Membranes
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Membranes à gradient de pression et purification de l’eau Elvira Krasniqi Séminaire: méthode de séparation Prof: Hubert H. Girault Assistante: Hoang-Trang Lam 31 janvier 2005 Membranes à gradient de pression • eau comprimée dans membrane par p • Empilement de longues fibres creuses (poreuses) • retient mécaniquement les impuretés présentes dans les eaux brutes • L'eau brute circule dans le module, à l'intérieur des fibres microfiltration ultrafiltration nanofiltration osmose inverse 1 à 3 bar 3 à 10 bar 10 à 50 bar 30 à 100 bar pappliqué et consommation energétique quand taille entité retenue Distinction selon taille et type des espèces à séparer consommation d’énergie faible: 1 à 10aines de kWh/m³ de produit traité (perméat) procédés thermiques(évaporateur): 100 à 900 kWh/m³ Osmose inverse Type de modes Filtration frontale Filtration tangentielle Limite l’accumulation de dépôts qui obstruent la surface de filtration. Avantages: Température ambiante: permet de traiter les produits thermosensibles Fractionnement sans changement de phase avantageux énergétiquement comparé à la distillation ou à l'évaporation Pas addition de composées chimiques Installations: modulables, compactes,peuvent fonctionner en continu Inconvénients • Colmatage: dépôt et couche à la surface dans le temps débit de filtration à travers la memebrane les performances sélectivité initiale et perméabilité Coûts élevés Spirale • 2 couches enroulée autour drain central • densité de l'ensemble est plus élevée. • - chères mais plus sensible à la pollution • Capacité de filtration élevée Tubulaire • Membranes sous forme de tube • densité du conditionnement faible + utilisée car bon coût/efficacité + résistantes (à la pollution) Traitement de l’eau • Dépend de composition des eaux brutes origine, temps [sec] Usage de réactifs chimiques pose difficultés: •Chlore (désinfectant) préserve qualité microbiologique de l'eau durant transport de usine de traitement aux habitations. réagit avec molécules organiques [chlore] peut rapidement sur le réseau de distribution favorise micro-organismes. formation de produits toxiques • Idéal: traiter l’eau sans réactifs chimiques d’où Importance des procédés de filtration sur membranes. Traitement de l’eau (NF) • Normes + exigeantes •V eau à traiter • pollution nécessité de développer séparation par membranes: • Fiables Eau très polluée à eau très pure • Sans goût désagréable Sans mauvaises odeurs • coût élevé Qualité constante • Emploi récent à échelle industriel • Eau produite est tellement pure qu’il est nécessaire de la reminéraliser Eau salée systèmes ont déjà atteint stade industriel pour distillation et osmose inverse. • très coûteux et installations peu rentables • énergie pour chauffage et compression de l’eau sont trop élevées • Volumes d’eau produits trop faibles • déssalement pour consommation peu fréquente Industrie: nanofiltration choix de la nanofiltration guidé par importance pesticides • eaux de puits, de rivières ou de lacs • nettoyage automatique: 30 pompes à mécanisme magnétique • 1 milliard de Francs • 140 000 m3/jour pour 800000 personnes • Batiment: 100 m de long sur 40 m de large • système de décolmatage à contrecourant (backwash) automatisé • spirales Depuis 1999 (Vibratory Shear Enhanced Processing) Le fluide traité transféré à grande vitesse débit de filtration au travers les membranes de 3 à 10 fois + réalise des concentrations élevées en un seul passage VSEP série montés en parallèle http://www.vsep.com/index.html Conclusion • Le traitement des effluents et des eaux usées par les méthodes memrbanaires est en pleine expansion. • Cause: Besoin de protection de l'environnement • grâce aux performances énergétiques et technicoéconomiques de plus en plus concurrentielles • Recherches poussées pour créer des + performantes et spécifiques et procédés pour de nouvelles applications Références • • • • • • • • • • • • • • http://www.lenntech.com http://www.membratec.ch http://www.infrastructures.com http://www.vsep.com http://www.sterlitech.com http://www.u-picardie.fr/~beaucham/duee/decaux/decaux.htm http://www.membrane.ch http://www.theses.ulaval.ca/2004/22074/ch02.html#d0e1330 http://culturesciences.chimie.ens.fr http://www.cnrs.fr/cw/dossiers/doseau/accueil.html http://fr.wikipedia.org http://www.eaux.free.fr/actu_nanotechnologies.htm http://www.eau-rhin-meuse.fr/patrimoine/pollu/pol02.htm http://www.cnrs.fr/cw/dossiers/doseau/decouv/potable/dessalEau.html
