Notes on Biofouling, Encrassement, Entartrage, Polarisation, Colmatage, Compaction, Nettoyage, Désinfection et Intégrité des Membranes

6.3. Biofouling (Bio-encrassement)

  • Développement d'un biofilm.
  • A lieu lors de la nanofiltration et de l'osmose inverse car les membranes ne peuvent être désinfectées au chlore.
  • Micro-organismes ont des effets endommageant et souvent irréversibles.
  • Dépend de :
    • Température.
    • Présence de lumière.
    • pH.
    • Concentrations en oxygène dissous.
    • Présence de nutriments organiques et inorganiques.

6.3.1. Formation

  • Bactéries aérobiques (besoin d'oxygène):
    • Environnement d'eau chaude, peu profonde et ensoleillée.
    • Niveau élevé d'oxygène dissous.
    • pH entre 6,5 et 8,5.
    • Nutriments organiques et inorganiques en abondance.
  • Bactéries anaérobies (pas besoin d'oxygène):
    • Systèmes fermés, sans oxygène dissous.
    • Actives avec une quantité suffisante de nutriment (matière organique ou restes d'algues mortes).
  • Après absorption des bactéries sur les parois, formation des premiers éléments d'un biofilm.
  • Le biofilm augmente en taille, les bactéries se multiplient et devient un ensemble fort et cohérent difficile à éliminer.
  • Des morceaux de biofilms sont libérés et se diffusent dans les composants du système, y compris les membranes.
  • Lorsqu'ils sont attachés aux membranes, les micro-organismes commencent à se multiplier, en utilisant les nutriments qui sont présents dans l'eau alimentant le système.
  • Un biofilm se développe sur la membrane, ce qui gêne l'écoulement de l'eau.
    • Utilisation d'une pression plus importante.
    • Coûts plus élevés.
    • Membranes endommagées de façon irréversible.
  • Certains matériaux membranaires conviennent à la croissance des micro-organismes, ce qui entraîne la destruction complète de la membrane dans une courte période.
  • Les biofilms constituent des refuges sûrs pour les micro-organismes (Legionella, E. Coli, Listéria), où ils peuvent se reproduire.
  • Le dioxyde de chlore détruit les biofilms et prévient leur formation, lorsqu'il est utilisé de façon continue à de faibles concentrations.
  • L'eau de Javel n'a que peu d'effet sur les biofilms.

6.3.2. Elimination et contrôle des biofilms

6.4. Encrassement

  • Colmatage des membranes par accumulation à la surface de:
    • Matière organique (biopolymères).
    • Matière en suspension (turbidité, sables fins).
    • Matière colloïdale (complexes organiques et inorganiques, particules colloïdales, micro-algues, dioxyde de silice SiO<em>2SiO<em>2, hydroxydes métalliques Fe(OH)</em>3Fe(OH)</em>3).

6.4.1. Formation

  • La rapidité de colmatage dépend de la quantité et de la nature des matières en suspension.
  • Il est nécessaire de déterminer le pouvoir colmatant de l'eau avant osmose inverse.

6.4.2. Contrôle d’encrassement (pouvoir encrassant)

  • Pouvoir colmatant appelé Fouling Index ‘FI’, ou Silt Density Index ‘SDI’, ou Silting Index ‘SI’.
  • Le Fouling Index FI s’obtient en mesurant la vitesse de colmatage d’une membrane de type millipore, d’une porosité calibrée de 0,45 μm, et de diamètre 47 mm de diamètre sous une pression de 30 Psi (2,1 bar) ‘Norme ASTM D 4189-95’:
  • FI=(100.(tfti))/tFI = (100.(tf - ti))/t
    • tit_i : temps nécessaire pour filtrer 500 ml au démarrage de la mesure.
    • tft_f : temps nécessaire pour filtrer 500 ml après un temps t.
    • t: temps entre les deux mesures.
  • En général, le temps t entre les deux mesures de volumes est égal à 15 minutes.
  • Si l’eau à un pouvoir colmatant élevé, FI15 > 5 ou (100.(Tfti)/tf)75(100 . (Tf-ti) / tf) ≥ 75, la mesure doit être recommencée en prenant comme intervalle de temps 10 minutes au lieu de 15 minutes.
  • Les valeurs maximales de FI sont par définitions:
    • FI156,67FI_{15} ≤ 6,67
    • FI1010FI_{10} ≤ 10
    • FI520FI_5 ≤ 20
  • Il existe une relation approximative entre FI et la fréquence de nettoyage des modules d’osmose inverse.

