EP2104551A2 - Procede de gestion optimisee d'une unite de filtration sur membrane, et installation pour sa mise en oeuvre - Google Patents

Procede de gestion optimisee d'une unite de filtration sur membrane, et installation pour sa mise en oeuvre

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EP2104551A2
EP2104551A2 EP07871865A EP07871865A EP2104551A2 EP 2104551 A2 EP2104551 A2 EP 2104551A2 EP 07871865 A EP07871865 A EP 07871865A EP 07871865 A EP07871865 A EP 07871865A EP 2104551 A2 EP2104551 A2 EP 2104551A2
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EP
European Patent Office
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membrane
permeability
effluent
temperature
injection
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP07871865A
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German (de)
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Inventor
Chrystelle Langlais
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Suez International SAS
Original Assignee
Degremont SA
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Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/40—Liquid flow rate

Definitions

  • the present invention relates to a method of optimized management of a membrane filtration unit, as a function of the fouling state of the membrane and / or the temperature, implementing a membrane microcoagulation according to the patent EP 1 239 943, from the application WO 01/41906, which the applicant holds.
  • Microcoagulation involves injecting upstream of the membrane a dose of coagulation reagent (s) 30 to 80 times lower than the dose of reagent (s) canceling the Zeta potential of the effluent.
  • the hydraulic performances of a membrane are illustrated by its permeability, ie the flow of effluent passing a unitary surface of membrane for a pressure difference applied on both sides of the standardized membrane of 1 bar at a given temperature.
  • Initial permeability or Lpi the measurement of the permeability of a new membrane made on drinking water whose clogging index and temperature must be completed.
  • the treatment unit must be dimensioned for the coldest temperature, that is, when this minimum temperature is below 20 ° C., it is necessary to increase accordingly. the membrane surface installed.
  • Lp @ T ° reference K * Lp @ T ° with K a function of the temperature of the effluent and the reference temperature. This reference temperature is currently set at 20 or 25 ° C.
  • Clogging Under the generic term clogging, well documented in the literature, the skilled person refers to all phenomena that increase the resistance of the membrane either mechanically or chemically. This concerns the surface deposits (cake formation), adsorption phenomena on the membrane and in the pores of the membrane, phenomena in which the various substances contained in the water are involved: suspended solids and colloids, organic and mineral materials.
  • this clogging involves: - either a decrease in the filtration flow for a constant applied transmembrane pressure
  • Lpi value of the initial membrane permeability during its first implementation
  • Control of this clogging is therefore a major challenge perfectly identified by the skilled person who proposes a panel of solutions to prevent clogging (preventive measures) which, when it occurs, can be eliminated only by curative measures .
  • the curative measures are essentially chemical washes of the membrane detailed in the literature. These measures mainly consist of arranging phases of contact of the membrane with a washing solution which may contain one or more chemical reagents of the acidic and / or chelating, detergent, oxidizing, etc. type.
  • these healing phases is subject to a finding of clogging of the membrane, ie a measure of permeability below a threshold set by the supplier of said membrane for example.
  • these curative measures can be practiced as a preventive measure with a given frequency, for example 1 time / month to 1 time / year.
  • preventive measures must be implemented continuously or associated with carefully chosen triggering factors, generally the quality of the effluent, to anticipate the phenomena of clogging. Indeed, when the clogging is proven (in particular by observation of a drop in permeability), preventive measures have no effect and only the curative measures can restore the hydraulic performance of the membrane.
  • EP 1 239 943 and WO 01/41906 which describe a chemical microcoagulation process for improving the production capacity of a membrane.
  • This membrane microcoagulation process consists in injecting, upstream of the membrane, a dose Y of coagulation reagent (s) 30 to 80 times lower, and alternatively 40 to 60 times lower, at the dose X of reagent (s). canceling the Zeta potential of the effluent.
  • Y is between X / 30 and X / 80, alternatively between X / 40 and X / 60.
  • the coagulation reagent (s) is known to those skilled in the art as having no cleaning properties for the membrane.
  • Microcoagulation according to EP 1 239 943 can be implemented continuously but this implementation is not always necessary or desirable and, in any case, not optimized technically and economically. On the one hand, in the absence of risk of clogging of the membrane, the implementation of microcoagulation is not necessarily necessary and may lead to unnecessary reagent costs.
  • the invention aims in particular to optimize the duration of implementation of the microcoagulation and thus to preserve the life of the membrane, which is of great technical and economic interest.
  • the objective of the invention is to optimize the management of the implementation of membrane microcoagulation, a preventive measure, as a function of the return of operation of the membrane installation, that is to say according to the only measurement of the permeability, without the addition of additional sensors of effluent quality or other. Only sensors will be used, which are usually present as standard on membrane installations (measurement of temperature, filtration rate and transmembrane pressure).
  • Another objective of the present invention is to optimize the implementation of microcoagulation to obtain constant hydraulic performance of the membrane over time.
  • the present invention describes an optimized, reliable and secure method of driving a membrane filtration unit and opens the way to a new concept which is that of the isoflux membrane and / or isopermeability @ T.
  • microcoagulation membrane described by EP 1 239 943 appears as a preventive procedure
  • the inventor has found that, quite surprisingly, microcoagulation induces a restoration of the performance of a clogged membrane. Without intervention of microcoagulation, the Clogged membrane would have required a so-called curative wash phase of chemical washing. This particularly surprising observation is quite new.
  • the management of the implementation of the resulting microcoagulation on membrane is equally surprising by recommending the use of a triggering factor of curative measures (finding of fouling) for the successful implementation of preventive measures (the microcoagulation on membrane).
  • the method of optimized management of a membrane filtration unit implementing membrane microcoagulation comprising at least:
  • the injection of the coagulation reagent (s) is controlled when the permeability of the membrane becomes lower than a threshold value
  • the permeability of the membrane can be corrected at a reference temperature, and the threshold value of the permeability is between 10 and 80% of the initial permeability of the membrane at said reference temperature, while the stopping of the injection of the coagulation reagent (s) is controlled when the permeability of the membrane, corrected at the reference temperature, becomes equal to or greater than the stable value of the permeability LpO before decreasing to the reference temperature for a time determined maintenance.
  • the threshold value corresponds to a decrease of 10 to 40% in the permeability of the membrane, corrected at a reference temperature, over a fixed time step, and stopping the injection of the coagulation reagent (s) is controlled when the permeability of the membrane, corrected to the reference temperature, becomes equal to or greater than the stable value of permeability LpO before reduction to the said reference temperature.
  • the injection of the coagulation reagent (s) can be controlled by a decrease in the permeability of the membrane, at the actual temperature of the effluent, below a threshold value of between 10 and 80% of the initial permeability Lpi of the membrane at the said temperature of the effluent, and the stop of the injection of the reagent (s) of coagulation is controlled when the permeability of the membrane, at the actual temperature of the effluent, again becomes equal to or greater than the stable value of the permeability LpO at the temperature of the effluent before reduction.
