La nano-filtration et
l'osmose inverse sont deux techniques
agissant sur les ions mono et bivalents.
Nano-filtration
La nano filtration
est une techniqie qui a prospéré au cours des dernières années.
Aujourd'hui la nano-filtration est principalement utilisée dans les
procédés de purification d'eau, tels que l'adoucissement,
la décolorisation, et l'élimination de micro-polluant.
Dans les procédés industriels la nano-filtration est utilisé pour
éliminer des composants particuliers comme des agents colorants.
La nano-filtration est un procédé permettant de séparer des molécules
en se basant sur leur tailles et utilisant la pression pour fonctionner.
la séparation se fait à travers des membranes. Cette technique est
principalement utilisée pour l'élimination des substances organiques,
telles que les micro-polluants, et les ions polyvalents. Les membranes de
nano-filtration ont une rétention modérée des sels
monovalents.
Autres applications de la nano-filtration:
· Elimination des pesticide des eaux souterraines
· Elimination des méraux lourds des eaux usées
· Recyclage des eaux usées dans les laveries
· adoucissement
· Elimination des nitrates
Osmose inverse
L'Osmose inverse est basé
sur la recherche d'équilibre d'un système. Deux fluides contenant des
concentrations en solides dissous différentes et qui entrent en contact
l'un avec l'autre vont se mélanger jusqu'à ce que la concentration soit
uniforme. Lorsque ces deux fluides sont séparés par une membrane
semi-perméable (qui laisse passer le fluide mais pas des solides
dissous), le fluide contenant la concentration la plus faible traversera
la membrane pour rejoindre le fluide avec la concentration la plus
élevée. (Binnie e.a., 2002)
Après un moment le niveau d'eau sera plus élevé d'un côté de la
membrane. La différence de niveau est appelé la pression
osmotique.
En appliquant une pression excédant la pression osmotique sur la colonne
de fluide, on obtient l'effet inverse. Les fluides sont renvoyés dans le
premier compartiment tandis que les solides dissous ne passent pas.
En utilisant cette propriété, une grande partie du sel de l'eau peut
être éliminée.
1
2
3
1. Flux d'eau d'une colonne avec peu de solide dissous vers une colonne
avec beaucoup de solides dissous
2. La pression osmotique est la pression utilisée pour stopper le flux
d'eau à travers la membrane.
3. En appliquant une pression qui excède la pression osmotique, le flux
d'eau est inversé, l'eau passe du côté concentré au côté peu
concentré.
L'osmose inverse est une technique qui est principalement utilisée lors
de la préparation d'eau potable,
par exemple à partir d'eau de mer salée. L'osmose inverse est aussi
utilisée pour la production eau ultra pure
et l'eau d'alimentation de
chaudière. C'est aussi utilisé dans le secteur
alimentaire (concentration de jus de fruit, sucre et café), dans l'inductrie
galvanique (concentration des eaux usées) et dans l'industrie
laitière (concentration du lait pour la productiopn de fromage).
En résumé les applications de l'osmose inverse sont:
· l'adoucissement
· La production d'eau potable
· la production d'eau de process
· La production d'eau ultrapure (industries
électroniques)
· Concentration de solvants pour les industries alimentaires.
Le pré-traitement de l'eau d'alimentation pour les installations de
nano-filtration ou d'osmose inverse influence de façon importante les
performances de l'installation. La forme de pré-traitement requis dépend
de la qualité de l'eau alimentant le système. Le but du pré-traitement
est de réduire la concentration en matière organique et la quantité de
bactérie, et de réduire le MFI (Membrane Fooling Index).
la concentration en matière organique et la quantité de bactérie
doivent être aussi bas que possible pour éviter ce qu'on appelle le
bio-ebcrassement des membranes. L'utilisation d'un pré-traitement a
plusieurs avantages:
· Les membranes ont une durée de vie plus longues
· Le temps de production de l'installation est allongé
· Les taches de gestion deviennent plus simples
A côté du pré-traitement on peut mettre en oeuvre un ajout de produit
chimique (acide, anti-tartre) pour éviter le dépôts de tartre et la
précipitation de solides insolubles, tels que le carbonate de calcium et
le sulphate de baryum sur la surface de la membrane).
Les acides utilisés sont l'acide chlorhydrique (HCl) et l'acide
sulphurique (H2SO4).
L'acide sulphirique est le produit chimique le plus largement utilisé
dans ce but. Cependant l'acide chlorhydrique est de plus en plus utilisé
car l'acide sulphurique peut influencé de façon négative la vitesse
d'encrassement de la membrane. Lorsque l'eau alimentant le système
contient une quantité importante d'ions sulphates, on utilise l'acide
chlorhydrique plutôt que l'acide sulphurique car dans ce cas l'ajout
d'acide sulfurique risque de favoriser la précipitation des ions
sulphates. (Baker, 2000)
Voici une vue d'ensemble des principales techniques de pré-traitement et
les substances dont on diminue le quantité pendant ces pré-traitements.
|
Pré-traitement
|
CaCO3
|
SO4
|
SiO2
|
MFI
|
Fe
|
Al
|
Bacterie
|
Matière
organique
|
|
ajout
d'acide
|
X
|
|
|
|
O
|
|
|
|
|
Anti-tartre
|
O
|
X
|
|
|
|
|
|
|
|
Adoucissement
et échange d'ion
|
X
|
X
|
|
|
|
|
|
|
|
Nettoyage
préventif
|
O
|
|
O
|
O
|
O
|
O
|
O
|
X
|
|
Ajustement
des paramètres du process
|
|
O
|
X
|
|
|
|
|
|
|
Filtration
rapide
|
|
|
O
|
O
|
O
|
O
|
|
|
|
Flocculation
|
|
|
O
|
X
|
O
|
O
|
|
|
|
Micro
et ultra filtration
|
|
|
X
|
X
|
O
|
O
|
O
|
X
|
|
Filtres-bougies
|
|
|
O
|
O
|
O
|
O
|
O
|
|
|
X
= hautement efficace
O = pré-traitement efficace
|
En plus des méthodes mentionnées
ci-dessous il y a d'autres façon de purifier l'eau alimentant le système
telles que la désinfection et la filtration
sur charbon actif.
Microfiltration et ultrafilration Membranes
d'osmose inverse Produits
nettoyant pour membranes Technologie
des membranes
|
