L’osmose forcée (Forward Osmosis) est un processus permettant de produire une eau de grande qualité à partir d’effluent aqueux ayant un degré de contamination plus ou moins élevé, en utilisant une membrane semi-perméable et une solution ayant une pression osmotique élevée. Dans le processus très peu d’énergie est consommée, car il s’effectue à des pressions très faibles et à température ambiante, cela étant l’un de ses principaux avantages.
Pour l’exploitation du phénomène naturel dans des applications concrètes, on peut utiliser deux fluides avec différentes pressions osmotiques pour que, par exemple, l’eau pure d’une solution d’eau marine passe par la membrane pour diluer une solution ayant une pression osmotique encore supérieure. Il convient de signaler que ce phénomène naturel se produit à température ambiante et sans nécessité d’appliquer une pression importante. La seule énergie externe et celle qui est nécessaire pour vaincre la résistance à la friction des deux côtés de la membrane (généralement 2-3 bars). La solution à pression osmotique élevée est appelée “agent osmotique” (draw solution) et elle doit être de manipulation simple et sûre, de préparation simple et de séparation facile du produit final.
Comparé à un système d’osmose inverse conventionnel, l’osmose forcée présente une longue liste d’avantages.
- Elle fonctionne avec des pressions réduites.
- Grande économie énergétique, particulièrement dans le cas de solutions avec des pressions osmotiques élevées.
- Grande résistance des membranes à l’encrassement.
- Bonne tolérance des membranes au chlore.
- Durée de vie utile des membranes élevée.
- Coûts d’opération plus faibles.
Cependant, l’osmose forcée ne produit pas d’eau de haute qualité en une seule étape, car après l’étape de l’osmose forcée l’eau se mélange avec l’agent osmotique et il faut une seconde étape pour séparer l’agent osmotique de l’eau produite. Dans la seconde étape, l’agent osmotique se régénère en même temps que de l’eau de haute qualité est produite.
Les deux processus, celui de l’osmose forcée et celui de la régénération de l’agent osmotique, sont liés par la recirculation de la solution de l’agent osmotique, laquelle a une pression osmotique supérieure à celle de l’aliment. L’agent osmotique concentré permet de produire le flux d’eau pure à partir de la solution qui l’alimente. En conséquence, l’agent osmotique se dilue avec le flux d’eau pure qui traverse la membrane. L’agent osmotique dilué est ensuite concentré lors de sa séparation avec l’eau pure dans le système de régénération. La combinaison de l’opération des deux systèmes est un paramètre clé dans la conception du système pour que l’opération de l’ensemble soit simple, robuste et fiable.
L’osmose forcée peut être utilisée dans une large gamme d’applications possibles, car elle permet le traitement des eaux marines et saumures, des eaux contenant des sels minéraux et des métaux, des effluents avec une charge organique élevée et des effluents avec de la silice entre autres types d’effluents, les plus importants étant exposés ci-dessous:
- Production d’eau dans des zones connaissant des problèmes de rareté.
- Traitement des effluents lorsque la norme oblige leur réutilisation.
- Implantation d’un système d’écoulement zéro.
- Traitement des effluents complexes et difficiles à traiter avec des technologies conventionnelles.
- Alternative fiable lorsqu’une réduction de la consommation d’énergie est nécessaire.
Condorchem Envitech met à disposition de ses clients la conception et l’implantation de systèmes optimaux d’osmose forcée. Concrètement, nous disposons de trois options de traitement grâce à cette technologie, où l’agent osmotique est une solution de thermolyse, capables de satisfaire les besoins de clients très divers. Les choix technologiques sont les suivants:
OPTION 1
- Solution focalisée sur la membrane.
- Récupération d’eau élevée, même dans le cas d’effluents qui encrassent considérablement la membrane.
- Traitement pour effluents avec silice, contamination organique et minéraux.
OPTION 2
- Technologie considérée comme le navire amiral de l’osmose forcée.
- Récupération maximale d’eau de grande qualité.
- Traitement de saumures de jusqu’à 250.000 ppm de solides dissous totaux.
OPTION 3
- Récupération complète de l’eau. Solution d’écoulement zéro.
- Combine une technologie MBC avec des cristalliseurs.
- Amélioration de l’efficacité par rapport aux processus d’évaporation à effets multiples.