  • the threshold value can correspond to a decrease of 10 to 40% of the permeability of the membrane, to the actual temperature of the effluent, on a fixed time step, and the stop of the injection of the reagent ( s) coagulation is controlled when the permeability of the membrane at the actual temperature of the effluent becomes equal to or greater than the stable value of the permeability LpO before reduction at the temperature of the effluent.
  • the reference temperature is usually 20 or 25 ° C.
  • the time step set for the evolution of the permeability may be between 10 min and 5 d, preferably between 10 and 60 min.
  • the stop of the injection of the coagulation reagent (s) can be controlled when the permeability of the membrane becomes, and remains, equal to or greater than the stable value of the permeability LpO before decrease during a longer hold time at twelve o'clock.
  • the invention also relates to an installation for the optimized management of a membrane filtration unit with membrane microcoagulation, comprising at least: a means for measuring the temperature of the effluent,
  • means for measuring the transmembrane pressure for the implementation of a method as defined above, characterized in that it comprises a means for controlling the injection of the coagulation reagent (s). connected to the means for measuring the temperature of the effluent, the filtration flow rate, and the transmembrane pressure, this control means being provided for: determine the permeability of the membrane and compare it with a threshold value,
  • the invention proposes, in particular, to trigger the implementation of microcoagulation on the observation:
  • This threshold is advantageously between 10 and 80% of the value of the initial permeability of the membrane at said reference temperature
  • This threshold is advantageously set between 10 and 40% of the value of the permeability at said reference temperature over a time step of 10 min to 5 d of filtration.
  • microcoagulation membrane In addition to the surprising curative effect of the implementation of microcoagulation membrane, another finding of the inventor is that the effect of improving the hydraulic performance of the membrane can advantageously be exploited to compensate for the negative effect of a drop in temperature on the hydraulic performance of the membrane, application never described.
  • the judicious implementation of microcoagulation allows a new and surprising way to overcome a fundamental law of physics hitherto suffered by operators of membrane technologies.
  • the implementation of the microcoagulation allows according to the present invention to erase the negative effect of a drop in temperature and / or an increase in the clogging character of the effluent.
  • the management of the implementation of the membrane microcoagulation allows a relevant discontinuous operation of said process and judiciously restrict the implementation of said method to the only periods when its implementation is necessary. In this, this management allows savings of reagents and advantageously preserve the life of the membrane.
  • Another advantage of the present invention is that it does not require the addition of any equipment that is not present on the membrane filtration plants, namely the measurement of the effluent temperature, the filtration rate and the measurement of the temperature. the transmembrane pressure from which the permeability at the temperature of the effluent and / or at a reference temperature is calculated.
  • the present invention does not induce investment cost or maintenance of additional sensors, or the always difficult choice of said sensors depending on the nature of the effluent that are specific to each site, which would complicate exercise.
  • Fig. 1 is a diagram of an installation with a crankcase membrane in circulation implementing the method according to the invention.
  • Fig. 2 is a diagram of an installation with membrane without immersed housing implementing the method according to the invention.
  • Fig. 3 is a diagram illustrating the evolution of the hydraulic performance of a membrane and the concentration in organic pollution of the effluent over time, according to Example 1, and
  • Fig. 4 is a diagram illustrating the evolution of the hydraulic performance of a membrane and the quality of the effluent as a function of time, according to Example 2.
  • Fig. 4 is a diagram illustrating the evolution of the hydraulic performance of a membrane and the quality of the effluent as a function of time, according to Example 2.
  • identical or similar elements have been designated by the same references.
  • the coagulating reagent is injected at 2, upstream of the membrane into the water to be treated.
  • the water to be treated-coagulating reagent is then filtered on the membrane in the housing.
  • the installation optionally comprises a recirculation loop 5.
  • the treated water 3 exits via a pipe.
  • the coagulating reagent is injected at 2, upstream of the membrane into the water to be treated 1.
  • the water-to-treated-coagulating reagent mixture is then filtered on the membrane 6, without a housing, immersed in a basin containing the water to be treated.
  • the treated water 3 is evacuated using a pump P.
  • the dose Y of coagulation reagent (s) injected into the water to be treated 1, upstream of the membrane, is 30 to 80 times lower, and alternatively 40 to 60 times lower, at the dose X of reagent canceling the potential.
  • Zeta of the water to be treated 1. Y is therefore between X / 30 and X / 80, alternatively between X / 40 and X / 60.
  • the installation comprises a control unit U, in particular constituted by a computer or a programmable controller. Measuring sensors are connected to this unit U to transmit information on operating parameters.
  • the installation comprises at least: a sensor 7 for measuring the temperature of the effluent 1,
  • a sensor 8 of the filtration flow rate installed on the exit pipe of the treated water 3,
  • one or more sensors 9 for measuring the transmembrane pressure are connected to the unit U which determines, from the measurement results provided, the instantaneous permeability of the membrane.
  • a valve 10, installed on the inlet pipe of the reagent 2, is controlled by the unit U in which is loaded a program, constituting the injection control means, and according to which: the injection of the reagent (s), by opening the valve 10, is controlled when the permeability of the membrane, possibly corrected at a reference temperature, becomes less than a threshold value included between 10 and 80% of the initial permeability of the membrane at said reference temperature,
  • This holding time is preferably greater than 12 hours.
  • the reference temperature is usually 20 or 25 ° C.
  • the threshold value corresponds to a decrease of 10 to 40% in the permeability of the membrane, possibly corrected at a reference temperature, over a fixed time step, and stopping the injection of the Coagulation reagent (s) is controlled when the permeability of the membrane, possibly corrected at the reference temperature, becomes equal to or greater than the value of the permeability LpO before decrease.
  • the fixed time step for the evolution of the permeability triggering the implementation of the microcoagulation is generally between 10 min and 5 d
  • This first example concerns the filtration of karstic water by an industrial ultrafiltration unit with a production capacity of 2,000 m 3 / d. It is a hollow fiber-type membrane in casing whose initial permeability Lpi is 300 L / hm 2 .bar @ 20 ° C measured on a drinking water whose clogging index (ie SDI) is 5 % / min measured according to ASTM D 4189.95.
  • FIG. 3 illustrates the evolution of the hydraulic performances of the membrane as a function of time, plotted on the abscissa and expressed in hours, and the concentration in organic pollution.
  • the permeability expressed in L / hm 2 .bar @ 20 ° C is plotted on the ordinate with the graduations on the left scale.
  • the flux expressed in L / hm 2 @ 20 c C is plotted on the ordinate with graduations on the left scale.
  • the UV absorbance at 254 nm (m -1 ) of the effluent to be treated is plotted on the ordinate with graduations on the scale of right and is represented by vertical bands corresponding to measurement periods (average sample over 24 hours).
