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Scénario 4

 

Voici une impression écran de la feuille excel utilisée pour notre dimensionnement

 

Ce quatrième scénario débute par une étape de nanofiltration qui va être suivi par 4 autres étages de séparations membranaires :

 

Après la nanofiltration initiale, le perméat est traité par osmose inverse (RO 1). Le rétentat de cette seconde étape passe dans une membrane de nanofiltration (NF 4), ensuite le perméat (P 12) est mélangé avec le rétentat (R 3) de la NF 0. Cela va permettre de réaliser une dilution avant d'entrer dans une troisième NF (NF 3 )pour baisser le différentiel de pressions osmotiques. Le perméat de cette quatrième étape est mélangé au perméat de la RO 1 (P 4) , pour suivre une traitement final d'osmose inverse dans le module RO 2.

Ce nouveau scénario diffère des précedents dans le sens où le nombre d'étapes de nanofiltration que nous utilisons est plus important ce qui va avoir pour impact de réduire considérablement le différentiel de pressions osmotiques et la surface membranaire.

 

Les taux de conversion sont choisis en fonction de caractéristiques des courants : 

  1. la nanofiltration a 75 % de taux de conversion car le courant est chargé en sels
  2. les 75 % de conversion de la RO 2 se justifient par le fait que l'on traite un perméat donc peu concentré
  3. la RO 3 traite les 2 perméats donc on prend une valeur forte de taux de conversion : 80 %
  4. la NF 3 traite un mélange d'un rétenat chargé avec un perméat chargé d'ou une conversion de 55 %
  5. la NF 4 traite un rétentat très chargé : on choisit une conversion de 60 %

 

 

A propos de nos hypothèses, on peut noter les NF 3 et 4 ne laissent pas passer 100% des ions monovalents. Ceci n'est peut-être pas une supposition plausible dans la réalité physique du procédé. Cependant, comme l'on arrive avec une eau très chargée en sels, il faudrait vérifier le comportement de la membrane par des essais pilotes.

De plus, pour la membrane d'osmose inverse RO 2, nos taux de rétention sont à 99%, cela s'explique par le fait que nous traitons une eau saumâtre. Donc avec des membranes de type BWRO nous espérons atteindre de tels taux.

 

Voici les résultats de notre simulation :

 

 

Le rendement de cet agencement est plus elevé, on est quasiment à 61 %

De plus, si on regarde les différentiels de pressions osmotiques on s'aperçoit que les valeurs sont sensiblement plus faibles que dans les scénarii précédents. En effet, dans cette simulation, le maximum est de 47 Bars. Cela revient à dire que des économies vont être réalisées concernant les pressions à mettre en oeuvre donc la puissance des pompes

 

 

On suit la même démarche que dans le scénario précédent , on trouve une surface membranaire de 141 068,6 m² ce qui correspond à 3815 modules membranaires soit :

  • 63 membranes pour le module NF 0
  • 1524 membranes pour le module RO 1
  • 1812 membranes pour le module RO 2
  • 35 membranes pour le module NF 3
  • 381 membranes pour le module NF 4

 

La pompe la plus couteuse en énergie va être la n°1 puisque c'est elle qui va devoir mettre sous la pression de 70 Bars, le débit total d'alimentation. .La seconde pompe (n°2) sera moins dépensière en énergie puisqu'il y aura uniquement 1/5 ème du débit initial  à passer d'une pression de 35 à 65 Bars. Enfin, la pompe n°3 sera plus energivore que la n°2 car le débit du courant A 6 est 4 fois plus élevé que celui de R 5.

Voici les puissances que l'on trouve après dimensionnement :

  • pompe n°1 :  W = 14,62 MW
     
  • pompe n°2 : W = 1,17 MW

  • pompe n°3 : W = 3,98 MW
     

Les mêmes questions que pour le scénario 3 reviennent à savoir : combien de pompes pour combien de racks ...

 

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