FR2943557A1 - Procede de nettoyage d'un module de filtration membranaire. - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un procédé de nettoyage d'un module de filtration membranaire (18) comprenant au moins deux membranes planes (31) distantes l'une de l'autre et solidarisées à leur périphérie de part et d'autre d'un châssis (30), lesdites membranes (31) définissant un espace intérieur (I) reliée à une canalisation (32) pour l'écoulement d'un filtrat et un espace extérieur (E) pour le recueil d'un retentat, ledit procédé comprenant au moins : - une phase de nettoyage mécanique, ladite phase de nettoyage mécanique comprenant au moins les étapes suivantes : - étape (a) d'injection sous pression dudit filtrat dans ledit espace intérieur (I) via ladite canalisation (32) jusqu'à atteindre une pression transmembranaire comprise entre 10 et 100 mbar, puis d'obturation de ladite canalisation (32) lorsque ladite pression est atteinte ; - étape (b) d'injection d'un fluide gazeux à la base dudit module ; - une phase de nettoyage chimique, ladite phase de nettoyage chimique comprenant au moins une étape (c) d'injection d'au moins un réactif chimique dans ledit espace intérieur (I).

Description

Procédé de nettoyage d'un module de filtration membranaire 1. Domaine de l'invention Le domaine de l'invention est celui du traitement de l'eau à travers des modules de filtration à basse pression comprenant un châssis supportant de part et d'autre des membranes de filtration planes de type microfiltration ou ultrafiltration qui y sont solidarisées à leur périphérie. Plus précisément, l'invention concerne un procédé de nettoyage des membranes de tels modules de filtration. 2. Art antérieur Les modules de filtration du type de celui qui est concerné par l'invention peuvent être mis en oeuvre par exemple pour assurer le traitement d'eaux présentant une concentration importante en matières en suspension (de 1 à 50 grammes de matière en suspension par litre d'eau) telles que les eaux traitées en vue d'être potabilisées, les eaux industrielles, les eaux usées industrielles ou municipales, les liqueurs biologiques mixtes, les boues liquides... Ces modules comprennent un élément formant châssis, généralement essentiellement quadrangulaire. Des membranes planes de filtration sont fixées à leur périphérie de chaque côté du châssis. Les membranes d'un module définissent ainsi un espace intérieur et un espace extérieur.

Ces modules sont destinés à être plongés dans un réacteur contenant de l'eau à traiter. L'espace intérieur de ces modules est relié à des moyens d'écoulement d'eau par gravité ou par aspiration de manière à filtrer l'eau contenue dans le réacteur depuis l'extérieur vers l'intérieur des membranes. L'espace intérieur permet donc le recueil d'un filtrat alors que l'espace extérieur retient un retentat. La filtration de l'eau à travers ce type de module membranaire s'accompagne du dépôt progressif des matières en suspension dans l'eau à traiter sur la surface des membranes. Les membranes se colmatent donc au cours de la filtration de l'eau. Le colmatage des membranes s'accompagne d'une baisse de leur niveau de performance, notamment leur perméabilité. Il est alors nécessaire de procéder régulièrement au nettoyage des membranes de manière à maintenir leur niveau de performance. Plusieurs techniques de décolmatage sont actuellement mises en oeuvre dans ce but. Au rang de ces techniques peuvent être distinguées les techniques de 5 nettoyage mécanique et les techniques de nettoyage chimique. Une première technique de nettoyage mécanique consiste à injecter des bulles d'air de manière permanente ou cyclique (par exemple 10 à 30 secondes d'aération suivies de 10 à 30 secondes de non-aération) à la base des membranes. Les bulles d'air remontent le long des membranes et balayent leur surface. Elles 10 décollent alors, à tout le moins en partie, les boues accumulées à la surface des membranes par le régime turbulent qu'elles génèrent à la surface des membranes. Une deuxième technique de nettoyage mécanique consiste à mettre en oeuvre des phases de relaxation au cours desquelles la filtration de l'eau à travers les membranes est momentanément interrompue afin de soulager les membranes. 15 Ces phases de relaxation s'accompagnent d'un détachement d'une partie des boues présentes sur les membranes mises en mouvement par les phénomènes d'agitation hydraulique existant dans le réacteur dans lequel elles sont plongées. Afin de faciliter le détachement des boues présentes sur les membranes, ces première et deuxième techniques peuvent également être mises en oeuvre 20 concomitamment. Une technique de nettoyage chimique consiste à injecter une solution chimique nettoyante de manière régulière à contre-courant des membranes et à injecter simultanément de l'air à la base des membranes. 3. Inconvénients de l'art antérieur 25 Les techniques de nettoyage mécanique décrites ci-dessus sont relativement performantes en ce qu'elles permettent de retirer une partie assez importante des boues (ou gâteau) agglomérées à la surface des membranes. Elles présentent toutefois quelques inconvénients. Notamment, elles requièrent un niveau d'aération important des 30 membranes à défaut de quoi le décolmatage des membranes est assez réduit. La consommation énergétique est proportionnelle au niveau d'injection d'air à la base des membranes. La mise en oeuvre de cette technique induit donc des coûts de traitement de l'eau assez élevés pour obtenir un décolmatage efficace. Ces techniques de nettoyage mécanique ne permettent en outre pas aux membranes de recouvrer leur niveau de performance initial en dépit d'une injection d'air en quantité importante. Par ailleurs, pour être efficaces, ces techniques de nettoyage mécanique nécessitent la mise en oeuvre de nombreuses phases de nettoyage au cours desquelles la production d'eau traitée est momentanément arrêtée ce qui tend à limiter la quantité d'eau traitée produite. La technique de nettoyage chimique décrite ci-dessus est avantageuse en ce qu'elle conduit à régénérer le niveau de performance des membranes dans des proportions plus importantes que ne le permettent les techniques de nettoyage mécanique.

