Traitement d'eau par nanofiltration

La filtration membranaire est une technique de filtration poussée. Elle permet de séparer l'eau des substances solubles, telles que les huiles, les substances organiques (savons), les matières en suspension et les métaux (particulaires ou ioniques). Elle est utilisable autant pour éliminer les polluants de l'eau résiduaire que pour produire de l'eau de process.

Une des applications les plus intéressantes offerte par DLK Technologies SA, est de recycler les eaux résiduaires de process et gagner de l'argent en limitant l'achat d'eau et la taxe de traitement.


La filtration membranaire en générale

Pour toutes les entreprises ayant besoin d'eau de qualité pour leur process, tout en cherchant à limiter leur consommation d'eau, DLK propose des solutions personnalisées, clef en main de préparation d'eau de process ainsi que des solutions de recyclage d'eau.

DLK fournit des systèmes membranaires compacts de production et de recyclage d'eau. Les systèmes de production d'eau de process peuvent garantir une valeur en sortie d'environ 10 µS. Un étage supplémentaire de résine permet d'atteindre sans difficulté les 2 µS.

Les débits disponibles des osmoseurs vont, en standard, de 50 l/h à 2'000 l/h d'eau purifiée. Les systèmes sur mesure peuvent monter à plus de 100 m3 par jour.

 

filtration_membranaire.pdf

 

Recyclage et traitement des eaux résiduaires

Totalement modulaires, les systèmes de filtration membranaires fournis par DLK répondent précisément aux exigences qualitatives et quantitatives des applications telles que la galvanoplastie, l'usinage chimique, le traitement de surface, le polissage (tribofinition, "trowalisation"), toutes les opérations de dégraissage, ...

La filtration en fonction de la taille des particules

Les systèmes proposés par DLK Technologies SA

De conception unique et flexible, les appareils fournis par DLK peuvent recevoir différentes membranes d'osmose inverse, de nanofiltration ou d'ultrafiltration/microfiltration en fonction de l'application donnée.

  • Leur compacité minimise les exigences d'espace au sol,
  • Leur conception simple et robuste limite l'entretien et la maintenance,
  • Tous les systèmes sont prévus avec une fonction de rinçage et, quand nécessaire, lavage adapté à l'eau à traiter.

Nanofiltration (osmose inverse), principe

 

Description du principe de filtration membranaire

La filtration tangentielle

Le principe consiste à faire passer l'effluent sous pression à travers une membrane poreuse. On parle de filtration tangentielle, c'est-à-dire que le filtrat, l'eau traitée, passe tangentiellement sur la sortie. Le concentrat quant à lui est :

  • dans le cas de la préparation d'eau pure, rejeté directement en station d'épuration
  • dans le cas de recyclage, cela dépend de la charge en impureté de l'eau à recycler
  • Au niveau du recyclage, la filtration membranaire peut atteindre un rendement allant jusqu'à 95 %.

Description détaillée du principe de filtration membranaire, nanofiltration - osmose inverse

Le principe de base de l'osmose inverse consiste au passage tangentiel d'un fluide à travers un média filtrant. Comme le montre la figure 1, l'effluent à traiter entre dans la membrane, pour sortir en deux parties distinctes, le « filtrat » et le « concentrat ». Le filtrat, l'eau traitée, sort perpendiculairement au flux principal. Le concentrat, l'eau chargée des polluants de base plus la partie retenue par la membrane, sort tangentiellement au flux principal.

Filtration tangentielle, principe

Nanofiltration, figure 1

Membrane d'osmose

Nanofiltration, figure 2

Le rendement d'une osmose inverse, peut varier de 50 à 99% (rapport filtrat/ concentrat), en fonction de la qualité de l'eau en entré et de la qualité de l'eau recherchée en sortie. La qualité de traitement est inversement proportionnelle au rendement.


La membrane elle-même est un tissu composite enroulé en spirale (comme un gâteau « roulé ») constitué d'un film synthétique et de deux « spacer », également en plastique, qui permettent à l'eau de passer de l'intérieur à l'extérieur du « film », figure 2.

La filtration amont des particules joue un rôle important, puisque le « spacer IN » a une taille généralement limitée à quelques dizaines de microns. Le « film » laisse passer plus ou moins les éléments.


Le tableau ci-dessus, montre les différents niveaux de filtration ainsi que les techniques de filtration utilisées. L'osmose inverse permet de filtrer, entre autres, les macromolécules organiques, les sels et les ions métalliques.

 

Exemple de mise en pratique d'un système de recyclage par nanofiltration

En pratique, le schéma de traitement est le suivant :

Principe de recyclage par nanofiltration

Nanofiltration, figure 3

  • Stockage amont

Le stockage permet de réguler la charge et le débit.

  • Conditionnement chimique

Avant de passer à travers les membranes, l'eau est conditionnée à l'aide de différents réactifs, de manière à garantir la meilleure « traitabilité ». Le contrôle du pH est très important. S'il est trop haut, il y a risque de précipitation des métaux dans la membrane (spacer). En fonction des cas, il est également ajouté un « antiscalant » ainsi qu'un « biocide » qui permettent d'éviter un « beurrage » de la membrane.

  • Osmose, filtration - concentration

L'eau passe à travers les membranes avec une vitesse et une pression définies. Pour ce faire, le système comporte deux pompes, une qui contrôle la circulation dans la boucle de concentration et une  qui contrôle la quantité d'effluent qui entre dans la boucle de concentration.

  • Stockage concentrat

Une cuve en sortie reprend le concentrat en vue d'un traitement ultérieur qui est en général un traitement physico-chimique, mais qui selon les cas, peut être une électrocoagulation ou une évapo-concentration.

  • Stockage aval, eau recyclé

Le filtrat est stocké pour être réutilisé ou déversé à la canalisation publique. Un « surpresseur » permet de ramener l'eau dans les installations de production à un débit et une pression donnée. Dans certains cas, une lampe ultra violet (pas représentée sur la figure 3) permet d'éviter le développement de micro-organismes.

  • Rinçage & lavage

Un dicton dit, « Il existe deux sortes de membranes, celles qui sont colmatées et celles qui le seront ». Tout l'art se résume à rincer et laver les membranes de manière à ce qu'elles ne se colmatent pas.

  • Les rinçages se réalisent à l'aide du filtrat. Le volume d'eau utilisé dépend beaucoup du temps nécessaire requis, qui varie en fonction de l'effluent et du type de membrane.
  • Les lavages sont effectués, cette fois à l'aide d'une solution chimique, qui dépend toujours des paramètres chimiques de l'effluent traité.

Nanofiltration, tubes porte membranes

Pompe de circulation pour une nanofiltration

Tubes porte membranes pour une nanofiltration

nanofiltration

Recyclage par osmose inverse

Tube porte-membranes, 4 en parallèle

 

DLK propose des systèmes adaptés en fonction des besoins spécifiques de ses clients :
  • Volume,
  • Charge,
  • Infrastructure,
  • Personnel,
  • Budget.

Le type de membrane est choisi en fonction de l'application. En général, DLK propose de travailler avec des membranes :
  • D'ultrafiltration pour
  • la séparation des huiles (émulsions, lessiviel, ...),
  • la filtration des particules métalliques (polissage).

Ultrafiltration à 2 étages

Ultrafiltration à 1 étage

  • De nanofiltration pour
  • la séparations des ions métalliques (usinage chimique, décapage, ...),
  • la séparation des molécules organiques,
  • le recyclage,
  • l'abattement de la DCO organique.

Nanofiltration, 2 tubes porte membranes

Installation complète de recyclage par nanofiltration

Les modèles proposés par DLK offrent les caractéristiques suivantes :

  • Débits de 50 l/h à plusieurs m3 par heure,
  • Installation membranaire simple,
  • Installation avec traitement aval du concentrat,
  • Installation avec conditionnement amont de l'effluent.

En plus, DLK fournit

Traitement d'eau clef en main



 

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