Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
L’objectif de cet article est de présenter le fonctionnement et le potentiel de la distillation membranaire pour la séparation sélective des composés et solvants, y compris aqueux. L'article propose une perspective sur le fonctionnement théorique et pratique de la technologie, et met en avant les limitations et opportunités pour une translation industrielle. Les défis relevant du design de matériaux innovants et performants seront définis en lien étroit avec les besoins de performance et de stabilité d’opérations. Une revue des pilotes et des applications industrielles, des marchés de niche ainsi que des compagnies offrant des solutions clefs en main incluant la DM sera donnée.
Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.
Lire l’articleAuteur(s)
-
Hind YAACOUBI : Researcher - Department of Chemical and Petrochemical Engineering, Khalifa University, Abu Dhabi, United Arab Emirates
-
Ludovic F. DUMEE : Assistant professor - Chief Science Officer, Research and Innovation Department, Element Zero, Malaga, Western Australia, Australia - Department of Chemical and Petrochemical Engineering, Khalifa University, Abu Dhabi, United Arab Emirates
INTRODUCTION
La distillation membranaire (DM) est une technique de séparation qui peut être utilisée pour traiter une variété de liquides, y compris l’eau saumâtre, l’eau de mer, les eaux usées radioactives, les eaux minières, les eaux usées et les concentrats d’osmose inverse (OI). Le procédé de la DM est hybride, combinant l’utilisation de la distillation conventionnelle thermique et des membranes hydrophobes poreuses, et correspond au transport de vapeur entraînée thermiquement à travers des membranes dont la force motrice est la différence de pression de vapeur entre les deux côtés de la membrane. Divers processus peuvent être employés pour faciliter la condensation de la vapeur du côté perméat de la membrane, à savoir l’utilisation d’une lame d’air, un gaz de balayage ou le vide. Les espèces non volatiles, en revanche, sont retenues du côté amont, côté où se situe le flux d’alimentation de la membrane. En conséquence, la DM permet de séparer les molécules en fonction de leur différence de volatilité.
La DM comporte des avantages comparés aux autres techniques de séparation, comme une température d’alimentation plus basse entre 50 °C et 90 °C, une pression hydraulique plus faible que le processus d’osmose inverse, un colmatage plus faible, un traitement des eaux de salinité élevée, une production d’eau de haute pureté et un bon compromis entre enthalpie spécifique et efficacité . Cependant, en raison de l’absence d’une membrane appropriée et adaptable, le colmatage, le mouillage des pores, l’efficacité en eau et le faible débit de perméat sont les principaux problèmes pour la distillation membranaire. En raison de ses propriétés uniques, la DM peut être utilisée seule ou combinée avec d’autres techniques de séparation, comme dernière étape dans les industries environnementales, alimentaires, pharmaceutiques et nanotechnologiques. Elle est principalement utilisée dans le dessalement de l’eau de mer, l’eau saumâtre, le traitement des eaux usées industrielles, la préparation d’eau distillée, pure ou ultrapure ainsi que dans la production des concentrés des aliments liquides, ainsi que pour l’élimination des molécules volatiles du jus de fruits, des alcools, des COV halogénés et du benzène.
Dans cet article, nous allons définir les concepts sous-jacents de la distillation membranaire, ses configurations, ses modules, ses avantages et inconvénients. Ensuite, nous examinerons les problématiques posées lors de son utilisation en dessalement d’eau de mer et en traitement des eaux industrielles y compris le colmatage, le mouillage et le vieillissement des membranes. Des pilotes de la DM industriels appliqués au dessalement et au traitement des effluents vont être présentés. Ainsi, la combinaison de la DM avec d’autres méthodes de séparation sera discutée comme dernier point cet article.
un tableau des sigles est présenté en fin d’article.
