Pour commencer, il est important de bien comprendre les osmoses inverses et de connaître les composantes de celles-ci afin de bien assimiler les informations ci-dessous.
Alors, sans rentrer dans les détails, les systèmes d’osmose inverse sont des systèmes membranaires qui fonctionnent comme les autres types de filtration. De façon simple, une pression supérieure à la pression osmotique est appliquée afin de déplacer l’eau dans le système et au travers des membranes osmotiques. Pour mieux comprendre le fonctionnement des osmoses inverses, nous vous suggérons de consulter cet article :
À des fins pratiques et afin de bien comprendre les sujets abordés ci-dessous, il est important de connaître et comprendre certains termes :
- Perméat : il qualifie un fluide ayant traversé une membrane semi-perméable. Autrement dit, le perméat qualifie le flot d’eau purifié.
- Concentré : fais référence au fluide contenant les contaminants/substances qui ont été retenus par la ou les membrane(s).
- Pression osmotique : Elle se dit de la pression nécessaire devant être appliquée du côté de la solution afin d’arrêter le mouvement du fluide lorsqu’une membrane semi-perméable sépare les deux mélanges.
C'est quoi le réseau d'une osmose inverse?
Communément appelé « array », le réseau d’un système d’osmose inverse fait référence à la disposition physique des boîtiers de membranes et des membranes. On exprime généralement le réseau d’un système d’osmose inverse grâce à ces types d’expression :
- Pour un système à deux stages, 4 : 2
- Pour un système à trois stages, 8 : 4 : 2
- À noter que les chiffres utilisés peuvent varier, ce ne sont que des exemples.
Le nombre de stages fait référence aux nombres de boitiers de membrane se trouvant dans le réseau de l’osmose inverse. Le chiffre précise le nombre de membranes présent dans chaque stage.
Afin de mettre en lumière ce qu’est un réseau d’osmose inverse, voici une illustration d’un réseau à trois stages :
Comme cette illustration le démontre, dans un réseau d’osmose inverse, c’est le concentré qui est renvoyé au stage suivant. De cette manière, le pourcentage d’eau utilisé augmente ce qui diminue le gaspillage inutile.
C’est donc dans un but d’optimisation de l’utilisation de l’eau qu’un réseau d’osmose inverse est créé. Bien qu’il y ait des exceptions, typiquement, le taux de récupération des différents stages avoisinent les pourcentages suivants :
- Stage 1: 50%.
- Stage 2 : 25%
- Stage 3: 12.5
Ce qui signifie qu’avec une osmose inverse ayant un réseau de trois stages, le taux de récupération d’eau avoisinerait les 82.5%. Il est toutefois important de noter que l’installation d’un troisième stage de traitement n’est pas adéquat pour tout le monde puisque le taux de concentration du concentré peut devenir problématique et promouvoir l’encrassement des membranes, ce qui affecterait la qualité du traitement.
Comment déterminer le nombre de membranes osmotique par stage?
Comme nous l’avons dit plus haut, les chiffres utilisés afin de définir le réseau d’un système d’osmose inverse représentent le nombre de membranes se trouvant à chaque stage dudit réseau.
Pour reprendre l’exemple utilisé ci-haut, dans un réseau d’osmose inverse 8 : 4 : 2, au stage 1, on retrouverait 8 membranes, au stage 2, 4 membranes et au stage 3, 2 membranes. Pour déterminer l’intervalle de membrane, il faut prendre en compte plusieurs aspects.
- Le débit visé ;
- La qualité d’eau d’alimentation ;
- La qualité à atteindre ;
- L’intervalle de température de l’eau ; et
- Le type de membrane.
L’importance de prendre en compte tous ces paramètres réside dans le fait que chaque petit changement dans un de ces paramètres peut affecter l’intégrité du traitement. Par exemple, on sait que la viscosité des fluides change en fonction de leur température ces pareils pour l’eau. Plus elle est froide, plus elle est visqueuse, ce qui peut affecter le débit et la pression interne d’un système d’osmose inverse.
Mise en situation : Élaboration d'un réseau d'un système d'osmose inverse produisant 30 gpm
- Situation 1 : Dans cette situation, l’eau est plutôt froide [4°C - 8°C] et possède une concentration de matière dissoute d’environ 600 ppm. Sans prendre en compte le type de membrane et la qualité d’eau à atteindre, la solution optimale ici serait un réseau à 3 stages qui ressemblerait à ceci : 4 : 3 : 1
- Situation 2 : Dans cette situation, l’eau est plus chaude [8°C – 12°C] et possède une concentration de matière dissoute d’environ 400 ppm. Toujours sans prendre en compte le type de membrane et la qualité d’eau à atteindre, la solution optimale ici serait un réseau à 2 stages qui ressemblerait à ceci : 4 : 2
Petite précision, de façon générale, la meilleure qualité de perméat sera offerte par les osmoses inverses ayant un réseau de deux stages.
C'est quoi les "passes" dans un système de traitement d'eau par osmose inverse?
Quand on entend parler d’un deuxième passage dans un système d’osmose inverse, c’est une manière d’expliquer que le perméat, soit l’eau traitée, passera une deuxième fois dans un différend système d’osmose inverse afin d’améliorer la qualité dudit perméat. De cette manière, la présence de matière dissoute et la conductivité de celui-ci peuvent être abaissées à des niveaux exceptionnels.
D’ailleurs, un système de traitement d’eau complet peut contenir une première osmose inverse avec un réseau 8 : 4 : 2, par exemple, et un deuxième passage dans une osmose inverse avec un réseau 6 : 3.
Quelles sont les différences entre le réseau et les "passes" d'un système d'osmose inverse
De façon simple, lorsqu’on pense à un système d’osmose inverse à deux passes, c’est le perméat qui passe une fois additionnel dans une osmose inverse séparée. De l’autre côté, lorsqu’une osmose inverse possède plusieurs stages dans son réseau, c’est le concentré qui est dirigé vers d’autres membranes osmotiques se trouvant dans le même système.
L’avantage d’opter pour un système à stage multiple est qu’il vous permet d’acquérir un système qui, dans certains cas, répond exactement à vos besoins tout en vous permettant d’effectuer des économies importantes. Cela est notamment dû au fait que grâce aux différents stages, des ajustements peuvent être faits afin d’atteindre des objectifs précis.
Le réseau des osmoses inverses démystifié
Comme vous l’avez probablement compris, l’importance de comprendre les concepts de « stages » et de « passe » dans un système d’osmose inverse est primordiale afin de bien comprendre les justifications durant la sélection d’un système. D’ailleurs, mieux comprendre vos équipements vous permets aussi d’identifier plus rapidement s’il y a des problèmes reliés à leur fonctionnement.
Bref, nous espérons que ces informations vous seront utiles et qu’elles vous permettront de mieux comprendre les ramifications des systèmes d’osmose inverse. D’ici là, voici quelques articles qui pourrais vous intéresser, n’hésitez pas à les consulter pour plus de détails :