  • the resource whose characteristics are summarized in Table 1 below, is a cold water (temperature of 8 ° C), slightly turbid which, for reasons poorly known to date undergoes sudden increases in organic pollution during the rainy episodes. This pollution is illustrated by a very significant increase in the measurement of the UV absorbance at 254 nm, greater than 15 m -1 , significant of an increase in the concentration of large unsaturated organic molecules. Excluding rainfall events, the UV254 nm absorbance measurement is relatively constant at a level of 2 to 4 m- 1 .
  • the implementation of the microcoagulation is triggered while the permeability dropped to the threshold value of 120 L / hm 2 @ 20 ° or - a threshold value equivalent to 34% of the Lpi (120/350), - a further decrease of 30% in 96h of stable permeability
  • microcoagulation is stopped.
  • the Microcoagulation is handed out to the 350th hour and similar impacts on the evolution of the permeability are reproduced.
  • the example reported below relates to a test carried out on a pilot ultrafiltration unit.
  • the initial permeability of the membrane Lpi is 350 L / hm 2 .bar @ 20 ° C, ie after correction of the temperature approximately 270 L / hm 2 .bar @ 10 ° C (measurement carried out with drinking water including the SDI is 6% / min according to ASTM
  • the experiment was carried out on Seine water whose temperature was naturally 20 ° C. and punctually cooled to 10 ° C. using a cold group for the purposes of the experiment.
  • the quality of the Seine water during the test is as follows:
  • FIG. 4 The results of the experiment discussed below are illustrated by FIG. 4.
  • the flux applied to the membrane is constant and set at 70 L / hm 2 @ T.
  • the flow measurement points are represented by crosses in Fig.4.
  • the temperature measurement points are represented by squares, while the measurement points of the absorbance are represented by full circles.
  • the permeability measuring points are represented by diamonds.
  • Fig.4 the time is plotted on the abscissa.
  • the permeability expressed in L / hm 2 .bar @ T ° C is plotted on the ordinate with graduations on the left scale.
  • the flux expressed in L / hm 2 @ T ° C is plotted on the ordinate with graduations on the left scale.
  • the UV absorbance at 254 nm (m 1 ) of the effluent to be treated is plotted on the ordinate with graduations on the right scale.
  • the temperature is plotted on the ordinate with graduations on the right scale.
  • the temperature of the effluent is 20 0 C and the membrane is new.
  • the permeability of the membrane naturally decreases from its initial value Lpi of 350 L / hm 2 .bar @ 20 ° C and stabilizes at an LpO value of 250 L / hm 2 .bar @ 20 ° C, in this case # 71% of the initial permeability of the membrane @ 20 ° C (250 # 0.71 * 350).
  • the Seine water is cooled with a cold group at a temperature of 10 ° C.
  • the impact of the drop in temperature on the viscosity of the water then induces a Gradual decrease in permeability of the order of 23 to 25% according to the state of the art while the characteristics of the Seine water, in particular the level of organic pollution, remains constant.
  • the permeability measurement then stabilizes at a level of 190 l / hm 2 .bar @ T.
  • the microcoagulation membrane is implemented according to the invention during phase 3 of the test.
  • the inventor observes a restoration of the performance of the membrane at 10 0 C at a level similar to that obtained for an effluent at 20 ° C.
  • the permeability at 20 ° C. in the absence of the microcoagulation is then similar to the permeability at 10 ° C. 0 C with membrane microcoagulation, ie 250 L / hm 2 .bar.
  • phase 4 the cooling of the effluent was stopped and the implementation of the membrane microcoagulation suspended for a fortnight (phase 4) pending a natural degradation of the quality of the effluent. the resource.
  • phase 5 this degradation occurred with an increase in organic pollution, increase in TOC value from 3 to 5 mg C / L, increase in UV254 nm absorbance by 3-4 m -1 at 5-7 m "1 .
  • Such variations on this resource are significant to a real increase in the clogging potency of the effluent.
  • FIG. 4 then illustrates the surprising restoration of the permeability of the membrane, at the value of 250 L / hm 2 .bar @ 10 ° C, at the temperature of the effluent with a maintenance of performances now similar to those obtained with a water less clogging and at a much higher temperature throughout the phase 6 of the test.
  • This example illustrates the potential to manage the onset of membrane microcoagulation implementation on the measurement of permeability at the actual effluent temperature, thus clearing and offsetting the effects of clogging and / or decay. of the temperature.
  • This management opens up new perspectives for stabilizing the operation of an ultrafiltration unit and tending towards isoflux and isopermeability throughout the year.
  • the invention does not involve a specific stoppage of the production process, except alternating filtration / backwashing.
  • the coagulation reagents used are not washing reagents or reagents having oxidizing or disinfecting properties.

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Abstract

Procédé de gestion optimisée d'une unité de filtration sur membrane mettant en œuvre une microcoagulation sur membrane, comprenant au moins une mesure (7) de la température de l'effluent, une mesure (8) du débit de filtration, et une mesure (9) de la pression transmembranaire. L'injection du/des réactif(s) de coagulation est commandée par une unité lorsque la perméabilité de la membrane devient inférieure à une valeur de seuil, et l'arrêt de l'injection du/des réactif(s) de coagulation (2) est commandé lorsque la perméabilité de la membrane redevient égale ou supérieure à la valeur Lp0 stable avant diminution, pendant un temps de maintien déterminé.

Description

PROCEDE DE GESTION OPTIMISEE D'UNE UNITE DE FILTRATION SUR MEMBRANE, ET INSTALLATION POUR SA MISE EN ŒUVRE.
La présente invention concerne un procédé de gestion optimisée d'une unité de filtration sur membrane, en fonction de l'état d'encrassement de la membrane et/ou de la température, mettant en œuvre une microcoagulation sur membrane selon le brevet EP 1 239 943, issu de la demande WO 01/41906, dont est titulaire la demanderesse.
La microcoagulation consiste à injecter en amont de la membrane une dose de réactif(s) de coagulation 30 à 80 fois inférieure à la dose de réactif(s) annulant le potentiel Zêta de l'effluent.
Le maintien des performances hydrauliques des membranes de micro-, ultra-, nano- et hyperfiltration pour le traitement des liquides tels que notamment les eaux de surfaces, les eaux résiduaires ou les eaux de mer, est un enjeu technique et économique majeur.
Concrètement, les performances hydrauliques d'une membrane sont illustrées par sa perméabilité, c'est à dire le débit d'effluent passant une surface unitaire de membrane pour une différence de pression appliquée de part et d'autre de la membrane normalisée de 1 bar à une température donnée. On appelle perméabilité initiale ou Lpi, la mesure de la perméabilité d'une membrane neuve réalisée sur une eau potable dont l'indice de colmatage et la température doivent être renseignés.
Outre la détérioration de la structure de la membrane, qui n'est pas concernée par la présente invention, les deux phénomènes qui affectent les performances hydrauliques d'une membrane sont :
- la température de l'effluent à traiter,
- le colmatage de la membrane.
