Particules, entartrage et bio-encrassement
Technologie membranaire
Particles
La pollution de la membrane particulaire peut être définie comme une matière en suspension et colloïdale, qui absorbe la membrane. Les solides boucheront la membrane, ce qui fera que l'eau à traiter ne pourra plus passer à travers. Lorsque la membrane est bouchée, plus de pression est nécessaire pour pouvoir effectuer le traitement habituel de l'eau. Cela entraîne une augmentation des coûts énergétiques.
Mise à l'échelle
La mise à l'échelle signifie le dépôt de particules sur une membrane, provoquant son obturation. C'est un effet indésirable qui peut se produire pendant les processus de nanofiltration et d'osmose inverse. Le détartrage entraîne une consommation d'énergie plus élevée et une durée de vie plus courte des membranes, car celles-ci devront être nettoyées plus souvent.
La nanofiltration et l'osmose inverse sont des procédés qui sont souvent appliqués pour la préparation de l'eau potable à partir des eaux souterraines ou de surface. Au cours de ces processus, une conversion élevée est souhaitée, car cela limitera la perte de matières premières et d'énergie. En fonction de la conversion, environ 75 à 90 pour cent de l'eau d'alimentation seront convertis en produit souhaité.
Pendant le processus, le concentré membranaire absorbe les sels. Les sels inorganiques, tels que le carbonate de calcium et le sulfate de baryum, qui sont insolubles dans l'eau, peuvent devenir sursaturés. Cela les fait précipiter. La précipitation de sels insolubles dans l'eau sur la membrane est plus susceptible de se produire lorsque la conversion est élevée.
La mise à l'échelle entraîne une diminution du flux nominal. Les conséquences sont, comme on l'a noté précédemment, une consommation d'énergie plus élevée, une augmentation de la fréquence de nettoyage et une durée de vie plus courte des membranes. Cela rendra le processus de traitement de l'eau par membrane beaucoup plus coûteux.
L'ajout d'acides ou d'antitartres au système peut empêcher la précipitation des sels. Les acides diminuent la sursaturation du carbonate de calcium, tandis que les antitartre diminuent les niveaux de précipitation.
Une unité de filtration à membrane fonctionne de manière optimale avec une conversion maximale et une dose minimale d'acides et d'antitartres, sans formation d'entartrage.
L'encrassement biologique
La contamination biologique, connue sous le nom d'encrassement biologique, se produit le plus souvent lors des processus de nanofiltration et d'osmose inverse. En effet, les membranes ne peuvent pas être désinfectées avec du chlore, afin de tuer les bactéries. L'encrassement biologique dans les membranes de nanofiltration ou d'osmose inverse est probablement la contamination la moins comprise qui puisse se produire dans les systèmes membranaires. Cela peut être attribué à la croissance complexe de bactéries microbiologiques. Ces microorganismes ont des effets néfastes, souvent irréversibles, sur les systèmes de nanofiltration et d'osmose inverse.
Les types de microrganismes, leurs facteurs de croissance et leur concentration dans un système membranaire dépendent grandement de facteurs critiques, tels que la température, la présence de lumière solaire, le pH, les concentrations d'oxygène dissous et la présence de nutriments organiques et inorganiques.
Les micro-organismes peuvent pénétrer dans le système par l'eau ou l'air, ou les deux.
Les bactéries aérobies (dépendantes de l'oxygène) vivent généralement dans un environnement d'eau chaude, peu profonde et ensoleillée, avec une teneur élevée en oxygène dissous, un pH de 6,5 à 8,5 et une abondance de nutriments organiques et inorganiques.
Les bactéries anaérobies (indépendantes de l'oxygène), en revanche, sont généralement présentes dans des systèmes fermés avec peu ou pas d'oxygène dissous et deviennent actives lorsqu'une quantité suffisante de nutriments est présente. Cela peut être de la matière organique ou des restes d'algues mortes.
Les deux types de bactéries peuvent être présents dans le même système. Il existe des bactéries qui peuvent basculer entre les conditions aérobies et aérobies et vice versa. Leur nature dépend de l'état de l'eau.
L'un des types les plus abondants d'encrassement biologique provient du prétraitement des systèmes d'osmose inverse et de certaines parties des systèmes membranaires qui peuvent favoriser la croissance des algues. Les pièces du système de membrane qui sont exposées à la lumière du soleil ou qui contiennent de l'eau stagnante peuvent provoquer l'expansion des algues.
La lumière du soleil joue un rôle important dans le processus de photosynthèse pour la croissance des algues. La quantité de lumière solaire détermine la quantité d'oxygène produite. Les bactéries aérobies, qui dépendent de l'oxygène, ont besoin de l'oxygène produit par les algues lorsque la teneur en oxygène dissous dans l'eau d'alimentation ne suffit pas aux quantités dont elles ont besoin pour effectuer le métabolisme.
Alors que les algues meurent, elles deviennent une source de nourriture pour les bactéries, car elles libèrent des nutriments organiques dont les bactéries ont besoin pour se développer dans un système membranaire.
Un autre type d'encrassement biologique dans un système membranaire est la fixation de bactéries aux parois internes des pipelines. Les coins et les impasses sont des emplacements dans un pipeline que les bactéries peuvent absorber.
Une fois que les bactéries ont absorbé un mur, les premières parties d'un film biologique sont formées. Le film biologique augmentera en taille tandis que les bactéries continueront de se multiplier et tandis que la matière organique morte absorbe les structures du film biologique. Malgré le fait que les films biologiques influencent l'écoulement de l'eau, ils continuent d'attirer de petits solides en suspension et des micro-organismes. Les dépôts de films biologiques deviennent un ensemble solide et cohérent qui est très difficile à éliminer. Finalement, des parties du film biologique seront libérées et diffusées à travers les composants du système, y compris les membranes. Lorsqu'ils sont attachés aux membranes, les microrganismes commencent à se multiplier, en utilisant les nutriments présents dans l'eau d'alimentation. En conséquence, un film biologique se développera sur les membranes, ce qui encombrera le flux d'eau d'alimentation à travers la membrane. Il en résulte une pression plus élevée, ce qui entraîne des coûts de système plus élevés et des dommages irréparables aux membranes.
Il arrive même que certains matériaux de membrane soient des environnements appropriés pour la croissance de micro-organismes, ce qui entraînera la destruction complète de la membrane en peu de temps.