Cette technique de nettoyage chimique ne permet toutefois pas non plus aux membranes de recouvrer leur niveau de performance initial. Ces techniques de nettoyage mécanique ou chimique imposent donc de procéder régulièrement à la mise en oeuvre de phases de nettoyage curatif en vue de restaurer leur niveau de performance initial. Un tel nettoyage curatif chimique consiste à plonger les membranes momentanément dans une solution chimique nettoyante. Ces techniques de nettoyage chimique et de nettoyage curatif chimique présentent toutefois un inconvénient majeur qui réside dans l'emploi en quantités relativement importantes de produits chimiques. L'utilisation de ces produits est désavantageuse dans la mesure où elle exerce un impact négatif sur l'environnement et est assez coûteuse. 4. Objectifs de l'invention L'invention a notamment pour objectif de pallier ces inconvénients de l'art antérieur.

Plus précisément, un objectif de l'invention est de fournir une technique de nettoyage de membranes planes de filtration qui permette de prolonger dans le temps le niveau de performance des membranes. Un autre objectif de l'invention est de fournir une telle technique qui 5 permette de réduire l'impact négatif du nettoyage des membranes sur l'environnement. Notamment, l'invention vise à procurer une telle technique qui soit efficace tout en limitant le recours à l'emploi de solutions nettoyantes chimiques. Un objectif de l'invention est également de mettre en oeuvre une telle 10 technique qui conduise à limiter l'impact du nettoyage des membranes sur le niveau de production d'eau traitée. L'invention a encore pour objectif de produire une telle technique dont la mise en oeuvre conduise à réduire le coût du traitement de l'eau. 5. Exposé de l'invention 15 Ces objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite, sont atteints à l'aide d'un procédé de nettoyage d'un module de filtration membranaire comprenant deux membranes planes distantes l'une de l'autre et solidarisées à leur périphérie de part et d'autre d'un châssis, lesdites membranes définissant un espace intérieur relié à une canalisation pour l'écoulement d'un filtrat et un espace 20 extérieur pour le recueil d'un retentat, ledit procédé comprenant au moins : - une phase de nettoyage mécanique, ladite phase de nettoyage mécanique comprenant au moins les étapes suivantes : - étape (a) d'injection sous pression dudit filtrat dans ledit espace intérieur via ladite canalisation jusqu'à atteindre une pression 25 transmembranaire comprise entre 10 et 100 mbar, puis d'obturation de ladite canalisation dès que ladite pression est atteinte ; - étape (b) d'injection d'un fluide gazeux à la base dudit module ; - une phase de nettoyage chimique, ladite phase de nettoyage chimique comprenant au moins une étape (c) d'injection d'au moins un réactif chimique 30 dans ledit espace intérieur.

