Application des procédés membranaires et d'adsorption pour le déssalement et la defluoruration des eaux : Caractérisations, performances, valorisation

Abstract

L’accès à l’eau douce est un enjeu majeur pour les décennies à venir pour certaines régions du monde, ce qui nécessite une action immédiate. Face à l’insuffisance des ressources en eau conventionnelles et à la demande croissante en eau potable, des ressources alternatives non-conventionnelles peuvent être exploitées, à savoir l’eau de mer et les eaux saumâtres. Malheureusement, ces dernières présentent des taux de salinité élevés et dans certains cas elles peuvent contenir des éléments indésirables tels que les fluorures et les nitrates. Avec les techniques classiques, le traitement est moins performant, ce qui fait, il faut faire appel aux techniques modernes, à savoir les techniques d’osmose inverse et de nanofiltration. Dans ce cadre, une étude sur le comportement hydrodynamique et physicochimique de cinq membranes commerciales de nanofiltration (NF270 et NF90) et d’osmose inverse (BW30, BW30LE, SW30HR) était nécessaire en vue de comprendre au mieux leurs fonctionnements. Pour cela, nous avons développé quatre types de caractérisation : hydrodynamique, électrique, morphologique et de mouillabilité. Ensuite, une étude sur leurs performances en termes de rétention des sels chlorures et sulfates à différents niveaux de salinité et avec la mise en évidence des phénomènes de transport de matière (convection et diffusion). Les expériences précédentes nous ont menés à faire le choix de trois membranes (NF270, NF90 et BW30) pour étudier l’élimination des ions fluorures et nitrates dans l’eau en fonction des différents paramètres opératoires (pression, pH, concentration et type de sel) et dans différents systèmes (simple et en mélange). Les résultats ont montré des taux d’abattements supérieurs à 90%. Comparant à la NF270 et à la BW30, la membrane NF90 s’est avérée efficace pour une défluoruration partielle et sélective, ainsi qu’elle peut être appropriée pour l’élimination des nitrates à un faible excès. Au niveau de la station de traitement des eaux souterraines, nous avons étudié la possibilité d’amélioration du procédé de défluoruration et la valorisation du concentrât en utilisant un matériau naturel (adsorbant d’Opoka).