6.5. Entartrage (scaling)

  • Dépôt de sels minéraux sur les surfaces d’échange.
  • Compte tenu des ions présents dans les eaux salines (calcium, magnésium, bicarbonate, sulfate) ; ces dépôts sont constitués principalement par :
    • carbonate de calcium (CaCO3CaCO_3).
    • hydroxyde de magnésium (Mg(OH)2Mg(OH)_2).
    • sulfate de calcium (CaSO4CaSO_4).
    • silicates de calcium (dont CaSiO3CaSiO_3).
    • silicates de magnésium (dont MgSiO3MgSiO_3).
    • silico-aluminate de sodium (analcite).
    • ferro silicate de sodium (acmite).
    • silice SiO2SiO_2.
    • matières occluses (oxydes de fer, matières en suspension, matières organiques, sels peu solubles d’autres métaux).

6.5.1. Formation

  • La formation de tartes se fait par :
    • dépassement du seuil de saturation : sursaturation (par concentration de la solution à température constante, ou par augmentation de la température à concentration constante).
    • diminution de la vitesse d’écoulement.
  • Les sels de calcium peu solubles sont les premières causes d’entartrage.

6.5.2. Contrôle d’entartrage (seuil de solubilité des sels dans le rejet):

  • Dans le cas de saturation des sels dans les rejets, on remédie à ce problème par:
    • une conversion plus basse,
    • l’injection d’un inhibiteur d’entartrage. Le plus ancien des inhibiteurs est l’hexametaphosphate de sodium.
    • Vérifier auprès du fournisseur de la membrane, la compatibilité chimique entre l’inhibiteur et la membrane.

6.6. Polarisation de la concentration

  • Engendrée par l’accumulation progressive des espèces arrêtées à la surface de la membrane.
  • Provoque la diminution du flux de perméat, la variation de la sélectivité et la formation de tartre (CaSO<em>4CaSO<em>4, CaCO</em>3CaCO</em>3).
  • Le facteur de polarisation est défini par:

6.6.1. Modèle de la théorie de film:

  • CmC_m : Concentration de soluté arrêtée dans la membrane.
  • C0C_0 : concentration moyenne de soluté dans la solution.
  • La théorie de film suppose qu’il existe une couche limite de polarisation d’épaisseur δ, située prés de la membrane.
  • Bilan de matière de l’espèce retenue dans la couche limite de polarisation:
    • U: vitesse moyenne de la solution.
    • δ: épaisseur de la couche limite de polarisation.

6.6.2. Modèle du gel en filtration:

  • En ultrafiltration, la concentration C<em>mC<em>m de macromolécules près de la membrane peut atteindre la concentration de gel C</em>gC</em>g.
  • On suppose que la concentration de l’espèce dans le perméat est nulle.
  • C’est le modèle du gel.
  • Valeurs expérimentales des concentrations CgC_g de gel de différents produits

6.7. Lutte contre le colmatage:

  • Les moyens de prévention doivent être adaptés à la nature du phénomène qui est à l’origine du colmatage.

6.7.1. Moyens de prévention du colmatage:

A. Conditions de fonctionnement:
  • Le choix des paramètres de fonctionnement est le meilleur moyen de maitriser les phénomènes de colmatage:
    • Pression de fonctionnement faible.
    • Vitesse de circulation du liquide élevée.
    • Taux de conversion limité.
    • Température (la solubilité de certains sels diminue lorsque la température augmente).
    • Conditions de démarrage de l’installation: la mise en pression doit être effectuée lorsque la vitesse de circulation a atteint sa valeur nominale.
    • Ou fonctionnement à pression constante, avec diminution du débit de perméat au cours du temps.
    • Ou fonctionnement à débit de perméat constant, avec augmentation de la pression jusqu’à une valeur limite.
B. Prétraitement: filtration, coagulation-floculation:
  • Si l’on veut éviter des dépôts de matières en suspension sur les membranes, il est souhaitable d’effectuer une filtration convenable du liquide à traiter.
  • Dans certains cas de particules colloïdales, la filtration peut ne pas être suffisante. Une coagulation-floculation préalable peut parfois être nécessaire.

6.7.2. Moyens d'élimination des colmatages

  • Voir partie Nettoyage

6.8. Compaction (compactage)

  • Même en l’absence de dépôts, le flux de solvant à travers une membrane diminue progressivement au cours du temps.
  • Ce phénomène est appelé compaction.
    Deˊbit=m()Débit = m(…)
  • Pour m = 0,03, le débit d’eau produite après un an de fonctionnement d’une membrane d’osmose inverse est égale à 76% du débit initial.
  • Le coefficient de compaction dépend :
    • de la pression de fonctionnement ; plus la pression est élevée, plus la valeur de m sera élevée.
    • de la température: la diminution de débit est beaucoup plus importante à température élevée qu’à température faible.
    • de la nature de la membrane.
  • En pratique, il est difficile de faire la différence entre la chute de débit due au compaction et celle due au colmatage par dépôt.

6.9. Moyens d’élimination des colmatagesNettoyage

6.9.1 Introduction et généralités

  • Le colmatage des membranes a pour conséquence de réduire le flux d’écoulement ou d’augmenter la pression d’opération, ainsi que de modifier la sélectivité des membranes.
  • Le but du nettoyage est de retrouver, par une procédure chimique, mécanique ou enzymatique, les caractéristiques initiales des membranes.
  • Cependant, les membranes propres ne retrouvent jamais les caractéristiques qu’elles avaient lorsqu’elles étaient neuves et à fur et à mesure des nettoyages, elles ont toujours plus ou moins tendance à se dégrader.
  • La détermination de la nature et de la structure des éléments qui colmatent la membrane est nécessaire pour établir le choix des agents de nettoyage et des conditions d’opération les plus efficaces.
  • Les caractéristiques de ces éléments sont fonction:
    • de la composition physicochimique du fluide filtré (solvant et soluté),
    • de la nature chimique de la membrane,
    • de la perméabilité de la membrane,
    • des conditions d’opération du procédé de séparation: température, pression, pH, force ionique…
  • Il est possible de classer les éléments colmatant en deux groupes:
    • les résidus solubles dans l’eau qui peuvent être éliminés par une étape de rinçage (par exemple, les sucres).
    • les résidus non solubles dans l’eau qui forment une couche résistante, composée principalement de protéines et des sels, ainsi que de micro-organismes, colloïdes, polysaccharides insolubilisés,…
  • Les protéines constituent le principal agent de colmatage dans le domaine agroalimentaire et biologique:
    • leur élimination doit être réalisée avec des détergents à pH alcalin, et que plus la valeur de pH est élevée, plus son hydrolyse et sa solubilité augmentent.
    • les membranes colmatées par des protéines ne doivent pas être conservées sous formaldéhyde car il en résulte le formation de composés du type bakélite très difficiles à éliminer.
  • Les matières grasses avec leur caractère hydrophobe sont favorablement adsorbées sur les matériaux membranaires hydrophobes et insolubles en milieu aqueux alcalin ou acide:
    • l’élimination des lipides s’appuie sur l’action de tensioactifs qui émulsifient la matière grasse.
    • La principale contrainte est qu’ils soient compatibles avec les matériaux membranaires, les espaceurs et les supports du système.
    • La plupart des tensioactifs et des anti-mousses commerciaux utilisés interagit avec les matériaux de la membrane. Il s’en suit des modifications irréversibles des performances de la membrane.
  • Certains sels minéraux sont à l’origine d’un colmatage sévère, par exemple la formation de phosphate de calcium insoluble.
  • Ces sels forment aussi des composés complexes avec les protéines, contribuant ainsi à une autre forme de colmatage des protéines.
  • L’information sur l’effet d’autres composés tels que les polysaccharides, huiles, boues microbiologiques sur le colmatage est limitée.
  • Les pectines et autres composés de l’acide polygalacturonique colmatent les membranes utilisées dans les procédés de clarification des jus de fruits.

6.9.2 Types de nettoyage

  • Trois types de nettoyage sont généralement pratiqués:
    • Le nettoyage mécanique, un nettoyage partiel mais rapide;
    • Le nettoyage chimique, qui implique un arrêt de production périodique, gère des coûts en solutions de lavage et en traitement des effluents;
    • Le nettoyage enzymatique.
Le nettoyage mécanique
  • Le principe consiste à décoller et retirer la matière accumulée par des forces mécaniques d’origine hydrodynamique. La procédure généralement utilisée est le rétrolavage ou contre-pression (flash back).
  • Cette procédure consiste à employer une pression dirigée du circuit de perméat vers le circuit de concentrat, c’est-à-dire une partie du perméat est retournée à contre-courant à travers la membrane. Ainsi, le volume contrôlé de perméat qui traverse la membrane en sens inverse élimine une partie des dépôts.
  • Une telle pratique nécessite une membrane qui soit en mesure de supporter physiquement un gradient de pression inversé. C’est le cas en particulier des membranes minérales et de certaines membranes fibres creuses.
  • Une autre pratique consiste à utiliser des écoulements pulsés, ce qui permet d’augmenter périodiquement la vélocité tangentielle à la surface de la membrane.
  • L’efficacité de ce nettoyage dépend beaucoup d’une part du type de dépôt, et d’autre part, de la fréquence et de l’amplitude des impulsions de la pression appliquée à contre-courant.
  • Enfin, par injection continue ou occasionnelle d’air (ou de gaz) à travers la membrane, la matière déposée en surface peut éventuellement se décoller.
  • Très efficace dans le cas de dépôts faiblement liés au support, ce type de nettoyage ne concerne que les configurations tubulaires ou spiralées.
  • Toutefois, il ne permet pas de se libérer totalement du nettoyage ou de la désinfection par voie chimique mais vise à réduire leur fréquence.
Le nettoyage chimique
  • Le nettoyage chimique est presque toujours nécessaire si l’on veut que l’installation fonctionne suivant ses performances nominales.
  • Le nettoyage chimique se compose de lavage acide et basique, ainsi que des phases de rinçage. La durée d’une séquence de nettoyage peut aller de 30 à 60 min.
  • Les nettoyages sont généralement effectués à la température la plus élevée que la membrane peut supporter sans dégradation, pour une meilleure efficacité, soit de 60 à 80°C.
  • Les principales étapes de nettoyage se déroulent ainsi:
    • Le premier rinçage a pour but d’éliminer les composants solubles accrochés à la membrane. On utilise donc l’effet mécanique d’un écoulement tangentiel à plus haute vitesse que l’effet solvant de l’eau.
    • Le premier nettoyage à base d’acide a pour objectif de solubiliser les couches d’entartrage contenant le calcium, le tartre et les minéraux et ainsi d’éviter la formation d’hydroxydes insolubles donc très difficiles à éliminer.
    • Un deuxième rinçage permet d’éviter la neutralisation de la deuxième solution de nettoyage
    • Le deuxième nettoyage alcalin a principalement pour effet d’hydrolyser la matière organique et biologique.
  • La séquence de nettoyage dépend du contexte d’utilisation.
  • Par exemple, pour une application de traitement du lait où les protéines constituent le principal composant du colmatage, le traitement alcalin précèdera le nettoyage acide. Par contre, lorsque le colmatage inorganique domine, le traitement acide sera effectué en premier lieu.
  • L’agent de nettoyage doit être à la fois efficace pour éliminer l’agent colmatant et inoffensif vis-à-vis des membranes et du procédé.
  • Par exemple, des solutions d’HCl ne sont pas utilisables en présence d’acier inoxydable.
  • La connaissance de la nature du matériau membranaire et de son environnement conduit à exclure certains réactifs et impose la limite en pH, en température, en temps de contact et en concentration.
A- Fréquence de nettoyage
  • La décision d’effectuer un nettoyage chimique d’un module d’osmose inverse ou d’ultrafiltration peut être liée:
    • soit à la valeur maximale de la perte de charge que l’on impose de ne pas dépasser.
    • soit à la valeur du débit de perméat correspondant à une diminution de 20 à 25% du débit nominal.
