Caractéristiques des membranes sélectionnées
1. Membranes sélectionnées
En général, les membranes utilisées sont les membranes spirales en polyamide. Les caractéristiques des membranes sélectionnées sont les suivantes:
Figure 1 : Nanofiltration choisie
(DOW FILMTECH)
Pour plus de détails technique concernant cette membrane cliquez ici
Figure 2 : Osmose inverse choisie
(DOW FILMTECH)
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2. Calcul de la surface des modules et du nombre de modules
Grâce aux caractéristiques des membranes, la surface des modules pour chaque osmose inverse et pour la nanofiltration est calculé ainsi que le nombre de modules.
- Surface S en m²
- Débit Q en m3/jour
- Taux de rétention
- Le Flux J(25°)
- La perméabilité membranaire Lp(25°)
Les références sont établies pour une température de 25°. Or dans le cas de l’usine, on se basera sur une température de 10° (minimum considéré durant les périodes hivernales) Ainsi le but étant de calculer la perméabilité pour 10°.
Tout d'abord, grâce au débit et à la surface, nous pouvons calculer le flux à 25 °C.
$J_{(25°)}=\frac{Q}{S}$
J : le flux en L/h/m2
Q : le débit en L/h
S : Surface en m2
Ensuite, nous allons pouvoir déterminer la perméabilité à 25°C grâce à la relation suivante.
$J_{(25°)}=Lp_{(25°)}(\Delta P - \Delta\pi )$
Lp(25°) : Perméabilité de la membrane à 25 ° en L/h/m2/bar
$\Delta P $: la différence de pression de part et d'autre de la membrane
$\Delta\pi$ : la différence de pression osmotique de part et d'autre de la membrane
$\Delta\pi = \pi_p - \pi_E $
$\pi_p$ : la pression osmotique du perméat
$\pi_E$ : la pression osmotique à l'entrée
Après ces différentes étapes, nous obtenons la perméabilité à 25°C résumée dans le tableau 1:
Tableau 1 : Perméabilité à 25°C
Nanofiltration | Osmose inverse | |
Lp (25°C) en L/h/m2/bar | 8,68 | 0,97 |
Pour plus de détails, cliquez sur le fichier excel suivant (feuille Lp)
La perméabilité à 10°C peut ainsi être déterminée selon les relation suivante:
- Facteur de correction KT $K_T = e^{(-0,0239 (T-25))}$
- Valeur de la perméabilité corrigée $ Lp_{(25°C)}=Lp_{(10°)}.K_T $
Les valeurs trouvées pour la perméabilité à 10°C sont les suivantes:
Tableau 2 : Perméabilité à 10°C
Nanofiltration | Osmose inverse | |
Lp (10°C) en L/h/m2/bar | 6,07 | 0,681 |
Pour plus de détails, cf fichier excel ci-dessus
$S=\frac{Q}{Lp_{(10°)}(\Delta P - \Delta\pi)}$
$Nombre\hspace{2mm}de\hspace{2mm}modules=\frac{S}{Nominal\hspace{2mm}active\hspace{2mm}surface\hspace{2mm}area}$
Nominal active surface area = 2,6 m² pour la nanofiltration et 35 m² pour l'osmose inverse
Les résultats sont résumés dans le tableau 3:
Tableau 3 : Surface et nombre de modules pour chaque Osmose inverse et pour la nanofiltration
Modules | OI1 | OI2 | NF | OI3 | OI4 | Total |
Surface (m²) | 247775 | 49692 | 15166 | 33010 | 351518 | 697162 |
Nombre d'unité | 7080 | 1420 | 5834 | 944 | 10044 | 25322 |
* OI = osmose inverse