Ainsi, l'invention repose sur une approche tout à fait originale consistant à assurer le nettoyage de membranes planes de filtration en alternant la mise en oeuvre de phases de nettoyage mécanique et de phases de nettoyage chimique. Les phases de nettoyage mécanique consistent à injecter du filtrat à contre- courant vers les membranes jusqu'à ce que la pression transmembranaire atteigne une valeur prédéterminée, et à injecter un fluide gazeux comme de l'air à la base des membranes. L'injection de filtrat est mise en oeuvre jusqu'à ce que la pression transmembranaire soit comprise entre 10 et 100 mbar. Ceci permet de gonfler les membranes et de réduire l'espace entre deux membranes adjacentes de deux modules membranaires consécutifs sans affecter leur intégrité. Les membranes sont de cette façon rendues mobiles sous l'effet des flux hydrauliques autour des membranes, accentués par l'aération lorsqu'elle est mise en oeuvre. Le mouvement des membranes est possible du fait de leur élasticité.

Les bulles de gaz injectées à la base des membranes remontent le long des membranes et assurent une double fonction : - d'agitation des membranes, et - de décolmatage des membranes du fait du régime turbulent qu'elles génèrent à la surface des membranes.

La mise en oeuvre de manière régulière de ces phases de nettoyage mécanique permet de prévenir le colmatage à long terme des membranes et de maintenir dans le temps à tout le moins en partie leur niveau de performance. Elle permet également de réduire la quantité de fluide gazeux injecté à la base des membranes et donc de réduire le coût inhérent à l'aération.

Les phases de nettoyage chimique sont mises en oeuvre de manière espacées dans le temps, afin de rétablir le niveau de performance des membranes lorsque la seule mise en oeuvre d'un nettoyage mécanique ne permet plus aux membranes de recouvrer leurs caractéristiques initiales. La mise en oeuvre de la technique selon l'invention permet d'éviter ou à 30 tout le moins de limiter la mise en oeuvre de phases de nettoyage curatif chimique.

En effet, les phases de nettoyage mécanique permettent de prolonger le niveau de performance des membranes, alors que les phases de nettoyage chimique permettent de rétablir sensiblement le niveau de performance initial des membranes lorsque le nettoyage mécanique ne le permet plus.

Cette technique, qui tend à espacer la mise en oeuvre des phases au cours desquelles les membranes sont nettoyées au moyen de réactifs chimiques (phases de nettoyage chimique et phases de nettoyage curatif chimique), permet donc de réduire la consommation en réactif chimique employé pour assurer le nettoyage des membranes. Cette technique permet par conséquent de réduire le coût du traitement de l'eau ainsi que son impact sur l'environnement. La technique selon l'invention pourrait également conduire à réduire la fréquence de remplacement des membranes de filtration ce qui exercerait un impact positif sur le coût du traitement de l'eau. La mise en oeuvre de l'invention permet également d'augmenter la production d'eau traitée. De manière plus générale, la mise en oeuvre de l'invention permet : - d'augmenter le débit d'eau traitée à volume constant de produit chimique employé pour le nettoyage des membranes ; - de diminuer le volume de produit chimique employé pour le nettoyage des membranes à débit d'eau traitée constant. Selon une caractéristique préférentielle, ladite injection sous pression dudit filtrat dans ledit espace intérieur est mise en oeuvre jusqu'à atteindre une pression transmembranaire égale à 50 mbar. Les injections de filtrat et de fluide gazeux peuvent être mises en oeuvre de 25 manière concomitante, de manière simultanée ou bien se chevaucher Selon une caractéristique avantageuse, la durée de ladite étape (a) est comprise entre 10 secondes et 10 minutes. La durée de ladite étape (b) est préférentiellement comprise entre 1 minute et 120 minutes. 30 Selon une autre caractéristique avantageuse, ladite phase de nettoyage mécanique est mise en oeuvre toutes les 4 heures à 7 jours et préférentiellement de manière journalière.Les caractéristiques de durée et de fréquence de mise en oeuvre des étapes d'injection de filtrat et d'injection de fluide gazeux sont choisies en fonction des caractéristiques des membranes, du type d'eau traitée, et des caractéristiques du procédé de traitement d'eau mis en oeuvre. Les caractéristiques de durée et de fréquence de mise en oeuvre de ces étapes choisies dans ces intervalles permettent de maintenir de manière efficace le niveau de performance des membranes dans le temps. Elles conduisent également à réduire la quantité de fluide gazeux qu'il est nécessaire d'injecter à la base des membranes dans ce but. Ceci permet donc de limiter : - la consommation énergétique due à l'aération des membranes, et - la mise en oeuvre d'étapes de nettoyage des membranes nécessitant l'emploi de produit chimique, ce qui tend à réduire le coût global du traitement de l'eau.

