Etude de la distillation membranaire à contact direct et phénomènes de colmatage : cas des colorants de textile

Abstract

La pénurie d'eau douce est l'un des plus grands défis du monde. Avec une population mondiale qui dépasse les sept milliards d'habitants, la demande en eau douce ne cesse d'augmenter. Le besoin en eau douce dans la région arabe augmente d'au moins 3 % par an. Les réglementations en matière d'environnement et de sécurité sont de plus en plus strictes pour garantir des solutions durables en matière d'eau, tandis que les efforts se sont concentrés sur l'amélioration des technologies de dessalement existantes. Divers procédés sont utilisés pour le dessalement de l'eau de mer et le traitement des eaux usées afin de résoudre le problème de la pénurie d'eau dans le monde entier. Ces technologies de séparation se divisent en procédé membranaire et procédé thermique. En général, les procédés membranaires regroupent l'osmose inverse (RO), la distillation osmotique (OD), la nanofiltration (NF), la microfiltration (MF), l'ultrafiltration (UF), l'osmose directe (FO), l'électrodialyse (ED), etc. Cependant, les procédés thermiques regroupent la distillation membranaire (MD), la distillation membranaire osmotique (OMD), la distillation à effets multiples (MED), la compression mécanique de vapeur (MVC), Distillation par détentes successives ou multistages flash (MSF), etc. De toutes les techniques prometteuses mentionnées, MD est considérée comme l'une des technologies de dessalement émergentes les plus prometteuses pour la production d'eau douce. MD est une technologie de transport thermique des molécules d'eau (en phase vapeur) à travers des membranes poreuses et hydrophobes. Un des côtés de la membrane hydrophobe est une alimentation chaude et l'autre côté est un perméat froid. Dans le cadre de ce travail, le procédé de distillation membranaire à contact direct (DCMD) a été appliqué pour le traitement des solutions de colorants textiles à l'aide d'une membrane en polyfluorure de vinylidène (PVDF). Les colorants cationiques (Maxilon Blue 5G, DrimareneYellow K-2R) et anioniques (Sodium Fluorescein) ont été choisis pour effectuer différents expériences.Pour simuler les rejets réels des industries de textile, une solution modèle contenant des sels et les trois colorants mentionnés a également testé. Les effets des paramètres de fonctionnement de la DCMD en fonction du flux de perméat et du facteur de séparation ont été étudiés. Le phénomène de colmatage à la surface de la membrane et dans les pores a été étudié au moyen de diverses techniques de caractérisation ainsi que le facteur de réduction du flux de perméat et l'indice de colmatage irréversible ont été calculés. Différents mécanismes de colmatage dans la DCMD pourraient être établis pour chaque type de colorant de textile.