Particules, tartre et bio-encrassement

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