NEWS de Janv. Fév. mars 2008

7 Fev. 2008 de 14h30 à 16h30

Réunion n°18

Programme

- Points news GAP

- Synthèse Travaux Tan –Tan H. DACH

- Synthèses travaux stage Eby MOHAMEDOU

- Projet Equipe Emergente GA&P

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Comparaison des Comparaison des opérations de opérations de

Nanofiltration (NF) et Nanofiltration (NF) et d’Osmose Inverse (OI) d’Osmose Inverse (OI) basse pression pour le basse pression pour le dessalement d’une eau dessalement d’une eau

saumâtresaumâtre

Etude pilote à Tan Tan Etude pilote à Tan Tan

Réunion GAP du 7 fév. 2008Réunion GAP du 7 fév. 2008

Hanane DACHHanane DACH

2

Projet MEDRC n°04As005

PlanPlan Présentation de la station de déminéralisation d’eaux saumâtres de Tan Tan (Maroc)

Objectifs de l’étude Matériel et méthodes

Résultats et discussions

Conclusion et perspectives

3

4

Usine de dessalement de Usine de dessalement de Tan TanTan Tan

Station de déminéralisation d’eau saumâtre de Tan Tan; mise en service en 2003

Capacité de production 1700 m3/j.

Procédé de déminéralisation : OI

Station équipée de membranes d’OI basse pression, de type BW30 440, fournies par Filmtec, modules spiralés.

Nombre de SKID : 2

Configuration en deux étages

Taux de conversion global : 70%

l’eau saumâtre est caractérisée par : Salinité totale (ST) : 4000 ppm

SDI = 0,3 -0,4

Évaluation et comparaison des performances (productivité et sélectivité) de différentes membranes de NF et d’OI basse pression du marché pour les comparer entre elles pour le dessalement d’eau saumâtre (Tan Tan, maroc)

Evaluer la précision des logiciels de simulation de 3 fournisseurs de membranes :

Déterminer les conditions opératoires limites (salinité totale, taux de conversion, pression trans-membranaire) d’utilisation des membranes de NF et d’OI basse pression vis-à-vis du dessalement d’une saumâtre

Evaluer les performances de ces membranes pour la défluoruration d’une eau saumâtre dopée en F-

Objectifs de Objectifs de l’étudel’étude

5

ROSA: Dow Chemical IMSDesign : HydranauticsCSMPRO : Saehan

6

Matériels et Matériels et

méthodesméthodes Pilote de NF et d’OI

(1) Réservoir d’alimentation de 2.6 m3(débit d’alimentation max. de 3 m3/h);

(2) Unité Pilote NF/OI équipée d’1 tube de pression avec un module 4” de type BW30 40-40 Sm = 7,6 m2;(3) Système de refroidissement (T fixée à 21°C)

3

2

11

2

3

7

Matériels et Matériels et

méthodesméthodes Membranes testées

Dow: BW30-4040 (OI basse pression) BW30-LE-4040 (OI basse pression) NF90-4040 (NF)

Hydranautics ESPA-3 (OI basse pression) ESNA-LF (NF)

Saehan RE4040-BLF (OI basse pression) NE4040-90 (NF) RE4040-70 (NF)

Conditions opératoires de mise en oeuvre

Essais réalisés à 4 taux de conversion (10, 45,70 et 90%) et 3 flux de perméat (13,19, 26 L.m-² .hr-1) Pression d’alimentation fixée par le taux de conversion et le flux cible Température maintenue à 21°C

8 modules spiralés : 4 de NF et 4 d’OIBP ; Surface géométrique de chaque module = 7,6 m2

8

Matériels et méthodes Matériels et méthodes (2) (2)

TDS mètre : Salinité totale Electrodes spécifiques : Cl-, F- , NO3

- 

Spectrophotomètre : Ca 2+ , Mg2+ Turbidimètre : SO4

2- 

Absorption atomique : K+, Na+,

Outils analytiques et éléments analysés

Logiciels de simulation

Pour faire les simulations, il est nécessaire de connaître : la composition détaillée de l’eau d’alimentation, le débit de perméat, le débit d’alimentation, le taux de conversion; il faut aussi définir le nombre d’étages, le nombre de tube de pression et le nombre de module par tube de pression ainsi que le type de membrane.

