• Méthode de nettoyage des membranes


    Technologie des membranes

    Il y a différentes méthodes pour nettoyer les membranes, tels qu'un rinçage "vers l'avant", un rinçage "vers l'arrière" et un rinçage à l'air.

    · Lorsqu'un rinçage "vers l'avant" (forward flush) est effectué, les membranes sont rincées avec l'eau d'alimentation ou le perméat, l'eau circulant dans le même sens que lors de la filtration. On utilise un débit plus rapide que lors de la phase de production, il y a de ce fait des turbulences et les particules qui sont absorbées sur la membranes sont libérées et rejetés. Les particules qui sont absorbées dans les pores de la membranes ne sont pas éliminées, seul un rinçage "vers l'arrière" permet de les éliminer.

    · Un rinçage "vers l'arrière" (backward flush) s'effectue dans le sens inverse du procédé de filtration. Le perméat est envoyé sous pression du côté de l'alimentation du système, on utilise un débit deux fois supérieur à celui utilisé lors de la filtration. Si ce rinçage ne suffit pas il faut alors effectuer un nettoyage avec des produits chimiques.

    · Lors d'un procédé de nettoyage chimique, les membranes sont trempées dans une solution d'eau de javel, de peroxyde d'hydrogène ou d'acide chlorhydrique. les membranes trempent d'abord dans la solution pendant quelques minutes et ensuite on effectue un rinçage (vers l'avant ou vers l'arrière) ce qui permet de rincer les contaminants.

    · Une nouvelle méthode de nettoyage est le rinçage à l'air (= rinçage air/eau) (air flush). Il s'agit d'un rinçage "vers l'avant" durant lequel de l'air est injecté dans le tuyau. Le fait d'utiliser de l'air (alors que la vitesse de l'eau reste la même) crée un système de nettoyage beaucoup plus turbulent.

    Rinçage "vers l'avant"

    Lorsqu'on effectue un rinçage "vers l'avant" la membrane réalise temporairement une filtration "cross-flow" sans production de perméat.
    Le but de ce rinçage est l'élimination des couches de contaminants qui se sont formées sur la membrane en créant des turbulences. Il y a un gradient de pression hydraulique élevé lors de ce rinçage.





    Rinçage vers l'arrière

    Lors de ce rinçage, les pores sont rincés de l'intérieur vers l'extérieur. La pression du côté perméat de la membrane est plus élevée que la pression dans la membrane, de ce fait les pores sont nettoyés. Ce rinçage est effectué sous une pression environ 2,5 fois supérieure à la pression de production.
    On utilise toujours le perméat pour ce type de rinçage car le compartiment du perméat doit rester sans contamination (il n'est donc pas question d'utiliser un type d'eau non traité). Une conséquence de ce rinçage est une diminution du taux de recouvrement du procédé, par conséquent il doit prendre le moins de temps possible. Cependant il doit durer suffisamment longtemps pour passer entièrement au moins une fois le volume du module.





    Rinçage air ou Air/eau

    Le procédé de rinçage à l'air, développé par Nuon en coopération avec DHV et X-flox, a montré qu'il était très utile pour éliminer efficacement les contaminants de la membrane. Utiliser l'air signifie rincer les membranes avec un mélange d'air et d'eau.
    De l'air est ajouté au rinçage "vers l'avant", provoquant la formation de bulle d'air, ce qui entraine une turbulence plus importante. Et de ce fait les contaminants sont éliminés de la membrane.
    L'avantage de ce procédé sur le rinçage "vers l'avant" est qu'il utilise une capacité de pompage plus petite lors du nettoyage.


    Nettoyage chimique

    Lorsque les méthodes de nettoyage mentionnées ci-dessus ne sont pas assez efficaces pour réduire le débit (d'alimentation) à un niveau acceptable, il est nécessaire de nettoyer les membranes chimiquement.


    Lors de ce procédé on ajoute des produits chimiques, tels que l'acide chlorhydrique (HCl) et l'acide nitrique (HNO3), ou des agents de désinfection, tel que peroxyde d'hydrogène (H2O2), au perméat lors du rinçage "vers l'arrière". Dès que tout est rempli avec le perméat, il faut laisser tremper avec les produits chimiques, le module est ensuite rincé et la production peut reprendre.

    On combine souvent les méthodes de nettoyage, par exemple on peut utiliser un rinçage "vers l'arrière", pour éliminer les contaminants des pores, suivi par un rinçage "vers l'avant" ou avec de l'air.
    La stratégie utilisée dépend de beaucoup de facteurs. Dans la pratique la méthode qui convient le mieux est déterminée par des essais.

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