Particules
La pollution des membranes par les
particules consiste à l'absorbtion par la membrane
de la matière en suspension et de la matière colloïdale. Les solides
obstruent la membrane, de ce fait l'eau devant être traitée ne peut plus
la traverser. Lorsque la membrane est obstruée, il faut plus de pression
pour pouvoir réaliser le même traitement. Cela entraîne une augmentation
des coûts d'énergie.
Entartrage
L'entartrage correspond au dépôt de
particules sur la membranes, qui est alors obstruée. C'est un effet non
désiré qui a lieu lors des procédés de nano filtration
et d'osmose inverse. L'entartrage entraîne une consommation
d'énergie plus élevée et une durée de vie plus courte des membranes,
car elles ont besoin d'être nettoyées plus souvent. Le procédé de
traitement membranaire de l'eau devient donc beaucoup plus cher.
La nano filtration et l'osmose inverse sont des procédés qui sont
souvent utilisés pour la préparation d'eau
potable à partir d'eau souterraine ou de surface. Lors de ces
procédés on désire une conversion élevée, car ceci permet de limiter
la perte de matériaux bruts et d'énergie. Environ 75 à 90 pour cent
de l'eau alimentant le système sont transformés en produit
désiré.
Lors de ce procédé, le concentrât se charge en sel. Les sels
inorganiques tels que le carbonate de calcium et le sulfate de baryum,
qui sont insoluble dans l'eau, peuvent être alors en sursaturation. De ce
fait il précipite. Il est plus probable d'avoir une précipitation des
sels insolubles lorsque le taux de conversion est élevé.
L'ajout d'acide ou d'anti-tartre dans le système peut empêcher la précipitation
des sels. Les acides diminue la sursaturation du carbonate
de calcium, tandis que les anti-tartre diminue le niveau de
précipitation.
Bio-encrassement
La contamination biologique, connue sous le
nom de bio-encrassement, a lieu le plus souvent lors de la nano-filtration
et de l'osmose inverse. Ceci car les membranes ne peuvent être
désinfectée au chlore,
afin de tuer les bactéries. Le bio-encrassement lors de la nano-filtration
et de l'osmose inverse est probablement la contamination dont peu souffrir
la membrane la moins comprise. Ceci peut être attribué à la croissance
complexe des bactéries. Ces micro-organismes ont des effets endommageants
et souvent irréversible sur les systèmes de nano(filtration et d'osmose
inverse.
Les types de micro-organismes, leur facteurs facteurs de croissance et la
concentration dans les systèmes membranaires dépendent beaucoup de
facteurs tels que la température, la présence de lumière, le pH,
les concentrations en oxygène dissous et la présence de nutriment
organiques et inorganiques. Les micro-organisme peuvent pénétrer dans le
système par l'intermédiaire de l'eau ou de l'air, ou des deux.
Les bactéries aérobique (qui ont besoin d'oxygène)
vivent dans un environnement d'eau chaude, peu profonde et ensoleillée
avec un niveau élevé d'oxygène dissous, un pH entre 6.5 et 8.5 et des
nutriments organiques et inorganiques en abondance.
Les bactéries anaérobies (qui n'ont pas besoin d'oxygène) sont en
général présente dans les systèmes fermés, sans oxygène dissous et
deviennent active lorsqu'une quantité suffisante de nutriment est
présent. Cela peut-être de la matière organique ou les restes d'algues
mortes.
Les deux types de bactérie peuvent être présents dans le même
système. Il y des bactéries qui peuvent changer de comportement: passer
de conditions aérobiques à anaérobies et vice versa. Leur nature
dépend de l'état de l'eau.
Le type le plus abondant de bio-encrassement débute lors du pré-traitrement des systèmes
d'osmose inverse et dans les parties du systèmes qui peuvent promouvoir la
croissance des algues. les parties des systèmes membranaires qui sont
exposées à la lumière du soleil ou qui contiennent toujours de l'eau
peuvent favoriser la croissance des algues.
La lumière du soleil joue un rôle important dans le procédé de photosynthèse
pour la croissance des algues. La quantité de lumière
détermine la quantité d'oxygène produit. Les bactéries aérobiques ont
besoin de l'oxygène produit par les algues lorsque les niveaux d'oxygène
dissout dans l'eau ne suffisent pas à combler les besoins du
métabolisme.
While the algae die off they become a food source for bacteria, because they release organic nutrients that bacteria need for growth in a membrane
system.
Un autre type de bio-encrassement dans un système membranaire est
l'attachement des bactéries sur les parois internes de la tuyauterie. Les
coins et les culs de sacs sont des lieux dans lesquels les bactéries
peuvent s'absorber.
Après que les bactéries se soient absorbées sur les parois, les premiers
éléments d'un bio-film
sont formés. Le bio-film augmente en taille tandis que les bactéries
continuent à se multiplier et que la matière organique morte s'adsorbe
sur le bio-film Le bio-film devient un ensemble fort et cohérent qui est
très difficile à éliminer. Finalement des morceaux de bio-film sont
libérés, et se diffusent dans les composants du système y compris les
membranes. Lorsqu'ils sont attachés aux membranes, les micro-organismes
commence à se multiplier, en utilisant les nutriments qui sont présent
dans l'eau alimentant le système. Par conséquent un bio-film se
développe sur la membrane, ce qui gène l'écoulement de l'eau à travers
la membrane. On doit donc utiliser une pression plus importante, les
coûts sont donc plus élevés et les membranes sont endommagées de
façon irréversible.
Il peut même arriver que certains matériaux membranaires sont des
environnement qui conviennent à la croissance des micro-organismes, ce
qui entraîne la destruction complète de la membrane dans une courte
période.
Technologie des membranes
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