    • soit à un programme de nettoyage systématique prédéterminé dans les cas où l’on a une installation importante qui comporte un nombre élevé de modules.
  • On peut ainsi avoir une partie des modules en cours de nettoyage tandis que le reste assure la production.
B- Solutions de nettoyage
  • Le choix des solutions de nettoyage dépend, d’une part, de la nature des dépôts qui sont à l’origine du colmatage et, d’autre part, de la nature des membranes: il faut en effet dissoudre les dépôts sans détériorer ces dernières.
Eau utilisée pour le nettoyage
  • La qualité de l’eau dans les opérations de nettoyage des membranes est déterminante.
  • On considère qu’au niveau industriel (secteur agroalimentaire), l’eau utilisée est elle-même encrassante vis-à-vis des membranes.
  • Idéalement l’eau de nettoyage des membranes (eau de rinçage ou eau de préparation des solutions) doit satisfaire de façon générale aux conditions suivantes:
    • Indice de colmatage (Fouling index) inférieur à 1-5;
    • Dureté totale entre 1 à 5 milliéquivalent/L;
    • Teneur en silicates inférieures à 1 – 5 mg/L;
    • Teneur en fer inférieure à 0,1 – 0,5 mg/L;
    • Teneur en manganèse inférieure à 0,02 – 0,2 mg/L.
Produits de nettoyage utilisés
  • Suivant la nature des éléments colmatants et celle des matériaux composant la membrane, différents produits de nettoyage peuvent être utilisés:
    • Produits alcalins: soude et potasse saponifient les matières grasses et solubilisent les protéines.
    • Produits acides: ils participent à la dissolution de précipités de sels minéraux. Leur efficacité est limitée sur les dépôts de nature organique. Les plus utilisés sont l’acide nitrique et phosphorique.
    • Produits tensioactifs: leur rôle est d’augmenter la mouillabilité de la surface filtrante et de favoriser le contact entre l’agent de nettoyage et le dépôt. Les tensioactifs anioniques et non ioniques sont en général les plus efficaces.
  • En ce qui concerne la nature de la membrane:
    • Membranes organiques en acétate de cellulose: elles peuvent être soumises à des pH de 3 à 8, à une température maximale de 30 à 40°C. Elles supportent des solutions de nettoyage chlorées à une concentration maximale de 50 mg/l.
    • Membranes organiques en polyimide aromatique: elles peuvent être soumises à des pH de 3 à 11, à une température maximale de 35 à 80 °C. Elles sont très sensibles à la présence de chlore, elles se dégradent aussi au contact d’autres agents oxydants.
    • Membranes organiques en polysulfone: elles peuvent être soumises à des pH de 1 à 13, à une température inférieure à 80°C. Les propriétés ionisant de certains produits de nettoyage peuvent modifier leurs caractéristiques.
    • La plupart des membranes organiques sont sensibles aux oxydants et en particulier au chlore.
Solutions de nettoyage préconisées
  • Membranes minérales: les membranes en alumine α ne sont pas affectées par le pH et peuvent être stérilisées à la vapeur.
  • Elles supportent des concentrations de NaOH et de HNO3 jusqu’à des concentrations de 2%, à des températures élevées. Les membranes en alumine γ ont une résistance limitée à la corrosion et ne supportent pas l’acide phosphorique.
  • Les membranes en oxyde de zirconium et oxyde de titane réagissent très bien à la température et aux agents chimiques oxydants.
Le nettoyage enzymatique
  • Ce type de nettoyage constitue une alternative aux traitements chimiques.
  • Il peut être appliqué dans le cas des membranes sensibles aux réactifs chimiques, au pH ou à la température élevée, ainsi que dans les cas de colmatage avancé.
  • Bien que peu énergivores (qui consomment beaucoup d’énergie) et biodégradables, les enzymes requièrent des temps de traitement plus longs que les traitements chimiques et sont aussi plus coûteux. Pour ces raisons, ils sont peu souvent adoptés.
Le nettoyage enzymatique: solutions de nettoyage
  • Solutions d’enzymes: ces solutions sont surtout utilisées pour les membranes en acétate de cellulose.
  • Elles s’avèrent efficaces, mais elles sont chères et leur action est assez lente.
  • La formulation de ce type de produit exige l’utilisation de différentes enzymes (protéases, lipases, amylases et cellulases).

