11 mars 2022
STARK : système d’osmose inverse. Comment fonctionne l’osmose inverse ?
Cet article s’adresse à un public qui a peu ou pas d’expérience avec l’eau par osmose inverse et tentera d’expliquer les bases en termes simples qui devraient laisser au lecteur une meilleure compréhension globale de la technologie de l’eau par osmose inverse et de ses applications.
Comprendre l’osmose inverse
L’osmose inverse, communément appelée osmose inverse, est un processus qui consiste à déminéraliser ou à désioniser l’eau en la poussant sous pression à travers une membrane d’osmose inverse semi-perméable.
Comment fonctionne l’osmose inverse ?
L’osmose inverse fonctionne en utilisant une pompe à haute pression pour augmenter la pression du côté salin de l’OI et forcer l’eau à travers la membrane d’OI semi-perméable, laissant presque tous (environ 95 % à 99 %) des sels dissous dans le flux de rejet. La quantité de pression nécessaire dépend de la concentration en sel de l’eau d’alimentation. Plus l’eau d’alimentation est concentrée, plus la pression nécessaire est importante pour surmonter la pression osmotique.
L’eau dessalée qui est déminéralisée ou désionisée est appelée eau de perméat (ou eau de produit). Le flux d’eau qui transporte les contaminants concentrés qui n’ont pas traversé la membrane d’osmose inverse est appelé flux de rejet (ou concentré).
Lorsque l’eau d’alimentation pénètre dans la membrane d’OI sous pression (pression suffisante pour surmonter la pression osmotique), les molécules d’eau passent à travers la membrane semi-perméable et les sels et autres contaminants ne sont pas autorisés à passer et sont évacués par le flux de rejet (également connu sous le nom de flux de concentré ou de saumure), qui va s’écouler ou peut être réinjecté dans l’approvisionnement en eau d’alimentation dans certaines circonstances pour être recyclé par le système d’OI pour économiser l’eau. L’eau qui traverse la membrane d’osmose inverse est appelée perméat ou eau de produit et contient généralement environ 95 % à 99 % des sels dissous éliminés.
Il est important de comprendre qu’un système d’osmose inverse utilise une filtration croisée plutôt qu’une filtration standard où les contaminants sont collectés dans le média filtrant. Avec la filtration croisée, la solution passe à travers le filtre, ou traverse le filtre, avec deux sorties : l’eau filtrée va dans un sens et l’eau contaminée va dans un autre sens. Pour éviter l’accumulation de contaminants, la filtration à flux croisé permet à l’eau de balayer l’accumulation de contaminants et permet également une turbulence suffisante pour garder la surface de la membrane propre.
Quels contaminants l’osmose inverse éliminera-t-il de l’eau ?
L’osmose inverse est capable d’éliminer jusqu’à 99 % + des sels dissous (ions), particules, colloïdes, matières organiques, bactéries et pyrogènes de l’eau d’alimentation (bien qu’il ne faille pas compter sur un système d’osmose inverse pour éliminer 100 % des bactéries et des virus). Une membrane d’osmose inverse rejette les contaminants en fonction de leur taille et de leur charge. Tout contaminant dont le poids moléculaire est supérieur à 200 est probablement rejeté par un système d’osmose inverse qui fonctionne correctement (à titre de comparaison, une molécule d’eau a une masse moléculaire de 18). De même, plus la charge ionique du contaminant est importante, plus il est probable qu’il ne puisse pas traverser la membrane d’osmose inverse. Par exemple, un ion sodium n’a qu’une seule charge (monovalente) et n’est pas rejeté par la membrane RO ainsi que le calcium par exemple, qui a deux charges. De même, c’est pourquoi un système d’osmose inverse n’élimine pas très bien les gaz tels que le CO2 car ils ne sont pas fortement ionisés (chargés) en solution et ont un poids moléculaire très faible. Étant donné qu’un système d’osmose inverse n’élimine pas les gaz, le niveau de pH de l’eau de perméat peut être légèrement inférieur à la normale en fonction des niveaux de CO2 dans l’eau d’alimentation, car le CO2 est converti en acide carbonique.
L’osmose inverse est très efficace dans le traitement des eaux saumâtres, de surface et souterraines pour les applications à grands et petits débits. Parmi les exemples d’industries qui utilisent l’eau osmosée, citons les produits pharmaceutiques, l’eau d’alimentation des chaudières, les aliments et les boissons, la finition des métaux et la fabrication de semi-conducteurs, pour n’en nommer que quelques-uns.
Calculs de performance et de conception de l’osmose inverse
Il existe une poignée de calculs qui sont utilisés pour juger des performances d’un système d’osmose inverse et aussi pour des considérations de conception. Un système d’osmose inverse dispose d’une instrumentation qui affiche la qualité, le débit, la pression et parfois d’autres données telles que la température ou les heures de fonctionnement. Afin de mesurer avec précision les performances d’un système d’osmose inverse, vous avez besoin au minimum des paramètres de fonctionnement suivants :
système d’osmose inverse
Comprendre l’osmose inverse
L’osmose inverse, communément appelée osmose inverse, est un processus qui consiste à déminéraliser ou à désioniser l’eau en la poussant sous pression à travers une membrane d’osmose inverse semi-perméable.
