Technologie membranaire

Systèmes membranaires

La technologie membranaire est devenue une véritable technologie de séparation lors de la dernière décennie. La force principale de la technologie membranaires est le fait que cela fonctionne sans ajout de produits chimiques, avec une consommation d'énergie relativement faible et une conduction de process facile et bien arrangée.
Le terme technologie membranaire est un terme générique pour différents procédés de séparations très caractéristiques. Ces procédés sont du même type, car dans chacun d'eux une membrane est utilisée. Les membranes sont de plus en plus utilisées pour des procédés de traitements d'eaux souterraines, de surface, ou usées. Les membranes sont maintenant compétitives par rapport aux techniques conventionnelles. Le procédé de séparation membranaire est basé sur la présence de membranes semi-perméables.
Le principe est assez simple: la membrane agit comme un filtre très spécifique qui laisse passer l'eau, tandis qu'elle retient les solides en suspension et d'autres substances.
Il ya plusieurs méthodes pour permettre aux substances de pénétrer la membranes. Il y par exemple l'application de hautes pressions, le maintient d'un gradient de concentration des deux côtés de la membranes et l'introduction d'un potentiel électrique.


La filtration sur membrane peut être utilisé comme une alternative à la floculation, aux techniques de purification, à l'adsorption (filtres à sable et charbon actif, échange d'ions), extraction et distillation.

Il y a deux facteurs qui détermine l'efficacité d'un procédé de filtration sur membrane, la sélectivité et la productivité. La sélectivité est exprimée par un paramètre appelé la rétention ou le facteur de séparation (exprimé en l/m2·h). La productivité est exprimée par un paramètre appelé le débit (ou flux) (exprimé en l/m2·h). La sélectivité et la productivité sont dépendant de la membrane.

Dans la filtration sur membrane on peut distinguer d'une part la micro et l'ultra filtration et de l'autre la nano filtration et l'osmose inverse (RO ou hyper filtration).
Quand on utilise la filtration sur membrane pour éliminer des particules de taille relativement importante on utilise la micro filtration ou l'ultra filtration. Dans ce cas la productivité est importante alors que les différences de pressions sont faibles.
Lorsqu'on doit éliminer des sels de l'eau, on utilise la nano filtration et l'osmose inverse. Les membranes de nanofiltration et d'osmose inverse ne fonctionne pas selon le principe des pores, la séparation s'effectue par diffusion à travers la membrane. La pression requise pour réaliser la nano-filtration ou l'osmose inverse est beaucoup plus élevée que la pression requise pour la micro et l'ultrafiltration, tandis que la productivité est beaucoup plus faible.

la filtration sur membrane a un certain nombres d'avantages sur les techniques de purification existantes :

· C'est un procédé qui peut être exécuté lorsque les températures sont faibles. C'est important car ça permet de traiter des matériaux sensibles à la chaleur. C'est pourquoi ce procédé est largement utilisé par l'industrie alimentaire.
· c'est un procédé avec un coût énergétique faible. La plupart de l'énergie requise est utilisée pour pomper le liquide dans la membrane. La quantité totale d'énergie utilisée est mineure comparée aux autre techniques telles que l'évaporation.
· Le procédé peut facilement être agrandi.

Les différents types de procédés des systèmes de filtration sur membrane

Les systèmes de filtration sur membranes peuvent fonctionner de deux façons: la filtration frontale et la filtration tangentielle. L'objectif de l'optimisation des techniques membranaires est d'atteindre la production la plus élevées possibles pendant une longue période, avec des niveau de pollutions acceptables.

Systèmes membranaires

Le choix du type de système membranaire est dépend d'un grand nombre de paramètres, tels que les coûts, les risques de colmatages des membranes, la densité, et le nettoyage nécessaires. Les membranes ne sont jamais utilisées sous la forme d'une grande surface plane, car cette surface importante a souvent pour conséquence des coûts d'investissement important. C'est pourquoi les systèmes sont construits de façon dense pour permettre de placer une grande surface de membrane dans le volume le plus petits possible. Pour cela on utilise différents assemblages, les deux principaux sont les systèmes membranaires tubulaires et les systèmes membranaire plans et en spirale (plate & frame). Les systèmes tubulaires comportes les membranes tubulaires, capillaires et à fibres creuses. Les membranes existent sous forme tubulaires, capillaires ou fibres creuses. Dans les membranes planes et en spirale on distingue les membranes en spirale et les membranes pillow shaped (forme oreiller).


Encrassement des membranes

Lors des filtrations l'encrassement des membranes est inévitable, même avec un pré-traitement suffisant. Le type et la quantité d'encrassement dépend de beaucoup de facteurs différents, tels que la qualité de l'eau alimentant le système, le type de membranes, le matériaux de la membrane, la conception du procédé et son contrôle.

Les particules, le bioencrassement et le tartre sont les trois principaux types d'encrassement d'une membrane. Du fait de ces contaminants une charge de travail plus importante est nécessaire pour pouvoir garantir une capacité continue des membranes. Au bout d'un moment la pression nécessaire est tellement élevée que le système n'est plus économiquement et techniquement valable: il faut nettoyer la membranes.

Nettoyage des membranes

Il y a plusieurs techniques de nettoyages pour éliminer l'encrassement des membranes. Ces techniques sont le rinçage "forward", "backward", à l'air et le nettoyage chimique, et toute les combinaison de ces méthodes.

Type de fonctionnement des systèmes membranaires

Membranes forme tubulaire

Membranes planes et en spirale






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