{"id":26197,"date":"2020-03-02T09:06:34","date_gmt":"2020-03-02T09:06:34","guid":{"rendered":"https:\/\/mineralmilling.com\/medias-de-filtration-dans-les-usines-de-dessalement-argile-elargie-vs-anthracite\/"},"modified":"2021-04-29T12:06:51","modified_gmt":"2021-04-29T12:06:51","slug":"medias-de-filtration-dans-les-usines-de-dessalement-argile-elargie-vs-anthracite","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/mineralmilling.com\/fr\/medias-de-filtration-dans-les-usines-de-dessalement-argile-elargie-vs-anthracite\/","title":{"rendered":"M\u00e9dias de filtration dans les usines de dessalement : argile \u00e9largie vs anthracite"},"content":{"rendered":"

\n\tM\u00e9dias de filtration dans les usines de dessalement: Argile expans\u00e9e contre anthracite<\/b>\n\t<\/h1>\n\t

Le dessalement moderne est un processus essentiel pour fournir de l\u2019eau \u00e0 la fois pour l\u2019agriculture et l\u2019approvisionnement en eau potable dans les r\u00e9gions o\u00f9 les pr\u00e9cipitations ad\u00e9quates sont rares ou tr\u00e8s impr\u00e9visibles. L\u2019usine contemporaine de dessalement prend l\u2019eau de mer et la soumet \u00e0 un processus d\u2019osmose inverse. L\u2019osmose inverse est le m\u00e9canisme o\u00f9 une membrane partiellement perm\u00e9able est utilis\u00e9e pour enlever les ions et les mol\u00e9cules ind\u00e9sirables de l\u2019eau.<\/p>\n

L\u2019efficacit\u00e9 du processus d\u2019osmose inverse (RO) repose principalement sur l\u2019efficacit\u00e9 de la membrane elle-m\u00eame et du pr\u00e9traitement de l\u2019eau source. En tant que tel, l\u2019usine de dessalement moderne utilise divers types de filtres, souvent dans l\u2019ordre, pour \u00e9liminer une grande proportion de contaminants avant qu\u2019ils puissent atteindre la membrane. L\u2019eau de mer a souvent des concentrations de solides dissous sup\u00e9rieures \u00e0 35 g par L(1).<\/p>\n\t\t\t\t\"diagramme\n\t\t\t\t\"osmose\n\tDeux de ces
\n technologies de filtre largement utilis\u00e9es<\/a>
\n<\/u> sont Light Expanded Clay Aggregate (LECA, processus d\u2019argile \u00e9largie) et anthracite, et les deux seront discut\u00e9s ici. L\u2019id\u00e9e de base est que l\u2019eau de mer passe \u00e0 travers ces mat\u00e9riaux mis en place comme des filtres avant qu\u2019il n\u2019atteigne la membrane. Quand il atteint la membrane, il est en grande partie d\u00e9pourvu de solides dissous, ce qui rend le processus GLOBAL RO plus efficace.\n

Bon nombre des causes de l\u2019encrassement de la membrane provenant de l\u2019eau de mer non trait\u00e9e ne sont pas facilement visibles \u00e0 l\u2019\u0153il humain. Les principales causes sont les compos\u00e9s de silice dissous, les mol\u00e9cules organiques adsorbed, les micro-organismes, les oxydes m\u00e9talliques et divers collo\u00efdes de fer et d\u2019aluminium(2). Les plus efficaces sont les configurations de filtration \u00e0 double m\u00e9dia, et ce sont celles-ci qui sont utilis\u00e9es le plus largement dans le monde entier(3). La filtration directe (c.-\u00e0-d. une simple filtration par le sable ou par un filtre \u00e0 mailles) est g\u00e9n\u00e9ralement consid\u00e9r\u00e9e comme inefficace, en particulier contre les contaminants organiques(4).<\/p>\n

