banc de pompes psp

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banc de pompes psp

Concepteur de solutions et de services pour
RAITEMENT DES EAUX PAR OSMOSE INVERSE
la recherche etTle
développement
MANUEL PEDAGOGIQUE
MANUEL D’UTILISATION
Traitement des eaux par Osmose Inverse
07-1055D
BP46 Route d’Heyrieux  69360 St Symphorien d’Ozon  tel : 04 78 02 10 55  fax : 04 78 02 73 99
TRAITEMENT DES EAUX PAR OSMOSE INVERSE
MANUEL PEDAGOGIQUE
SOMMAIRE
1 - Mise en Place .......................................................................................................... ......... 1
2 – Préliminaires ............................................................................................................. ......... 2
3 – Indications d’Utilisation ........................................................................................ ......... 3
3 . 1 – Précautions des opérateurs .............................................................. 3
3 . 2 – Utilisation de produits ........................................................................ 3
3 . 3 – Elimination des produits .................................................................... 3
4 – Mise en Marche Générale .................................................................................... ......... 5
5 – Mise en Marche ...................................................................................................... ......... 6
5 . 1 – Production d’eau osmosée ............................................................... 6
5 . 2 – Osmose d’une solution synthétique .................................................. 8
6 – Procédure Générale d’Arrêt ................................................................................ ......... 10
7 – Utilisation des Afficheurs de Mesure ............................................................. ......... 12
7 . 1 – CI 1 : Conductivité concentrât ........................................................... 12
7 . 2 – CI 2 : Conductivité perméat .............................................................. 12
8 – Repérage des Mesures .......................................................................................... ......... 13
8 . 1 – FI 1 : Débit solution d’alimentation ..................................................... 13
8 . 2 – FI 2 : Débit production perméat ................................................................. 13
8 . 3 – PI 1 : Pression solution d’alimentation ............................................... 13
8 . 4 – PI 2 : Pression concentrât .......................................................................... 13
9 – Repérage des Sécurités ....................................................................................... ......... 14
9 . 1 – LAL 1 : Détecteur de niveau ............................................................. 14
10 – Manipulations ........................................................................................................... ......... 15
10 . 1 – Rappels théoriques .......................................................................... 15
10 . 2 – Manipulations ................................................................................... 20
MANUEL PEDAGOGIQUE
1 - MISE EN PLACE
- Installer le pilote dans un local correspondant à son utilisation sur un support plan,
stable et horizontal,
- L’éclairage du poste de travail doit être de 300 lux (minimum),
- Raccorder le tuyau souple d’alimentation d’eau du réseau au pilote,
- Raccorder le tuyau souple de vidange de la cuve d’alimentation à votre égout,
- Raccorder le tuyau souple d’évacuation d’eau de refroidissement à votre égout,
- Raccorder le tuyau souple d’évacuation de la soupape de sécurité à votre égout,
- Raccorder le tuyau souple de vidange de la cuve de perméat à un bidon de stockage,
si nécessaire,
- Raccorder le pilote à son alimentation électrique 230 V, 50 Hz, Monophasé, 3 kW,
- Le pilote est installé.
1
MANUEL PEDAGOGIQUE
2 - PRELIMINAIRES
- Prendre connaissance du manuel d’utilisation fourni avec le banc,
- Lire attentivement toutes les consignes de sécurité mentionnées dans ce bulletin
technique et vérifier les différents points de sécurité du banc,
- Déterminer vos conditions opératoires, les produits mis en jeu lors des essais, les
données physico-chimiques et les fiches de sécurité des ces produits ainsi que les méthodes d’analyse des concentrations.
2
MANUEL PEDAGOGIQUE
3 - INDICATIONS D’UTILISATION
3.1-
PRECAUTIONS DES OPERATEURS
Les opérateurs doivent être munis des vêtements de sécurité obligatoires :
- Blouse lors de toute manipulation ou réglage,
- Lunettes de sécurité lors de toute manipulation ou réglage,
- Chaussures de sécurité lors de toute manipulation ou réglage,
- Gants de sécurité lors de la manipulation de produits toxiques, irritants ou corrosifs.