Selon une caractéristique préférée, un procédé selon l'invention comprend une étape de mesure d'une information représentative du niveau de colmatage desdites membranes. Ceci permet de suivre et de connaître en temps réel le niveau de colmatage des membranes.

Dans ce cas, un procédé selon l'invention comprend avantageusement une étape de comparaison de ladite information à une valeur de référence, une phase de nettoyage chimique étant mise en oeuvre lorsque ladite information mesurée est supérieure à ladite référence. Les phases de nettoyage chimique, lesquelles requièrent l'emploi d'un ou de plusieurs réactifs chimiques, peuvent alors être exclusivement mises en oeuvre lorsque les phases de nettoyage mécanique ne permettent plus de maintenir un niveau de performance convenable des membranes. Ceci conduit donc à gérer de manière optimale la consommation en réactif chimique et de maîtriser au mieux le coût et l'impact du nettoyage des membranes sur l'environnement.

Selon une caractéristique préférée, ledit fluide gazeux est de l'air.

L'utilisation d'air pour assurer l'aération des membranes et simple de mise en oeuvre et bon marché tout en offrant un niveau de performance élevé. Un procédé selon l'invention comprend avantageusement au moins une phase de nettoyage curatif chimique.

Un tel nettoyage curatif, qui consiste à plonger les membranes dans une solution chimique nettoyante, peut être mis en oeuvre de façon à rétablir le niveau de performance initial des membranes lorsque la combinaison des phases de nettoyage mécanique et des phases de nettoyage chimique selon l'invention ne le permet plus. 6. Liste des figures D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation préférentiel, donné à titre de simple exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés, parmi lesquels : - la figure 1 est un schéma d'une installation de traitement d'eau pour la mise en oeuvre d'un procédé selon l'invention ; - les figures 2 à 4 illustrent un module de filtration membranaire de l'installation illustrée à la figure 1 ; - la figure 5 est un graphique illustrant l'évolution dans le temps de la perméabilité de membranes d'une telle installation et d'une installation mise en oeuvre selon un procédé de l'art antérieur ; - la figure 6 illustre un graphique représentant l'évolution dans le temps de la perméabilité de membranes d'une telle installation sans mise en oeuvre de phase de nettoyage mécanique selon l'invention ; - la figure 7 illustre un graphique représentant l'évolution dans le temps de la perméabilité de membranes d'une telle installation avec mise en oeuvre de phases de nettoyage mécanique selon l'invention ; - la figure 8 illustre un graphique représentant l'évolution dans le temps de la perméabilité des membranes d'une telle installation avec mise en oeuvre de phases de nettoyage mécanique selon l'invention en partant d'un niveau de perméabilité faible. 7. Description d'un mode de réalisation de l'invention 7.1. Rappel du principe général de l'invention Le principe général de l'invention consiste à assurer le nettoyage de 5 membranes planes de filtration en alternant la mise en oeuvre de phases de nettoyage mécanique et de phases de nettoyage chimique. Au cours des phases de nettoyage mécanique, du filtrat est injecté à contre-courant vers les membranes jusqu'à ce que la valeur de la pression transmembranaire soit comprise entre 10 et 100 mbar, et un fluide gazeux comme 10 de l'air est injecté à la base des membranes. L'injection de filtrat permet de gonfler les membranes sans dégrader leur intégrité de manière à les rendre mobiles sous l'effet des flux hydrauliques autour des membranes, accentués par l'aération lorsqu'elle est mise en oeuvre. Le mouvement des membranes est possible du fait qu'elles sont élastiques. . Le fait 15 d'obturer la canalisation par laquelle le filtrat est injecté à travers les membranes permet d'assurer qu'elles restent gonflées. Les bulles de gaz injectées à la base des membranes remontent le long des membranes et permettent d'agiter les membranes, et de décoller le gâteau présent à leur surface. 