Imp\u00e9ratif pour les op\u00e9rations RO, en raison de l\u2019immense \u00e9chelle sur laquelle ils fonctionnent, tout filtre doit \u00eatre fiable pendant de longues p\u00e9riodes de temps et relativement peu co\u00fbteux. LECA et anthracite correspondent \u00e0 ces exigences. Le pr\u00e9traitement de l\u2019eau de mer est la m\u00e9thode la plus efficace pour assurer le non-encrassement de la membrane RO(5).<\/p>\n\t\t\t\t\"usine\n

\n\tAgr\u00e9gat d’argile expans\u00e9 l\u00e9ger\n\t<\/h2>\n\t

LECA est un agr\u00e9gat l\u00e9ger form\u00e9 par l\u2019argile standard de chauffage \u00e0 ca. 1 200 oC dans un four rotatif. Pendant le processus de chauffage et de rotation, l\u2019argile s\u2019ass\u00e8che, se forme en formes de boule et devient tr\u00e8s poreuse. Cette porosit\u00e9 l\u2019am\u00e8ne \u00e0 poss\u00e9der de bonnes propri\u00e9t\u00e9s absorbantes, ayant \u00e9t\u00e9 utilis\u00e9 pr\u00e9c\u00e9demment pour enlever les m\u00e9taux lourds tels que le cadmium des flux de d\u00e9chets d\u2019usine de peinture(6).<\/p>\n

Dans l\u2019espace de purification de l\u2019eau, o\u00f9 la recherche a montr\u00e9 que LECA est capable d\u2019adsorbe compos\u00e9s fluor\u00e9s \u00e0 partir de solution aqueuse, soit seul ou modifi\u00e9 avec du chlorure de magn\u00e9sium ou de peroxyde d\u2019hydrog\u00e8ne(7). En outre, les filtres \u00e0 double m\u00e9dia contenant du sable et mgCl2<\/sub>\/H2<\/sub>O2<\/sub>-modifi\u00e9 LECA sont capables d\u2019enlever les compos\u00e9s de chrome de l\u2019eau(8) – et ces LECA dop\u00e9s peuvent \u00eatre r\u00e9g\u00e9n\u00e9r\u00e9s par le traitement avec de l\u2019acide dilu\u00e9.<\/p>\n

L\u2019un des polluants les plus pernicieux est l\u2019arsenic. Si cela se refilait dans le r\u00e9seau d\u2019aqueduc, des d\u00e9c\u00e8s pourraient survenir. Les chercheurs ont d\u00e9montr\u00e9 que l\u2019utilisation du LECA modifi\u00e9 par le r\u00e9actif de Fenton a \u00e9t\u00e9 efficace pour \u00e9liminer 99 ions d\u2019ars\u00e9nite (As2)<\/sup>et d\u2019ars\u00e9s (As4 )<\/sup>d\u2019une solution aqueuse \u00e0 une concentration de 150 g par litre, en 60 minutes(9). Le r\u00e9actif de Fenton est un m\u00e9lange de peroxyde d\u2019hydrog\u00e8ne et de fer, et est un mat\u00e9riau peu co\u00fbteux \u00e0 utiliser \u00e0 l\u2019\u00e9chelle.<\/p>\n

Une comparaison viable serait aux tamis mol\u00e9culaires activ\u00e9s, comme fr\u00e9quemment utilis\u00e9 dans le laboratoire de chimie, car les ALeC peuvent \u00eatre r\u00e9g\u00e9n\u00e9r\u00e9s, sont efficaces \u00e0 de faibles \u00abchargements\u00bb et sont eux-m\u00eames insolubles. Ces propri\u00e9t\u00e9s signifient que la filtration LECA est simple \u00e0 travailler avec.<\/p>\n\t\t\t\t\"Processus\n