La Température L'influence de la température sur la viscosité d'un effluent, et de l'eau en particulier, est bien connue. Ainsi, une baisse de température, en augmentant la viscosité de l'eau, rend plus difficile le passage de l'eau à travers une membrane. Dans les faits cela se traduit par une diminution de la perméabilité à la température de l'effluent.
Il convient de noter qu'un écart de 1°C autour de 200C, par exemple, conduit à une réduction de près de 2,5 % du flux pour une pression transmembranaire donnée. Il s'agit là d'une loi physique qui ne peut être que subie par l'homme du métier.
Industriellement, cela signifie que, pour un débit de production donné, l'unité de traitement doit être dimensionnée pour la température la plus froide, c'est à dire, lorsque cette température minimale est inférieure à 200C, il faut augmenter en conséquence la surface de membrane installée.
A noter que pour comparer des mesures de perméabilité à des températures différentes, l'homme du métier a établi des facteurs de correction pour s'affranchir de l'effet de la température. Ainsi Lp@T° référence = K * Lp@T° avec K une fonction de la température de l'effluent et de la température de référence. Cette température de référence est couramment fixée à 20 ou 25°C.
Le colmatage Sous le terme générique de colmatage, très documenté dans la littérature, l'homme du métier désigne l'ensemble des phénomènes qui augmentent la résistance de la membrane soit mécaniquement, soit chimiquement. Cela concerne les dépôts en surface (formation de gâteau), les phénomènes d'adsorption sur la membrane et dans les pores de la membrane, des phénomènes dans lesquels sont impliquées les différentes substances contenues dans les eaux : les matières en suspension et les colloïdes, les matières organiques et minérales.
Dans les faits, ce colmatage implique : - soit une diminution du flux de filtration pour une pression transmembranaire appliquée constante,
- soit une augmentation de la pression transmembranaire appliquée pour maintenir le flux de filtration constant.
Dans tous les cas, ce phénomène de colmatage se traduit par une diminution de la perméabilité de la membrane, c'est à dire une diminution de l'efficacité technico-économique de la membrane. Pour la suite de l'exposé, l'homme de l'art définit :
- Lpi : valeur de la perméabilité initiale de membrane lors de sa première mise en œuvre,
- LpO : valeur de la perméabilité stabilisée dans des conditions réelles de fonctionnement qui peut varier en fonction de l'état d'encrassement de la membrane par exemple.
La maîtrise de ce colmatage est donc un enjeu majeur parfaitement identifié par l'homme du métier qui propose un panel de solutions visant à prévenir ce colmatage (mesures préventives) qui, lorsqu'il se produit, ne peut être éliminé que par des mesures curatives.
Les mesures curatives sont essentiellement des lavages chimiques de la membrane détaillés dans la littérature. Ces mesures consistent principalement à aménager des phases de contact de la membrane avec une solution de lavage qui peut contenir un ou plusieurs réactifs chimiques de type acides et/ou chélatants, détergents, oxydants, ...etc.
Dans tous les cas, la réalisation de ces lavages, les arrêts de production qu'ils impliquent et les pertes en eaux induites nécessitent un surdimensionnement de l'installation pour assurer le débit nominal de production d'où un surcoût d'investissement et d'exploitation. De plus, ces lavages, même prévus pour les membranes, demeurent une opération agressive pour les membranes qui hypothèque leur durée de vie.
Industriellement, le déclenchement de ces phases curatives est asservi à un constat de colmatage de la membrane, c'est à dire une mesure de la perméabilité en deçà d'un seuil fixé par le fournisseur de la dite membrane par exemple. En variante, ces mesures curatives peuvent être pratiquées à titre préventif avec une fréquence donnée, 1 fois/mois à 1 fois/an par exemple.
Afin de limiter la fréquence de ces lavages chimiques, des mesures préventives sont décrites dans la littérature. Elles reposent sur des phénomènes essentiellement :
- physiques tels que l'application de champs électriques ou ultrasoniques,
- hydrodynamiques soit en créant des instationarités (écoulements diphasiques, promotion de turbulences ou de tourbillons) ou des écoulements turbulents au voisinage de la surface de la membrane, - biologiques avec par exemple l'emploi d'enzymes,
- et enfin chimiques, soit pour modifier la surface de la membrane durant la phase de fabrication de la membrane, soit directement par ajout de réactif dans l'effluent à traiter pour modifier la structure de la matrice traitée.
Pour être efficaces, toutes ces mesures préventives doivent être mises en œuvre en continu ou associées à des facteurs déclenchant judicieusement choisis, généralement la qualité de l'effluent, pour anticiper les phénomènes de colmatage. En effet, lorsque le colmatage est avéré (notamment par observation d'une baisse de la perméabilité), les mesures préventives sont sans effet et seules les mesures curatives permettent de restaurer les performances hydrauliques de la membrane.
Dans le cas d'une mise en œuvre discontinue des mesures préventives, l'homme du métier utilise des capteurs d'analyse de qualité de l'effluent à traiter pour anticiper des situations propices au colmatage des membranes. Cette stratégie n'est pas sans difficulté et présente de nombreux désavantages liés à l'emploi de capteurs d'analyse de la qualité de l'effluent : - l'identification des paramètres de la qualité qui seront significatifs d'une situation propice à l'encrassement n'est pas toujours aisée et est difficile à anticiper,
- ces paramètres peuvent varier qualitativement et quantitativement en fonction de la nature de l'effluent, du site et au cours du temps, - le coût des capteurs et du traitement des signaux qu'ils génèrent,
- le coût de maintenance des dits capteurs.
La demanderesse est titulaire de EP 1 239 943 et de WO 01/41906 qui décrivent un procédé chimique de microcoagulation pour améliorer la capacité de production d'une membrane. Ce procédé de microcoagulation sur membrane consiste à injecter, en amont de la membrane, une dose Y de réactif(s) de coagulation 30 à 80 fois inférieure, et en variante 40 à 60 fois inférieure, à la dose X de réactif(s) annulant le potentiel Zêta de l'effluent. Autrement dit Y est compris entre X/30 et X/80, en variante entre X/40 et X/60.
Le/les réactifs de coagulation sont connus, par l'homme du métier, comme n'ayant aucune propriété de nettoyage pour la membrane. La microcoagulation selon EP 1 239 943 peut être mise en œuvre en continu mais cette mise en œuvre n'est pas toujours nécessaire voir souhaitable et, dans tous les cas, pas optimisée techniquement et économiquement. D'une part, en absence de risque d'encrassement de la membrane, la mise en œuvre de la microcoagulation n'est pas forcément nécessaire et peut conduire à des coûts de réactifs inutiles.
D'autre part, la mise en contact de la membrane avec le/les dits réactif(s) de coagulation peut conduire dans le temps à une dégradation de la membrane.
L'invention a notamment pour but d'optimiser la durée de mise en œuvre de la microcoagulation et ainsi de préserver la durée de vie de la membrane, ce qui présente un vif intérêt technique et économique.