20 La mise en oeuvre de manière régulière de ces phases de nettoyage mécanique permet de prévenir le colmatage des membranes et de maintenir dans le temps à tout le moins en partie leur niveau de performance. Les phases de nettoyage chimique sont mises en oeuvre de manière espacée dans le temps, afin de rétablir le niveau de performance des membranes lorsque la 25 seule mise en oeuvre d'un nettoyage mécanique ne permet plus aux membranes de recouvrer des caractéristiques proches de leurs caractéristiques initiales. La mise en oeuvre de la technique selon l'invention permet d'éviter ou à tout le moins de limiter la mise en oeuvre de phases de nettoyage curatif chimique. En effet, les phases de nettoyage mécanique permettent de prolonger le niveau de 30 performance des membranes, alors que les phases de nettoyage chimique permettent de rétablir sensiblement le niveau de performance initial des membranes lorsque le nettoyage mécanique ne le permet plus. Cette technique, qui tend à espacer la mise en oeuvre des phases au cours desquelles les membranes sont nettoyées au moyen de réactif chimique (phases de nettoyage chimique et phases de nettoyage curatif chimique), permet donc de réduire la consommation en réactif chimique employé pour assurer le nettoyage des membranes. Cette technique permet par conséquent de réduire le coût du traitement de l'eau ainsi que son impact sur l'environnement. 7.2. Installation pour la mise en oeuvre d'un procédé selon 10 l'invention On présente, en relation avec la figure 1, un mode de réalisation d'une installation de traitement d'eau. Une telle installation comprend une canalisation d'amenée d'eau à traiter 10. 15 Cette canalisation 10 débouche dans un réacteur biologique 11 dans lequel l'eau à traiter peut subir un traitement biologique de type nitrtificationdénitrification. Le réacteur biologique 11 loge des moyens d'agitation tels qu'un agitateur à pales 12. Il loge également une rampe d'injection d'air 13. 20 La rampe d'injection d'air 13 est reliée à des moyens d'alimentation en air tel qu'un surpresseur 14. Le réacteur 11 présente une sortie qui est reliée à une canalisation d'évacuation 15. Une pompe 16 est placée sur cette canalisation 15 de manière à permettre 25 d'acheminer les liqueurs mixtes contenues dans le réacteur biologique 11 vers l'entrée d'une unité de filtration 17. Dans une variante, les liqueurs mixtes peuvent s'écouler du réacteur biologique 11 vers l'unité de filtration 17 par gravité. L'unité de filtration 17 comprend un réacteur destiné à contenir les 30 liqueurs mixtes provenant du réacteur biologique 11. Il loge plusieurs modules de filtration 18 disposés les uns à côté des autres, ainsi qu'une rampe d'injection d'air 19 située à la base des modules de filtration 18. La rampe d'injection d'air 19 est reliée à des moyens d'alimentation en air comme un surpresseur 20.

Les modules de filtration 18 présentent une sortie qui est reliée à une canalisation d'évacuation de filtrat 21. Cette canalisation 21 est reliée à un conduit d'injection d'un réactif chimique 22 et à un conduit d'évacuation de filtrat 23. Une pompe 24 est placée sur le conduit 22 qui est relié à un réservoir 25 contenant le réactif chimique. Une pompe 26 est placée sur le conduit 23 et permet d'acheminer le filtrat provenant des modules de filtration 18 dans un réservoir de stockage 27. Le réservoir de stockage 27 présente une sortie qui est reliée à une canalisation 28 permettant l'acheminement du filtrat en aval de l'installation.

Cette installation comprend également des moyens de mesure en temps réel d'une information représentative du niveau de colmatage des membranes des modules de filtration 18 et des moyens de comparaison de la valeur mesurée à une valeur de référence. Dans des variantes, les équipements placés en amont de l'unité de filtration 17 pourront être différents de ceux décrits ci-dessus. 7.3. Module de filtration On présente, en relation avec les figures 2 à 4, un exemple de module de filtration 18 logé à l'intérieur de l'unité de filtration 17. Un tel module de filtration comprend un châssis 30 présentant une forme essentiellement rectangulaire. Des membranes de filtration 31 sont solidarisées de part et d'autre du châssis 30 au niveau de leur périphérie préférentiellement tout le long de leur pourtour.

