Essais de filtration

La rétention des sels est étudiée en filtrant quatre solutions salines différentes MgSO4,

MgCl2, Na2SO4, et NaCl, de concentrations 500 ppm, 1000 ppm et 1500 ppm. Le pH des

solutions salines se situe entre 5,8 et 6,2. La concentration en sel dans les solutions perméables a été mesurée par un conductimètre (model DDSJ-308A).

La concentration dissoute en sels est directement liée à la conductivité par le rapport suivant :

C

K

=γ

⋅Λ

⋅

γ : un facteur de conversion ; Λc : la conductivité molaire ;

C : spécifiques la concentration molaire du sel.

Par conséquent, la mesure de la conductivité permet la détermination de la concentration saline correspondante, fournissant un procédé de normalisation à l'avance K=f (c).

Basé sur les données des concentrations en corps dissous dans la phase perméable, l’abattement Abt est calculé par la formule (IV-2).

L’abattement (Abt) de la concentration des sels en fonction du flux de perméat des membranes FMi et AMFi sont représentés par les figure IV-12-a et IV-12-b.

Des travaux antérieurs de filtration des sels [28] ont donné les résultats figurant dans les figures IV-11 et IV-13.

Figure IV-11. Variation de l’abattement en fonction du flux de perméat des MF1 et AMF

Figure IV-12. Variation de l’abattement en fonction du flux de perméat pour les membranes MF1 et AMF, (a) 500ppm, (b) 1500ppm

On remarque d’après la figure IV-12 que la membrane MF1 a une perméabilité d’environ 122L/bar.h.m2 tandis que la membrane activé AMF1 a une faible perméabilité de 56L/bar.hm2. La rétention des sels à travers les deux membranes montre que le chlorure de sodium (NaCl) marque la valeur la plus élevée pour les deux membranes MF1 et AMF1. Nous avons enregistré un abattement de 38.9% à une concentration 500ppm en utilisant la membrane MF1 (chargé négativement) et 58.3% pour AMF1 (chargé négativement). Ce taux est plus important que celui des sels Na2SO4, MgSO4 et MgCl2 pour les deux membranes. Il

est possible de remarquer que les résultats sont similaires pour une concentration en sels à 1500ppm. Ceci est expliqué par Schaep et al [110] ; les charges négatives sur les membranes

élevée aux sulfate qu'aux sels de chlorure. Le passage étroit dans la couche de séparation des membranes impose un obstacle stérique plus fort aux contre-ions hydratés qui sont volumineux, et qui a comme conséquence un rejet plus élevé au magnésium que des sels de sodium. Il est difficile d'imaginer que l'existence de l'obstacle stérique fort dans un tesson ayant des pores de taille en micromètre [119, 115], c'est pourquoi on observe que la membrane MF1 retient principalement les ions bivalents du sulfate, tandis que, la membrane AMF1 retient les ions monovalents de chlorure. Ceci est dû au phénomène de répulsion électrostatique entre la membrane chargée et les co-ions. On considère que la rétention en co- ions détermine la rétention totale en sel [114].

Presque les mêmes constatations sont observées lors de traitement des sels à travers les membranes céramiques MF2 et AMF2 (figure IV-14).

Figure IV-13. Variation de l’abattement des sels en fonction du flux à travers MF2 et AMF2

Figure IV-14. Variation de l’abattement des sels en fonction du flux de perméat à travers les membranes MF2 et AMF2, (a) 500ppm, (b) 1500ppm

Les résultats de la variation de l’abattement des concentrations des sels en fonction du flux de perméat des deux membranes montrent que la perméabilité de MF2 (95 L/bar.hm2_{)est 3 fois}

plus élevée que celle d’AMF2 (35 L/bar.hm2_{). La rétention des sels NaCl et MgCl} 2

prédomine dans les deux membranes MF1 et AMF2 respectivement.

Cepandant l’abattement de la concentration en NaCl est de 31.2% à travers MF2 et de 40.3% à travers (AMF2), valeurs plus élevées que celles des sels Na2SO4, MgSO4, MgCl2 en

utilisant la membrane MF2. Par contre pour la membrane AMF2 (chargé négativement) le MgCl2 donne un taux de rétention plus élevé, 56%. C'est pourquoi on constate que la

membrane MF1 retient principalement les ions monovalents de sodium, par contre la membrane AMF2 endigue les ions monovalents de chlorure. Ceci est dû au phénomène de répulsion électrostatique entre la membrane chargée et les co-ions. D’après Peeters et al [114] la rétention en sel élevée, est due à sa concentration en solution (et donc la concentration en sel) est faible, la densité de charge de la membrane est élevée, la valence du co-ion est importante et la valence des contre-ions est faible.

D’après les résultats on constate généralement que la rétention des sels est faible à cause de la concentration élevée en sel, la taille des pores et la charge de ces membranes.

Figure IV-15. Influence de la concentration sur les rétentions des sels minéraux sur les deux membranes MFi

Figure IV-16. Influence de la concentration sur les rétentions de sels minéraux sur les deux membranes AMFi

Les résultats montrent que la rétention des sels est inversement proportionnelle à leurs concentrations (à P = 4 bar - polarisation de concentration faible). Les positions relatives de chaque rétention sont de plus en accord avec les valences des différents ions et le signe de la charge des membranes. Ilest à noter que ces tendances sont caractéristiques d'un sel unique (complètement dissocié) en solution. Dans le cas de mélanges de sels (plus de deux ions en solution), ces variations sont beaucoup plus compliquées à prévoir qualitativement. Les équilibres mis en jeu sont alors particulièrement complexes.