3.2-
UTILISATION DE PRODUITS
Le pilote doit être utilisé avec des fluides peu agressifs et non oxydants.
Les acides forts tels que l’acide nitrique et l’acide chlorhydrique sont à proscrire pour
toutes concentrations et toutes températures.
L’acide sulfurique est à utiliser à froid à des concentrations inférieures à 10 % avec les
précautions d’usage des opérateurs.
3.3-
ELIMINATION DES PRODUITS
L’eau éliminée du pilote doit être de pH neutre avant son rejet dans l’environnement.
Le produit éliminé du pilote doit être ni oxydant ni réducteur avant son rejet dans
l’environnement.
N.B. Dans le cas contraire, il convient de le stocker dans des récipients appropriés
puis de le traiter (oxydation ou réduction suivant le type de produit) avant son rejet.
Le produit éliminé du pilote ne doit pas être toxique avant son rejet dans
l’environnement.
puis de le traiter avant son rejet.
3
MANUEL PEDAGOGIQUE
Le produit éliminé du pilote ne doit pas être la source de pollution organique importante avant son rejet dans l’environnement.
puis de le traiter avant son rejet.
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MANUEL PEDAGOGIQUE
4 - MISE EN MARCHE GENERALE
- Vérifier que le bouton « MARCHE / ARRET » de la pompe centrifuge d’alimentation
situé sur l’armoire électrique de contrôle est sur la position « ARRET »,
- Vidanger la cuve d'alimentation, si nécessaire,
- Laver cette cuve avec de l'eau propre, si nécessaire,
- Fermer la vanne de vidange de la cuve d'alimentation,
- Vidanger la cuve de réception du perméat, si nécessaire,
- Laver cet appareil avec de l'eau propre, si nécessaire,
- Fermer la vanne de vidange de la cuve de réception du perméat,
- Ouvrir la vanne de réglage du débit de concentrât,
- Ouvrir la vanne de réglage du débit de recirculation,
- Fermer la vanne de vidange du circuit de concentrât,
- Fermer la vanne de vidange du circuit de perméat,
- Fermer la vanne d’arrêt d’alimentation d’eau brute dans la cuve d’alimentation,
- Fermer la vanne de réglage de débit d’eau de refroidissement de l’échangeur de chaleur du circuit concentrât,
- Ouvrir la vanne d'alimentation générale d'eau du pilote,
- Le pilote est prêt pour une manipulation.
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MANUEL PEDAGOGIQUE
5 - MISE EN MARCHE
5.1-
PRODUCTION D’EAU OSMOSEE
- Ouvrir la vanne de vidange de la cuve de réception du concentrât,
- Positionner la vanne trois voies de sortie de la cuve de réception du perméat de manière à recycler celui-ci vers la cuve d'alimentation (L orienté à droite),
- Mettre sous tension l’armoire électrique par son interrupteur général « MARCHE /
ARRET » sur la position « MARCHE »,
- Mettre en route l’armoire électrique générale par son bouton « MARCHE / ARRET »
sur la position « MARCHE »,
- Ouvrir la vanne de remplissage de la cuve d'alimentation lentement de manière à
alimenter lentement l'eau brute à travers le filtre,
- Lorsque la cuve d'alimentation est pleine, fermer la vanne de remplissage de la cuve
d'alimentation,
- Régler le débit d’eau de refroidissement de l’échangeur de chaleur du circuit concentrât,
- Mettre en route la pompe d'alimentation par son bouton « MARCHE / ARRET » situé
sur l’armoire électrique de contrôle sur la position « MARCHE »,
- Régler la pression d'alimentation de la cartouche à 8 bars environ en fermant la
vanne de recyclage de l'alimentation,
- Régler le débit d'alimentation à 500 l/h environ en utilisant la vanne de réglage de
sortie du concentrât,
- Ajuster à nouveau la pression d'alimentation avec la vanne de recyclage de l'alimentation à 10 bars,
- Ajuster à nouveau le débit d'alimentation avec la vanne de réglage de sortie du concentrât à 500 l/h,
- Procéder par étapes successives avec les vannes de réglage de débit de recyclage
