Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
Modifié : Cet article est consacré aux filtrations membranaires (nanofiltration NF, ultrafiltration UF, microfiltration NF, et osmose inverse OI). Sont d’abord présentés les différents modes de fonctionnement de cette opération de séparation qui divise un flux d’alimentation, circulant tangentiellement à la membrane, en deux : le rétentat et le perméat (constitué du liquide, solvant et des solutés qui ont traversé la membrane). Les performances (sélectivité, efficacité de rétention), ainsi que les problématiques soulevées (phénomènes de colmatage, vieillissement des matériaux), sont ensuite exposées.
Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.
Lire l’articleAuteur(s)
-
Pierre AIMAR : Laboratoire de génie chimique – UMR CNRS/INP/UPS Université Paul-Sabatier (Toulouse)
INTRODUCTION
Les opérations de filtration membranaire (nanofiltration NF, ultrafiltration UF, microfiltration NF), dans lesquelles on inclut ici l’osmose inverse (OI), bien que les membranes qui y sont utilisées ne soient pas poreuses, peuvent être présentées comme des séparateurs tripolaires qui divisent un flux d’alimentation en deux : le rétentat et le perméat (qui est constitué du liquide, solvant et une partie des solutés, qui a traversé les membranes). La particularité de la filtration membranaire, par rapport à la filtration classique, réside dans le fait que l’on fait circuler, tangentiellement à la membrane, le liquide à filtrer de manière à limiter, par effet de cisaillement hydrodynamique en paroi, l’accumulation de la matière retenue : ce dernier mécanisme, lorsqu’il se développe en solution, est appelé polarisation de concentration et, lorsqu’il se traduit par un dépôt de matière sur la membrane, devient un colmatage de cette dernière. Pour cette raison également, les membranes de filtration peuvent traiter des suspensions dont les composants sont de tailles bien inférieures à ceux des suspensions concernées par la filtration conventionnelle. Cela se traduit par des diamètres de pores bien plus petits dans les membranes que dans les media filtrants.
Dans le tableau 1, on a regroupé les principales caractéristiques des opérations de séparation concernées par ce dossier.
Le lecteur pourra trouver un exposé général concernant toutes ces techniques dans les dossiers Techniques séparatives à membranes- Considérations théoriques, Filtration membranaire (OI, NF, UF)- Caractérisation des membranes, Filtration membranaire (OI, NF, UF)- Applications en traitement des eaux, [J 2 795], Filtration membranaire (OI, NF, UF)- Applications diverses et [Doc. J 2 799].
L'expertise technique et scientifique de référence
DOI (Digital Object Identifier)
CET ARTICLE SE TROUVE ÉGALEMENT DANS :
Accueil > Ressources documentaires > Procédés chimie - bio - agro > Chimie verte > Intensification des procédés et méthodes d'analyse durable > Filtration membranaire (OI, NF, UF) - Mise en œuvre et performances > Modes de fonctionnement
Cet article fait partie de l’offre
Opérations unitaires. Génie de la réaction chimique
(361 articles en ce moment)
Cette offre vous donne accès à :
Une base complète d’articles
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques
Des services
Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources
Un Parcours Pratique
Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses
Doc & Quiz
Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive
Présentation
Performances
En anglais
1. Modes de fonctionnement
1.1 Mode de régulation
Les opérations de séparation membranaires en phase liquide, pour lesquelles la force agissante est une différence de pression, peuvent se conduire essentiellement de deux manières :
-
en imposant une consigne sur le flux de filtration ;
-
en imposant une différence de pression moyenne dans l’installation.
De manière générale, on considère que fonctionner à flux contrôlé permet d’éviter qu’au début des essais, lorsque la membrane est encore propre et donc de perméabilité élevée, l’application d’une pression de consigne moyenne, choisie pour la durée du reste d’un cycle de production, ne provoque un flux très élevé et donc des phénomènes d’accumulation et de compression de matière sur le filtre, induisant un colmatage irréversible lourd, qui conditionne le rendement de l’installation pendant toute le reste de la durée du cycle. Le fonctionnement à flux constant peut être utile, pour des raisons d’intégration de l’étage de séparation dans un procédé continu.
HAUT DE PAGE
Les opérations menées à pression moyenne constante sont les plus courantes, car plus faciles à mettre en œuvre a priori. Ce contrôle peut s’opérer par le biais d’une vanne de laminage en sortie de module ou d’installation. Dans le cas où l’installation est alimentée par une pompe non volumétrique, une variation de contre-pression peut entraîner des variations de débits de circulation : dans ce cas, même si la pression moyenne ou la pression de sortie demeurent constantes, la répartition des pressions dans les modules peut varier au cours du temps et altérer le fonctionnement du système. Par ailleurs, dans le cas d’installations équipées de plusieurs modules en série, une régulation de pression par module devrait être préférée, car une pression moyenne constante sur l’ensemble de l’installation peut masquer des variations importantes de pression d’un étage à l’autre. Il faut noter que, sauf panne de régulation, un système mené à pression contrôlée est a priori stable, et peut...
L'expertise technique et scientifique de référence
Cet article fait partie de l’offre
Opérations unitaires. Génie de la réaction chimique
(361 articles en ce moment)
Cette offre vous donne accès à :
Une base complète d’articles
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques
Des services
Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources
Un Parcours Pratique
Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses
Doc & Quiz
Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive
Modes de fonctionnement
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - PETSEV (D.N.), STAROV (V.M.), IVANOV (I.B.) - Concentrated dispersions of charged colloidal particles: sedimentation, ultrafiltration and diffusion - . Colloids and Surfaces A 81, p. 65-81 (1993).
-
(2) - BACCHIN (P.), SI-HASSEN (D.), STAROV (V.), CLIFTON (M.J.), AIMAR (P.) - A unifying model for concentration polarization, gel-layer formation and particle deposition in cross-flow membrane filtration of colloidal suspensions - . Chem. Eng. Sci. 57, p. 77-91 (2002).
-
(3) - Cahier CFM no 2 - Micro et ultrafiltration : Conduite des essais pilotes, traitements des eaux et effluents - . Philippe Aptel/Philippe Moulin/Francis Quemeneur, édition CFM (2003).
-
(4) - VANDEZANDE (P.), GEVERS (L.E.M.), PAUL (J.S.), VANKELECOM (I.F.J.), JACOBS (P.A.), VANR REIX, al - High throughput screening for rapid development of membranes and membrane processes - . Journal of Membrane Science, 250(1-2), p. 305-310 (2005).
-
(5) - COMBE (C.), GUIZARD (C.), AIMAR (P.), SANCHEZ (V.) - Experimental determination of four characteristics used to predict the retention of a ceramic nanofiltration membrane - . Journal...
L'expertise technique et scientifique de référence
Cet article fait partie de l’offre
Opérations unitaires. Génie de la réaction chimique
(361 articles en ce moment)
Cette offre vous donne accès à :
Une base complète d’articles
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques
Des services
Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources
Un Parcours Pratique
Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses
Doc & Quiz
Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive
