Les procédés membranaires sont, au même titre que la distillation ou l'absorption, des procédés de séparation permettant d'éliminer de l'eau les particules et les molécules organiques à longue chaîne. En fonction des propriétés physiques et chimiques de la membrane, l'eau peut traverser celle-ci tandis que les autres substances sont retenues.
L'eau de process est acheminée à plusieurs reprises depuis le réservoir d'eau de process vers le module à membrane à l'aide d'une pompe de circulation et s'écoule à la surface de la membrane d'ultrafiltration. La membrane tubulaire en céramique, spécialement sélectionnée pour la tâche de filtration concernée, laisse passer l'eau tout en retenant les macromolécules et les particules. L'eau de process traverse la membrane sous pression, perpendiculairement au sens d'écoulement, et s'écoule, une fois purifiée, dans le réservoir de filtrat.
En fonction de la taille des pores, on distingue différents degrés de filtration
- Microfiltration : > 0,1 µm
- Ultrafiltration : < 0,1 µm
- Nanofiltration : < 2 nm
- Osmose inverse
microfiltration
Tout comme pour l'ultrafiltration et la nanofiltration, la filtration fonctionne ici selon le principe du flux transversal : l'eau à filtrer est propulsée à travers le filtre sous pression. Selon l'application, le filtre peut être en acier inoxydable, en plastique ou en tissu.
Pour éviter que le filtre ne s'encrasse, il faut mettre en place un circuit côté alimentation, par lequel la quantité d'eau acheminée vers le filtre est en permanence supérieure à celle qui doit le traverser. Il est également important de faire tourbillonner l'eau côté alimentation afin d'éviter la formation d'un gâteau qui obstruerait le filtre.
ultrafiltration
L'ultrafiltration atteint un degré de finesse permettant d'éliminer même les bactéries et les virus de l'eau. Contrairement à un procédé de désinfection, les composants organiques de cette taille sont entièrement éliminés de l'eau. Cela permet une stérilisation à froid, qui est parfois requise, par exemple, dans le secteur pharmaceutique.
En raison de la pression d'eau nettement plus élevée, on utilise ici des filtres en céramique capables de résister durablement à ces contraintes élevées.
Ce procédé est utilisé dans le traitement de l'eau potable et des eaux usées, dans la purification de l'eau de lavage ou de process, par exemple pour éliminer les tensioactifs, ainsi que dans l'industrie alimentaire pour la séparation des protéines.
nanofiltration
La nanofiltration retient même les molécules les plus petites et les ions multivalents. En fonction des dimensions de la membrane, il est ainsi possible de filtrer des molécules de taille précisément définie. La nanofiltration est généralement utilisée en association avec l'osmose inverse.
La nanofiltration est notamment utilisée pour la purification d'acides par séparation sélective des métaux, le dessalement, la décoloration, la concentration de solutions de procédé et la séparation de la DCO.
osmose inverse
L'osmose inverse fonctionne selon un autre principe. Elle exploite la loi physique selon laquelle les molécules se répartissent uniformément dans un liquide.
On sépare l'eau brute et l'eau pure à l'aide d'une membrane semi-perméable. En vertu des lois de la physique, l'eau pure aurait tendance à migrer vers l'eau brute. L'eau salée, par exemple, est attirée par l'eau douce. Si l'on augmente la pression du côté de l'eau brute, le processus s'inverse : davantage d'eau pure s'accumule du côté de l'eau pure.
Ce procédé est souvent utilisé pour le dessalement de l'eau de mer ; il convient également pour filtrer de nombreuses autres substances indésirables présentes dans l'eau, par exemple les nitrates, les nitrites, les résidus de médicaments, les virus, les bactéries, les fongicides, les herbicides, l'amiante, les hormones, les germes, le calcaire ou l'uranium. Toutes les substances nocives pour votre santé sont ainsi éliminées.
