l'organisme de réglementation pour déterminer le niveau de données sommaires à produire et à communiquer à l'organisme de réglementation (p. ex. fédéral, provincial/territorial) . Les rapports présentés devraient être approuvés par la haute direction de l'installation.

Tenue de registres :

L'un des registres les plus importants à rendre accessible aux organismes de réglementation est le livret de maintenance. Dans ce document sont consignés les activités d'entretien courantes, les dates auxquelles ces activités ont été exécutées, le nom des personnes qui ont effectué le travail et les problèmes qui se sont posés. Les activités d'entretien devraient correspondre aux recommandations d'entretien préventif fournies par le fabricant. Toutes les pannes ou les défaillances d'équipement ayant nécessité des mesures d'entretien particulières devraient être consignées. Les données relatives à ces activités devraient comprendre la description du problème, la date à laquelle le travail a été accompli et le nom de la personne qui en était responsable. Plus important encore, les opérateurs et le personnel d'entretien devraient analyser la cause de la défaillance et voir si des procédures de fonctionnement pourraient empêcher qu'elle ne se reproduise.

Le fonctionnement de l'incinérateur devrait être enregistré en continu (chaque minute), qu'il soit utilisé ou non. Pour éviter toute incertitude au sujet des données sur l'élimination des matières résiduelles, l'information sur la quantité de matières incinérées devrait être mise en corrélation avec les données de fonctionnement de l'incinérateur par date et heure de départ. Bien qu'on puisse s'interroger sur l'utilité de recueillir des données lorsque l'incinérateur n'est pas utilisé, un dossier couvrant la totalité des 8 760 heures de l'année fera que les données de production ne pourront être mises en doute.

Production de rapports :

Les permis délivrés aux entreprises d'élimination de matières résiduelles dans toutes les régions du Canada comportent une forme de déclaration sur les opérations à remettre aux autorités concernées. Des renseignements de base doivent être fournis dans toutes ces déclarations :

  • Quantité de matières incinérées :
    Puisque les Standards pancanadiens relatifs aux PCDD/F et au mercure imposent des limites sur la quantité de matières résiduelles qui peut être brûlée avant que des preuves de conformité de différents niveaux ne soient exigées, l'information de base pour toute installation d'incinération doit être la quantité de matières résiduelles chargées dans l'incinérateur au cours d'une année. Une quantité limite de matières résiduelles étant fixée par cycle, chaque cycle devrait être consignée séparément et le total devrait être établi pour l'année et préférablement pour chaque semaine et chaque mois. Ces données aideront aussi le propriétaire à déterminer le taux de production de matières résiduelles à l'installation ce qui, en retour, renseigne sur l'efficacité des programmes de réacheminement et de réduction des matières résiduelles.
  • Données de fonctionnement :
    Les données de fonctionnement importantes sont les niveaux de température, de monoxyde de carbone et d'oxygène, ainsi que d'autres données comme les pressions différentielles et la durée de fonctionnement des brûleurs auxiliaires. Si les brûleurs auxiliaires ont un débit fixe, il suffit de consigner le signal qui en contrôle le fonctionnement. Si l'alimentation des brûleurs est variable, l'intensité de courant du moteur de la pompe devrait donner une indication du débit de consommation du carburant. Des données de surveillance brutes par minute devraient être conservées sous forme électronique à des fins d'analyse.
  • Poids des envois de cendres :
    Les données sur le poids des cendres expédiées, le nom de l'opérateur pour le cycle ainsi que des notes sur les observations ou les problèmes constatés devraient être inclus dans le rapport.
  • Données sur la réception de carburant d'appoint :
    Des données sur la réception de carburant d'appoint devraient être consignées dans le livret et les reçus des envois devraient être conservés pour vérification par les organismes de réglementation.
  • Formation :
    Le rapport annuel devrait comprendre de l'information sur la formation reçue par le personnel, le nom des personnes qui ont donné la formation et les dates de formation.
  • Changements apportés au fonctionnement :
    Les changements significatifs apportés au fonctionnement devraient être indiqués dans le rapport annuel, tout comme les résultats des vérifications des émissions de combustion ou des cendres.

Il importe de remarquer que les incinérateurs traitant ≥ 26 tonnes de matières résiduelles solides non dangereuses par année ou ≥ 26 tonnes de déchets biomédicaux ou hospitaliers , de déchets dangereux ou de boues d'épuration par année doivent déclarer les émissions de PCDD/F, d'hexachlorobenzène et de mercure en vertu de l'Inventaire national des rejets de polluants (INRP). Pour obtenir un complément d'information, voir www.ec.gc.ca/inrp-npri/.

Notes de bas de page

Note de bas de page 14

Disponible à http://www.ccme.ca/ourwork/air.fr.html?category_id=97

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Note de bas de page 15

Consultable à http://www.ccme.ca/assets/pdf/d_and_f_standard_f.pdf

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Note de bas de page 16

Cross, F.R. et H.E. Hesketh, 1985. Controlled Air Incineration, publié par Technomic Publishing Company Inc. no ISBN 87762-396-1

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Note de bas de page 17

Chandler , A.J., 2007. Review of Dioxins and Furans from Incineration In Support of a Canada-wide Standard Review. A Report Prepared for The Dioxins and Furans Incineration Review Group through a contract associated withCCMEProject #390-2007. Consultable à http://www.ccme.ca/assets/pdf/1395_d_f_review_chandler_e.pdf(en anglais seulement); 18 août 2008.

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Note de bas de page 18

International Ash Working Group, 1997. Municipal Solid Waste Incinerator Residues. Publié par Elsevier, ISBN 0-444-82563-0.

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