Surveillance des membranes

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Augmenter l'efficacité de filtration de la membrane

Améliorer l'efficacité et le contrôle du coût de la filtration des membranes

La qualité de filtration des membranes joue un rôle déterminant pour l' osmose inverse. Elles sont extrêmement efficaces pour éliminer les contaminants inorganiques, mais également très sensibles à l'encrassement, l'oxydation et l'entartrage. L'absence de surveillance précise en temps réel de l'état des membranes RO peut entraîner des coûts importants pour diverses raisons : encrassement biologique, utilisation excessive de produits chimiques, nettoyage et entretien fréquents, temps d'arrêt de l'usine et remplacement anticipé des membranes.

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Encrassement des membranes RO

Selon une récente étude scientifique publiée dans la revue Desalination, le coût de l'encrassement des membranes RO dans une usine de dessalement aux Pays-Bas représente environ 24 % des frais d'exploitation totaux de l'usine. La majeure partie de ces dépenses sert au remplacement prématuré des membranes.[1] 1

Comment fonctionnent les membranes RO ?

L'osmose inverse se produit lorsque de l'eau sous haute pression rencontre une membrane semi-perméable, laquelle laisse passer les molécules d'eau tandis que les composés inorganiques dissous sont évacués. Un écoulement transversal sépare l'eau en deux voies : perméat et rejet

Les analyses pour le fonctionnement d'une Osmose Inverse

Reverse Osmosis Diagram

 

  • Applicable à la plupart des clients de RO
  • Applicable à moins de clients de RO
  • Aide à la filtration
  • Préfiltration (optionnel)
  • Chloration
  • Filtre à cartouche
  • Antitartre
  • Déchloration
  • Membrane RO (osmose inverse)
  • Biocide et nettoyant pour membrane
  • Rejet
  • Eau traitée

Objectifs du gestionnaire du système de RO

1. Elimination des particules, ions et molécules pour une production d'eau adaptée aux processus en aval

2. Gestion de l'efficacité et des performances des membranes en optimisant le contrôle de l'encrassement, du nettoyage et de l'entretien

3. Prolongation de la durée de vie et de la fiabilité des membranes en surveillant les contaminants

4. Réaction rapide face aux fluctuations de l'eau de source ayant un impact sur les objectifs précédents

Déchloration et surveillance de la membrane

Parmi les nombreux paramètres impliqués dans la surveillance des performances des membranes RO, l'un des plus importants est le chlore. Le chlore est nécessaire pour la désinfection, cependant il peut endommager les membranes s'il est présent en trop grande quantité. Par conséquent, la chloration et la déchloration sont des étapes clés pour les processus de traitement industriels et municipaux utilisant des membranes RO. Comme il est difficile de mesurer des niveaux ultra-bas de résidus de chlore, les opérateurs d'usine choisissent souvent de les éliminer complètement. Bien que cela permette d'éliminer entièrement le chlore résiduel et donc de protéger les membranes, une déchloration trop faible ou trop importante peut à son tour avoir des conséquences et entraîner de nombreuses dépenses inutiles.

1

Tout d'abord, on trouve le coût des produits chimiques superflus utilisés pour l'élimination totale du chlore.

2

Ensuite, l'absence de chlore peut entraîner un encrassement biologique, qui nécessite alors un nettoyage et un entretien supplémentaires ou bien l'utilisation de biocides non oxydants coûteux.

3

En revanche, une quantité trop importante de chlore peut avoir un impact négatif sur l'efficacité des membranes, lesquelles doivent alors être remplacées plusieurs mois plus tôt que prévu.

Exemple 1

Prolonger la durée de vie de la membrane

De nombreuses membranes sont évaluées à 1 000 ppm/heure d'exposition au chlore libre avant que le passage des sels ne double. Si vous exposez votre membrane RO de première étape à une moyenne continue de 38 ppb, vous atteindrez 1 000 ppm/heure en 36 mois. Si vous augmentez l'exposition moyenne de seulement 10 à 48 ppb, vous atteindrez le même niveau de 1 000 ppm/heure en 28,5 mois. Ainsi, vous devrez potentiellement remplacer vos membranes RO de première étape sept mois et demi plus tôt par rapport à une augmentation moyenne de 10 ppb d'exposition au chlore libre.