\n\tAnthracite\n\t<\/h2>\n\tL\u2019anthracite est l\u2019une des formes de charbon les plus omnipr\u00e9sentes. Se produisant naturellement et facilement extrait, il est peu co\u00fbteux. Ayant de nombreuses utilisations en dehors de comme carburant, son utilisation comme un milieu de filtration est largement connu(10). L\u2019un des principaux avantages environnementaux de l\u2019utilisation de
\n l\u2019anthracite comme filtre<\/a>
\n<\/u> et non comme combustible est que, comme il n\u2019est pas br\u00fbl\u00e9, il n\u2019y a pas d\u2019\u00e9mission de dioxyde de carbone dans l\u2019atmosph\u00e8re. Il convient de noter, cependant, que l\u2019anthracite est rarement utilis\u00e9 seul comme un filtre pr\u00e9-RO. Il est plut\u00f4t utilis\u00e9 dans le cadre d\u2019un double filtre multim\u00e9dia install\u00e9 \u00e0 c\u00f4t\u00e9 du sable(11) ou le long du sable et du
\n grenat comme filtre \u00e0 m\u00e9dia mixte,<\/a>
\n<\/u>offrant une filtration sup\u00e9rieure grossi\u00e8re \u00e0 fine. Typiquement, l\u2019anthracite est pr\u00e9sente pour enlever les solides en suspension et certains organiques dissous(12).\n

Des filtres \u00e0 double m\u00e9dia \u00e0 double r\u00e9gime dirig\u00e9s par anthracite ont \u00e9t\u00e9 utilis\u00e9s dans les milieux tropicaux des plantes RO, ce qui s\u2019est av\u00e9r\u00e9 tr\u00e8s efficace pour traiter l\u2019eau de mer brute et pollu\u00e9e avant le RO, produisant \u00e9ventuellement plus de 50 m3<\/sup> par jour (50 000 L) d\u2019eau potable enti\u00e8rement conforme aux normes de l\u2019OMS(13). Cet exemple particulier a fourni plus de 35 r\u00e9cup\u00e9rations d\u2019eau au cours d\u2019une ann\u00e9e. \u00c0 c\u00f4t\u00e9 du carbone activ\u00e9 granulaire (un mat\u00e9riau avec lequel l\u2019anthracite partage de nombreuses similitudes), l\u2019anthracite a \u00e9t\u00e9 utilis\u00e9e comme composant tr\u00e8s efficace dans un double filtre pour enlever le mat\u00e9riel biologique d\u2019une installation exp\u00e9rimentale pr\u00e9-RO(14). Cette mise en place \u00e0 petite \u00e9chelle n\u2019a montr\u00e9 aucune baisse de performance m\u00eame apr\u00e8s 55 jours d\u2019activit\u00e9 constante, au-del\u00e0 de 5 m\u00e8tres par heure \u00e0 travers un filtre de 20 cm. Dans les deux exemples, un traitement minimal de l\u2019anthracite \u00e9tait n\u00e9cessaire – limit\u00e9 au broyage uniquement \u00e0 des tailles de particules appropri\u00e9es. Dans le cadre d\u2019une filtration multim\u00e9dia mise en place, l\u2019anthracite aux c\u00f4t\u00e9s de greensand et de charbon actif a pu enlever des quantit\u00e9s importantes de fer de la solution aqueuse avant un processus DE RO(15).<\/p>\n

Dans toutes les applications de filtration pour la taille des grains d\u2019anthracite RO peut varier entre 1mm \u00e0 2.4mm , avec une profondeur minimale de lit de 0.8 m. Les plantes les plus modernes utilisant des filtres \u00e0 double m\u00e9dia anthracite\/sable peuvent supporter plus de 40 m3<\/sup> par heure(16). La plupart de l\u2019utilitaire de filtration de l\u2019anthracite provient de son excellente fonctionnalit\u00e9 d\u2019exclusion de taille et de porosit\u00e9. Apr\u00e8s utilisation, l\u2019anthracite us\u00e9 est g\u00e9n\u00e9ralement jet\u00e9.<\/p>\n\t\t\t\t\"gouttelettes\n\t\t\t\t\"Belle\n

