Vue d'intérieur du conteneur avec
l'installation d'osmose inverse -
Installation d'épuration des eaux
usées avec recyclage de l'eau
dans une décharge
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Vue d'extérieur de la décharge
avec l'ensemble des conteneurs,
contenant l'installation de
traitement des eaux usées
(installation d'osmose inverse
avec
recyclage de l'eau)
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Techniques membranaires-
Vue d'ensemble de la décharge
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Traitement des eaux : la filtration sur membrane
La filtration sur membrane s'utilise pour
des techniques bien spécifiques dans le domaine de
l'épuration des eaux usées. La technologie membranaire
s'utilise en premier lieu en tant que traitement ultérieur
de l'effluent, surtout dans le cadre du recyclage ou de la
réutilisation des eaux. Néanmoins, dans beaucoup de cas,
cette technologie s'applique pour le traitement d'effluents
bien spécifiques d'eaux usées et d'eaux de process, comme
p.ex. dans le cadre du traitement des émulsions huileuses ou
d'autres émulsions spécifiques.
Sur base du pouvoir séparatif des membranes, nous pouvons
distinguer quatre techniques principaux dans la technologie
membranaire :
-
microfiltration :
séparation de particules de +/- 0,1 jusqu'à 1 μm (grandes
protéines, levures, microorganismes, …). Le principe de
la micro-filtration est la séparation physique. La
mesure dans laquelle les particules sont séparées dépend
de la taille des pores de la membrane. Des particules
dont la taille est supérieure au diamètre des pores sont
séparées entièrement, des particules dont la taille est
plus petite que le diamètre des pores des membranes ne
sont séparées que partiellement, et ceci en fonction du
dépôt d'impuretés sur les membranes. La pression de
service habituelle se situe entre 0,1 et 3 bar.
Des applications possibles dans le domaine de
l'épuration des eaux sont p.ex. : séparation de
microorganismes dans les eaux usées, séparation des émulsions
d'huile-eau, traitement préliminaire des eaux usées et
des eaux de process pour nanofiltration ultérieure ou
osmose inverse.
-
ultrafiltration :
séparation de particules de 0,01 jusqu'à 0,1 μm
(substances organiques, émulsions d'huile, molécules
protéiques telle que la gélatine,
bactéries, etc.). La pression de travail habituelle se
situe entre 3 et 5 bar.
-
nanofiltration :
séparation de particules de 0,001 jusqu'à 0,01μm (
bactéries, germes, sucres, colorants, soufre,
adoucissement de l'eau).
-
osmose inverse :
séparation de particules de 0,0001 jusqu'à 0,001 μm
(solutions salines, ions métalliques, nitrates, etc.).
La pression de service habituelle se situe entre 10 et 60 bar.
La plupart des techniques de filtration
vont uniquement filtrer les particules non dissolues de
l'eau. La microfiltratie et l'ultrafiltration ne peuvent
séparer que les substances en suspension des eaux usées
prétraitées.
Par conséquent, les sels dissous, les colorants, les ions
métalliques (influençants la conductivité de l'eau) et les
sucres restent présents dans les eaux usées. Les valeurs de COD/BOD
des eaux usées traitées avec les technologie membranaires de
microfiltration et d'ultrafiltration vont rester trop
élevées pour pouvoir les réutiliser dans le processus de
production.
Seule la dernière phase, celle de l'osmose inverse, permet
d'éliminer de façon efficace les sels, les ions métalliques
etc..
Lors du procédé d'osmose inverse, les membranes sont mises
sous haute pression. Dans ce but, il n'y a que les membranes
de haute technologie et d'une haute résistance à la pression qui peuvent être
prises en considération.
Filtration membranaire : osmose inverse
Cette technologie permet d'obtenir le
plus haut degré d'épuration, sur le plan physique, chimique,
organique et
bactériologique. La technologie de l'osmose inverse se
sert de membranes semiperméables.
Dans le domaine de l'épuration des eaux usées, la
technologie de l'osmose inverse est utilisée pour la
production d'eau ultrapure pour des eaux de process
industriel, pour la séparation de nitrates, pour la
désalinisation de d'eau de mer et d'eaux saumâtres, …
Principe de fonctionnement de la technologie de
l'osmose inverse
Le principe de l'osmose est basé sur
un phénomène naturel. Quand on a deux liquides de
concentrations diverses qui sont séparés par une
membrane semiperméable, l'eau pure va traverser la
membrane de la solution la moins concentrée dans le sens
de la solution la plus concentrée. Cette action
naturelle va ainsi rééquilibrer la pression osmotique
des deux solutions.
Le procédé de l'osmose inverse
implique qu'une pression mécanique sera exercée sur la
solution la moins concentrée et cette pression sera
supérieure à la pression osmotique. De cette façon le
phénomène du rééquilibrage de la pression osmotique à
travers la membrane va s'inverser, pour obtenir
finalement une eau pure.
Différentes sortes de membranes
Afin de combattre le problème de
l'encrassement des pores de la membrane, chaque
fabricant dispose d'un éventail d'astuces techniques (ea. membranes
asymétriques, propriétés de la surface membranaire,
membranes hydrophiles contre membranes hydrophobes,
filtration en écoulement croisé). En plus, les
membranes doivent pouvoir résister d'une manière
prolongée aux solvants, à des températures élévées
et à des valeurs de pH très diverses. La nouvelle
génération de membranes est devenue de plus en plus
perfomant et, en comparaison avec les membraines des
générations précédentes, la nécessité de
remplacement des membranes peut s'espacer de plus en
plus, compensant ainsi le prix d'achat élevé des
membranes. On distingue trois types principaux de
membranes : les membranes tubulaires, les membranes
à fibre creuse et les membranes spiralées. Il va de
soi que chaque type de membranes a son propre
terrain d'application préférentiel..
Les avantages de la mise en oeuvre de la technologie
membranaire dans l'épuration des
eaux usées et le traitement des eaux de process
-
fiabilité des matériaux
-
moins de produits chimiques
requis
-
suivi relativement simple,
dès que l'installation est mise au point
correctement
-
usage efficace de l'énergie
-
pas de changement d'état
d'agrégation nécessaire
Les inconvénients de la mise en oeuvre de techniques
membranaires dans l'épuration
des eaux usées et le traitement des eaux de process
Les terrains d'application possibles de la filtration
sur membrane dans
l'épuration des eaux usées et le traitement des eaux de
process
-
séparation eau/huile,
traitement des sustances lyophiles
-
recyclage des eaux de car wash
-
traitement du purin/lisier
-
traitement des eaux usées dans
l'industrie des cosmétiques
-
traitement des eaux usées dans
l'industrie alimentaire et des boissons
-
élimination des substances en
suspension dans les eaux usées
-
élimination de biomasse
-
séparation de liquides de
refroidissement
-
séparation d'encres dans
l'industrie flexographique
-
réutilisation des eaux de process
-
récupération des eaux de pluie
-
réutilisation de divers effluents
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