de l'ali-mentation et de débit de sortie du concentrât pour obtenir les paramètres de fonctionnement désirés (pression d'alimentation 10 bars, débit d'alimentation 500 l/h par
exemple),
N.B. Le perméat et le concentrât sont recyclés pendant cette période de réglage,
- Lorsque la conductivité du perméat est correcte (CI 2 inférieur à 10 µS/cm), il convient de le prélever,
6
MANUEL PEDAGOGIQUE
- Positionner la vanne trois voies de sortie de la cuve de réception du perméat de manière à prélever celui-ci (L orienté à gauche),
- Lorsque la conductivité du perméat remonte (CI 2 supérieur à 10 µS/cm), il convient
de le recycler,
- Ouvrir au maximum les vannes de réglage de débit de recyclage de l'alimentation et
de débit de sortie du concentrât,
- Arrêter la pompe d'alimentation par son bouton « MARCHE / ARRET » situé sur
l’armoire électrique de contrôle sur la position « ARRET »,
- Vidanger la cuve d'alimentation par sa vanne de vidange,
- Fermer la vanne de vidange de la cuve d'alimentation,
- Si la quantité d'eau osmosée produite n'est pas suffisante, il convient de recharger la
cuve d'alimentation en eau brute,
- Remplir à nouveau la cuve d'alimentation d'eau brute par sa vanne de remplissage,
- Lorsque la cuve d'alimentation est pleine, fermer la vanne de remplissage de la cuve
d'alimentation,
- Recommencer les opérations décrites ci-dessus jusqu'à obtention de la quantité
d'eau osmosée nécessaire,
- Lorsque la quantité d'eau osmosée nécessaire est obtenue, il convient d'arrêter le pilote.
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MANUEL PEDAGOGIQUE
5.2-
OSMOSE D’UNE SOLUTION SYNTHETIQUE
- Ouvrir la vanne de vidange de la cuve de réception du concentrât,
- Mettre sous tension l’armoire électrique par son interrupteur général « MARCHE /
ARRET » sur la position « MARCHE »,
- Mettre en route l’armoire électrique générale par son bouton « MARCHE / ARRET »
sur la position « MARCHE »,
- Introduire la quantité de solution nécessaire à la manipulation dans le bac
d’alimentation prévu à cet effet,
N.B. La solution à étudier doit être préparée à partir d'eau osmosée de très bonne
qualité (conductivité inférieure à 10 µS/cm),
- Régler le débit d’eau de refroidissement de l’échangeur de chaleur du circuit concentrât,
- Mettre en route la pompe d'alimentation par son bouton « MARCHE / ARRET » situé
sur l’armoire électrique de contrôle sur la position « MARCHE »,
- Régler la pression d'alimentation de la cartouche à 8 bars environ en fermant la
vanne de recyclage de l'alimentation,
- Régler le débit d'alimentation à 500 l/h environ en utilisant la vanne de réglage de
sortie du concentrât,
- Ajuster à nouveau la pression d'alimentation avec la vanne de recyclage de l'alimentation à 10 bars,
- Ajuster à nouveau le débit d'alimentation avec la vanne de réglage de sortie du concentrât à 500 l/h,
- Procéder par étapes successives avec les vannes de réglage de débit de recyclage
de l'alimentation et de débit de sortie du concentrât pour obtenir les paramètres de fonctionnement désirés (pression d'alimentation 10 bars, débit d'alimentation 500 l/h par
exemple),
N.B. Le perméat et le concentrât sont recyclés pendant cette période de réglage,
- Lorsque la conductivité du perméat est correcte (CI 2 inférieur à 10 µS/cm), il convient de le prélever,
- Positionner la vanne trois voies de sortie de la cuve de réception du perméat de manière à prélever celui-ci (L orienté à gauche),
- Noter les conductivités du perméat et du concentrât régulièrement,
- Noter les débits du perméat et de l’alimentation régulièrement,
8
MANUEL PEDAGOGIQUE
- Noter les pression du concentrât et de l'alimentation régulièrement,
- Lorsque les paramètres de fonctionnement (débits d’alimentation et du perméat,
conductivités du perméat et du concentrât, pression du concentrât et de l’alimentation)
sont stables en fonction du temps, la manipulation est terminée,
- Arrêter le pilote.
