Quiconque a étudié au moins le niveau de la biologie au niveau secondaire au secondaire (et fait attention) connaît bien le concept de membrane, en particulier de membrane semi-perméable. Les cellules vivantes biologiques sont enveloppées dans des membranes semi-perméables qui séparent leurs fonctions de l'environnement. L'aspect semi-perméable permet seulement à certains ions et molécules organiques d'entrer ou de sortir de la cellule. La membrane peut être sélective soit passive soit active. Les procédés de purification et de microfiltration UF utilisent une membrane semi-perméable pour séparer les micro-contaminants d'un flux d'eau.

Quelle est la différence entre la purification UF et la microfiltration? Nous expliquerons d'abord comment fonctionne une membrane semi-perméable. Par la suite, nous expliquerons les différences entre les procédés de traitement par membrane UF et microfiltration pour le traitement de l'eau et des eaux usées.

Comment fonctionne une membrane semi-perméable?

L’un des moyens est le transport actif à travers la surface de la membrane, qui se produit de différentes manières. Chacun de ces transports nécessite que la cellule dépense une certaine quantité d'énergie pour le faire. L'une des méthodes consiste à emprunter des canaux de transport qui entraînent et rejettent les nutriments et les déchets métaboliques, respectivement. Une autre est l’endocytose, dans laquelle la paroi cellulaire forme une sorte de pseudo bouche qui s’enroule autour d’un objet extérieur et se dissipe ensuite dans la cellule sous forme de vésicule. Son opposé est l'exocytose. Les vésicules internes fusionnent avec la membrane et son contenu est sécrété dans la solution environnante.

Un autre moyen consiste à utiliser des mécanismes passifs appelés diffusion et osmose. La diffusion est le mouvement des ions et des molécules des zones de forte concentration vers les zones de faible concentration afin de créer un état d'équilibre des deux côtés de la membrane. En se déplaçant, ces ions créent une différence de pression osmotique. L'osmose fonctionne en opposition de diffusion et cherche à créer un équilibre en déplaçant un fluide solvant (généralement de l'eau) dans la zone de concentration supérieure.

Le processus de diffusion / osmose passive est un mécanisme facile à reproduire à une échelle beaucoup plus grande. Il existe de nombreuses applications potentielles pour une telle technologie, mais en particulier, son utilité dans le traitement de l'eau et des eaux usées. La micro et la purification par ultrafiltration sont deux de ces technologies membranaires. Ce sont des procédés de filtration / séparation très similaires avec une différence qui les rend idéaux pour leurs propres applications particulières.

Fondamentalement similaire

La microfiltration et la purification de l'UF sont plus semblables que différentes. Comme indiqué dans l'introduction, il s'agit à la fois de technologies de séparation passives à base de membranes. Ces processus de système fonctionnent en appliquant une pression différentielle à travers une membrane semi-perméable et cette pression force l'eau et les petites particules à travers les pores de la membrane tout en retenant les solides plus gros de l'autre côté.

Ces processus constituent également des étapes de prétraitement bénéfiques pour l'osmose inverse. Les membranes ont besoin de beaucoup de soin, elles peuvent donc durer le plus longtemps possible sans être remplacées. Le prétraitement du filtre réduit les concentrations de particules solides plus grosses et réduit les risques d'encrassement de la membrane.

Les membranes pour ces systèmes de microfiltration et de purification UF sont également disponibles dans les mêmes configurations. Plaque et cadre, tubulaire, fibre creuse et enroulement en spirale sont des options possibles. Ces différentes configurations offrent leurs propres avantages et inconvénients. Les membranes peuvent être composées de différents matériaux, à savoir des polymères et de la céramique.

Avantages similaires:

• Pas de produits chimiques

• Qualité constante du produit, quelle que soit la qualité de l'aliment

• Compact

Coûts similaires:

• Matériel

  • réservoirs, pompes, patins, commandes, etc.

• Matériaux de construction

• Caractérisation de l'eau

  • Ce qui est dans l'eau / les eaux usées détermine ce qui doit être fait pour le traiter correctement. Des compositions plus complexes ou des concentrations élevées de polluants nécessiteront des étapes de prétraitement ou des processus plus énergivores ou des membranes plus résilientes pour traiter ces conditions. De faibles concentrations et de simples compositions de contaminants ont tendance à nécessiter moins de prétraitement et, par conséquent, à réduire les coûts opérationnels.

• Débits

  • Des débits plus élevés sont associés à des coûts d'investissement et d'exploitation plus élevés

• Préproduction

• Espace requis

• Installation

  • Systèmes pré-emballés ou non assemblés

• Frais de livraison

• Coûts opérationnels

Les différences

Tout se résume à la taille des pores. À l'échelle de la séparation membranaire, la micro et l'ultrafiltration sont plus grossières que la nanofiltration et l'osmose inverse, mais restent plus fines que la filtration sur média. Les pores du microfiltre se situent dans la plage des microns 0.1 à 10 et les pores de la membrane d'ultrafiltration dans les microns 0.01 à 0.1. La méthode choisie pour un système de traitement est basée sur la taille des plus petites particules à retenir dans l'eau d'alimentation. La différence de taille des pores détermine les applications pour lesquelles le procédé de purification par ultrafiltration ou de traitement de microfiltration serait le plus applicable pour une application spécifique.

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Sur la base de la plage de tailles de pores de ces deux technologies de séparation, vous trouverez ci-dessous une liste de certains des polluants les plus faibles que chaque technologie est capable d'éliminer ou de réduire des flux d'eau brute.

Microfiltration (MF)

• Algues

• Bactéries

• Protozoaires pathogènes (Giardia lamblia et Crypotosporidium)

• Sédiments (sable, argile, certains métaux / particules complexes)

Ultrafiltration

Tous les contaminants MF peuvent éliminer plus:

• Endotoxines

• Matières plastiques

• Silica

• Limon

• Virus

Applications

La microfiltration et la purification de l'UF sont toutes deux utiles pour le traitement de l'eau / des eaux usées dans un large éventail de contextes industriels et commerciaux. Cela inclut le traitement de nombreux types de produits finis. Vous trouverez ci-dessous quelques-unes des nombreuses applications possibles pour chaque processus de filtrage membranaire.

Microfiltration

• Stérilisation à froid des boissons et des produits pharmaceutiques

• Séparer les bactéries de l'eau

• Clarifier les jus de fruits, le vin ou la bière

• raffinement pétrolier

Ultrafiltration

• Réduction de l'indice de densité du limon pour l'osmose inverse

• Élimination du virus de l'eau

• Séparation des émulsions huile / eau

• Éliminer les agents pathogènes du lait

• Les applications médicales

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