Étude pilote d'affinage par nanofiltration pour la production d'eau potable

Bonnelly, Mathieu
Maître ès sciences (M.Sc.)
Université Laval
FACULTÉ DES SCIENCES ET DE GÉNIE
Maîtrise en génie civil

Directeur(trice) de recherche : Bouchard, Christian

2005-07

Table des matières

Liste des illustrations

Figure 1 : Classification des procédés membranaires [adapté de 9]
Figure 2 : Diagramme d’un procédé membranaire sous pression à écoulement canalisé avec boucle de recirculation [adapté de 9]
Figure 3 : Représentation simplifiée d'un module spiralé [3]
Figure 4 : Schéma des dimensions d’un espaceur [selon 13]
Figure 5 : Scénarios de colmatage d'une membrane [4]
Figure 6 : Effets des conditions d’opération sur le colmatage de la membrane composite NF70 lors d’essais réalisés à pression constante en laboratoire [adapté de 24]
Figure 7 : Schéma du modèle des résistances en séries
Figure 8 : Calcium (mg/L) et alcalinité (mg/L CaCO₃) dans le perméat des membranes NF200 et NF70 lors des essais pilotes à l'usine de Méry-Sur-Oise en 1996-1997 [34]
Figure 9 : Puissance requise pour faire fonctionner les pompes de pressurisation de l'usine de Méry-Sur-Oise avec la membrane NF200 pour deux vitesses de perméation différentes [34]
Figure 10 : Localisation du site expérimental, ville de Québec, Québec, Canada
Figure 11 : Filière conventionnelle de traitement de l’UTE de Sainte-Foy
Figure 12 : Schéma détaillé du montage pilote de NF [adapté de 9]
Figure 13 : Mesures de la perméabilité de la membrane NF200 à l'eau déminéralisée à différentes températures
Figure 14 : Coefficients de correction en température pour le calcul de la perméabilité de la membrane NF200
Figure 15 : Taux de séparation observée du NaCl en fonction de la vitesse de perméation et de la concentration dans l’alimentation (C_a)
Figure 16 : Taux de séparation observée du DEG en fonction de la température de l’eau et du débit de recirculation
Figure 17 : Relations entre ΔP_es et Q_et à différentes températures avec le module NF200-4040 propre filtrant de l'eau déminéralisée
Figure 18 : Variation de la température de l'alimentation au cours de la période expérimentale
Figure 19 : Concentrations moyennes en COT lors des essais pilotes d’affinage
Figure 20 : Mesures moyennes d’absorbance UV à 254 nm lors des essais pilotes d’affinage
Figure 21 : Valeurs moyennes de l’indice SUVA lors des essais pilotes d’affinage
Figure 22 : Dureté et alcalinité moyennes au cours des essais pilotes d’affinage
Figure 23 : Variation du pH moyen au cours des essais pilotes d’affinage
Figure 24 : Variation des indices de Langelier moyens au cours des essais pilotes d’affinage
Figure 25 : Variation de la conductivité moyenne cours des essais pilotes d’affinage
Figure 26 : Séparation "ET" des constituants inorganiques en fonction de C_et pour différentes v_plors des essais pilotes d’affinage
Figure 27 : Dénombrement moyen des coliformes totaux dans l’alimentation au cours de chaque essai d'affinage
Figure 28 : Dénombrement moyen des colonies atypiques dans l'alimentation et le perméat au cours de la période expérimentale
Figure 29 : Dénombrement moyen des BHAA dans l'alimentation et le perméat au cours de la période expérimentale
Figure 30: Séparation observée de la MON du concentré de NF avec les membranes d’UF PES10 et PES5
Figure 31 : Relation entre les variables au cours d'un essai type (Essai 2B)
Figure 32 : Historique de la résistance de la membrane NF200 corrigée à 25 °C et mesurée avec du perméat
Figure 33 : Influence des conditions d'opération sur la cinétique de colmatage de la membrane NF200 en eau froide à l’UTE de Sainte-Foy
Figure 34 : Relation entre la température de l'eau et la pression initiale dans le caisson pour les essais réalisés à 28 L/(h.m²)
Figure 35 : Influence combinée de la température et de la qualité de l’alimentation sur la cinétique de colmatage de la membrane NF200 à l’UTE de Sainte-Foy
Figure 36 : Bases théoriques de la compression du gâteau
Figure 37 : Compressibilité du gâteau à la surface de la membrane (fin essai 2B)
Figure 38 : Incompressibilité de la membrane NF200 à court terme (fin essai 2B, après lavage chimique)
Figure 39 : Résistance du gâteau corrigée en fonction de la différence de pression à travers le gâteau pour chaque essai de compression réalisé
Figure 40 : Pentes des droites de la Figure 39 en fonction de la température de l’eau lors des essais de compression
Figure 41 : Cinétique d’obstruction des canaux d’écoulements tangentiels du module spiralé lors des essais 3A, 3B et 3C
Figure 42 : Masse déposée par jour dans les espaceurs grossiers en fonction de la concentration en COT de l’alimentation au cours des essais
Figure 43 : Influence de la préfiltration sur la cinétique d’obstruction des canaux d’écoulement tangentiel du module spiralé
Figure 44 : Schéma du montage pour les essais d’UF en laboratoire [adapté de 50]
Figure 45 : Montage expérimental utilisé pour le fractionnement de la MON du concentré de NF sur résine DAX-8
Figure 46 : Courbe de calibrage entre la conductivité et la concentration en NaCl d'une solution
Figure 47 : Représentation graphique du modèle du film
Figure 48 : Dimensions externes du module spiralé

Liste des tableaux


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