Memotec n1
RVISION A
DATE : 01/01/2006
www.gls.fr La nanofiltration, une technologie
adapte aux eaux difficiles PAGE 1
Figure 2
0,2 m40 m
120 mSupport mcanique
Couche activeCouche de diffusion asymtrique
CARACTRISATION DES EAUX DIFFICILES Une eau brute est considre
comme difficile si elle prsente plusieurs paramtres spcifiques
corriger afin de la rendre apte la consommation humaine. Ainsi on
trouve frquemment dans les ressources, la fois des pesticides et
des nitrates provenant dune pollution diffuse dorigine agricole
(traitements phytosanitaires, pour le premier, engrais et levages
porcins en particulier, pour le second). En plus des pesticides et
des nitrates, leau brute peut galement prsenter une duret
importante. Il nest donc pas rare dtre confront la ncessit de
corriger ces trois paramtres pour une mme ressource. Pour certaines
eaux forte concentration en sulfates, la nanofiltration est le seul
procd envisageable pour la production deau destine la consommation
humaine.
RGLEMENTATION La rglementation europenne, travers la directive
98/83/CE et sa transposition en droit franais par dcret n2001-1220
du 20 Dcembre 2001, codifi en 2003 dans le code de la sant publique
(voir Memotec n12), mentionnent les limites suivantes : o pour les
pesticides, une valeur maximale de 0,10 g/l (0,03 g/l pour aldrine,
dieldrine, heptachlore, heptachlorpoxyde)
et 0,50 g/l pour le total des pesticides ; o pour les nitrates :
une valeur maximale de 50 mg/l.
En ce qui concerne la duret de leau, la rglementation ne
mentionne aucune limite de qualit. En pratique, la satisfaction des
consommateurs est optimale lorsque la duret de leau distribue se
situe entre 15 et 20F, tout en restant non agressive. Pour les
sulfates la rfrence de qualit est de 250 mg/l.
PROCDS CLASSIQUES DE TRAITEMENT DES PESTICIDES, DES NITRATES ET
DE LA DURET Pour traiter ces trois paramtres il est fait appel aux
traitements unitaires suivants : o pesticides : adsorption par
injection de charbon actif en poudre (CAP) en amont dune
clarification-filtration, ou par
percolation travers du charbon actif en grains (CAG) mis en
oeuvre dans des filtres ouverts ou ferms ; o nitrates :
dnitrification biologique, ou dnitratation sur rsines changeuses
dions ; o duret : adoucissement sur rsines changeuses dions,
dcarbonatation la chaux, dcarbonatation catalytique la
soude, lectro-dcarbonatation (voir Memotec n6).
Il nexiste aucun traitement commun aux trois paramtres. Il faut
donc concevoir des filires en trois tapes, contrairement la
nanofiltration qui permet de les traiter en une seule.
PRINCIPE DE LA NANOFILTRATION
La nanofiltration est une technique de filtration membranaire
qui se situe (figure 1) entre lultrafiltration (membranes de
clarification) et losmose inverse (membranes de dessalement). Elle
fait appel des membranes semi-permables, minrales ou organiques.
Ces dernires sont principalement utilises pour la production deau
destine la consommation humaine.
MF = microfiltration UF = ultrafiltration NF = nanofiltration OI
= osmose inverse
Les membranes organiques se prsentent en film mince de polyamide
dont la structure est composite (figure 2).
Figure 1
Molcules organiques
Bactries Virus Sels dissous
Collodes
10 m 1 0,1 0,01 0,001 0,0001
MFNF
UF OI
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Les membranes sont configures en spirale pour former des lments
cylindriques, en gnral de 8" (203,2 mm) de diamtre, et de 40" (1
016 mm) de longueur (figure 3). Les modules sont logs dans des
corps de pression, pouvant en contenir jusqu sept.
Les matriaux au contact de leau, utiliss dans les systmes de
nanofiltration, sont soumis une autorisation du ministre charg de
la sant, donne aprs avis de lAgence Franaise de Scurit Sanitaire
des Aliments (AFSSA). PERFORMANCES DES MEMBRANES NF
Les membranes NF se caractrisent par : o un bon arrt des ions
bivalents : sulfates, calcium et magnsium, ces deux derniers
formant la duret de leau ; o un passage important des ions
monovalents qui contribuent le plus la pression osmotique, ce qui
entrane une faible
demande nergtique ; o une purification vis--vis des polluants
organiques et notamment la plupart des pesticides, des matires
lorigine de la
coloration de leau, des prcurseurs de THM.
Le taux dabattement de ces paramtres sont donns dans le tableau
1. Ils dpendent de la temprature de leau, de la pression
dalimentation, et du facteur de conversion.
PARAMTRES TAUX DABATTEMENT Calcium 95 % environ Nitrates 45 %
environ Sulfates 90 98 %
COT > 95 % Pesticides 90 95 % des triazines
Tableau 1
DESCRIPTION DUNE INSTALLATION DE NANOFILTRATION
Une installation de nanofiltration comporte essentiellement : o
des prtraitements physico-chimiques afin de protger les membranes
contre le colmatage par les matires en suspension
et les matires biologiques, et lentartrage par prcipitation des
sels de calcium ; o une pompe dalimentation pour la mise en
pression de leau (pression dalimentation comprise entre 5 et 10
bar) ; o un ensemble de corps de pression contenant les lments,
arrangs en srie rejet, et gnralement disposs en trois tages
afin dobtenir des facteurs de conversion compris entre 80 et 90
%.
o des post-traitements pour la mise lquilibre calco-carbonique,
la reminralisation et la dsinfection du permat ;
o un poste de nettoyage chimique des membranes.
Larrangement des corps de pression, ainsi que le bilan
hydraulique, sont donns en figure 4.
CONCLUSION
La nanofiltration constitue bien la solution pour traiter des
eaux difficiles, malgr certains inconvnients, savoir : o ncessit de
reminraliser le permat par injection de ractifs chimiques et/ou par
mitigeage avec de leau non traite ; o dpenses nergtiques non
ngligeables ; o investissements importants sil ne sagit que de
corriger un seul paramtre.
Support poreuxPermat
Membrane
Sparateur
Eau
d'alimentation
Joint
d'tanchit
Eau
d'alimentation
Collecteur
permat
Permat
Concentrat
Figure 3
Figure 4
1er Etage 2
me Etage 3
me Etage
Eau traiter
(100)
Concentrat
(10 20)
Permat
(80 90)