Les membranes de filtration 31 définissent, lorsqu'elles sont montées sur le châssis 30, un espacé intérieur I pour l'écoulement d'un filtrat et un espace extérieur E pour retenir un retentat. Le châssis 30 est traversé par une canalisation 32 qui débouche dans l'espace intérieur I et est relié à la canalisation 21. L'eau à traiter est donc filtrée de l'extérieur vers l'intérieur des membranes 31. Les membranes 31 sont des membranes planes. Dans ce mode de réalisation, elles sont réalisées en PVDF et présentent des pores de 0,2 m de diamètre. Dans des variantes, il pourra s'agir de fibres textiles. Il peut s'agir de membranes de micro ou d'ultra filtration et plus généralement de membranes de filtration basse pression. 7.4. Procédé de nettoyage de membranes selon l'invention Une installation telle qu'elle vient d'être décrite peut être mise en oeuvre pour traiter de l'eau. Pour cela, l'eau à traiter est acheminée via la canalisation 10 dans le réacteur biologique 11 agité et aéré en vue de subir un traitement de type nitrification-dénitrification. L'eau traitée biologiquement est ensuite acheminée au moyen de la canalisation 15 et de la pompe 16 dans l'unité de filtration 17. Elle est alors filtrée de l'extérieur vers l'intérieur des membranes 31 par la mise en oeuvre de la pompe 26. Le filtrat est ensuite stocké dans le réservoir 27. Une partie du filtrat stocké dans le réservoir 27 peut être acheminée via la canalisation 28 en dehors de l'installation ou être recirculée en amont du réservoir 27, dans l'unité de filtration 17.

Au fur et à mesure que l'eau est filtrée à travers les modules 18, les membranes de filtration se colmatent. Un procédé de nettoyage des membranes selon l'invention peut alors être mis en oeuvre pour remédier à ce phénomène. Un tel procédé comprend des phases de nettoyage mécanique et des phases de nettoyage chimique.

Les phases de nettoyage mécanique comprennent : - une étape (a) d'injection sous pression du filtrat dans l'espace intérieur I via la canalisation 32, c'est-à-dire à contre courant vers les membranes 31, jusqu'à atteindre une pression transmembranaire égale à 50 mbar, puis d'obturation (par exemple ou moyen d'une vanne) de la canalisation 32 lorsque cette pression est atteinte ; - une étape (b) d'injection d'air à la base des modules de filtration 18. L'injection d'air est mise en oeuvre concomitamment avec l'injection de filtrat et selon un débit constant. Dans des variantes, elle pourra être mise en oeuvre concomitamment de manière cyclique ou de manière permanente à débit variable (pics d'aération). Dans d'autres variantes, l'étape (b) pourra être mise en oeuvre successivement à l'étape (a), ou bien ces étapes (a) et (b) pourront se chevaucher. Au cours des étapes (a), le sens de fonctionnement de la pompe 26 est inversée en sorte que : - l'eau contenue dans l'unité de filtration 17 n'est plus filtrée, et - une partie du filtrat contenu dans le réservoir 27 circule à contre courant vers les membranes 31. Sous l'effet de la pression du filtrat circulant à contre-courant vers les membranes 31 et remplissant l'espace intérieur I, celles-ci gonflent en se décollant du châssis 30 auquel elles restent solidarisées au niveau de leur périphérie comme cela est représenté à la figure 4. Une fois que les membranes sont gonflées, les moyens d'alimentation en air 20 sont mis en oeuvre de telle sorte que des bulles d'air soient diffusées au moyen de la buse 19 au droit des modules membranaires 18.

L'air injecté à la base des modules membranaires 18 remonte sous forme de bulles le long des membranes 31. Les membranes 31 sont alors mises en mouvement, comme cela est illustré par les flèches A, sous l'effet des flux hydrauliques autour des membranes, accentués par l'aération lorsqu'elle est mise en oeuvre. Le mouvement des membranes est possible du fait qu'elles sont élastiques. Le gâteau aggloméré à la surface des membranes 31 s'en détache sous l'effet du régime turbulent créé à la surface des membranes par les bulles d'air et du mouvement des membranes 31. Le gonflage des membranes permet de réduire l'espace entre deux membranes adjacentes de deux modules membranaires consécutifs comme cela est représenté à la figure 4. Les débits d'eau et d'air entre deux membranes adjacentes augmentent alors ce qui améliore le décolmatage. Dans des variantes, une phase de nettoyage mécanique peut comprendre une ou plusieurs étapes d'injection de filtrat et une ou plusieurs étapes d'injection de fluide gazeux.

