Dessin technique

Pages: 231 (57537 mots) Publié le: 12 juin 2012
THESE
Presentee devant
LfUNIVERSITE PAUL SABATIER, TOULOUSE III
en vue de lfobtention du
DOCTORAT DE LfUNIVERSITE PAUL SABATIER
Specialite : Genie des Procedes et de lfEnvironnement
par
Yolaine BESSIERE
FILTRATION FRONTALE SUR MEMBRANE : MISE EN EVIDENCE
DU VOLUME FILTRE CRITIQUE POUR LfANTICIPATION ET LE
CONTROLE DU COLMATAGE
Soutenue publiquement le 27 octobre 2005 a Toulousedevant le jury compose de :
Philippe APTEL Directeur de recherche, LGC CNRS, Toulouse - (President)
Patrice BACCHIN Maitre de conferences, Universite Paul Sabatier, Toulouse
Corinne CABASSUD Professeur, INSA, Toulouse
Chrystelle LANGLAIS Ingenieur de recherche, Degremont-CERDEG, Croissy
Nathalie LE SAUZE Professeur, Universite Paul Sabatier, Toulouse
Jeremy MAURAGE Ingenieur procede,Aquasource, Toulouse
Jose SANCHEZ Directeur de recherche, IEM CNRS, Montpellier - (Rapporteur)
Andrea SCHAFER Professeur, Universite de Wollongong, Australie - (Rapporteur)
Laboratoire de Genie Chimique, Unite Mixte de Recherche 5503, CNRS / INP / UPS, Toulouse
UFR Physique . Chimie . Automatique
tel-00143769, version 1 - 26 Apr 2007
tel-00143769, version 1 - 26 Apr 2007
Resume
Les procedes amembranes fonctionnant en mode frontal sont limites par le colmatage. La maitrise et
lfanticipation du colmatage, alors indispensables a la bonne gestion de lfoperation, font lfobjet de cette
etude appliquee a la potabilisation dfeau. Un volume filtre critique, caracterisant la transition entre une
accumulation reversible de matiere (phase dispersee) et un depot irreversible (phase condensee), aete mis en evidence experimentalement et ses variations avec le flux de filtration et le type de
dispersion etudiees. Lfanalyse et la simulation theorique de la filtration, couplees a la modelisation des
proprietes colloidales, ont permis de relier la pression osmotique au volume filtre critique. Ces
resultats ont ete utilises pour ameliorer la conduite des operations de filtration dfuneeau de surface :
des rincages realises apres un volume filtre inferieur a la valeur critique ont conduit a une reduction
significative du colmatage et de la consommation energetique associee.
Mots-clefs : fibre creuse, colmatage, ultrafiltration, matiere organique naturelle, argile, colloide,
particule, potabilisation.
Abstract
Membrane processes running in dead-end mode are limited byfouling. Control and anticipation of
fouling are thus essential in improving process management: they are the focus of this study where
the application in view is drinking-water production. It has been found experimentally that the transition
between a reversible accumulation of matter (dispersed phase) and an irreversible deposit
(condensed phase) can be characterized by a critical filtered volume;its dependence on filtration flux
has been investigated with different kinds of dispersion. By analysing and simulating filtration, using
models for the properties of the suspended colloids, the critical filtered volume was found to be related
to osmotic pressure. These results have been used to improve the operating mode for filtering natural
waters: when rinsing steps are performed beforethe filtered volume reaches its critical value, there is
a significant decrease in fouling and an improvement in energy efficiency.
Key-words: hollow fiber, fouling, ultrafiltration, natural organic matter, clay, colloid, particle,
potabilization
tel-00143769, version 1 - 26 Apr 2007
tel-00143769, version 1 - 26 Apr 2007
Cette these sfest deroulee au Laboratoire de Genie Chimique de Toulouse,au sein du departement
Genie des Interfaces et Milieux Divises. Je souhaite donc tout dfabord remercier Joel BERTRAND et
Pierre AIMAR, respectivement directeur et directeur-adjoint du laboratoire, de mfavoir accueilli au cours
de ces trois annees.
Ces travaux de recherche se sont deroules dans le cadre du projet MemfEau porte par la societe
Aquasource. Je remercie Nouhad ABIDINE pour...
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