Les prétraitements (coagulation, floculation, flottation, filtration sur lit épais, micro-ultrafiltration, adsorption…) sont, eux aussi, essentiels et sensibles. Chaque étape/opération du procédé peut être qualifiée pour optimiser l’exploitation prévue, en reproduisant/évaluant à l’échelle du laboratoire ces étapes de prétraitement pour dégager les conditions et technologies les mieux adaptées. L’IFTS dispose, dans ses laboratoires, de nombreux équipements et bancs d’essais pour dérouler cette démarche ciblée sur les objectifs industriels.
Le colmatage des membranes, inéluctable, doit être mieux documenté pour être mieux maîtrisé, par de la caractérisation en préalable, pour optimiser les étapes de prétraitement, et l’osmose inverse elle-même.
Deux voies de progression :
- 1- Caractériser les membranes sert à mieux comprendre/prévoir leurs performances et leur évolution - vieillissement.
La caractérisation montre : - La structure de la membrane de MF, UF (distribution des tailles des pores déterminée par porométrie),
- L’état de leur surface (charge électrique, rugosité des membranes poreuses et denses d’osmose inverse par spectroscopie, microscopie électronique de force atomique, AFM, analyse des dépôts lors d’autopsie de membrane), pour faire le lien avec les performances (rétention chimique, sélectivité, résistance à la déformation, perméabilité,…).
- 2- Qualification de l’aptitude d’une eau à développer un colmatage plus ou moins sévère à court ou long terme de 2 manières possibles :
- mesure du pouvoir colmatant appelé fouling index ou SDI, Silt Density Index. Il indique la baisse acceptable ou trop rapide du débit de microfiltration sur une membrane de référence et en conditions contrôlées. Il annonce le niveau des frais d’exploitation et/ou le besoin de prétraitement plus poussé,
- mesure de la teneur en carbone organique assimilable, COA dans l’eau.
Le COA est témoin du potentiel de développement bactérien et d’un biofilm sur membranes. De plus, ce biocolmatage « auto-stimule » sa croissance, car les matières organiques sont concentrées près de la membrane qui les retient.
Cette concentration en COA dissoutes et particulaires pourra servir à optimiser le prétraitement de l’osmose inverse par coagulation plus en amont dans le procédé.
La teneur en CAO peut être déterminée après culture de cellules, dénombrement bactérien, ATPmétrie ou analyse de la bioluminescence de microorganismes spécifiques.
Depuis juillet 2019, l’IFTS dispose d’un nouveau Centre d’Essais, à Agen, dédié aux outils, équipements, unités de traitement des eaux dont bien sûr les membranes.
