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IV. Introduction au système d'osmose inverse

Le système d'osmose inverse se compose principalement d'une pompe haute pression multi-étages, d'éléments de membrane d'osmose inverse, d'un boîtier de membrane (cuve sous pression) et d'un support. Sa fonction principale est d'éliminer les impuretés de l'eau, garantissant ainsi que l'eau produite réponde aux exigences d'utilisation.

I. Principe de fonctionnement des équipements

L'équipement de traitement de l'eau par osmose inverse se compose généralement de trois éléments : un système de prétraitement de l'eau brute, un système de purification par osmose inverse et un système de post-traitement par ultrapurification.

L'alcalinité des eaux usées est principalement due à trois espèces : les ions hydroxyde (OH⁻), les ions carbonate (CO₃²⁻) et les ions bicarbonate (HCO₃⁻). Ces espèces forment un système tampon à l'équilibre dynamique, dont l'espèce dominante varie en fonction du pH.
CO₂ + H₂O ⇌ H₂CO₃ ⇌ H⁺ + HCO₃⁻ ⇌ 2H⁺ + CO₃²⁻

Dans un monde idéal, l'eau « absolument pure », à l'instar du vide, devrait opposer une résistance infinie au courant électrique, et sa résistivité devrait tendre vers l'infini. Or, même avec les instruments les plus sophistiqués, la résistivité de l'eau ultrapure demeure extrêmement élevée, bien que non nulle. Les propriétés intrinsèques de l'eau et les limites de notre technologie imposent l'existence d'une résistivité maximale théorique pour l'eau ultrapure.

I. Type de matériau de la membrane (acétate de cellulose ou polyamide)

Les membranes d'osmose inverse courantes sur le marché sont classées selon leur matériau : membranes en acétate de cellulose (CAB) ou en polyamide aromatique (CPA). Les membranes CAB sont souvent privilégiées par rapport aux membranes CPA pour le traitement des eaux de surface ou des eaux usées difficiles à traiter.

La dureté et l'alcalinité de l'eau, indicateurs apparemment différents, sont toutes deux généralement exprimées en termes de quantités équivalentes de carbonate de calcium (CaCO₃).

1. Que sont la dureté et l'alcalinité ?

Dureté : Elle fait principalement référence à la concentration en ions calcium (Ca₃⁺) et magnésium (Mg₃⁺) dans l’eau. Ces ions proviennent principalement de la dissolution de minéraux tels que le calcaire (composé principalement de CaCO₃) et le gypse présents dans les strates géologiques. Une dureté élevée peut entraîner la formation de tartre et une diminution de l’efficacité du savon.

Le chlorure de polyaluminium possède de nombreuses applications et est compatible avec une grande variété de propriétés de l'eau. Il forme rapidement de gros flocs et présente d'excellentes propriétés de sédimentation. Les molécules de polyacrylamide peuvent former des ponts et s'adsorber aux particules en suspension dispersées dans la solution, ce qui induit un fort effet de floculation. Leur utilisation conjointe permet d'obtenir un résultat deux fois supérieur avec deux fois moins d'efforts. La combinaison optimale de chlorure de polyaluminium et de polyacrylamide est la suivante :

(III) Le dépassement de la norme de dureté pour l'eau douce dans les équipements d'adoucissement d'eau actuels est principalement dû aux facteurs suivants :

1. Le rapport entre la valeur TDS de l'eau d'alimentation et la hauteur du lit de résine ou la capacité d'échange de la résine est excessif.

Comparativement aux tests initiaux effectués avec la nouvelle résine, les exigences relatives à la teneur en TDS de l'eau d'alimentation des adoucisseurs d'eau actuels sont plus strictes. Lorsque la hauteur du lit de résine est de 1,5 mètre, la dureté totale de 10 mmol/L et la teneur en TDS de l'eau d'alimentation ≥ 900 mg/L, il devient plus difficile d'obtenir une eau douce d'une dureté ≤ 0,03 mmol/L.

(I) L'équipement d'adoucissement produit une eau conforme aux normes, mais l'eau du réservoir d'eau adoucie dépasse les normes

Si la dureté de l'eau dans le réservoir d'adoucisseur dépasse la norme, mais que les tests effectués au niveau du port d'échantillonnage de l'équipement d'adoucissement sont conformes, cela indique que la production d'eau de l'équipement d'adoucissement est instable et qu'une quantité excessive d'eau a été injectée dans le réservoir d'adoucisseur.

L'adoucissement par résine consiste principalement à utiliser des résines échangeuses d'ions pour remplacer les ions calcium et magnésium, principaux responsables de la dureté de l'eau, par un processus d'échange d'ions. Cela réduit la quantité d'ions calcium et magnésium dans l'eau, ce qui permet d'obtenir une eau adoucie. L'eau adoucie peut être utilisée pour des applications nécessitant une qualité d'eau moindre, comme l'alimentation des chaudières, l'eau des hôtels, l'eau des bains, la climatisation centrale, l'eau des salons de beauté et l'eau de cuisine. Un appareil utilisant de l'eau adoucie est appelé adoucisseur d'eau. Les inhibiteurs de tartre ne conviennent pas à ces systèmes.