25 solutions courantes aux problèmes liés à la technologie des membranes d'osmose inverse (Partie 1)

En général, lorsque le flux standardisé diminue de 10 à 15 %, ou que le taux de dessalement du système diminue de 10 à 15 %, ou encore lorsque la pression de fonctionnement et la différence de pression entre sections augmentent de 10 à 15 %, le système d'osmose inverse doit être nettoyé. La fréquence de nettoyage est directement liée au niveau de prétraitement du système. Lorsque l'indice SDI15 est inférieur à 3, un nettoyage quatre fois par an peut suffire ; lorsque l'indice SDI15 est proche de 5, il peut être nécessaire de doubler la fréquence de nettoyage, mais cette dernière dépend des conditions spécifiques à chaque site.

1. À quelle fréquence faut-il nettoyer le système d'osmose inverse ?

En général, lorsque le flux standardisé diminue de 10 à 15 %, ou que le taux de dessalement du système diminue de 10 à 15 %, ou encore lorsque la pression de fonctionnement et la différence de pression entre sections augmentent de 10 à 15 %, le système d'osmose inverse doit être nettoyé. La fréquence de nettoyage est directement liée au niveau de prétraitement du système. Lorsque l'indice SDI15 est inférieur à 3, un nettoyage quatre fois par an peut suffire ; lorsque l'indice SDI15 est proche de 5, il peut être nécessaire de doubler la fréquence de nettoyage, mais cette dernière dépend des conditions spécifiques à chaque site.

2. Qu'est-ce que l'IDS ?

La technique la plus efficace pour évaluer la pollution colloïdale à l'entrée des systèmes d'osmose inverse/nanofiltration (OI/NF) consiste actuellement à mesurer l'indice de densité de sédimentation (IDS) de l'eau d'entrée. Ce paramètre important doit être déterminé avant la conception du système d'OI. Pendant le fonctionnement du système d'OI/NF, des mesures régulières doivent être effectuées (2 à 3 fois par jour pour les eaux de surface). La norme ASTM D4189-82 spécifie le critère de ce test. L'eau d'entrée du système membranaire doit présenter une valeur d'IDS15 ≤ 5. Parmi les technologies efficaces de prétraitement pour réduire l'IDS, on peut citer les filtres multimédias, l'ultrafiltration et la microfiltration. L'ajout d'un diélectrique polymère avant la filtration peut parfois améliorer la filtration physique susmentionnée et réduire la valeur de l'IDS.

3. Le procédé d'osmose inverse ou le procédé d'échange d'ions doit-il être utilisé pour l'apport général ?

Dans de nombreuses conditions d'alimentation, l'utilisation de résines échangeuses d'ions ou l'osmose inverse est techniquement réalisable, et le choix du procédé doit être déterminé par une analyse économique. Généralement, plus la teneur en sel est élevée, plus l'osmose inverse est économique, et inversement, plus la teneur en sel est faible, plus l'échange d'ions est économique. Grâce à la large diffusion de la technologie d'osmose inverse, la combinaison osmose inverse + échange d'ions, osmose inverse multi-étapes ou osmose inverse + autres technologies de dessalement poussé est devenue une solution de traitement de l'eau reconnue et plus rentable. Pour plus d'informations, veuillez consulter un représentant d'une société d'ingénierie spécialisée dans le traitement de l'eau. Quelle est la durée de vie moyenne des composants d'une membrane d'osmose inverse ? La durée de vie d'une membrane dépend de sa stabilité chimique et physique, de sa lavabilité, de la source d'eau d'alimentation, du prétraitement, de la fréquence de nettoyage et du niveau de gestion opérationnelle. D'après une analyse économique, elle est généralement supérieure à 5 ans.

Combien d'années les composants d'une membrane d'osmose inverse peuvent-ils généralement être utilisés ?

La durée de vie d'une membrane dépend de sa stabilité chimique, de la stabilité physique de ses composants, de sa lavabilité, de la source d'eau d'alimentation, du prétraitement, de la fréquence de nettoyage et du niveau de gestion opérationnelle. Selon une analyse économique, elle est généralement supérieure à 5 ans.

4. Quelle est la différence entre l'osmose inverse et la nanofiltration ?

La nanofiltration est une technologie de séparation membranaire des liquides, intermédiaire entre l'osmose inverse et l'ultrafiltration. L'osmose inverse peut éliminer les solutés les plus petits, d'un poids moléculaire inférieur à 0,0001 micromètre, tandis que la nanofiltration peut éliminer les solutés d'un poids moléculaire d'environ 0,001 micromètre. La nanofiltration est essentiellement une forme d'osmose inverse à basse pression, utilisée lorsque la pureté de l'eau à traiter n'est pas un critère extrêmement strict. Elle convient au traitement des eaux de puits et des eaux de surface. La nanofiltration est adaptée aux systèmes de traitement d'eau qui ne nécessitent pas des taux de dessalement élevés, comme l'osmose inverse, mais qui présentent une forte capacité à éliminer les composés responsables de la dureté de l'eau ; on parle alors de « membranes adoucissantes ». Les systèmes de nanofiltration fonctionnent à basse pression et consomment moins d'énergie que les systèmes d'osmose inverse équivalents.

5. Quelle est la capacité de séparation de la technologie membranaire ?

L'osmose inverse est actuellement la technologie de filtration de liquides la plus précise. Les membranes d'osmose inverse retiennent les molécules inorganiques, telles que les sels solubles, et les substances organiques dont la masse moléculaire est supérieure à 100. En revanche, les molécules d'eau peuvent les traverser librement, et le taux d'élimination typique des sels solubles est supérieur à 95-99 %. La pression de fonctionnement varie de 7 bars (100 psi) pour l'eau saumâtre à 69 bars (1000 psi) pour l'eau de mer. La nanofiltration permet d'éliminer les impuretés présentes dans les particules de 1 nm (10 Å) et les matières organiques dont la masse moléculaire est supérieure à 200-400. Le taux d'élimination des solides solubles est de 20 à 98 %. Le taux d'élimination des sels contenant des anions monovalents (tels que NaCl ou CaCl₂) est de 20 à 80 %, tandis que celui des sels contenant des anions divalents (tels que MgSO₄) est plus élevé, de l'ordre de 90 à 98 %. L'ultrafiltration permet de séparer les macromolécules de taille supérieure à 100-1000 angströms (0,01-0,1 micromètre). Tous les sels solubles et les petites molécules peuvent traverser les membranes d'ultrafiltration. Parmi les substances pouvant être éliminées figurent les colloïdes, les protéines, les micro-organismes et la matière organique macromoléculaire. Le seuil de rétention de la plupart des membranes d'ultrafiltration se situe entre 1000 et 100 000 Da. La microfiltration, quant à elle, permet de retenir des particules d'environ 0,1 à 1 micromètre. Généralement, les matières en suspension et les colloïdes de grande taille peuvent être interceptés, permettant ainsi la séparation de grosses molécules et de sels solubles.