Exemple 2

Réduire les coûts d'exploitation

Le coût du nettoyage des membranes dans un système correctement entretenu est de 0,22 € pour un mètre cube.
Si elle n'est pas correctement entretenue, votre installation peut dépenser jusqu'à 1 € par mètre cube.
Les coûts approximatifs typiques des produits chimiques incluent :

  • Produits antitartre : 0,01 à 0,03 €/m³
  • Cartouches filtrantes : 0,01 à 0,03 €/m³
  • Nettoyage des membranes correct : 0,1 à 0,22 €/m³ pour un système d'exploitation efficace
  • Nettoyage des membranes incorrect : jusqu'à 0,9 €/m³

Lorsque les membranes s'encrassent, les coûts sont nettement plus élevés. Les opérations pourraient augmenter de 50 % à 100 %, et pour une usine type fonctionnant avec un coût d'environ 1 à 3 € pour un mètre cube, cela pourrait augmenter vos coûts de 3 € par mètre cube. Si vous pompez 4 000 m3 par an, cela équivaut à un supplément de 10 000 € en cas de fonctionnement avec des membranes encrassées.

"Combien coûte l'entretien adéquat des systèmes de filtration par membrane par rapport au traitement des membranes encrassées ?" Février 2019. https://www.samcotech.com/cost-to-properly-maintain-membrane-filtration-systems

Surveillance du chlore en ligne précise et fiable

Le CL17sc Ultra Low Range de Hach peut détecter les niveaux de chlore les plus faibles jamais détectés, ce qui permet aux opérateurs d'usine de minimiser l'encrassement des membranes, de réduire les dépenses d'exploitation et de respecter en toute confiance les exigences réglementaires.

ULR CL17sc

Caractéristiques et avantages du CL17sc Ultra Low Range :

  • Limite de détection, de quantification et de précision plus basse
    • Limite de détection de 8 ppb
    • Précision de ± 5 % ou ± 0,01 mg/L (selon la valeur la plus élevée) à partir de 0 - 4 mg/L ; ± 10 % à partir de 4 - 5 mg/L
    • Précision de  3 ppb
  • Compteur de chlore cumulatif™
    • Suivi de l'exposition au chlore au fil du temps
  • Applications : déchloration, surveillance du chlore résiduel pour protéger les membranes et contrôle de la qualité de l'eau produite
    • Contrôle efficace du processus de déchloration
    • Prolongation de la durée de vie de la membrane RO
    • Respect des limites strictes en matière de chlore résiduel

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Précision et fiabilité des échantillons instantanés surveillance du chlore et des sulfites

Le DR1300 FL par test de fluorescence de Hach® peut détecter des niveaux de chlore et de sulfite plus bas que jamais, aider les exploitants d'usines à limiter l'encrassement des membranes, à réduire les dépenses opérationnelles et à répondre aux exigences de qualité de l'eau

DR1300FL

Fabriqué par Pyxis ®

Caractéristiques et avantages du DR1300 FL :

  • Limite de détection inférieure avec une précision accrue précision accrue grâce à des tests simplifiés :
    • Chlore total = plage de mesure 3-100 ppb
    • Chlore libre = plage de mesure de 2 à 100 ppb
    • Sulfite = plage de mesure de 6 à 500 ppb
      • Precision (95% confidence interval) 50.0 ± 1.0 µg/L - Free and Total Chlorine
      • Precision (95% confidence interval) 250.0 ± 5.0 µg/L Sulfite
  • Nouvelle technologie permettant de réaliser facilement des tests selon des plages ultra-basses pour le chlore total, le chlore libre et les sulfites
    • Les nouveaux tests de sulfite permettent de ne plus avoir à deviner combien doser pour votre déchloration au bisulfite de sodium !
    • Réduction des coûts et des risques
  • Applications - physiques et chimiques
    Déchloration, contrôle du chlore résiduel pour protéger les membranes et contrôler la qualité de l'eau du produit
    • Contrôle efficace du procédé de déchloration
    • Prolonger la durée de vie des membranes en osmose inverse

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En savoir plus

1Jafari, M. et al. “Cost of fouling in full-scale reverse osmosis and nanofiltration installations in the Netherlands.” Desalination, March 2021. https://doi.org/10.1016/j.desal.2020.114865

2SAMCO. “How Much Does It Cost to Properly Maintain Membrane Filtration Systems vs. Treat Fouled Membranes?” February 2019. https://www.samcotech.com/cost-to-properly-maintain-membrane-filtration-systems