Utilisation des procédés membranaires dans le traitement d’effluents liquides. Étude expérimentale et théorique

Abstract

Le comportement à la filtration, le déclin du flux et le coefficient de colmatage de la filtration assistée par une membrane à disque rotatif (RDM) ont été étudiés et comparés par rapport à la performance d’une unité de filtration de type Amicon 800. La méthodologie des surfaces de réponses (RSM), basée sur trois niveaux et deux variables, a été utilisée pour obtenir la Résumés meilleure combinaison possible du taux de cisaillement et de la pression transmembranaire pour l’obtention d’un débit moyen maximal et une consommation d'énergie spécifique minimale. Les performances du flux de filtration dans un module RDM ont été évaluées en utilisant un calcul numérique assisté par ordinateur (CFD). Afin d'étudier l'influence de la géométrie de surface, un disque lisse et un disque équipé d'ailettes ont été utilisés. Les principaux résultats obtenus ont montré qu'une augmentation de la vitesse de rotation entraîne une augmentation de la pression et du cisaillement sur la surface de la membrane. On a également constaté que la présence d'ailettes sur la surface du disque a un grand effet sur la contrainte de cisaillement. En parallèle, un nouveau modèle basé sur la quantification de l'épaisseur de la couche du gâteau formé sur la surface de la membrane du modèle RDM a été présenté. Plus précisément, la stabilité de la couche supérieure du dépôt de particules à la surface a été étudiée et modélisé. On a déterminé le facteur de frottement adéquat de la couche supérieure qui peut présenter l'épaisseur réelle du gâteau, en calculant la contrainte normale à la couche supérieure du gâteau et le flux de perméat en utilisant des résultats de CFD (contraintes de cisaillement, pression).