Ultrafiltration (UF)
L'ultrafiltration (UF) est un procédé de séparation par membrane largement utilisé dans le traitement de l'eau et des eaux usées. Elle utilise des membranes semi-perméables dont la taille des pores est généralement comprise entre 0,01 et 0,1 micron. L'objectif principal de l'ultrafiltration est d'éliminer les colloïdes, les solides en suspension, les bactéries et les virus de l'eau d'alimentation, en produisant un perméat dont la turbidité, la couleur et la teneur en agents pathogènes sont réduites. Cela rend l'UF populaire dans des applications telles que la purification de l'eau municipale, l'eau de traitement industrielle et le prétraitement pour les systèmes d'osmose inverse.
L'un des principaux avantages de l'ultrafiltration est sa capacité à fonctionner à des pressions relativement basses, ce qui permet de réduire la consommation d'énergie. Les processus de nettoyage automatisés permettent de prolonger la durée de vie des membranes et de maintenir une qualité constante du filtrat. Les systèmes d'ultrafiltration sont compacts, faciles à installer et nécessitent une intervention minimale de l'opérateur, ce qui en fait des solutions rentables. Grâce à sa grande efficacité de séparation et à sa polyvalence, l'ultrafiltration joue un rôle essentiel dans l'approvisionnement en eau potable, industrielle et commerciale. Elle reste donc un choix idéal.
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Résidentiel ou commercial léger
Systèmes d'ultrafiltration pour l'usage résidentiel ou les besoins commerciaux légers de faible capacité.
Systèmes d'ultrafiltration industriels
Systèmes d'ultrafiltration de grande capacité avec systèmes de nettoyage automatique pour l'industrie.
Ultrafiltration sur mesure
Systèmes d'ultrafiltration conçus sur mesure pour les laboratoires et l'industrie.
Systèmes d'ultrafiltration à usage résidentiel et commercial
Systèmes d'ultrafiltration de la série UF-C
Conçue pour les particuliers et les petites entreprises, la série UF-C offre une ultrafiltration fiable avec un minimum d'entretien. Son encombrement réduit et son installation simple en font un excellent choix pour garantir une eau propre et sûre.
Systèmes d'ultrafiltration UF-M Series
Idéale pour les ménages plus importants ou les opérations commerciales, la série UF-M offre des débits plus élevés et une technologie de membrane avancée. Ce système robuste garantit une qualité d'eau constante tout en réduisant la consommation d'énergie.
Systèmes d'ultrafiltration à usage industriel
Systèmes d'ultrafiltration de la série UF-HI
Conçue pour les applications les plus rigoureuses, la série UF-HI garantit des performances fiables en mettant l'accent sur la durabilité. Équipée de fonctions de nettoyage automatisées, elle offre un débit soutenu pour un fonctionnement industriel continu.
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Les systèmes d'ultrafiltration (UF) sont des technologies de filtration qui fonctionnent sous pression, comme les membranes d'osmose inverse, pour séparer les particules dont le poids moléculaire est supérieur à celui de l'eau elle-même. Ces systèmes sont très efficaces pour éliminer les solides en suspension et les particules dans l'eau. Les systèmes d'ultrafiltration peuvent atteindre une performance de filtration jusqu'à 5 nanomètres, ce qui les rend plus précis que les systèmes de microfiltration. Pour cette raison, leur pression de fonctionnement est légèrement supérieure à celle de la microfiltration, généralement comprise entre 2 et 4 bars. La capacité moyenne de débit est d'environ 40 à 120 litres par mètre carré de surface membranaire. Ils sont souvent utilisés dans les projets de traitement des eaux industrielles à la place des filtres à sable multimédias.
Une unité d'ultrafiltration peut filtrer tous les solides en suspension à un niveau microscopique. Les membranes UF utilisent une technique spéciale de membrane connue sous le nom de fibre creuse, ce qui leur permet d'éliminer les particules solides jusqu'à environ 0,025 micron. Sachant qu'un cheveu humain a une épaisseur de 70 à 80 microns, il est facile de comprendre l'efficacité des dispositifs d'ultrafiltration pour la filtration de l'eau à l'échelle microscopique.
