Osmose inverse pour le processus de dessalement de l’eau

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Le dessalement est le processus par lequel les sels minéraux dissous sont éliminés dans l’eau, de telle sorte qu’il est possible de convertir l’eau saumâtre en eau potable. La transformation qui passe de l’eau de mer à l’eau douce peut se produire naturellement par le cycle de l’eau, car elle est évaporée puis condensée. Pendant des siècles, le dessalement de l’eau a été utilisé sur les navires et les sous-marins pour fournir de l’eau douce à l’équipage pendant de longues périodes, et jusqu’à récemment, il a été disponible à l’échelle industrielle.

Aujourd’hui, ce processus a pris de l’importance, car il a permis d’atténuer les pénuries d’eau pour la consommation humaine, qui se sont accentuées au cours des dernières décennies.

Avec la demande de ressources, pendant la révolution industrielle, diverses technologies ont été créées pour réaliser ce processus, et ont ensuite évolué en termes de performances et de coûts. Parmi les processus principaux, on trouve les processus thermiques et membranaires. Cette dernière est également appelée osmose inverse, qui est actuellement le système de dessalement le plus utilisé et le plus avancé au monde.

Osmose inverse pour le dessalement de l’eau de mer

Ce processus consiste à appliquer une pression pour surmonter la pression osmotique, une propriété cognitive entraînée par le potentiel chimique (caractéristique thermodynamique de la source d’eau). En général, un système de pompage à haute pression est appliqué dans le procédé pour faire passer le flux d’eau salée à la surface de la membrane, où la solution pressurisée est séparée des sels dissous.

La membrane utilisée pour le dessalement est généralement en polyamide ultrafine, et est vulnérable à la contamination bactérienne, de sorte que l’eau doit subir un traitement préalable. Le processus implique trois courants : l’eau saline extraite de sources océaniques ou souterraines, l’eau potabilisée (à faible salinité), et le concentré (le reliquat ou la saumure); pendant la transformation, il n’y a pas de réchauffement ni de changement de phase.

Caractéristiques du système d’osmose inverse

L’osmose inverse se compose principalement de quatre processus :

  • Le prétraitement : le processus de prétraitement doit inclure des dispositifs de contrôle microbiologique, les membranes étant vulnérables à ce type de contamination; le contrôle des sédiments, dont la configuration dépend de la composition minérale de la source d’eau résiduaire ; un filtre à charbon actif pour diminuer les charges de substances (solvants organiques et inorganiques), qui peuvent être dissoutes dans le flux; des détartreurs qui diminuent la dureté de l’eau, l’ajustement du pH et l’ajout d’un inhibiteur de seuil pour contrôler les incrustations.
  • Pressurisation : La pompe élève la pression de l’eau d’alimentation prétraitée à une pression de fonctionnement allant de 250 à 400 psi, et pour le dessalement de l’eau de mer de 800 à 1000 psi. Le coût en énergie dépend principalement du pompage.
  • Séparation avec membrane : Les configurations de la membrane peuvent varier. Celles-ci peuvent être en forme de spirale ou de fibre fine creuse. Le matériau utilisé peut être de l’acétate de cellulose, des polymères à film mince ou des polyamides aromatiques.
  • Disposition du reliquat : un traitement au flux de déchets est généralement effectué. L’objectif est de réduire l’impact environnemental. Le courant concentré de sels est généralement disponible sur le fond marin ou dans les lagunes d’eau saumâtre.

Avantages et inconvénients de l’osmose inverse dans le dessalement de l’eau

  • C’est un système simple et peu coûteux. Cependant, la complication peut être le prétraitement des débits d’alimentation et le reste concentré.
  • Des systèmes standard peuvent être achetés à partir de modules pré-emballés. Toutefois, il est nécessaire de disposer d’un inventaire des pièces de rechange.
  • Il est possible d’utiliser l’utilisation d’une source d’eau presque illimitée et fiable, la mer, mais la saumure doit être soigneusement éliminée.

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