Les phases de nettoyage mécanique sont mises en oeuvre de manière journalière. Les étapes (a) sont mises en oeuvre pendant 5 minutes. Les étapes (b) sont mises en oeuvre pendant 60 minutes. La mise en oeuvre de ces phases de nettoyage mécanique permet de prolonger dans le temps le niveau de performance des membranes 31.

Après chaque phase de nettoyage mécanique, l'unité de filtration 17 est de nouveau mise en oeuvre. Toutefois, le niveau de performance des membranes 31 après la mise en oeuvre d'une phase de nettoyage mécanique peut être légèrement inférieur au niveau de performance qu'elles présentaient après la phase de nettoyage mécanique précédente. Ainsi, on peut observer une légère diminution du niveau de performance des membranes au cours du temps en dépit de ces phases de nettoyage mécanique. Afin de rétablir le niveau de performance des membranes, des phases de nettoyage chimique peuvent être mises en oeuvre.

Chaque phase de nettoyage chimique comprend une étape (c) d'injection d'un réactif chimique dans l'espace intérieur I via la canalisation 32, c'est-à-dire à contre courant vers les membranes 31. Dans des variantes, une phase de nettoyage chimique pourra comprendre plusieurs étapes (c).

Au cours d'une phase de nettoyage chimique, la pompe 26 est arrêtée et la pompe 24 est mise en oeuvre en sorte que le réactif chimique contenu dans le réservoir 25 est injecté à contre-courant vers les membranes 31. Une phase de nettoyage chimique est mise en oeuvre tous les mois. Elle consiste à injecter un réactif chimique à contre-courant vers les membranes 31 puis à le laisser agir. Dans ce mode de réalisation, le réactif chimique utilisé est de l'hypochlorite de sodium ayant une concentration en chlore égale à 200 ppm. L'injection est réalisée selon un volume de 5L/m2 de membranes et la durée pendant laquelle on laisse le produit agir égale à 30 minutes.

Dans des variantes, plusieurs réactifs chimiques pourront être utilisés par exemple de manière combinée pour assurer le nettoyage chimique des membranes. La mise en oeuvre d'une phase de nettoyage chimique permet aux membranes de recouvrer un niveau de performance égale sinon très proche du 15 niveau de performance de membranes neuves. Dans une variante, un procédé selon l'invention comprend une étape de mesure d'une information représentative du niveau de colmatage des membranes 31. La valeur mesurée en continu est comparée à une valeur de référence. Chaque fois que le niveau de colmatage des membranes 31 devient trop important en dépit 20 de la mise en oeuvre régulière de phases de nettoyage mécanique, une phase de nettoyage chimique est mise en oeuvre. Si, au cours du traitement de l'eau, le niveau de colmatage des membranes devient trop important en dépit de la mise en oeuvre d'étapes de nettoyage mécanique et chimique selon l'invention, des étapes de nettoyage curatif chimique 25 peuvent alors être mises en oeuvre. 7.5. Essais Des essais ont conduit à mettre en évidence le fait que la mise en oeuvre de l'invention permet d'augmenter la production d'eau traitée. Les techniques de l'art antérieur permettent de produire de l'eau traitée à un flux de l'ordre de 15 30 1/h.m2 de membrane alors que la technique selon l'invention permet de produire dans les mêmes conditions de l'eau traitée à un flux de l'ordre de 26 1/h.m2 de membrane. Elle conduit donc à augmenter la production d'eau traitée d'environ 70 %. La technique selon l'invention permet également de réduire la quantité d'air injectée de manière à assurer le décolmatage des membranes. Les techniques de l'art antérieur nécessitent une demande spécifique en air de l'ordre de 0,36 Nm3/h.m2 de membrane alors que la technique selon l'invention requiert une demande spécifique en air de l'ordre de 0,21 Nm3/h.m2 de membrane. Elle permet donc de réduire le niveau d'aération d'environ 40 %.