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MANUEL PEDAGOGIQUE
6 - PROCEDURE GENERALE D’ARRET
- Ouvrir au maximum les vannes de réglage de débit de recyclage de l'alimentation et
de débit de sortie du concentrât,
- Arrêter la pompe d'alimentation par son bouton « MARCHE / ARRET » situé sur
l’armoire électrique de contrôle sur la position « ARRET »,
- Fermer la vanne de réglage de débit d'eau de refroidissement,
- Fermer la vanne d'alimentation, si nécessaire,
- Vidanger la cuve d'alimentation par sa vanne de vidange,
- Vidanger si nécessaire la cuve de réception du concentrât par sa vanne de vidange
dans la cuve d'alimentation,
N.B. Faire attention lors de cette manœuvre : la quantité de produit contenu dans la
cuve de réception du concentrât peut faire déborder la cuve d’alimentation si celle-ci n’a
pas été au préalable totalement vidangée,
- Vidanger si nécessaire la cuve de réception du perméat par sa vanne de vidange et
la vanne de recyclage - prélèvement (L orienté à gauche),
- Si nécessaire il convient alors de nettoyer les cuves d'alimentation et de réception,
- Positionner le tuyau d'évacuation de la sortie de la cuve de réception du perméat
vers l'égout du laboratoire,
- Laver soigneusement la cuve de réception du perméat,
- Rincer cette cuve avec le minimum d'eau déminéralisée, si nécessaire,
- Lorsque le liquide de rinçage ne s'écoule plus du tuyau d'évacuation, positionner la
vanne de vidange de la cuve de réception du perméat de manière à recycler le liquide
vers la cuve d'alimentation (L orienté à droite),
- Laver soigneusement la cuve de réception du concentrât,
- Lorsque le liquide de rinçage ne s'écoule plus de la cuve de réception du concentrât,
fermer sa vanne de vidange,
- Laver soigneusement la cuve d'alimentation,
- Lorsque le liquide de rinçage ne s'écoule plus de la cuve d'alimentation, fermer sa
vanne de vidange,
10
MANUEL PEDAGOGIQUE
- Fermer la vanne d'alimentation générale d'eau,
- Arrêter l’armoire électrique générale par son bouton « MARCHE / ARRET » sur la
position « ARRET »,
- Mettre hors tension l’armoire électrique par son interrupteur général « MARCHE /
ARRET » sur la position « ARRET ».
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MANUEL PEDAGOGIQUE
7 - UTILISATION DES AFFICHEURS DE MESURE
7.1-
CI 1 : CONDUCTIVITE CONCENTRAT
Cet appareil mesure la conductivité du concentrât par une sonde bipolaire ; une alarme
est associée à cette mesure :
* AL1 : alarme haute, modifiable par l'opérateur.
N.B. Cette alarme n’est que visuelle (par une diode électroluminescente située sur la
face avant de l'afficheur) ; elle n'a donc aucune action sur le procédé.
N.B. Cet afficheur possède une retransmission analogique de la mesure par un signal
standard 4-20 mA.
N.B. L’entrée du convertisseur de conductivité peut être commutée pour l’utiliser sur
une sonde mobile.
