Comme le dessalement par osmose inverse exige que beaucoup de contaminants soient éliminés pour qu’il s’agit d’un processus viable, les stratégies de filtration avant le traitement sont des considérations importantes. African Pegmatite fournit des agrégats d’argile élargis anthracites et légers qui peuvent à la fois fournir des solutions de filtration efficaces et à long terme pour assurer le fonctionnement optimal du processus d’osmose inverse - assurant un approvisionnement sûr et potable pour les résidents et les entreprises.
Le dessalement moderne est un processus essentiel pour fournir de l’eau à la fois pour l’agriculture et l’approvisionnement en eau potable dans les régions où les précipitations adéquates sont rares ou très imprévisibles. L’usine contemporaine de dessalement prend l’eau de mer et la soumet à un processus d’osmose inverse. L’osmose inverse est le mécanisme où une membrane partiellement perméable est utilisée pour enlever les ions et les molécules indésirables de l’eau.
L’efficacité du processus d’osmose inverse (RO) repose principalement sur l’efficacité de la membrane elle-même et du prétraitement de l’eau source. En tant que tel, l’usine de dessalement moderne utilise divers types de filtres, souvent dans l’ordre, pour éliminer une grande proportion de contaminants avant qu’ils puissent atteindre la membrane. L’eau de mer a souvent des concentrations de solides dissous supérieures à 35 grammes par litre(1).
Deux de ces technologies de filtre largement utilisées sont l’agrégat d’argile élargi par la lumière (LECA, argile élargie de processus) et l’anthracite, et les deux seront discutés ici. L’idée de base est que l’eau de mer passe à travers ces matériaux mis en place comme des filtres avant qu’il n’atteigne la membrane. Quand il atteint la membrane, il est en grande partie dépourvu de solides dissous, ce qui rend le processus GLOBAL RO plus efficace.
Bon nombre des causes de l’encrassement de la membrane provenant de l’eau de mer non traitée ne sont pas facilement visibles à l’œil humain. Les principales causes sont les composés de silice dissous, les molécules organiques adsorbed, les micro-organismes, les oxydes métalliques et divers colloïdes de fer et d’aluminium(2). Les plus efficaces sont les configurations de filtration à double média, et ce sont celles-ci qui sont utilisées le plus largement dans le monde entier(3). La filtration directe (c.-à-d. une simple filtration par le sable ou par un filtre à mailles) est généralement considérée comme inefficace, en particulier contre les contaminants organiques(4).
Impératif pour les opérations RO, en raison de l’immense échelle sur laquelle ils fonctionnent, tout filtre doit être fiable pendant de longues périodes de temps et relativement peu coûteux. LECA et anthracite correspondent à ces exigences. Le prétraitement de l’eau de mer est la méthode la plus efficace pour assurer le non-encrassement de la membrane RO(5). Il convient de noter que ni l’anthracite ni le LECA ne sont capables d’éliminer le sel de l’eau salée - ils ne sont utilisés que comme filtre qui préempte le processus d’osmose inverse.
Comparaison
Une étude menée dans le nord de la Grèce a pris des filtres anthracite et LECA pour le RO et les a exécutés en parallèle, visant à trouver une différence perceptible entre les deux approches(17). La recherche - à la fois sur les échelles des plantes et des laboratoires - a révélé que le LECA et l’anthracite ont effectué en grande partie la même chose à travers les tests de concentration organique dans le filtrate, la densité du limon et la turbidité. Il convient de noter, cependant, que les deux méthodes ont souffert de la performance sage dans les hivers plus froids, mais pas à un niveau inacceptable. Le matériau LECA et l’anthracite étaient de l’ordre de 1,2 à 2,4 mm.
Les deux types de filtration - lorsqu’il est installé dans un double filtre à double média - sont très efficaces contre l’exposition des proliférations d’algues à la membrane RO(18). Les bactéries sont beaucoup plus difficiles à éliminer à l’aide de processus à double filtre que les contaminants solides et les matières organiques, cependant, les filtres à double média contenant de l’anthracite ont été montrés pour éliminer certaines bactéries dans une étude, mais la majorité ont été enlevés par processus de filtration ultérieurs(19). Dans une autre étude, les filtres LECA ont été montrés pour piéger - mais aussi dans certains cas pour développer - la vie bactérienne(20).
Naturellement, la filtration n’est pas la seule arme dans l’arsenal du concepteur de l’usine RO. Souvent, l’eau de mer avant la filtration sera traitée chimiquement pour précipiter les contaminants attendus - ceux-ci sont ensuite recueillis dans le filtre à sable ou sont autorisés à se séparer avec gravité. L’hexamétaphosphate de sodium peut être ajouté pour induire des précipitations de carbonate de calcium et de sulfate de calcium. L’acidification (car l’eau de mer est légèrement basique) peut être effectuée et le sulfate d’aluminium ajouté pour faciliter la filtration(21). Les traitements post-filtration ne sont pas rares, selon l’ampleur de la contamination.
Alors que les deux matériaux (argile et anthracite) sont abondants et facilement accessibles en termes miniers et économiques, l’anthracite a l’avantage de pouvoir être utilisé « hors de la boîte » avec seulement un traitement minimal requis. Le traitement se limite généralement à broyer l’anthracite brute à des tailles de particules appropriées. L’argile, quant à elle, doit d’abord être chauffée dans un four rotatif, puis selon l’application, dopée ou imprégnée d’une autre substance chimique - ce qui ajoute des dépenses, du temps et de la complexité au processus. L’anthracite est plus rentable car il nécessite moins de traitement, ce qui ajoute également l’avantage d’être plus respectueux de l’environnement.
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