La mise en oeuvre des phases de nettoyage mécanique permet de prolonger dans le temps le niveau de performance des membranes de filtration. La figure 6 illustre l'évolution dans le temps de la perméabilité des membranes sans mise en oeuvre de phase de nettoyage mécanique selon l'invention. On y observe que la perméabilité des membranes décroît de 100 1/h.m2 de membrane en trois jours. La figure 7 illustre l'évolution dans le temps de la perméabilité des membranes avec mise en oeuvre de phases de nettoyage mécanique selon l'invention. On y observe que la perméabilité des membranes est stable sur la même période. La technique selon l'invention joue donc un rôle de nettoyage préventif des membranes. La figure 8 illustre l'évolution dans le temps de la perméabilité des membranes avec mise en oeuvre de phases de nettoyage mécanique selon l'invention en partant d'un niveau de perméabilité faible. On y observe une augmentation progressive de la perméabilité des membranes, ce qui traduit une régénération de leur niveau de performance, après chaque phase de nettoyage mécanique selon l'invention (NM). La technique selon l'invention joue donc également un rôle de nettoyage curatif des membranes. La figure 5 est un graphique qui illustre l'évolution dans le temps de la perméabilité des membranes. La zone SR illustre l'évolution de la perméabilité des membranes avec alternance de phases de filtration de 8 minutes et de phases de relaxation de 2 minutes. La zone R illustre l'évolution de la perméabilité des membranes avec alternance de phases de filtration de 8 minutes et de phases de relaxation de 2 minutes et mise en oeuvre de phases de nettoyage mécanique selon l'invention. Tel que cela apparaît sur cette figure, la mise en oeuvre de phases de nettoyage mécanique permet de maintenir le niveau de performance des membranes pendant une période plus longue. On constate toutefois que le niveau global de performance des membranes tend à réduire dans le temps. La mise en oeuvre de phases de nettoyage chimique permet de contrecarrer cet inconvénient. Ces phases de nettoyage chimique, qui impliquent l'emploi de produit chimique, peuvent toutefois être mises en oeuvre de manière échelonnée dans le temps. Ainsi, le recours aux produits chimiques pour assurer le décolmatage des membranes est assez réduit ce qui limite l'impact du traitement de l'eau sur l'environnement et son coût.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS1. Procédé de nettoyage d'un module de filtration membranaire (18) comprenant au moins deux membranes planes (31) distantes l'une de l'autre et solidarisées à leur périphérie de part et d'autre d'un châssis (30), lesdites membranes (31) définissant un espace intérieur (I) reliée à une canalisation (32) pour l'écoulement d'un filtrat et un espace extérieur (E) pour le recueil d'un retentat, ledit procédé comprenant au moins : - une phase de nettoyage mécanique, ladite phase de nettoyage mécanique comprenant au moins les étapes suivantes : - étape (a) d'injection sous pression dudit filtrat dans ledit espace intérieur (I) via ladite canalisation (32) jusqu'à atteindre une pression transmembranaire comprise entre 10 et 100 mbar, puis d'obturation de ladite canalisation lorsque ladite pression est atteinte ; - étape (b) d'injection d'un fluide gazeux à la base dudit module ; - une phase de nettoyage chimique, ladite phase de nettoyage chimique comprenant au moins une étape (c) d'injection d'au moins un réactif chimique dans ledit espace intérieur (I).
2. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite injection sous 20 pression dudit filtrat dans ledit espace intérieur (I) est mise en oeuvre jusqu'à atteindre une pression transmembranaire égale à 50 mbar.
3. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la durée de ladite étape (a) est comprise entre 10 secondes et 10 minutes.
4. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce 25 que la durée de ladite étape (b) est comprise entre 1 minute et 120 minutes.
5. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ladite phase de nettoyage mécanique est mise en oeuvre toutes les 4 heures à 7 jours.
6. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite phase de 30 nettoyage mécanique est mise en oeuvre de manière journalière. 15
7. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de mesure d'une information représentative du niveau de colmatage desdites membranes.
8. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de comparaison de ladite information à une valeur de référence, et en ce qu'une phase de nettoyage chimique est mise en oeuvre lorsque ladite information est supérieure à ladite référence.
9. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que ledit fluide gazeux est de l'air.
10. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une phase de nettoyage curatif chimique.