6.9.3 Désinfection des modules

  • La désinfection a pour objectif de détruire les micro-organismes accumulés dans le système qui forment en particulier un biofilm à la surface des membranes.
  • Elle permet de répondre aux spécifications particulières pour les applications alimentaires et pharmaceutiques;
  • La désinfection peut être réalisée par de produits chimiques, par traitement thermique ou par radiation.
  • Il s’agit d’utiliser des agents chimiques (chlore, d’acide ou d’aldéhyde selon leur compatibilité avec les membranes) dont le spectre d’action est adapté aux micro-organismes à détruire.
  • Les désinfectants les plus utilisés sont les oxydants halogénés et oxygénés (eau de javel, acide péracétique, eau oxygénée …).
  • La stérilisation à la vapeur ou mieux l’eau surchauffée est également utilisée, mais ne concerne quasiment que les membranes minérales.

6.10 Principe de maintenance pour conserver l’intégrité des membranes

  • L’intégrité des systèmes est la conservation de leur capacité à séparer des contaminants.
  • Les conséquences d’une perte d’intégrité sont graves : passages de micro-organismes pathogènes et diminution significative de la séparation d’autres contaminants.
  • Deux types de techniques sont distingués suivant qu’elles permettent de vérifier directement ou indirectement l’intégrité des systèmes membranaires.
A- Techniques indirectes utilisées pour la vérification de l’intégrité des systèmes membranaires
1- Mesure de la turbidité du perméat
  • Cette méthode peut permettre de détecter en continu des pertes importantes d’intégrité à condition de mesurer la turbidité avec une grande précision.
2- Monitoring/comptage des particules dans le perméat
  • La mesure est relative, c’est à dire que la quantité de particules dans le perméat par unité de volume de solvant est comparée avec la quantité de particules présentes dans l’alimentation.
3- Tests avec des particules/micro-organismes de références
  • Méthode consistant à ajouter de grandes quantités de particules calibrées ou de micro-organismes dans l’eau à traiter (eaux dopées) et à mesurer leur taux d’enlèvement.
  • Ce genre de test peut aussi servir à établir les capacités d’enlèvement des pathogènes (log d’enlèvement) des systèmes membranaires.
B- Techniques directes utilisées pour la vérification de l’intégrité des systèmes membranaires
1- Mesure du point de bulle *
  • Cette technique consiste à mesurer la pression minimale d’air (le point de bulle) qu’il faut appliquer pour faire passer de l’air (apparition de bulles) à travers les défauts d’une membrane.
  • Technique simple mais obligeant à démonter les modules et à les tester un par un dans le cas des systèmes sous pression.
  • *La pression d’air nécessaire pour faire apparaître la première bulle d'air, c'est le point de bulle, permettant de déterminer la taille des particules les plus grosses pouvant passer à travers le filtre et donc, sa spécificité.
  • Après avoir encore augmenté la pression, des bulles apparaissent sur l'ensemble de la surface, et on obtient le diamètre moyen des pores.
2- Maintien de la pression
