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L’ultrafiltration sur membranes fibres creuses est désormais reconnue comme une technique performante et économique pour la purification d’eau dans les domaines domestique, municipal et industriel ; son fort développement pour la production d’eau potable à grande échelle ou pour la production et le traitement (recyclage ou reuse) des eaux de process en atteste.
Elle remplace souvent des techniques de traitement plus conventionnelles et aussi la microfiltration du fait de sa capacité à éliminer non seulement les petites particules mais aussi les pathogènes en incluant les micro-organismes, les virus, les pyrogènes et quelques espèces organiques dissoutes.
Une membrane fibre creuse est un petit tube en matière plastique de moins d’un millimètre de diamètre et de quelques dizaines de centimètres de long, dont la paroi est poreuse. Les pores des membranes S2 Polymem sont d’une taille de 0,01 µ, soit 10000 fois plus fins qu’un cheveu humain. Les matières en suspension mais surtout les micro-organismes et les virus sont parfaitement retenus sur la surface externe des fibres.
Les cartouches d’ultrafiltration Polymem sont composés de plusieurs milliers de ces petits tubes appelés fibres creuses et présentent ainsi une surface de filtration importante permettant de traiter de grands débits.
L’ultrafiltration est un traitement purement physique qui ne génère aucun sous produit et peut traiter n’importe quelle qualité d’eau avec la même action désinfectante. L’ultrafiltration est un procédé de filtration où la force motrice est la pression du liquide à traiter. L’eau pressurisée entre dans le module et l’eau produite (appelée filtrat ou perméat) traverse la barrière que constitue la membrane. Les substances retenues sont capturées sur la surface de la membrane et peuvent être éliminées du module en continu ou de manière périodique, suivant le système utilisé, dans le concentrât (encore appelé perméat) ou dans un effluent de rétrolavage.
La taille des pores est de l’ordre du centième de micron, ce qui permet la rétention de très petites particules, assurant une turbidité du perméat inférieure à 0,1 NTU, mais aussi des micro-organismes et des virus (désinfection), voire des pyrogènes (dépyrogénation).
L’ultrafiltration pour l’excellence et la permanence de l’efficacité de traitement
L’ultrafiltration est une alternative à la filtration conventionnelle pour la clarification des eaux, avec une amélioration sensible de l’efficacité de traitement (abattement de la turbidité à 0,1 NTU) qui est obtenue quelle que soit la qualité de l’eau brute traitée et sans ajout de produit chimique. L’ultrafiltration remplace aussi la microfiltration du fait de sa capacité à éliminer non seulement les petites particules mais aussi les pathogènes en incluant les micro-organismes, les virus, les pyrogènes et quelques espèces organiques dissoutes. L’ultrafiltration clarifie et désinfecte l’eau en une seule étape.
L’ultrafiltration pour tous types d’eau
L’ultrafiltration Polymem permet de traiter des eaux contenant jusqu’à 300 mg/l de matières en suspension (MES) en filtration pression et jusqu’à 15 g/l dans les bioréacteurs à membranes
Eaux douces : eau de source, souterraine, eau de barrage, de lac naturel, eau de rivière
Eau salée : eau saumâtre, eau de mer
Eaux usées : domestiques, industrielles, urbaines / brutes ou pré-traitées (filtration tertiaire)
Les effluents à concentrer : produits laitiers, effluents textiles
L’ultrafiltration pour Clarifier L’ultrafiltration assure l’élimination des matières en suspension ; particules minérales, particules vivantes, turbidité, SDI jusqu’aux colloïdes.
L’ultrafiltration pour Désinfecter La Microfiltration élimine tous les micro-organismes (bactéries, algues …) et les gros pathogènes comme Cryptosporidium et Giardia. L’ultrafiltration élimine en plus les virus.
La clarification et la désinfection sont assurées en une seule étape.
L’ultrafiltration pour Concentrer(BRM) L’ultrafiltration peut aussi être utilisée pour concentrer des matières en suspensions et/ou des micro-organismes pour réduire le coût de l’étape de déshydratation ou accroître l’activité biologique (cas des bioréacteurs à membranes).
Production et recyclage d’eaux de procédés
Traitement des eaux uséesen bioréacteur à membranes ou en traitement tertiaire (recyclage ou réutilisation)
Pré traitement avant déminéralisation ou dessalement
Traitement des eaux de piscines
Sécurisation d’eau de réseau
Filtration Interne/Externe ou Externe/Interne ?
La filtration interne/externe a été développée à l’origine pour la concentration des fluides (lorsque le concentrât est le produit fini). Ce mode de filtration reste préconisé lorsque la filtration tangentielle est requise du fait de fortes concentrations en matières organiques et lorsque le concentrât est le produit fini (procédé de concentration). La filtration externe/interne est particulièrement avantageuse pour le traitement de l’eau naturelle (eau douce ou eau de mer) et de l’eau usée (en bioréacteurs à membranes ou en traitement tertiaire) car elle offre :
une surface plus élevée dans un même encombrement (par rapport à la filtration interne/externe),
l’élimination du risque de bouchage des fibres,
la capacité de réaliser des nettoyage simples, efficaces, peu consommateurs d’eau et avec des phases d’aération,
une simplicité de procédé grâce au mode frontal (alternance des phases de filtration et de rétrolavage),
la capacité de réaliser des modules à seulement deux connexions et donc des systèmes simples et bon marché.
Ultra ou Micro Filtration ?
Pour les applications de court terme (produits jetables) ; la microfiltration offre l’avantage d’un flux de filtration plus élevé que l’ultrafiltration (nombre de litres d’eau filtrée plus important à surface de filtration et durée de filtration égale). Mais après quelques temps d’utilisation (de quelques semaines à quelques mois), les flux de filtration de l’ultrafiltration et de la microfiltration deviennent similaires. Pour des applications en filtration long terme (applications industrielles et municipales), il est donc préférable de choisir l’ultrafiltration, qui à coût de revient et de fonctionnement égal :
élimine plus de 4 log des virus dans tous les cas (la micro filtration élimine de 1 à 4 log en fonction de la taille des virus),
assure un abattement de SDI (Salt Density Index) bien meilleur que celui assuré par la microfiltration.
Quelle membrane choisir ?
0,1 µ à 1 µ
Clarification Désinfection Virale Prétraitement pour nano filtration et osmose inverse
0,005 µ à 0,1 µ
Rétention des molécules organiques et des gros ions, Abattement DCO, décoloration, Dessalement partiel, Adoucissement, Désulfatation
Passage de l’eau par diffusion au travers d’une membrane dense, les ions et petites espèces organiques sont retenus