L’osmose inverse

Condorchem Envitech possède une expérience importante dans la conception d’appareils à osmose inversée, essentiels pour parvenir à s’adapter de manière optimale à la spécificité de chaque client.

Nous concevons et nous installons des stations à osmose inversée pour le traitement des eaux, que ce soit en tant que participation à un processus de traitement des eaux résiduelles industrielles, ou pour l’obtention d’eau ultrapure pour des processus de production.

Parmi la variété de produits conçus et construits, on peut souligner les groupes suivants, en fonction de l’application :

• Dessalement d’eau saumâtre et d’eau de mer: Ce sont des appareils consacrés à la production d’eau potable à partir d’eau salubre (entre 1 000 et 10 000 mg/L de sels) ou d’eau de mer (10 000 mg/L de sels). Les appareils de Condorchem Envitech sont capables d’opérer à des pressions parfois jusqu’à 5 fois plus réduits que les appareils conventionnels (50-70 bar), ce qui entraine une diminution notable des coûts d’exploitation. Ces appareils peuvent produire des débits d’eau potable compris entre 1 et 1 000 m3/jour.
• Épuration d’eau de réseau de distribution: L’eau du réseau, en fonction de la situation géographique, peut contenir une teneur élevée en sel et autres matières qui, même si elles ne sont pas nocives, lui confèrent une série de qualités organoleptiques désagréables. Les appareils de purification d’eau de réseau de Condorchem Envitech permettent de produire une eau d’excellente qualité organoleptique. Son design modulaire innovant permet d’obtenir des débits de 1-3 L/min pour des applications domestiques et un intervalle important de débits supérieurs pour des applications industrielles (60 L/min à 14.400 L/min).
• Application spéciale ou à grande échelle: Pour les cas particuliers, Condorchem Envitech a une longue expérience dans l’exécution de projets sur mesure, incluant la conception, la construction et la mise en marche (clés en main) de processus d’osmose inversée, conformément aux normes, codes et exigences spécifiques du client. La production de ces installations peut varier des 200 L/h pour atteindre la capacité requise par le client.

• Permet l’obtention d’eau d’une qualité élevée
• Possibilité de réutiliser des effluents
• Permet d’implanter une stratégie de déversement zéro d’effluents
• Il s’agit de systèmes compacts et complètement automatisés
• Dans de nombreux cas, pour certaines applications, il s’agit de la meilleure technologie disponible

• Industrie alimentaire
• Industrie pharmaceutique et médicale
• Industrie chimique et biotechnologique
• Industrie électronique
• Production d’eau pour la consommation humaine
• Production d’eau d’irrigation dans l’agriculture
• Réutilisation et systèmes de déversement zéro

L’osmose inversée est une technologie qui permet de séparer, par l’application d’une pression, le solvant d’une dissolution concentrée. Le solvant traverse une membrane semi-perméable, en passant de la solution concentrée à la solution diluée. Grâce à l’osmose inversée on obtient finalement deux flux, d’un côté, le solvant pratiquement pur et, de l’autre côté, une solution encore plus concentrée que la solution de départ.

Le rejet des membranes d’osmose inversée peut être récupéré dans le processus, simplement déversé ou traité avec d’autres procédures de concentration grâce à des stations d’évaporation et de cristallisation pour parvenir au déversement zéro.

Il s’agit d’une technologie efficace, propre et compacte qui permet d’obtenir de l’eau de grande qualité à partir des eaux salubres et même d’eau de mer. Elle se révèle être une grande alliée pour le traitement d’effluents qui doivent être réutilisés. Les membranes utilisées sont à toujours plus perfectionnées technologiquement, ce qui permet d’obtenir des flux de perméat raisonnables en fonctionnant à des pressions toujours plus basses.

L’osmose est un phénomène naturel qui tend à égaliser la concentration de deux solutions, l’une concentrée et l’autre diluée, lorsque celles-ci sont séparées grâce à une membrane semi-perméable. Pour égaliser le potentiel chimique des deux côtés de la membrane, un flux de solvant apparait spontanément au travers de la membrane qui va de la solution diluée à la solution concentrée. Ce flux est proportionnel à la différence de concentrations et disparait lorsque les concentrations sont égalisées.

Si, lorsque le flux osmotique se produit au travers de la membrane, on exerce une légère pression sur la solution plus concentrée, on observe que le flux se réduit. Et si la pression s’accentue, il arrive un point où le flux serait de zéro. La pression exacte qui parvient à arrêter le flux est la pression osmotique et elle dépend de la nature du soluté et de la concentration de la solution. À partir de ce point, si la pression exercée est encore plus importante, on observe que le flux s’inverse et le solvant traverse la membrane depuis la solution concentrée vers la solution diluée.

Il faut signaler que le mécanisme par lequel se produit l’osmose ne ressemble pas à celui du processus d’ultrafiltration, même si on utilise une membrane dans les deux cas. L’osmose se base sur un phénomène de diffusion du solvant dans la membrane, par conséquent, en fonction du type de membrane, une grande variété d’espèces ne peuvent pas la traverser même si leur poids moléculaire est faible.

Grâce à l’osmose inversée, il est possible de séparer, avec une efficacité élevée, un solvant des solutés dissous qu’il comporte, en obtenant des perméats avec une concentration de sels de l’ordre de 1-5 % de la concentration initiale.

Les membranes semi-perméables, qui permettent le passage du solvant de manière sélective en même temps qu’elles retiennent les sels, sont un élément clé dans le processus. À l’origine, elles étaient fabriquées en acétate de cellulose, mais récemment celles en polyamide ont démontré une efficacité supérieure en facilitant le contrôle de la taille du pore et, donc, de la perméabilité.

En général, les membranes d’osmose inversée sont très peu perméables aux ions et aux particules chargées en électricité statique, tandis qu’elles présentent une très faible résistance au passage des gaz dissous (oxygène, dioxyde de carbone, etc.) et aux molécules sans charge électrostatique à poids moléculaire faible.

Un paramètre essentiel au fonctionnement de l’osmose inversée, qui peut supposer une menace pour la productivité et qui doit être étroitement contrôlé, est l’encrassement de la membrane. Cela est dû à plusieurs causes, comme des précipités de sels présents dans l’alimentation et qui dans le concentré peuvent dépasser le produit de solubilité, des sédiments formés par des colloïdes et d’autres particules en suspension, et enfin, la croissance de microorganismes sur la surface de la membrane.

La technique de nettoyage des membranes dépendra de la composition de l’aliment, du type de membrane et de la cause principale de l’encrassement. En général, on alterne des périodes de rinçage des membranes, pendant lesquelles on fait circuler des solutions de nettoyage à grande vitesse à la surface des membranes, avec des périodes où les membranes sont plongées dans des solutions de nettoyage. Ces solutions servent à :

• Supprimer les précipités de sels, une solution acide (d’acide chlorhydrique, phosphorique ou citrique) et des séquestrants comme l’EDTA.
• Supprimer des sédiments et des composés organiques, des solutions alcalines combinées à des substances liquéfiantes.
• Supprimer les microorganismes, les solutions de chlore et dérivés du chlore qui permettent de stériliser les membranes.

Un bon programme de nettoyage des membranes prolonge leur durée de vie utile et dans la majorité des cas il convient de mettre en place un processus de prétraitement de l’aliment, dans lequel il est recommandé d’inclure une filtration suivie d’une ultrafiltration.