  • S’applique aux systèmes de micro-filtration et d’ultrafiltration du type fibres creuses. L’intérieur des fibres est drainé, puis une pression d’air inférieure au point bulle* est appliquée.
  • Dans un module intègre, la pression d’air baisse uniquement à cause de la diffusion de l’air à travers les pores de membrane qui sont remplis d’eau. Lorsque les membranes ou les joints de colle comportent des défauts, la baisse de pression est plus rapide.
3- Maintien du vide
  • Utilisé pour vérifier l’intégrité de caissons contenant des modules fibres creuses d’ultrafiltration et de caissons contenant des modules spiralés d’osmose inverse.
  • Cette technique consiste à appliquer un vide partiel du côté perméat et à suivre la vitesse à laquelle le vide diminuera.
4- Détection acoustique
  • Cette technique s’applique aux modules à fibres creuses.
  • Les mesures sont effectuées à l’aide d’un hydrophone placé sur chaque module de filtration.
  • En présence d’une ou plusieurs fibres cassées, il y a augmentation du niveau sonore.
Techniques indirectes vs. directes
  • Les méthodes indirectes sont moins sensibles et moins fiables que les techniques qui permettent une mesure directe de l’intégrité.
  • En revanche, les mesures directes impliquent un arrêt de la filtration et ne donnent, donc, qu’une information ponctuelle sur l’intégrité d’un système membranaire.
  • Au contraire, les mesures indirectes permettent d’assurer un suivi en continu de l’intégrité des systèmes membranaires.

6.11 Prévention du colmatage

  • La stratégie générale de prévention du colmatage peut prendre les formes suivantes :
    • Pré-filtration ;
    • Enlèvement plus poussé des particules et des colloïdes par un autre procédé membranaire ou par un traitement conventionnel ;
    • Ajustement du pH (acidification) pour déplacer les équilibres de solutés des sels susceptibles de précipiter (sel de fer, de manganèse, de calcium, de baryum…) ;
    • Ajout d’un agent anti-tartre pour empêcher le dépôt de sels à la surface des membranes ;
    • Coagulation de la Matière Organique Naturelle. En effet, l’effet colmatant des flocs est, à priori, moins fort que celui des colloïdes ;
    • Enlèvement du fer (Fe2+) qui pourrait précipiter.
  • Limiter l’accumulation des agents colmatants à la surface de la membrane:
    • réduire la vitesse de filtration (ou vitesse de perméation)
    • augmenter la surface de la membrane utilisée.
    • Nettoyages et désinfections réguliers du système.

6.12 Apport d’un suivi à long terme

  • Le suivi à long terme permet de construire un précieux historique des membranes depuis le début de leur utilisation (base de données).
  • Cet historique peut servir à ajuster les conditions d’opération et à prédire la durée de vie des membranes.

6.13 Hygiène et sécurité

  • En dehors des risques inhérents à toute usine de production d’eau potable (emploi de produits chimiques actifs, présence d’équipement électrique…), les usines qui utilisent des membranes de type ultrafiltration, nanofiltration et Osmose inverse fonctionnent à des pressions supérieures à ce qui est normalement observé dans les usines conventionnelles.
  • Le personnel doit être sensibilisé à ce risque.