L'invention se fixe pour objectif d'optimiser la gestion de la mise en œuvre de la microcoagulation sur membrane, mesure préventive, en fonction du retour de marche de l'installation membranaire, c'est à dire en fonction de la seule mesure de la perméabilité, et ce, sans addition de capteurs additionnels de qualité de l'effluent ou autre. Seuls seront exploités des capteurs qui, généralement, sont présents de façon standard sur les installations de membrane (mesure de la température, du débit de filtration et de la pression transmembranaire).
Un autre objectif de la présente invention est d'ainsi optimiser la mise en œuvre de la microcoagulation pour obtenir des performances hydrauliques constantes de la membrane au cours du temps. En cela, la présente invention décrit un procédé de conduite optimisé, fiabilisé et sécurisé d'une unité de filtration sur membrane et ouvre la voie à un concept nouveau qui est celui de la membrane à isoflux et/ou à isoperméabilité@T.
Comme l'état de la technique a pu le mettre en exergue, une diminution de la perméabilité corrigée à une température de référence est le constat d'un encrassement de la membrane.
Alors que la microcoagulation sur membrane décrite par EP 1 239 943 apparaît comme une procédure préventive, l'inventeur a trouvé que, de façon tout à fait surprenante, la microcoagulation induit une restauration des performances d'une membrane colmatée. Sans intervention de la microcoagulation, la membrane colmatée aurait nécessité une phase de lavage curatif dite de lavage chimique. Ce constat particulièrement surprenant est tout à fait nouveau.
La gestion de la mise en œuvre de la microcoagulation sur membrane qui en résulte est tout aussi surprenante en recommandant l'emploi d'un facteur déclenchant de mesures curatives (constat d'encrassement) pour la mise en œuvre avec succès de mesures préventives (la microcoagulation sur membrane).
Selon l'invention, le procédé de gestion optimisée d'une unité de filtration sur membrane mettant en œuvre une microcoagulation sur membrane, comprenant au moins:
- une mesure de la température de l'effluent,
- une mesure du débit de filtration,
- et une mesure de la pression transmembranaire, est caractérisé en ce que :
- l'injection du/des réactif(s) de coagulation est commandée lorsque la perméabilité de la membrane devient inférieure à une valeur de seuil,
- et l'arrêt de l'injection du/des réactif(s) de coagulation est commandé lorsque la perméabilité de la membrane redevient égale ou supérieure à la valeur stable de la perméabilité LpO avant diminution, pendant un temps de maintien déterminé.
La perméabilité de la membrane peut être corrigée à une température de référence, et la valeur de seuil de la perméabilité est comprise entre 10 et 80% de la perméabilité initiale de la membrane à la dite température de référence, tandis que l'arrêt de l'injection du/des réactif(s) de coagulation est commandé lorsque la perméabilité de la membrane, corrigée à la température de référence, redevient égale ou supérieure à la valeur stable de la perméabilité LpO avant diminution à la dite température de référence pendant un temps de maintien déterminé.
Selon une autre possibilité, la valeur de seuil correspond à une diminution de 10 à 40% de la perméabilité de la membrane, corrigée à une température de référence, sur un pas de temps fixé, et l'arrêt de l'injection du/des réactif(s) de coagulation est commandée lorsque la perméabilité de la membrane, corrigée à la température de référence, redevient égale ou supérieure à la valeur stable de la perméabilité LpO avant diminution à la dite température de référence. L'injection du/des réactif(s) de coagulation peut être commandée par une diminution de la perméabilité de la membrane, à la température réelle de l'effluent, en deçà d'une valeur de seuil comprise entre 10 et 80% de la perméabilité initiale Lpi de la membrane à la dite température de l'effluent, et l'arrêt de l'injection du/des réactif(s) de coagulation est commandé lorsque la perméabilité de la membrane, à la température réelle de l'effluent, redevient égale ou supérieure à la valeur stable de la perméabilité LpO à la température de l'effluent avant diminution.
La valeur de seuil peut correspondre à une diminution de 10 à 40% de la perméabilité de la membrane, à la température réelle de l'effluent, sur un pas de temps fixé, et l'arrêt de l'injection du/des réactif(s) de coagulation est commandé lorsque la perméabilité de la membrane, à la température réelle de l'effluent redevient égale ou supérieure à la valeur stable de la perméabilité LpO avant diminution à la température de l'effluent.
La température de référence est généralement 20 ou 25°C.
Le pas de temps fixé pour l'évolution de la perméabilité peut être compris entre 10 min et 5 j, de préférence compris entre 10 et 60 min.
L'arrêt de l'injection du/des réactif(s) de coagulation peut être commandé lorsque la perméabilité de la membrane redevient, et se maintient, égale ou supérieure à la valeur stable de la perméabilité LpO avant diminution pendant un temps de maintien supérieur à douze heures.
L'invention est également relative à une installation pour la gestion optimisée d'une unité de filtration sur membrane avec microcoagulation sur membrane, comprenant au moins : - un moyen de mesure de la température de l'effluent,
- un moyen de mesure du débit de filtration,
- et un moyen de mesure de la pression transmembranaire, pour la mise en œuvre d'un procédé tel que défini précédemment, caractérisée en ce que : - elle comprend un moyen de commande de l'injection du/des réactif(s) de coagulation relié aux moyens de mesure de la température de l'effluent, du débit de filtration, et de la pression transmembranaire, ce moyen de commande étant prévu pour : - déterminer la perméabilité de la membrane et la comparer à une valeur de seuil,
- commander l'injection du/des réactif(s) de coagulation lorsque la perméabilité de la membrane devient inférieure à la valeur de seuil, - et commander l'arrêt de l'injection du/des réactif(s) de coagulation lorsque la perméabilité de la membrane redevient égale ou supérieure à la valeur stable de la perméabilité LpO avant diminution valeur de seuil, pendant un temps de maintien déterminé.
Ainsi, il résulte de la mise en oeuvre de la microcoagulation sur membrane une restauration et le maintien des performances de la membrane antérieures à la situation de colmatage.
L'invention, propose notamment de déclencher la mise en œuvre de la microcoagulation sur le constat :
- d'une diminution de la perméabilité de la membrane, à une température de référence, en deçà d'un seuil fixé. Ce seuil est avantageusement compris entre 10 et 80% de la valeur de la perméabilité initiale de la membrane à la dite température de référence,
- et/ou d'une diminution significative de la perméabilité de la membrane, à une température de référence, sur un pas de temps donné. Ce seuil est avantageusement fixé entre 10 et 40% de la valeur de la perméabilité à la dite température de référence sur un pas de temps de 10min à 5 j de filtration.
Une diminution de la perméabilité à la température de l'effluent est significative :
- d'un encrassement de la membrane,
- et/ou d'une diminution de la température.