Comment fonctionne l’osmose inverse ?
L’osmose inverse fonctionne en utilisant une pompe à haute pression pour augmenter la pression du côté salin de l’OI et forcer l’eau à travers la membrane d’OI semi-perméable, laissant presque tous (environ 95 % à 99 %) des sels dissous dans le flux de rejet. La quantité de pression nécessaire dépend de la concentration en sel de l’eau d’alimentation. Plus l’eau d’alimentation est concentrée, plus la pression nécessaire est importante pour surmonter la pression osmotique.
L’eau dessalée qui est déminéralisée ou désionisée est appelée eau de perméat (ou eau de produit). Le flux d’eau qui transporte les contaminants concentrés qui n’ont pas traversé la membrane d’osmose inverse est appelé flux de rejet (ou concentré).
Lorsque l’eau d’alimentation pénètre dans la membrane d’OI sous pression (pression suffisante pour surmonter la pression osmotique), les molécules d’eau passent à travers la membrane semi-perméable et les sels et autres contaminants ne sont pas autorisés à passer et sont évacués par le flux de rejet (également connu sous le nom de flux de concentré ou de saumure), qui va s’écouler ou peut être réinjecté dans l’approvisionnement en eau d’alimentation dans certaines circonstances pour être recyclé par le système d’OI pour économiser l’eau. L’eau qui traverse la membrane d’osmose inverse est appelée perméat ou eau de produit et contient généralement environ 95 % à 99 % des sels dissous éliminés.
Il est important de comprendre qu’un système d’osmose inverse utilise une filtration croisée plutôt qu’une filtration standard où les contaminants sont collectés dans le média filtrant. Avec la filtration croisée, la solution passe à travers le filtre, ou traverse le filtre, avec deux sorties : l’eau filtrée va dans un sens et l’eau contaminée va dans un autre sens. Pour éviter l’accumulation de contaminants, la filtration à flux croisé permet à l’eau de balayer l’accumulation de contaminants et permet également une turbulence suffisante pour garder la surface de la membrane propre.
Quels contaminants l’osmose inverse éliminera-t-il de l’eau ?
L’osmose inverse est capable d’éliminer jusqu’à 99 % + des sels dissous (ions), particules, colloïdes, matières organiques, bactéries et pyrogènes de l’eau d’alimentation (bien qu’il ne faille pas compter sur un système d’osmose inverse pour éliminer 100 % des bactéries et des virus). Une membrane d’osmose inverse rejette les contaminants en fonction de leur taille et de leur charge. Tout contaminant dont le poids moléculaire est supérieur à 200 est probablement rejeté par un système d’osmose inverse qui fonctionne correctement (à titre de comparaison, une molécule d’eau a une masse moléculaire de 18). De même, plus la charge ionique du contaminant est importante, plus il est probable qu’il ne puisse pas traverser la membrane d’osmose inverse. Par exemple, un ion sodium n’a qu’une seule charge (monovalente) et n’est pas rejeté par la membrane RO ainsi que le calcium par exemple, qui a deux charges. De même, c’est pourquoi un système d’osmose inverse n’élimine pas très bien les gaz tels que le CO2 car ils ne sont pas fortement ionisés (chargés) en solution et ont un poids moléculaire très faible. Étant donné qu’un système d’osmose inverse n’élimine pas les gaz, le niveau de pH de l’eau de perméat peut être légèrement inférieur à la normale en fonction des niveaux de CO2 dans l’eau d’alimentation, car le CO2 est converti en acide carbonique.
L’osmose inverse est très efficace dans le traitement des eaux saumâtres, de surface et souterraines pour les applications à grands et petits débits. Parmi les exemples d’industries qui utilisent l’eau osmosée, citons les produits pharmaceutiques, l’eau d’alimentation des chaudières, les aliments et les boissons, la finition des métaux et la fabrication de semi-conducteurs, pour n’en nommer que quelques-uns.
Calculs de performance et de conception de l’osmose inverse
Il existe une poignée de calculs qui sont utilisés pour juger des performances d’un système d’osmose inverse et aussi pour des considérations de conception. Un système d’osmose inverse dispose d’une instrumentation qui affiche la qualité, le débit, la pression et parfois d’autres données telles que la température ou les heures de fonctionnement. Afin de mesurer avec précision les performances d’un système d’osmose inverse, vous avez besoin au minimum des paramètres de fonctionnement suivants :
- Pression d’alimentation
- Pression de perméat
- Pression du concentré
- Conductivité d’alimentation
- Conductivité du perméat
- Débit d’alimentation
- Écoulement de perméat
- Température
système d’osmose inverse