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Résultats et Résultats et

discussionsdiscussions

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Composition succintede l’eau de Tan Tan

Eau d’alimentation

(Tan Tan )

NormesMaroc

Valeurs guides OMS

(2006)

T(°C) 27 - 25°C

pH 7.9 6.0 - 9.2 6.5-8.5

TDS(ppm) 4010 1000 - 2000 1000

Cl-(ppm) 1349 350 - 750 250

NO3-(ppm) 20 50 50

F-(ppm) 1.1 0.7- 1.5 1.5

SO42-(ppm) 500 200 200

Hardness(ppm)

384 500 500

Na+(ppm) 595 200 200

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Résultats de simulation

feed flowrate = 2 m3/hr ; permeate flow = 0.2 m3/hr, conversion rate = 70%

MembraneType

Feed Pressure

(bar)

Energy(kW/

m3

)

Perm.TDS

(mg/L)

Perm. Cl-(mg/

L)

Perm F-(mg/L)

Perm.Na+

(mg/L)

Perm. SO4

2-

(mg/L)

Perm. Ca2+

(mg/L)

Perm.Mg2+

(mg/L)

BW-30 18,1 6,23 58 24 0,04 14 4 2.6 1,1

BW-30-LE

14,5 5 106 44 0,07 15 7 4,8 2,1

NF90 10,3 3,59 375 191 0,31 111 12,9 13 5,7

RE BLF 22,2 nd 124 55 0,02 28 10,7 5,6 2,4

NE90 20,4 nd 516 264 0,01 135 9 5 2

NF70 19,3 nd 1361 730 0,03 373 5,5 2,5 1,1

ESPA310,3 nd 635 212 0,41 185 29 16 7

ESNA1-LF

9,7 nd 1008 530 1,18 321 35 29 12

DOW

SA-HE-AN

HYDRANAUTICS

Lorsque la simulation est réalisée, le programme fournit un bilan des performances : (le taux de rétention des membranes, la composition ionique du perméat et du rejet, la pression d’alimentation, les coûts énergétiques ROSA).

But : ?

12

Perméabilité à l’eau de Tan Tan

Membrane Lp’ (L/h.m2.bar) Pc (bar)

NFNE70 8.2 1.5

NF90 6.4 2.5

ESNA1 LF 6.3 2.1

NE90 Saehan 5.5 2.4

ROREBLF 5.1 3.0

ESPA3 4.6 2.9

BW30LE 3.9 2.8

BW30 2.4 3.0

Figure 1 : perméabilité des membranes à l’eau de Tan Tan ( T = 21°C)

Nanofiltration :NE70 > NF90 ≥ ESNA 1 LF > NE90Osmose inverse : RE BLF > ESPA 3 > BW30 LE > BW30

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Rétention des membranes

Evolution de la salinité totale dans le perméat à différents taux de conversion pour les membranes étudiées

( Débit perméat = 0,2 m3/h , T° = 21)C)

nd

Taux de conversion qualité du perméat. Les membranes NF90 et NE90 sont les membranes de NF les plus adéquates pour ETTDessalement partiel et Eau produite à TDS < 1000ppm

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Pressions appliquées

Pressions appliquées à différents taux de conversion pour les membranes étudiées ( Débit pérmeat = 0,2 m3/h , T° = 21°C)

Les pressions appliquées en OI sont plus élevées qu’en NF ( Pression BW30 = 2 x Pression NF90)

15

Comparaison des essais pilotes avec les

simulations (1)

Comparaison des résultats expérimentaux avec les simulations ( Débit pérmeat = 0,2 m3/h , taux de conversion 70%, T° = 21°C)

Les projections réalisées par le logiciel ROSA sont les plus proches des résultats expérimentaux .

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Comparaison des essais pilotes avec les simulations (2)

Fig : Comparaison des résultats expérimentaux avec les simulations ( Débit pérmeat = 0,2 m3/h , taux de conversion 70%, T° = 21°C)

Les projections des pressions de filtration réalisées par les logiciels ROSA et ISMD sont les plus proches des résultats expérimentaux que les résultats obtenus avec SAHEAN.

membrane Lp’LMHbar-1

TDS permeate (mg/L)

Domaine de pression

(bar)

BW30 2,4 54 - 250 8,5 – 19,1

ESPA3 5,1 78 - 578 5,4 – 12,2

NF90 6,4 190 - 1130 4,8 – 11,3

NE90 5,5 200 - 1240 5,3 - 11,7

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Membranes choisiespour les essais de dopage

18

Evaluation de l’impact de la salinité sur les performances des membranes

Essais de dopage

Fig : Effet de la salinité de l’eau d’alimentation sur la qualité du permeat et sur les pressions d’alimentation ( Débit pérmeat = 0,2 m3/h , Taux de conversion 70%, T° =

21°C)

3 niveaux de salinité à tester (4, 6, 10 g/L) 

Salinité qualité du perméat.Les pressions de filtration augmentent avec la pression