Outre l'effet curatif surprenant de la mise en œuvre de la microcoagulation sur membrane, un autre constat de l'inventeur est que l'effet d'amélioration des performances hydrauliques de la membrane peut avantageusement être exploité pour compenser l'effet négatif d'une baisse de la température sur les performances hydrauliques de la membrane, application jamais décrite. En cela, la mise en œuvre judicieuse de la microcoagulation permet de façon nouvelle et surprenante de s'affranchir d'une loi fondamentale de la physique jusqu'ici subie par les opérateurs des technologies membranaires. Ainsi déclenchée/pilotée, la mise en œuvre de la microcoagulation permet selon la présente invention d'effacer l'effet négatif d'une baisse de la température et/ou d'une augmentation du caractère colmatant de l'effluent.
La gestion de la mise en œuvre de la microcoagulation sur membrane, optimisée selon la présente invention, permet ainsi d'obtenir des performances hydrauliques constantes quelle(s) que soi(en)t la température et/ou les variations du caractère colmatant de l'effluent.
La gestion de la mise en œuvre de la microcoagulation sur membrane, optimisée selon la présente invention, permet un fonctionnement discontinu pertinent du dit procédé et de restreindre judicieusement la mise en œuvre du dit procédé aux seules périodes où sa mise en œuvre est nécessaire. En cela, cette gestion permet des économies de réactifs et préserver avantageusement la durée de vie de la membrane.
Un autre avantage de la présente invention est de ne nécessiter l'addition d'aucun équipement qui ne soit existant sur les installations de filtration sur membrane, à savoir la mesure de la température de l'effluent, du débit de filtration et la mesure de la pression transmembranaire à partir desquelles est calculée la perméabilité à la température de l'effluent et/ou à une température de référence.
En cela, la présente invention n'induit pas de coût d'investissement ni de maintenance de capteurs additionnels, ni le choix toujours difficile de ces dits capteurs en fonction de la nature de l'effluent qui sont spécifiques à chaque site, ce qui compliquerait l'exercice.
L'invention consiste, mises à part les dispositions exposées ci-dessus, en un certain nombre d'autres dispositions dont il sera plus explicitement question ci- après à propos d'exemples de réalisation décrits avec référence aux dessins annexés, mais qui ne sont nullement limitatifs. Sur ces dessins :
Fig. 1 est un schéma d'une installation avec membrane en carter en circulation mettant en œuvre le procédé selon l'invention. Fig. 2 est un schéma d'une installation avec membrane sans carter immergée mettant en œuvre le procédé selon l'invention.
Fig. 3 est un diagramme illustrant l'évolution des performances hydrauliques d'une membrane et de la concentration en pollution organique de l'effluent au cours du temps, selon un Exemple 1 , et
Fig. 4 est un diagramme illustrant l'évolution des performances hydrauliques d'une membrane et de la qualité de l'effluent en fonction du temps, selon un Exemple 2. Sur Fig.1 et 2, on a désigné les éléments identiques ou similaires par les mêmes références.
Dans l'installation selon Fig.1, le réactif coagulant est injecté en 2, en amont de la membrane dans l'eau à traiter"!. Le mélange eau à traiter-réactif coagulant est ensuite filtré sur la membrane en carter 4. L'installation comporte en option une boucle de recirculation 5. L'eau traitée 3 sort par une conduite.
Dans l'installation selon Fig.2, le réactif coagulant est injecté en 2, en amont de la membrane dans l'eau à traiter 1. Le mélange eau à traiter-réactif coagulant est ensuite filtré sur la membrane 6, sans carter, immergée dans un bassin contenant l'eau à traiter. L'eau traitée 3 est évacuée à l'aide d'une pompe P.
La dose Y de réactif(s) de coagulation injectée dans l'eau à traiter 1 , en amont de la membrane, est 30 à 80 fois inférieure, et en variante 40 à 60 fois inférieure, à la dose X de réactif annulant le potentiel Zêta de l'eau à traiter 1. Y est donc compris entre X/30 et X/80, en variante entre X/40 et X/60. L'installation comprend une unité de pilotage U, notamment constituée par un ordinateur ou un automate programmable. Des capteurs de mesure sont reliés à cette unité U pour lui transmettre des informations sur des paramètres de fonctionnement.
En particulier, l'installation comporte au moins : - un capteur 7 de mesure de la température de l'effluent 1 ,
- un capteur 8 du débit de filtration, installé sur la conduite de sortie de l'eau traitée 3,
- un ou des capteur(s) 9 de mesure de la pression transmembranaire. Les sorties de ces capteurs sont reliées à l'unité U qui détermine, à partir des résultats de mesure fournis, la perméabilité instantanée de la membrane.
Une vanne 10 , installée sur la conduite d'arrivée du réactif 2, est commandée par l'unité U dans laquelle est chargé un programme, constituant le moyen de commande de l'injection, et selon lequel : - l'injection du/des réactif(s) de coagulation, par ouverture de la vanne 10, est commandée lorsque la perméabilité de la membrane, éventuellement corrigée à une température de référence, devient inférieure à une valeur de seuil comprise entre 10 et 80% de la perméabilité initiale de la membrane à la dite température de référence,
- et l'arrêt de l'injection du/des réactif(s) de coagulation, par fermeture de la vanne 10, est commandée lorsque la perméabilité de la membrane, corrigée à une température de référence, redevient égale ou supérieure à la valeur stable de la perméabilité LpO avant diminution, pendant un temps de maintien déterminé.
Ce temps de maintien est de préférence supérieur à 12 heures. La température de référence est généralement 20 ou 25°C.
Selon une variante, la valeur de seuil correspond à une diminution de 10 à 40% de la perméabilité de la membrane, éventuellement corrigée à une température de référence, sur un pas de temps fixé, et l'arrêt de l'injection du/des réactif(s) de coagulation est commandée lorsque la perméabilité de la membrane, éventuellement corrigée à la température de référence, redevient égale ou supérieure à la valeur de la perméabilité LpO avant diminution.
Le pas de temps fixé pour l'évolution de la perméabilité déclenchant la mise en œuvre de la microcoagulation est généralement compris entre 10 min et 5j
(5jours), et avantageusement compris entre 10 et 60 min.
Exemple 1
Exemple de gestion optimisée de la mise en œuvre de la microcoagulation sur membranes sur la mesure de la perméabilité @20°C.
Ce premier exemple concerne la filtration d'une eau karstique par une unité d'ultrafiltration industrielle dont la capacité de production est de 2 000 m3/j. Il s'agit d'une membrane de type fibre creuse en carter dont la perméabilité initiale Lpi est de 300 L/h.m2.bar@20°C mesurée sur une eau potable dont l'indice de colmatage (ie SDI) est de 5%/min mesuré selon la norme ASTM D 4189.95.
Fig.3 illustre l'évolution des performances hydrauliques de la membrane en fonction du temps, porté en abscisse et exprimé en heures, et de la concentration en pollution organique. La perméabilité exprimée en L/h.m2.bar@20°C est portée en ordonnée avec les graduations sur l'échelle de gauche. Le flux exprimé en L/h.m2@20cC est porté en ordonnée avec graduations sur l'échelle de gauche. L'absorbance UV à 254 nm (m"1) de l'effluent à traiter est portée en ordonnée avec graduations sur l'échelle de droite et est représentée par des bandes verticales correspondant aux périodes de mesure (échantillon moyen sur 24h).
