CHAP 12 - Filtration Membranaire

Question 1

Décrire la filtration membranaire

Answer 1

En fonction de la taille de ses pores, la membrane semi-perméable constitue une barrière physique absolue pour des molécules ou particules de taille supérieure à un certain seuil. C’est l’avantage principal que présente la filtration membranaire en comparaison aux traitements conventionnels.

À l’issue d’une opération de filtration membranaire, deux phases sont obtenues :
- le rétentat (ou concentrat) dans lequel se concentrent les molécules et/ou particules retenues par la membrane ;
-le perméat, exempt des molécules et/ou particules retenues.

Question 2

Def porosité absolue

Answer 2

= taille des plus gros pores.
Donc particules de tailles + grande seront retenues

Question 3

Def seuil de coupure

Answer 3

= taille de la particule retenue à 90% = porosité nominale à 90%

Question 4

Quels sont les 4 procédés membranaires?

Answer 4

2 low pressure membrane
MF : micro filtration (protozoaires & bact) =1um
UF : ultrafiltration (colloïdes, bact, virus) = 0,1um

2 high pressure membrane
NF : nanofiltration (virus, MOND, Ca2+) = 1nm
OI : osmose inverse (NaCl) <1nm

Question 5

Quel est le désavantage de la membrane par rapport au lit granulaire?

Answer 5

La surface de membrane = 100 fois surface lit granulaire

Question 6

Quel est le fonctionnement cyclique de la filtration sur membrane?

Answer 6

1. Filtration + 2. Rétro lavage = 10-20min
   …plusieurs fois cette étapes
2. Lavage chimique
   Ttot = 1 jour

Question 7

Quel est la relation entre le flux de perméation et la pression transmembranaire?

Answer 7

Sont proportionnels (augmente ou baisse ensemble7

Question 8

Formule flux de permeation (écoulement à travers la membrane )

Answer 8

= Q/surface membrane

Question 9

Quels sont les facteurs affectant le flux?

Answer 9

1) pression membranaire
2) Température eau = viscosité (inversement prop)
3) taux de séparation
4) présence d’agents colmatant
5) compaction des membranes

Question 10

Quels sont les 2 mécanismes de filtration en MF et UF?

Answer 10

1) interception des flocs, bact, proto à la surface des membranes
2) absorption dans les pores des colloïdes et virus

Question 11

Quel est l’effet de la présence d’agents colmatants dans l’eau?

Answer 11

= dépôt en surface ou dans les pores des membranes entraînant une baisse de productivité et pouvant entraîner une variation du taux de séparation
- obstruction des pores
- formation couche colmatante au dessus du filtre = gâteau

—> augm pression transmembranaire
—> baisse flux de permeation
—> augm rétro lavage et lavage chimique

Question 12

Nommer les stratégies de prévention du colmatage.

Answer 12

• prefiltration pr l’enlèvement des particules (argiles)
• coagulation de la MOND pr former des particules moins colmatantes
  —> réduire flux de permeation mais augmente surface de membrane

Question 13

Quels sont les 3 techniques de nettoyage des membranes?

Answer 13

• rinçage des membranes
• rétro lavage (à l’eau ou air)
• nettoyage chimique de la membrane par trempage ou circulation de solution nettoyante

Question 14

def colmatage réversible

Answer 14

= perte de productivité (perméat) récupérée par un rétrolavage ou par un lavage chimique

Question 15

def colmatage irréversible

Answer 15

= perte de productivité permanent (production d’eau)

Question 16

La résistance Kcolm due au colmatage dépend de quoi?

Answer 16

Des résistances suivantes:
- résistance perm Kir
- réversible par rétrolavage Kh
- réversible par lavage chimique Kcr
qui sont équivalentes à la résistance:
- due à la formatoin d’un gâteau en surface Kc
- due à la réduction de la taille des pores Kp

Question 17

Quel est le lien entre la résistance du gâteau et le volume de filtre cumulé

Answer 17

= ils sont proportionnels

Question 18

Quelle simpflication fait-on pour une eau pure?

Answer 18

Kcolmatage = 0

Question 19

Quelles sont les nuances à faire sur la noralisation des flux?

Answer 19

1) Normalisatio en fonction du grad de P° appliqué: sous-entend que le flux de perm est prop à (delta)P ce qui n’est pas tjrs vrai (ex: effet de compaction du dépôt colmatant)

2) Normalisation en f° de la T° de l’eau: sous-enetend que c’est de l’eau pure ce qui est faux, mais approx acceptable.

Question 20

Quels sont les modules mis en oeuvre selon le type de filtration?

Answer 20

• Modules plaques et cadre = UF - MF
• Modules spiralés = NF
• Modules turbulaires = NF
• modules fibres creuses = UF - MF

Question 21

Quels sont les types d’alimentation pour les fibres creuses (UF, MF)?

Answer 21

1) Alimentation par l’intérieur des fibres (inside-outside). (eau brute passe par l’int et est filtrée vers l’ext)
2) Alimentation par l’extérieur des fibres (outside-inside)

Question 22

Quels sont les conditions de pression des fibres creuses sous pression?

Answer 22

P° alimentation > P°perm > P°atm

Question 23

1 skid = ensemble de caissons = ens de modules = ens. de fibres/membrane

Question 24

Quels sont les conditions de pression des fibres creuses immergées avec perméation ext-int?

Answer 24

P° alimentation (hydrostat)> P°atm>P°perm (vide partiel)

Question 25

Alimentation –> modules de filtr –> perméat –> lavage –> perméat net
Quels sont les eaux rejetés une fois l’étape des perméat?

Answer 25

• Eaux de rétrolavage
• Eaux pr lavage chimiques
• Eaux pr tests d’intégrité

Question 26

Par quel étape remplace-t-on la coagulation/filtration en filtration sur membrane sans coag?

Answer 26

la pré-filtratrion –> MF, UF –> desinfect primaire: bassin de contact