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Essais de dopage

Essais sur l’élimination du Fluor

Dopage de l’eau de Tan Tan avec NaF à 5, 10 et 15 ppm en F-

Fig : Evolution de la concentration en fluorures dans le perméat en fonction de la concentration d’alimentation

( Débit pérmeat = 0,2 m3/h , Taux de conversion 70%, T° = 21°C)

La concentration initiale en F- n’affecte pas les performances de la BW30En NF , la concentration en F- dans le perméat augmente avec la concentration initialeLe F- est réduit par les membranes de NF à des valeurs satisfaisantes qui ne dépassent pas les normes OMS ( sauf pour la NE90 à 15 ppm)

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Des 4 membranes de NF testées, la NF90 et la NE90 sont sans doute les plus adéquates et les plus concurrentes à la BW30 pour le dessalement d’une eau saumâtre de 4 g/L. elle permettent un dessalement partiel et permettent aussi de préparer une eau destinée à la consommation humaine ( TDS ≤ 1000 ppm) à des pressions 2 fois plus faibles et à des taux de conversions plus élevés (90%).

ConclusionConclusion

le logiciel ROSA de DOW est le plus précis; Ce logiciel permet de donner des informations sur la tendance en terme de rétention et de pression nécessaire pour le système

Les membranes NF90 et N90 ne sont plus utilisables pour la préparation d’une eau destinée à la consommation humaine à partir d’une eau saumâtres d’une salinité inférieure à 8 g/L

Les essais d’élimination du Fluor confirment les meilleures performances de la NF pour la défluoruration sélective des eaux saumâtres au Maroc.

Caractérisations physico-chimiques d’une membrane d’osmose inverse usagée - Cas

d’Iwik « Parc National du Banc d’Arguin » (Mauritanie)

Présenté par

Eby O. MOHAMEDOUEby O. MOHAMEDOU,,

sous la direction du professeur Maxime PONTIE, GA&P

en collaboration avec : ABDEL KADER O. M, M..L. FAGEL, CRAER

et Sonsoles GONZALES, ITC

Réunion GAP n°18, 7/02/08, à Angers

PLAN

Introduction

Matériel et Méthodes

Résultats et Discussion

Conclusion et Perspectives

Introduction

Introduction

Prélèvement de la membrane d’osmose inverse dans le

PNBA (en Mauritanie…)Du terrain…

Cell body bottom

Cell body top

Au laboratoire, à Angers (France)…

Membrane d’osmose inverse de type thin film composite (TFC)

Membrane Polyamide

Couche Polysulfone

Support Polyester

0,2µm

40 µm

120µmSWHR-30SWHR-30

espaceur

membrane

Matériel et Méthodes (VI)

Hydranautics.wmv

Conditions opératoires des autopsies

138 cm² de surface de travail.

Flux d’alimentation de 0,17 m/s soit Re = 422.

le conductimètre, le thermomètre, le chronomètre, l’éprouvette.

L’eau distillée : pH = 5.5 , conductivité = 2.5µS/cm et la température de 20°C.

AFM

MEB + EDX

Mesures de potentiel d’écoulement (cf. thesis A. Thekkedath)

Résultats

et discussion

confidentiel

Bilan PUBLICATIONS

9

Chapitres de livres : 3 (CFM, cahier n°4)

Articles publiés : 1 (JIE08, AFSSA)

Articles soumis ou en préparation : 5

Participation congrès 2008 :- ISE08, March 08, Brésil

- WFC08 Leipzig, 2 comm. orales + 1 poster / oral- Euromed, Nov 2008 Jordanie

-------------Stagiaires prévus au GAP en 2008

-Eby Mohamedou (doctorant)- Adeline Gardien (Diagnostic et

bioaccumulation du P) L3-5 L3 CBE (en cours), 2M1-SIE

ACTIVITES EN COURS

- Tony : synthèse résultats caractérisations bentonites (projet MEDRC 2) + conf orale Bresil (mars 2008)- Frédéric : Biofilm à poitiers + réunion CAC (date à fixer-fin avril)- Maxime : corrections livre CFM + 1 RAPPORT MEDRC2 (en cours) + 1 comm. oral WFC08 + thèses Vince (juillet 08) et H. Dach (6 mai 08) + 5 article (en cours) - Nadjib: rapport 1A (en cours)- Naceur : Synthèse biblio pré-traitements eau de mer (reste références à joindre) - Hanane : rédaction thèse (en cours) + 1 article à soumettre + 1 comm. orale WFC08 + oral thèse- François : rédaction thèse (en cours)- Issa : article Electroanalysis (en cours) + collaboration Angers-Ouaga (signature en cours) - Eby Mohamedou : rédaction rapport GAP-ITC-CRAER (en cours)