\n\tComparaison\n\t<\/h2>\n\t

Une \u00e9tude men\u00e9e dans le nord de la Gr\u00e8ce a pris des filtres anthracite et LECA pour le RO et les a ex\u00e9cut\u00e9s en parall\u00e8le, visant \u00e0 trouver une diff\u00e9rence perceptible entre les deux approches(17). La recherche – \u00e0 la fois sur les \u00e9chelles des plantes et des laboratoires – a r\u00e9v\u00e9l\u00e9 que le LECA et l\u2019anthracite ont effectu\u00e9 en grande partie la m\u00eame chose \u00e0 travers les tests de concentration organique dans le filtrate, la densit\u00e9 du limon et la turbidit\u00e9. Il convient de noter, cependant, que les deux m\u00e9thodes ont souffert de la performance sage dans les hivers plus froids, mais pas \u00e0 un niveau inacceptable. Le mat\u00e9riau LECA et l\u2019anthracite \u00e9taient de l\u2019ordre de 1,2 \u00e0 2,4 mm.<\/p>\n

Les deux types de filtration – lorsqu\u2019il est install\u00e9 dans un double filtre \u00e0 double m\u00e9dia – sont tr\u00e8s efficaces contre l\u2019exposition des prolif\u00e9rations d\u2019algues \u00e0 la membrane RO(18). Les bact\u00e9ries sont beaucoup plus difficiles \u00e0 \u00e9liminer \u00e0 l\u2019aide de processus \u00e0 double filtre que les contaminants solides et les mati\u00e8res organiques, cependant, les filtres \u00e0 double m\u00e9dia contenant de l\u2019anthracite ont \u00e9t\u00e9 montr\u00e9s pour \u00e9liminer certaines bact\u00e9ries dans une \u00e9tude, mais la majorit\u00e9 ont \u00e9t\u00e9 enlev\u00e9s par processus de filtration ult\u00e9rieurs(19). Dans une autre \u00e9tude, les filtres LECA ont \u00e9t\u00e9 montr\u00e9s pour pi\u00e9ger – mais aussi dans certains cas pour d\u00e9velopper – la vie bact\u00e9rienne(20).<\/p>\n\t\t\t\t\"processus\n\t\t\t\t\"membrane\n\t

Naturellement, la filtration n\u2019est pas la seule arme dans l\u2019arsenal du concepteur de l\u2019usine RO. Souvent, l\u2019eau de mer avant la filtration sera trait\u00e9e chimiquement pour pr\u00e9cipiter les contaminants attendus – ceux-ci sont ensuite recueillis dans le filtre \u00e0 sable ou sont autoris\u00e9s \u00e0 se s\u00e9parer avec gravit\u00e9. L\u2019hexam\u00e9taphosphate de sodium peut \u00eatre ajout\u00e9 pour induire des pr\u00e9cipitations de carbonate de calcium et de sulfate de calcium. L\u2019acidification (car l\u2019eau de mer est l\u00e9g\u00e8rement basique) peut \u00eatre effectu\u00e9e et le sulfate d\u2019aluminium ajout\u00e9 pour faciliter la filtration(21). Les traitements post-filtration ne sont pas rares, selon l\u2019ampleur de la contamination.<\/p>\n

Alors que les deux mat\u00e9riaux (argile et anthracite) sont abondants et facilement accessibles en termes miniers et \u00e9conomiques, l\u2019anthracite a l\u2019avantage de pouvoir \u00eatre utilis\u00e9 \u00ab hors de la bo\u00eete \u00bb avec seulement un traitement minimal requis. Le traitement se limite g\u00e9n\u00e9ralement \u00e0 broyer l\u2019anthracite brute \u00e0 des tailles de particules appropri\u00e9es. L\u2019argile, quant \u00e0 elle, doit d\u2019abord \u00eatre chauff\u00e9e dans un four rotatif, puis selon l\u2019application, dop\u00e9e ou impr\u00e9gn\u00e9e d\u2019une autre substance chimique – ce qui ajoute des d\u00e9penses, du temps et de la complexit\u00e9 au processus. L\u2019anthracite est plus rentable car il n\u00e9cessite moins de traitement, ce qui ajoute \u00e9galement l\u2019avantage d\u2019\u00eatre plus respectueux de l\u2019environnement.<\/p>\n\t\t\t\t\"l\u2019eau\n

\n\tSommaire\n\t<\/h2>\n\t