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2011/08/10

Procédés à membranes


Les membranes ont la capacité de différencier et séparer sélectivement les sels dissous dans l'eau. En utilisant cette capacité mais différemment dans chaque cas, trois procédés de dessalement de membrane ont été développés pour l'eau de dessalement : Électrodialyse (ED), osmose inverse (OI) et nanofiltration (NF).
L’OI représente le segment croissant le plus rapide du marché de dessalement [4]. Des technologies de membrane peuvent être employées pour le dessalement de l'eau de mer et de l'eau saumâtre, mais elles sont généralement employées pour dessaler l'eau saumâtre parce que la consommation d'énergie est proportionnelle à la teneur en sel dans l'eau de source.
Comparé aux processus de distillation thermiques, les technologies de membrane généralement ont des frais financiers inférieurs et exigent moins d'énergie, contribuant aux frais d'exploitation inférieurs.


   Électrodialyse (ED) 
L’électrodialyse est un procédé de dessalement électro-membranaire qui permet d’éliminer des sels dissous d’une eau saline par migration à travers des membranes sélectives sous l’action d’un champ électrique.
 
Les ions d’un sel dissous dans l’eau, comme le chlorure de sodium par exemple, déplacent sous l’action d’un champ électrique créé par deux électrodes trempant dans le liquide. Les ions positifs ou cations (Na+) sont attirés par l’électrode négative (ou cathode) tandis que les ions négatifs (Cl-) sont attirés par l’électrode positive.
Dans l’électrodialyse, on intercale alternativement des membranes filtrantes soit imperméables aux anions et perméables aux cations, soit imperméables aux cations et perméables aux anions. On obtient ainsi une série de compartiments à forte concentration de sels et d’autres à faible concentration.
L’électrodialyse est bien adaptée aux eaux saumâtres dont la salinité est assez faible, inférieure à celle de l’eau de mer 

Nanofiltration (NF)
La nanofiltration fonctionne de la même manière que l'osmose inverse, mais elle nécessite moins de pression. Ce processus peut enlever quelques matières solides dissoutes mais est employé souvent pour adoucir partiellement l'eau et enlever les solides et le carbone organique dissous. Pour TDS bas des eaux saumâtres, N-F peut être employé comme traitement autonome pour enlever des sels 

Osmose inverse (OI)
Le procédé OI consiste à séparer les substances dissoutes d’une solution salée pressurisée en la faisant diffuser à travers une membrane. En pratique, l’eau d'alimentation est pompée dans une cuve étanche où elle pressurée contre la membrane. À mesure qu’une fraction de l’eau diffuse à travers la membrane, la teneur en sels de la fraction restante augmente. Dans le même temps, une partie de cette eau d’alimentation est rejetée, sans diffuser à travers la membrane 
Les dix dernières années ont été marquées par l’essor du procédé OI. Bien que le concept de ce dernier n’ait pas fondamentalement changé, il a donné lieu à des améliorations constantes en ce qui concerne l’efficacité des membranes, la récupération d’énergie, le contrôle des opérations sur membrane et les enseignements tirés de l’exploitation, ce qui a permis une réduction globale du coût de l’eau produite par ce procédé.
Dans le chapitre suivant, nous détaillerons le procédé de dessalement par osmose inverse, objet de notre étude. 



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