La ressource, dont les caractéristiques sont résumées dans le tableau 1 ci- dessous, est une eau froide (température de 8°C), peu turbide qui, pour des raisons mal connues à ce jour subit de brusques augmentations de la pollution organique pendant les épisodes pluvieux. Cette pollution est illustrée par une augmentation très importante de la mesure de l'absorbance UV à 254 nm, supérieure à 15 m'1, significative d'une augmentation de la concentration de grosses molécules organiques insaturées. Hors épisodes pluvieux, la mesure de l'absorbance UV254 nm est relativement constante à un niveau de 2 à 4 m"1.
Tableau 1 : Caractéristiques de l'effluent
Hors épisodes pluvieux, les performances hydrauliques de la membrane sont stables et satisfaisantes avec une perméabilité LpO de 170 à 175 L/h.m2.bar@20°C pour un flux de filtration appliqué de 105-110 L/h.m2@20°C et ne nécessitent pas la mise en œuvre du procédé de microcoagulation sur membrane.
En revanche, au cours des épisodes pluvieux, la brusque augmentation de la pollution organique induit un colmatage de la membrane, concrétisé par une diminution de la perméabilité alors que le flux de filtration est maintenu constant à 105 L/h.m2@20°C et que la température de l'eau est constante à 8°C.
Dans le cadre de cet exemple, vers la 108ème heure, la mise en œuvre de la microcoagulation est déclenchée alors que la perméabilité a chuté à la valeur seuil de 120 L/h.m2@20°soit - une valeur seuil équivalente à 34% de la Lpi (120/350), - soit encore une diminution de 30% en 96h de la perméabilité stable
Lp0 de 170 L/h.m2@20°C, correspondant à un colmatage important de la membrane.
De façon tout à fait surprenante, on observe alors une restauration rapide de la perméabilité revenue, vers la 150ème heure , à un niveau similaire à la mesure de la perméabilité LpO avant la dégradation de la ressource (ie 170-175 L/h.m2.bar@20°C) tandis que le flux est maintenu constant et que le niveau de pollution organique de la ressource demeure extrêmement dégradé.
Après un temps de maintien d'environ 100 heures de la perméabilité sensiblement à sa valeur stable avant diminution LpO, la microcoagulation est arrêtée.
De façon tout à fait surprenante, lorsque la mise en oeuvre de la microcoagulation est stoppée à environ 25Oh de fonctionnement, la perméabilité ne diminue pas brusquement à son niveau le plus bas observé précédemment. En revanche, on observe une cinétique d'encrassement similaire à celle d'une membrane non encrassée, significative d'un effet curatif de la mise en œuvre de la microcoagulation sur membrane.
La microcoagulation est remise en oeuvre vers la 350ème heure et les impacts similaires sur l'évolution de la perméabilité sont reproduits.
Cette gestion de la mise en œuvre de la microcoagulation sur membrane est particulièrement pertinente sur ce site.
En effet, compte tenu de la taille réduite de l'installation, elle est entièrement automatisée et sans personnel permanent affecté au site. Située en montagne, elle est en outre difficile d'accès. La gestion automatisée de la mise en œuvre de la microcoagulation selon la présente invention permet donc de restaurer et maintenir les performances hydrauliques de la membrane sans intervention humaine et de "rattraper" un colmatage qui aurait, sans l'invention, nécessité une intervention de l'exploitant pour procéder à un lavage chimique. En outre, compte tenu de la taille de l'installation, le coût de la mise en œuvre de capteurs de la qualité de la ressource pour réguler la mise en œuvre du dit procédé aurait impacté significativement le coût de l'installation. Par ailleurs, la maintenance de ces dits capteurs aurait nécessité de mobiliser des ressources et des compétences qui ne sont pas aujourd'hui affectées à cette installation.
Exemple 2 :
Exemple de gestion optimisée de la mise en œuvre de la microcoagulation sur membranes sur la mesure de la perméabilité @T, température réelle de l'effluent.
L'exemple rapporté ci-après concerne un essai réalisé sur une unité pilote d'ultrafiltration.
Il s'agit d'un module de membrane organique fibre creuse à peau interne de la société Aquasource.
La perméabilité initiale de la membrane Lpi est de 350 L/h.m2.bar@20°C, soit après correction de la température environ 270 L/h.m2.bar.@10°C (mesure réalisée avec une eau potable dont le SDI est de 6%/min selon la norme ASTM
D 4189.95).
L'expérience a été réalisée sur l'eau de Seine dont la température était naturellement de 200C et ponctuellement refroidie à 100C à l'aide d'un groupe froid pour les besoins de l'expérience.
La qualité de l'eau de Seine au cours de l'essai est la suivante :
Tableau 2 : Caractéristiques de l'eau de Seine au cours de l'essai
Les résultats de l'expérience commentés ci-après sont illustrés par Fig. 4. Tout au cours de l'essai, le flux appliqué sur la membrane est constant et fixé à 70 L /h.m2@T. Les points de mesure de flux sont représentés par des croix sur Fig.4. Les points mesure de température sont représentés par des carrés, tandis que les points de mesure de l'absorbance sont représentés par des cercles pleins. Les points de mesure de perméabilité sont représentés par des losanges.
Sur Fig.4 le temps est porté en abscisse. La perméabilité exprimée en L/h.m2.bar@T°C est portée en ordonnée avec graduations sur l'échelle de gauche. Le flux exprimé en L/h.m2@T°C est porté en ordonnée avec graduations sur l'échelle de gauche. L'absorbance UV à 254 nm (m 1) de l'effluent à traiter est portée en ordonnée avec graduations sur l'échelle de droite. La température est portée en ordonnée avec graduations sur l'échelle de droite .
Au cours de la phase 1 , la température de l'effluent est de 200C et la membrane est neuve. Compte tenu de la nature de l'eau, la perméabilité de la membrane diminue naturellement de sa valeur initiale Lpi de 350 L/h.m2.bar@20°C et se stabilise à une valeur LpO de 250 L/h.m2.bar@20°C, soit dans ce cas # 71 % de la perméabilité initiale de la membrane @20°C (250 # 0,71*350).
Au cours de la phase 2, l'eau de Seine est refroidie à l'aide d'un groupe froid à une température de 100C. L'impact de la baisse de la température sur la viscosité de l'eau induit alors une diminution progressive de la perméabilité de l'ordre de 23 à 25% conformément à l'état de la technique tandis que les caractéristiques de l'eau de Seine, en particulier le niveau de pollution organique, demeure constantes. La mesure de la perméabilité se stabilise alors à un niveau de 190 l/h.m2.bar@T.
