Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
L’utilisateur d’un procédé de filtration membranaire d’osmose inverse, de nanofiltration, d’ultrafiltration et de microfiltration recherche une productivité (perméation) maximale avec une efficacité (sélectivité) répondant aux contraintes fixées. Cet article est une approche théorique des phénomènes de perméabilité et de sélectivité intervenant dans ces procédés. Sont présentées les conséquences de ces phénomènes sur l'efficacité du procédé avec notamment les conséquences des phénomènes de polarisation et de colmatage sur la perméabilité du procédé et le rôle des transferts membranaires sur la sélectivité du procédé.
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The user of a reverse osmosis membrane filtration process, nanofiltration, ultrafiltration and microfiltration is looking to obtain maximum productivity (permeation) with a degree of efficiency (selectivity) in compliance with the set requirements. This article is a theoretical approach to the phenomena of permeability and selectivity involved in these processes. It presents the impact of these phenomena on the process efficiency, and in particular the influence of the polarization and filling phenomena on the permeability of the process as well as the role of membrane transfers on the selectivity of the process.
Auteur(s)
-
Alain MAUREL : Ingénieur ENSIGC (École Nationale Supérieure d’Ingénieurs de Génie Chimique de Toulouse) - Licencié ès Sciences - Ingénieur au Centre d’Études Nucléaires de Cadarache
INTRODUCTION
Osmose inverse, nanofiltration, ultrafiltration, microfiltration tangentielle peuvent être définies comme des procédés de séparation en phase liquide par perméation à travers des membranes permsélectives sous l’action d’un gradient de pression.
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VERSIONS
- Version archivée 1 de déc. 1974 par Alain MAUREL
- Version courante de août 2010 par Pierre AIMAR, Patrice BACCHIN, Alain MAUREL
DOI (Digital Object Identifier)
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Mécanismes de transfert2. Pression osmotique
2.1 Définitions
Rappelons que l’on appelle osmose le transfert de solvant (eau, dans la plupart des cas) à travers une membrane sous l’action d’un gradient de concentration.
Considérons un système à deux compartiments séparés par une membrane permsélective et contenant deux solutions de concentrations différentes (figure 4). Le phénomène d’osmose va se traduire par un flux d’eau dirigé de la solution diluée vers la solution concentrée. Si l’on essaie d’empêcher ce flux d’eau en appliquant une pression sur la solution concentrée, la quantité d’eau transférée par osmose va diminuer. Il arrivera un moment où la pression appliquée sera telle que le flux d’eau s’annulera. Si, pour simplifier, nous supposons que la solution diluée est de l’eau pure, cette pression d’équilibre est appelée pression osmotique.
Une augmentation de la pression au‐delà de la pression osmotique va se traduire par un flux d’eau dirigé en sens inverse du flux osmotique, c’est‐à‐dire de la solution concentrée vers la solution diluée : c’est le phénomène d’osmose inverse.
HAUT DE PAGE2.2 Cas général. Loi de Van’t Hoff
Dans la mesure où il y a transfert d’eau de la solution diluée vers la solution concentrée, il faut admettre que le potentiel chimique de l’eau est plus grand dans la solution diluée que dans la solution concentrée. Le potentiel chimique µ 1 de l’eau dans la solution concentrée est donnée par la relation :
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