Dans les systèmes UF, la performance est mesurée à l'aide d'un paramètre appelé MWCO (Molecular Weight Cut Off). Ce paramètre est déterminé par la durée pendant laquelle une membrane UF peut retenir au moins 90 % des substances dont le poids moléculaire est supérieur à celui de l'eau (comme les protéines ou les glycols). Par exemple, si une membrane UF peut empêcher le passage d'au moins 90 % de ces substances pendant deux jours, mais que cette rétention tombe à 89 % après deux jours, le MWCO de cette membrane est considéré comme étant de 2. Le MWCO n'étant pas une norme internationale, il ne s'agit pas d'un principe de mesure universellement reconnu, mais il est fréquemment utilisé dans les évaluations techniques.
Les applications courantes des systèmes d'ultrafiltration sont les suivantes
- Récupérer les protéines de substances telles que le lait ou le lactosérum, concentrer les sucres dans les jus de fruits, éliminer les bactéries, les solides en suspension et les matières organiques de l'eau potable en bouteille.
- Dégraissage dans les systèmes d'assainissement.
- Élimination des bactéries et des virus dans l'eau municipale, production d'eau utilisable à partir des eaux usées.
- Servir d'étape de prétraitement dans les systèmes d'osmose inverse pour éliminer les solides en suspension.
Différences entre les systèmes d'UF et d'OI
Les systèmes UF sont généralement utilisés pour séparer les solides en suspension, ce qui peut être insuffisant pour éliminer les substances dissoutes dans l'eau. Les systèmes d'osmose inverse, en revanche, filtrent au niveau moléculaire, y compris les substances dissoutes. Les performances de l'UF se situent généralement entre la microfiltration et la nanofiltration.
Comment cela fonctionne-t-il ?
Les systèmes d'ultrafiltration fonctionnent selon le même principe que les filtres à sédiments standard. Les solides en suspension sont piégés par la structure poreuse des membranes d'UF. Essentiellement, l'eau sous pression est forcée à travers les membranes, ce qui permet à l'eau de faible poids moléculaire de passer. Le schéma d'un système UF typique est illustré ci-dessous :
Avantages
Les systèmes membranaires UF offrent des capacités de filtration avancées avec une faible consommation d'énergie, ce qui les rend très efficaces en tant qu'étape de prétraitement. En plus de réduire la turbidité, un système UF filtre les agents pathogènes tels que les bactéries et les virus, ce qui le différencie des filtres multimédias à base de sable. En résumé, les systèmes d'UF offrent les avantages suivants
- Efficacité de filtration élevée à des débits importants.
- Filtration avancée des agents pathogènes (bactéries, virus, etc.).
- Longue durée de vie et haute performance grâce aux capacités de lavage à contre-courant.
- Possibilité de conception compacte grâce à des configurations modulaires.
- Résistance élevée aux produits chimiques et aux températures.
Membranes d'ultrafiltration
Les membranes UF peuvent être fabriquées à partir de polymères organiques ou de matériaux inorganiques. Le choix dépend de paramètres spécifiques tels que le poids moléculaire des substances à filtrer et leur interaction avec les chaînes de polymères. Dans l'industrie du traitement de l'eau, les membranes à fibres creuses sont principalement utilisées. Le type de matériau de la membrane est important pour la stabilité chimique, thermique et mécanique, bien qu'il n'entraîne généralement pas de différences significatives en termes de flux ou de performance de filtration.
Conception du système d'ultrafiltration
L'ultrafiltration fonctionne généralement à basse pression, généralement entre 0,5 et 5 bars. Ces faibles pressions de fonctionnement permettent au procédé de fonctionner avec des pompes de faible puissance, voire sans pompe dans certains cas, ce qui offre un bon rapport coût-efficacité.
Les membranes UF sont produites sous forme modulaire sur une couche de support poreuse, chaque unité membranaire étant appelée "module". Chaque module possède une entrée pour l'eau d'alimentation, une sortie pour le concentré et une sortie pour le perméat. Il existe deux principaux types de modules sur le marché : les membranes à enroulement en spirale et les membranes à fibres creuses. D'autres types de modules - tels que les modules rotatifs, les modules vibrants ou les modules Dean vortex - sont conçus sur mesure pour des procédés spécifiques.
Chaque type de module présente des avantages et des inconvénients uniques en termes de nettoyage, de fonctionnement, de perte de charge et de performance de filtration. Par rapport aux autres types de modules, les modules à fibres creuses sont avantageux pour leur facilité de nettoyage et leur efficacité opérationnelle ; les membranes à enroulement en spirale offrent également des avantages similaires. D'autres types de membranes spécialisées ont des coûts d'exploitation et de propriété plus élevés, mais peuvent être préférées pour des applications industrielles spécifiques.