L'expertise technique et scientifique de référence
DOI (Digital Object Identifier)
Cet article fait partie de l’offre
Technologies de l'eau
(111 articles en ce moment)
Cette offre vous donne accès à :
Une base complète d’articles
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques
Des services
Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources
Des modules pratiques
Opérationnels et didactiques, pour garantir l'acquisition des compétences transverses
Doc & Quiz
Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive
Présentation
Scale-up et pilotes industriels4. Performances et limitations durant la MD
Lors de l’étude des applications de la DM, il est apparu que le colmatage et le mouillage ainsi que le vieillissement des membranes, inconvénients du système, sont expliqués par la charge de surface et l’hydrophobicité de la membrane. Ainsi, pour résoudre ces problèmes de colmatage et d’humidification de la membrane, il est nécessaire d’améliorer l’hydrophobicité, la porosité, la stabilité thermique, la résistance chimique et la rigidité mécanique de la membrane. La plupart des recherches se sont concentrées sur l’amélioration du problème d’humidification de la surface en développant ou en transformant la surface de la membrane hydrophobe en surfaces superhydrophobes et omniphobes.
4.1 Colmatage
Le colmatage de la membrane est l’un des problèmes qui détériorent les performances à long terme de la DM. Il peut être défini comme l’accumulation de matériaux indésirables sur la surface de la membrane ou à l’intérieur de ses pores (figure 5) . Par conséquent, il peut diminuer l’efficacité de la séparation et le débit du flux d’eau ou même endommager la membrane et augmenter la consommation de l’énergie . En particulier, le colmatage de l’intérieur des pores entraînera un blocage partiel ou complet ou une humidification et détériorera le processus de séparation de la membrane. Et donc, le coût de l’investissement du processus de la DM augmente également en raison d’installations de prétraitement et de produits chimiques supplémentaires nécessaires pour prévenir et contrôler le colmatage.
Les dépôts...
L'expertise technique et scientifique de référence
Cet article fait partie de l’offre
Technologies de l'eau
(111 articles en ce moment)
Cette offre vous donne accès à :
Une base complète d’articles
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques
Des services
Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources
Des modules pratiques
Opérationnels et didactiques, pour garantir l'acquisition des compétences transverses
Doc & Quiz
Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive
Performances et limitations durant la MD
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - MUSTAKEEM (M.), SOFIANE (S.), MUHAMMAD SAQIB (N.), NOREDDINE (G.) - Desalination by Membrane Distillation. - In: S. Vilmar (Ed.) Distillation Processes, IntechOpen, Rijeka, Ch. 4 (2022).
-
(2) - ABID (M.B.), WAHAB (R.A.), SALAM (M.A.), MOUJDIN (I.A.), GZARA (L.) - Desalination technologies, membrane distillation, and electrospinning, an overview. - Heliyon, 9, 12810 (2023).
-
(3) - BR. (B.) - Silicone rubber vapor diffusion in saline water distillation. - United States (1963).
-
(4) - PK. (W.) - Recovery of demineralized water from saline waters. - United States (1967).
-
(5) - MOHAMMAD REZA SHIRZAD (K.), AHMAD (R.) - Membrane Distillation: Basics, Advances, and Applications. - In: A. Amira (Ed.) Advances in Membrane Technologies, IntechOpen, Rijeka, Ch. 4 (2020).
-
(6) - ALKHUDHIRI (A.), HILAL (N.) - Membrane...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
Silicone rubber vapor diffusion in saline water distillation 285,032
Recovery of Demineralized Water from Saline Waters 3,340,186
Composite membrane for a membrane distillation system 4,316,772
HAUT DE PAGE
L'expertise technique et scientifique de référence
Cet article fait partie de l’offre
Technologies de l'eau
(111 articles en ce moment)
Cette offre vous donne accès à :
Une base complète d’articles
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques
Des services
Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources
Des modules pratiques
Opérationnels et didactiques, pour garantir l'acquisition des compétences transverses
Doc & Quiz
Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive
