Présentation
RÉSUMÉ
L’utilisateur d’un procédé de filtration membranaire d’osmose inverse, de nanofiltration, d’ultrafiltration et de microfiltration recherche une productivité (perméation) maximale avec une efficacité (sélectivité) répondant aux contraintes fixées. Cet article est une approche théorique des phénomènes de perméabilité et de sélectivité intervenant dans ces procédés. Sont présentées les conséquences de ces phénomènes sur l'efficacité du procédé avec notamment les conséquences des phénomènes de polarisation et de colmatage sur la perméabilité du procédé et le rôle des transferts membranaires sur la sélectivité du procédé.
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The user of a reverse osmosis membrane filtration process, nanofiltration, ultrafiltration and microfiltration is looking to obtain maximum productivity (permeation) with a degree of efficiency (selectivity) in compliance with the set requirements. This article is a theoretical approach to the phenomena of permeability and selectivity involved in these processes. It presents the impact of these phenomena on the process efficiency, and in particular the influence of the polarization and filling phenomena on the permeability of the process as well as the role of membrane transfers on the selectivity of the process.
Auteur(s)
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Alain MAUREL : Ingénieur ENSIGC (École Nationale Supérieure d’Ingénieurs de Génie Chimique de Toulouse) - Licencié ès Sciences - Ingénieur au Centre d’Études Nucléaires de Cadarache
INTRODUCTION
Osmose inverse, nanofiltration, ultrafiltration, microfiltration tangentielle peuvent être définies comme des procédés de séparation en phase liquide par perméation à travers des membranes permsélectives sous l’action d’un gradient de pression.
L'expertise technique et scientifique de référence
VERSIONS
- Version archivée 1 de déc. 1974 par Alain MAUREL
- Version courante de août 2010 par Pierre AIMAR, Patrice BACCHIN, Alain MAUREL
DOI (Digital Object Identifier)
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Présentation
Présentation générale7. Conclusion. Comparaison avec les techniques concurrentes
Le tableau 11 résume les principales caractéristiques des différentes techniques séparatives à membranes.
Dans la plupart des cas, les techniques à membranes se trouvent en concurrence, pour une application donnée, avec des procédés plus conventionnels. Il nous a donc semblé intéressant de résumer, en conclusion, leurs avantages ainsi que leurs inconvénients.
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Avantages des techniques à membranes
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Elles opèrent à température ambiante en général, d’où l’absence de dénaturation des molécules fragiles telles que les protéines et le respect des qualités organoleptiques grâce à l’absence de choc thermique. On peut citer comme exemple la concentration de jus de tomate par osmose inverse ou la débactérisation du lait par microfiltration tangentielle.
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La séparation est fondée sur des critères physiques (diamètres de pores) et ne fait pas intervenir de réactifs chimiques comme extractant (solvants, acides, bases...), réactifs qui sont, en général, une source importante de pollution. Ainsi, dans le cas de la déminéralisation de l’eau, l’osmose inverse présente un avantage par rapport à l’échange d’ions qui produit des quantités importantes d’effluents.
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Elles ne font pas intervenir de changement de phase ; il n’y a donc pas d’enthalpie à fournir, ce qui permet, par rapport à l’évaporation, d’être plus économe en énergie. À titre d’exemple, l’osmose inverse connaît un développement important dans le domaine du dessalement de l’eau de mer, en particulier parce que la consommation d’énergie associée au procédé est très faible.
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Les procédés peuvent fonctionner en continu et sont simples et faciles à automatiser, du moins en principe. Ainsi, contrairement à la filtration frontale ou à l’échange d’ions, qui sont des procédés séquentiels (avec des phases de fixation et d’élution pour l’échange d’ions), la circulation tangentielle du liquide à traiter permet d’éviter l’accumulation progressive de dépôts. Cet avantage doit toutefois être pondéré par la nécessité de procéder...
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