N.B. l’étalonnage du convertisseur de conductivité est fonction de l’électrode utilisée.
7.2-
CI 2 : CONDUCTIVITE PERMEAT
Cet appareil mesure la conductivité du perméat par une sonde bipolaire ; une alarme
est associée à cette mesure :
* AL1 : alarme haute, modifiable par l'opérateur.
N.B. Cette alarme n’est que visuelle (par une diode électroluminescente située sur la
face avant de l'afficheur) ; elle n'a donc aucune action sur le procédé.
N.B. Cet afficheur possède une retransmission analogique de la mesure par un signal
standard 4-20 mA.
N.B. L’entrée du convertisseur de conductivité peut être commutée pour l’utiliser sur
une sonde mobile.
N.B. l’étalonnage du convertisseur de conductivité est fonction de l’électrode utilisée.
12
MANUEL PEDAGOGIQUE
8 - REPERAGE DES MESURES
8.1-
FI 1 : DEBIT SOLUTION D’ALIMENTATION
Cet appareil mesure le débit de la solution d’alimentation par un débitmètre à flotteur
(rotamètre).
8.2-
FI 2 : DEBIT PRODUCTION PERMEAT
Cet appareil mesure le débit de production du perméat par un débitmètre à flotteur (rotamètre).
8.3-
PI 1 : PRESSION SOLUTION D’ALIMENTATION
Cet appareil mesure la pression de la solution d’alimentation par un manomètre à tube
de « BOURDON ».
8.4-
PI 2 : PRESSION CONCENTRAT
Cet appareil mesure la pression de sortie du concentrât par un manomètre à tube de
« BOURDON ».
13
MANUEL PEDAGOGIQUE
9 - REPERAGE DES SECURITES
9.1-
LAL 1 : DETECTEUR DE NIVEAU
Cet appareil détecte la présence de liquide dans le bac de stockage de la cuve
d’alimentation avec un détecteur de niveau pour protéger la pompe centrifuge
d’alimentation (oubli de remplissage de la cuve d’alimentation ou niveau de produit trop
faible ou consommation trop importante et mise en marche de la pompe d’alimentation) ;
une alarme est associée à cette détection.
N.B. IL EST INTERDIT DE MODIFIER CETTE SECURITE SOUS PEINE DE
DETERIORATION IRREMEDIABLE DE LA POMPE D’ALIMENTATION.
14
MANUEL PEDAGOGIQUE
10 -
MANIPULATIONS
10 . 1 - RAPPELS THEORIQUES
10 . 1 . 1 - Pression osmotique
Le phénomène d'osmose consiste en un transfert de solvant au travers d'une membrane permsélective, sous l'action d'un gradient de concentration en soluté.
Si on applique une pression supérieure à la pression osmotique au compartiment le
plus concentré, on assiste au passage d'un flux de solvant vers le compartiment le moins
concentré.
Loi de VAN'T HOFF
Lorsqu'il y a transfert de solvant à partir d'une solution concentrée vers une solution diluée, le potentiel chimique de ce solvant (ici l'eau) dans une solution concentrée est donnée par :
µi = µ0i + R x T x ln Ai + (P - 1) x Vi
Où :
-
µi
µ0i
R
T
Ai
Vi
P
:
:
:
:
:
:
:
Potentiel chimique de l'espèce i dans la solution concentrée
Potentiel chimique de l'espèce i dans la solution diluée
Constante molaire des gaz ( R = 8,314 J.mol-1.°K-1 )
Température absolue ( °K )
Activité de l'espèce i (ici l'eau)
Volume molaire de l'espèce i ( m3.mol-1 )
Pression supportée par la solution ( Pa )
Lorsque le transfert de solvant se produit, à l'équilibre l’égalité des potentiels chimique
du solvant dans la solution « concentrée » et dans la solution « diluée » est obtenue.
