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Les membranes David Pauli EPF Lausanne 2008 Traitement des eaux usées industrielles.

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1 Les membranes David Pauli EPF Lausanne 2008 Traitement des eaux usées industrielles

2 Introduction 1 Historique –1748: Jean-Antoine Nollet « découvre » losmose –1950: première membrane dosmose inverse, commercialisation de membranes de MF/UF –1970: développement de technologies MBR –1980: commercialisation de membranes NF –Actuellement, MF+RO capacité de traitement environ m3/j

3 Introduction 2 Classification des Membranes: Membranes classées en 4 catégories –Microfiltration (MF) –Ultrafiltration (UF) –Nanofiltration (NF) –Osmose Inverse (RO) Buts –Traitement des polluants conventionnels (DBO, TSS, azote, phosphore, agents pathogènes (bactéries, virus)). –Traitement polluants non conventionnels (sels, métaux lourds, polluants organiques persistants) –Traitement polluants émergents (médicaments, disrupteurs endocriniens)

4 Introduction 3

5 Caractéristiques générales 1 Mécanismes de séparation: MF et UF sieving: exclusion des particules par taille des pores (particules avec diamètre supérieur à taille pore ne passent pas). RO et NF sieving et solution/diffusion: les solvants et solutés se solubilisent dans la membrane et diffuse. Gradient de pression: flux à travers la membrane du à une différence de pression. Pression appliquée ou vide.

6 Caractéristiques générales 2 Structure physique des membranes: Membrane microporeuse: faite dune seule matière –Isotropique: taille des pores uniforme –Anisotropique: taille des pores variable Membrane asymétrique Membrane TFC (Thin Film Composite)

7 Types de matériaux pour membranes Quelques exemples: Acétate de cellulose: –peu chère et facile à fabriquer. –Peu stable thermiquement, chimiquement et mécaniquement (max 30°C, pH entre 3 et 6, sensible au chlore). Polyamide: –Bonne stabilité thermique et chimique (plus de 50°C, pH entre 3 et 11), meilleure perméabilité que l'acétate de cellulose. –Sensible au chlore Polysulfone: –Bonne stabilité thermique et chimique (plus de 75°C, pH de 1 à 13), facile à fabriquer. –Mauvaise résistance aux composés aromatiques, ne supporte pas des pressions trop élevées. Céramique, métal (beaucoup + cher).

8 Agencement de membranes Sous forme de feuilles empilées: les membranes sont des feuillets plats empilés les uns sur les autres, séparé par des supports. Sous forme de spirale: avantage écoulement de leau parallèle à la membrane (seulement RO et NF). Sous forme de fibres creuses.

9 Problèmes rencontrés Le principal problème rencontré avec les membranes est lencrassement de ces dernières (pores bouchés pour MF/UF, précipitation de sels et encrassement biologique pour RO/NF) ainsi que lendommagement par des particules. Plusieurs solutions: prétraitements, backwashing (pour membrane en fibres creuses), nettoyage chimique (dépend du type de membrane) ex acide citrique, peroxyde dhydrogène. RO et NF requiert une qualité de leau supérieure prétraitement souvent important

10 Exemples Installation typique de traitement deau usée par des membranes: –Traitement biologique suivi éventuellement dun clarifieur, suivi dune filtration par MF/UF (MBR) suivi de RO/NF.

11 Conclusion Traitement par membrane concerne tout types de polluants. Permet davoir une eau de très bonne qualité. Le coût à beaucoup baissé depuis une dizaine dannée, cest donc un système de traitement qui est devenu compétitif.


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