A ce stade, la microcoagulation sur membrane est mise en œuvre selon l'invention lors de la phase 3 de l'essai. L'inventeur observe alors une restauration des performances de la membrane à 100C à un niveau similaire à celui obtenu pour un effluent à 2O0C. La perméabilité à 200C en absence de la microcoagulation est alors similaire à la perméabilité à 100C avec la microcoagulation sur membrane, soit 250 L/h.m2.bar.
A ce stade de l'expérience, le refroidissement de l'effluent a été stoppé et la mise en œuvre de la microcoagulation sur membrane suspendue pendant une quinzaine de jours (phase 4) dans l'attente d'une dégradation naturelle de la qualité de la ressource. Au cours de la phase 5, cette dégradation s'est produite avec une augmentation de la pollution organique, augmentation de la valeur du COT de 3 à 5 mg C/L, augmentation de l'absorbance UV254 nm de 3-4 m"1 à 5-7 m"1. De telles variations sur cette ressource, bien connue de l'inventeur, sont significatives d'une réelle augmentation du pouvoir colmatant de Peffluent.
De fait, une diminution de la perméabilité est observée et le refroidissement de l'effluent alors pratiqué accentue encore cette diminution de la perméabilité. Lorsque la mesure de la perméabilité atteint la valeur de 110 L/h.m2.bar@10°C, soit une valeur de seuil égale à 40% (110 # 0,4*270) de la valeur de la perméabilité initiale de la membrane Lpi à 10°C, la microcoagulation est déclenchée selon l'invention.
Fig.4 illustre alors la restauration surprenante de la perméabilité de la membrane, à la valeur de 250 L/h.m2.bar@10°C, à la température de l'effluent avec un maintien de performances désormais similaire à celles obtenues avec une eau moins colmatante et à une température nettement supérieure et ce, tout au long de la phase 6 de l'essai.
Cet exemple illustre le potentiel de gérer le déclenchement de la mise en œuvre de la microcoagulation sur membrane sur la mesure de la perméabilité à la température réelle de l'effluent, effaçant et compensant ainsi les effets d'un colmatage et/ou de la baisse de la température. Cette gestion ouvre des perspectives nouvelles pour stabiliser le fonctionnement d'une unité d'ultrafiltration et tendre vers un fonctionnement à isoflux et à isoperméabilité tout au long de l'année.
L'invention n'implique pas d'arrêt spécifique du procédé de production, hors alternance filtration/rétrolavage. Les réactifs de coagulation mis en œuvre ne sont pas des réactifs de lavage, ni des réactifs ayant des propriétés oxydantes ou désinfectantes.

Claims

REVENDICATIONS
1- Procédé de gestion optimisée d'une unité de filtration sur membrane mettant en œuvre une microcoagulation sur membrane, microcoagulation qui consiste à injecter en amont de la membrane une dose de réactif(s) de coagulation 30 à 80 fois inférieure à la dose annulant le potentiel Zêta de l'effluent, comprenant au moins:
- une mesure de la température de l'effluent,
- une mesure du débit de filtration, - et une mesure de la pression transmembranaire, caractérisé en ce que :
- l'injection du/des réactif(s) de coagulation est commandée lorsque la perméabilité de la membrane devient inférieure à une valeur de seuil,
- et l'arrêt de l'injection du/des réactif(s) de coagulation est commandé lorsque la perméabilité de la membrane redevient égale ou supérieure à la valeur LpO stable avant diminution, pendant un temps de maintien déterminé.
2. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la perméabilité de la membrane est corrigée à une température de référence, et la valeur de seuil de la perméabilité est comprise entre 10 et 80% de la perméabilité initiale Lpi de la membrane à la dite température de référence, tandis que l'arrêt de l'injection du/des réactif(s) de coagulation est commandé lorsque la perméabilité de la membrane, corrigée à la température de référence, redevient égale ou supérieure à la valeur LpO stable avant diminution à la température de référence pendant un temps de maintien déterminé.
3- Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la valeur de seuil correspond à une diminution de 10 à 40 % de la perméabilité de la membrane, corrigée à une température de référence, sur un pas de temps fixé, et l'arrêt de l'injection du/des réactif(s) de coagulation est commandée lorsque la perméabilité de la membrane, corrigée à la température de référence, redevient égale ou supérieure à la valeur LpO stable avant diminution à la température de référence.
4- Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que l'injection du/des réactif(s) de coagulation est commandée par une diminution de la perméabilité de la membrane, à la température réelle de l'effluent, en deçà d'une valeur de seuil comprise entre 10 et 80% de la perméabilité initiale Lpi de la membrane à la dite température de l'effluent, et l'arrêt de l'injection du/des réactif(s) de coagulation est commandée lorsque la perméabilité de la membrane, à la température réelle de l'effluent, redevient égale ou supérieure à la valeur LpO stable à la température de l'effluent avant diminution.
5- Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la valeur de seuil correspond à une diminution de 10 à 40 % de la perméabilité de la membrane, à la température réelle de l'effluent, sur un pas de temps fixé, et que l'arrêt de l'injection du/des réactif(s) de coagulation est commandée lorsque la perméabilité de la membrane, à la température réelle de l'effluent redevient égale ou supérieure à la valeur LpO stable à la température de l'effluent avant diminution.
6- Procédé selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que la température de référence est 20 ou 25°C.
7- Procédé selon la revendication 3 ou 5, caractérisé en ce que le pas de temps fixé pour l'évolution de la perméabilité est compris entre 10 min et 5j.
8- Procédé selon la revendication 7, caractérisée en ce que le pas de temps fixé pour l'évolution de la perméabilité est compris entre 10 et 60 min.
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'arrêt de l'injection du/des réactif(s) de coagulation est commandé lorsque la perméabilité de la membrane redevient, et se maintient, égale ou supérieure à la valeur stable avant diminution LpO, pendant un temps de maintien supérieur à douze heures.
10- Installation pour la gestion optimisée d'une unité de filtration sur membrane avec microcoagulation sur membrane, microcoagulation qui consiste à injecter en amont de la membrane une dose de réactif(s) de coagulation 30 à 80 fois inférieure à celle annulant le potentiel Zêta de l'effluent, comprenant au moins :
- un moyen de mesure de la température de l'effluent,
- un moyen de mesure du débit de filtration, - et un moyen de mesure de la pression transmembranaire, pour la mise en œuvre d'un procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que : - elle comprend un moyen de commande (U) de l'injection du/des réactif(s) de coagulation relié aux moyens de mesure de la température (7) de l'effluent, du débit de filtration (8), et de la pression transmembranaire (9), ce moyen de commande étant prévu pour : - déterminer la perméabilité de la membrane et la comparer à une valeur de seuil,
- commander l'injection du/des réactif(s) de coagulation lorsque la perméabilité de la membrane devient inférieure à la valeur de seuil,
- et commander l'arrêt de l'injection du/des réactif(s) de coagulation lorsque la perméabilité de la membrane redevient égale ou supérieure à la valeur LpO stable avant diminution pendant un temps de maintien déterminé.
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