µi = µ0i
15
MANUEL PEDAGOGIQUE
D'où la pression osmotique :
π=-(
RxT
) x ln Ai
Vi
D'après la loi de Raoult, l'activité peut être déterminée en fonction des pressions partielles :
P1
Ai =
Pi*
Où :
- P1 : Pression de vapeur de la solution ( Pa )
- Pi* : Pression de vapeur de l'espèce i pure ( Pa )
Ce qui nous donne :
π=-(
RxT
P1
) x ln
Vi
Pi*
Dans le cas de solutions diluées on obtient :
π=RxTxC
Où :
- C
: Concentration molaire du soluté ( mol.m-3 )
Dans le cas d'un électrolyte nous obtenons :
π=jxRxTxC
Où :
- j
: Nombre d'ions formés par la dissociation du sel
16
MANUEL PEDAGOGIQUE
10 . 1 . 2 - Perméabilité de la membrane
Le flux spécifique d'une espèce à travers une membrane s'écrit comme la somme du
flux de convection et du flux de diffusion propre de l'espèce à travers la membrane.
Pour chaque espèce (solvant et soluté), la perméabilité de la membrane vis à vis de
cette espèce peut être obtenue.
Pour le solvant, nous avons :
J1 = A x ( δP -δπ )
Où :
Pa )
J1
A
δP
δπ
:
:
:
:
Flux de solvant à travers la membrane ( kg.m-2.s-1 )
Perméabilité de la membrane au solvant ( kg.s-1.Pa-1.m-2 )
Différence de pression de part et d'autre de la membrane ( Pa )
Différence de pression osmotique de part et d'autre de la membrane (
Pour le soluté, nous avons :
J2 = B x δC2
Où :
- J2 : Flux de soluté à travers la membrane ( kg.m-2.s-1 )
- B : Perméabilité de la membrane au solvant ( m.s-1 )
- δC2 : Différence de concentration de part et d'autre de la membrane ( kg.m-3 )
La hausse importante de la pression va induire une augmentation du flux de solvant et
également une légère augmentation de la concentration en sel dans le perméat pour des
membranes ayant un mécanisme de transfert diffusionnel.
Globalement le taux de rejet (fraction de soluté retenue par la membrane) tend vers
une valeur asymptotique (inférieure à 1).
17
MANUEL PEDAGOGIQUE
Influence de la température
Le coefficient de diffusion dans un solide varie selon une fonction exponentielle avec la
température.
Si l'on augmente donc la température du liquide, le débit de perméat va être augmenté
et sa concentration en sel aussi ; il y a donc là un optimum à trouver.
Couche de polarisation
Nous avons vu précédemment que lorsque la pression effective sur la membrane est
augmentée, le flux de solvant augmente aussi.
Il se produit une augmentation de la concentration en soluté à la surface de la membrane avec un phénomène de polarisation et un flux de diffusion inverse.
Rétention globale d'un module d'osmose inverse
Cp
Rm = 1 Ca
Où :
- Rm : Rétention globale d'un module d'osmose inverse
- Ca : Concentration en soluté dans la charge d'alimentation ( mol.m-3 )
- Cp : Concentration en soluté dans le perméat ( mol.m-3 )
- Cr : Concentration en soluté dans le concentrât ( mol.m-3 )
Le mécanisme de transfert des solutés au travers de la membrane dépend aussi des
propriétés physico-chimiques de la membrane et des solutés.
Cp
Rm = 1 -
[ 1 - (1 - y) x (1 - Ra) ]
=1-
Ca
y
Où :
- Ra : Rétention apparente de la membrane (elle tient compte du facteur de
polarisation)
18
MANUEL PEDAGOGIQUE
Rétention apparente d'un module d'osmose inverse
ln [ 1 - y x (1 - Rm) ]
Ra = 1 ln y
Les paramètres les plus importants sont :
- La nature chimique de la membrane,
- Les propriétés physico-chimiques de la membrane (la structure, le taux d'hydratation),
- Les propriétés physiques du sel (encombrement stérique).
