Recherche Avancée

Thèse soutenue

Étude de l'effet du débit pulsé en microfiltration et ultrafiltration sur membranes organiques à fibres creuses

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Auteur / Autrice : Hassiba Sais
Direction : Bharat Gupta
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Génie des procédés industriels
Date : Soutenance en 1995
Etablissement(s) : Compiègne
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale 71, Sciences pour l'ingénieur (Compiègne)

Résumé

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La première partie de ce travail est consacrée à un rappel bibliographique sur la filtration, ses limitations et les différents moyens pouvant être utilisés pour améliorer les flux de perméat, notamment la limitation du colmatage par la modification de l'hydrodynamique de l'écoulement et particulièrement par l'utilisation d'écoulements instationnaires. Compte tenu de la limitation de la pression admissible (2 bars) qui constitue une caractéristique technique importante des modules organiques à fibres creuses, nous avons proposé un type de procédé nouveau et original qui est constitué d'une pompe péristaltique de grande taille à un seul galet, dont l'effet est combiné à celui d'un accumulateur placé en aval de la membrane. L'étude des différents modes de fonctionnement du générateur de pulsations suivant son emplacement, nous a permis de choisir l'emplacement de ce dernier en aval de la membrane lors de la microfiltration d'une suspension minérale de carbonate de calcium où le phénomène limitant est la formation d'un dépôt. Une amélioration du flux de plus de 80% a été enregistrée pour des concentrations de 10 g/l et un nombre de Reynolds de 1925. Comme il est permis de récupérer la totalité de la perméabilité de la membrane grâce à la succession des phases de filtration et de nettoyage. Par contre pour la solution de pectine où les phénomènes limitant sont la polarisation de concentration et l'adsorption, l'emplacement de ce dernier en amont de la membrane et en opposition à la pompe d'alimentation a permis d'obtenir des gains de plus de 60% à une concentration de 5 g/l et une Ptm de 1 bar, grâce au rétrolavage périodique de la membrane lors de la phase d'écrasement du tuyau. La présence d'écoulement instationnaires entraîne une augmentation de la perte de charge et de la consommation énergétique, l'estimation de l’énergie spécifiques dégradée par mètre cube de perméat a été nécessaire en régime stationnaire et en régime pulsé. Pour la suspension de carbonate de calcium, à même énergies spécifiques le régime pulsé permet de produire quatre fois plus à faibles concentrations contrairement à la solution de pectine, ou une meilleure production n'est obtenue qu'à forte concentration de la solution et a même débit de la pompe.