Taux de récupération par osmose inverse

Fig.1, Les phases de base du schéma de processus d'osmose inverse et les points d'intérêt pour appliquer des stratégies pour améliorer le taux de récupération d'OI

Le taux de récupération de l'osmose inverse est principalement influencé par la qualité de l'alimentation. Les contaminants sont généralement des sels inorganiques et organiques qui 1) augmentent la pression osmotique (π) et 2) encrassent les membranes du système.

Reprenons-le un peu depuis le début. L'eau peut être classée en fonction des solides dissous totaux (TDS) qu'elle contient dans les catégories suivantes,


Ainsi, moins vous avez de TDS, moins vous avez besoin de pression appliquée pour pousser l'eau à travers les pores des membranes RO. C'est pourquoi BWRO peut atteindre jusqu'à 70-97% de récupération (en particulier avec de nouvelles configurations de système) et SWRO est limité à 35-45%. Si vous appliquez trop de pression sur la membrane 1) vous pouvez créer une précipitation de sels sursaturés et 2) les membranes ont une limite de pression d'éclatement (85 bar) qui ne peut pas être dépassée.

Les anions et les cations qui composent le TDS ont tendance à créer des dépôts minéraux à la surface des membranes. Cela se produit en raison d'un phénomène appelé polarisation de concentration qui augmente la concentration près de la surface de la membrane jusqu'à env. +20% pouvant conduire à la formation de cristaux et donc à l'entartrage. Ce qui provoque,

• ↑ Pression différentielle (ΔP)
• ↓ Flux de perméat
  
• ↓ Qualité du perméat
  

Les suspects habituels sont les sels peu solubles comme le CaCO3 (calcaire), le CaSO4 (Gypse) et lorsque nous avons des eaux de surface, le Baryum, le Strontium et les Fluorures. Nous devons également prendre en considération les composés à faible solubilité comme la concentration de silice.

Les matières organiques créent une couche au-dessus des membranes (biofilm) qui a les mêmes effets que l'entartrage.

Certains encrassements peuvent également causer des dommages physiques à la membrane elle-même, diminuant ainsi ses performances et sa durée de vie.

L'entartrage et l'encrassement biologique sont les raisons pour lesquelles avant que l'eau d'alimentation n'atteigne les membranes, nous appliquons un prétraitement qui change au cas par cas, mais en général, il est composé de filtration sur cartouche, d'adsorption, de filtrage, d'ajustement du pH et de produits chimiques antitartre.

Nous appliquons également des nettoyages chimiques (NEP) qui sont effectués le moins possible et sont conçus au cas par cas.

Afin de surmonter les limitations du dessalement, nous avons quelques astuces dans notre manche qui peuvent être classées comme (Fig.1),

• Pré-traitement amélioré des aliments
• Technologie de membrane avancée
• Nouvelles configurations de flux
• Technologies de traitement de la saumure

1) Pré-traitement amélioré des aliments

Avec les nouvelles technologies membranaires, l'alimentation peut être débarrassée des ions problématiques qui causent l'entartrage. Un bon exemple est l'utilisation de membranes NF pour couper les bivalents (Ca2+, Mg2+, SO42-) qui ne manqueront pas de créer des problèmes pour nos membranes. Ainsi, nous pouvons assurer une meilleure et plus d'imprégnation pour notre système.

Une autre option consiste à utiliser des antitartres. Ce sont des additifs chimiques qui créent un délai entre le bicarbonate et la formation de calcium magnésium permettant à l'eau de traverser la membrane avant que l'entartrage ne se produise. Les antitartre sont des produits relativement bon marché et n'ont pas de coûts supplémentaires.

2) Technologie de membrane avancée

Nouvelles membranes avec amélioration,

• Surface active
• Limite de pression d'éclatement
• Perméabilité
• Résistance à l'encrassement biologique
• Diamètre de la plaie en spirale

peuvent augmenter l'efficacité du système et récupérer l'eau à un taux plus élevé que leurs prédécesseurs.

3) Nouvelles configurations système

L'industrie a mis au point de nouvelles configurations de système qui permettent,

• Recirculation du concentré
• Mise en scène du concentré
• Stadification du perméat

4) Technologies de traitement de la saumure

Au cours des dernières décennies, de nombreux efforts ont été déployés pour extraire le plus d'eau possible du concentré RO (saumure) et de nombreuses technologies ont été développées pour conduire le système à une décharge de liquide minimale ou nulle.

Chacune de ces dernières optimisations peut aider à optimiser le système et augmenter le taux de récupération d'eau. Nos ingénieurs Lenntech peuvent vous fournir les meilleures solutions adaptées à votre cas, augmentant l'efficacité et diminuant les coûts. Appelez-nous ou envoyez-nous un courriel et nous serons heureux de vous aider avec votre cas.