Tous ces paramètres agissent simultanément et sont dépendants. Lors de travail expérimental on pourra agir sur chacun en définissant des conditions appropriées.
Energie mise en oeuvre
La puissance mise en oeuvre est donnée par la relation :
P = δP x Qf
Où :
- δP : ( J.m-3 )
- Qa : Débit d'alimentation ( m3.s-1 )
L'énergie spécifique utilisée pour le traitement :
Σ=
δP
P
=
Qp
y
Où :
- y : Taux de conversion ou d'extraction
Qp
y=
Qa
19
MANUEL PEDAGOGIQUE
Exemple : Dessalage de l'eau de mer :
δP = 6 x 106 Pa
y = 0,25
Σ = 24 MJ.m-3
Sachant que par distillation simple l'énergie utilisée est environ 100 fois plus importante, nous comprenons l'intérêt de ce procédé.
10 . 2 - MANIPULATIONS
10 . 2 . 1 - Préliminaires
On ignore la surface du module installé.
Rappel : La pression maximum d'utilisation de l'installation est de 16 bars. La perte de
charge moyenne du module est de 2 bars : pression d'entrée de la membrane - pression
de sortie.
Le maximum de pression en sortie de membrane est donc de 14 bars.
Les prises de mesures ne commencent que lorsque la température du module s'est
stabilisée (entre 35 et 40 °C).
Pour cela on peut produire de l'eau osmosée pour les besoins de la manipulation.
10 . 2 . 2 - Détermination de la perméabilité de la membrane
Le perméat et le concentrât sont recyclés dans le bac d'alimentation afin de travailler
sur une quantité d'eau raisonnable (environ 50 l).
Mode opératoire :
- Régler la pression à l'entrée du module d'osmose à une pression fixe de 10 bars,
- Noter les débits d'entrée, de perméat et de concentrât.
Renouveler l'opération pour des pressions de 11, 12, 13 et 14 bars.
Tracer la courbe Qp = f ( δP ).
20
MANUEL PEDAGOGIQUE
Donnez, en faisant un bilan sur les débits, l'équation de la courbe.
Dans notre cas où la surface de la membrane n'est pas connue, à partir de la courbe
vous déduirez la valeur du produit A x S (en m.s).
10 . 2 . 3 - Rétention globale du module
Pour cette étude nous utiliserons une solution de Chlorure de Sodium (NaCl) entre 1 et
2 g/l préparée à partir d'eau déminéralisée pour ne pas avoir d'interférence avec d'autres
ions lors de la diffusion transmembranaire et lors de la mesure de conductivité.
Le perméat et le concentrât sont recyclés dans le bac d'alimentation afin de maintenir
une concentration en Chlorure de Sodium constante.
Pression osmotique de la solution
π=jxRxTxC
Où :
- j
: Nombre d'ions formés par la dissociation du sel : 2
Quelle est alors la pression minimale à appliquer sur la solution ?
Mode opératoire
- Remplir le bac d'alimentation avec une solution entre 1 et 2 g/l de Chlorure de Sodium,
- Démarrer l'installation en laissant la recirculation et se placer à une pression de 7
bars,
- Noter alors les débits de perméat Qp et d'alimentation Qa et puis pour la même pression, faites varier y = Qp/Qa.
Pour chaque couple de valeurs, calculer :
- y,
- Cp,
21
MANUEL PEDAGOGIQUE
- δπ = j.R.T(C0 - Cp),
- δPe = P - δπ,
- Sp = Cp/C0,
- Rm = 1 - Sp.
Faire de même pour des pressions de 9 , 11 et 13 bars (à 13 bars en sortie avec une
perte de charge de 2 bars pour le module, la pression d'entrée est de 15 bars qui est la
limite admissible pour le pilote).
Résultats
Tracer les courbes concentration en soluté dans le perméat en fonction du débit d'alimentation pour une pression donnée et Rm = f ( y ) pour différentes pressions.
Analyser et conclure.
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