Caractérisation du colmatage lors de l'ultrafiltration de solutions colloïdales sur membranes organiques et étude de l'amélioration de la qualité de séparation sur dépôt minéral PDF Download
Are you looking for read ebook online? Search for your book and save it on your Kindle device, PC, phones or tablets. Download Caractérisation du colmatage lors de l'ultrafiltration de solutions colloïdales sur membranes organiques et étude de l'amélioration de la qualité de séparation sur dépôt minéral PDF full book. Access full book title Caractérisation du colmatage lors de l'ultrafiltration de solutions colloïdales sur membranes organiques et étude de l'amélioration de la qualité de séparation sur dépôt minéral by Yakout Neggaz Benhabiles. Download full books in PDF and EPUB format.
Book Description
La caractérisation du colmatage a été réalisée lors de l'ultrafiltration de solutions colloïdales d'albumine et de pectine sur membranes organiques. Les colmatages interne et superficiel ont tout d'abord été étudiés séparément, avec à l'issue l'identification des mécanismes de colmatage et de rétention, l'analyse de la réversibilité de chaque type de colmatage et la mise en évidence du rôle sélectif des gels formés. On retiendra qu'en régime stationnaire, le flux de filtrat est donné par le modèle du film où le coefficient de transfert de matière est fourni par la solution de Lévêque avec une diffusion de nature Brownienne. Si en régime de polarisation de concentration, le flux n'est fonction que de la vitesse de circulation et de la concentration et si en régime hydraulique, le flux ne dépend que de la pression transmembranaire, nous avons pu définir un régime intermédiaire nommé régime mixte et qui traduit sur la base des profils de transfert de matière et de pression le long de la membrane, la coexistence de ces deux régimes. Dans le cas d'un gel réversible, nous avons étudié l'interaction des colmatages interne et superficiel en montrant que l'auto-compensation des résistances des deux colmatages peut se poursuivre par augmentation de la résistance du colmatage interne aux dépens de celle du gel et ce jusqu'à épuisement de ce dernier. Finalement, nous avons pu confirmer la faisabilité de l'ultrafiltration sur un dépôt supporté de CaCO3. La maîtrise de la qualité de séparation passe impérativement par la maîtrise de l'épaisseur et de la porosité du dépôt. Les tendances d'évolution de ces paramètres en fonction des conditions opératoires ont été dégagées à partir de la filtration tangentielle de CaCO3 et de la théorie de la compressibilité des milieux poreux. On signalera le rôle de l'augmentation de l'épaisseur du dépôt sur l'augmentation de la rétention en soluté. Les variatons de porosité du dépôt n'ont pas été suffisamment significatives pour influencer la séparation. En outre, la capacité de rétention du gel d'albumine est supérieure à celle du dépôt de CaCO3. Ce dernier point a nécessité la vérification de la présence ou non d'un gel à la surface du dépôt et ce à partir d'un calcul permettant de prévoir le régime de filtration ayant lieu.
Book Description
La caractérisation du colmatage a été réalisée lors de l'ultrafiltration de solutions colloïdales d'albumine et de pectine sur membranes organiques. Les colmatages interne et superficiel ont tout d'abord été étudiés séparément, avec à l'issue l'identification des mécanismes de colmatage et de rétention, l'analyse de la réversibilité de chaque type de colmatage et la mise en évidence du rôle sélectif des gels formés. On retiendra qu'en régime stationnaire, le flux de filtrat est donné par le modèle du film où le coefficient de transfert de matière est fourni par la solution de Lévêque avec une diffusion de nature Brownienne. Si en régime de polarisation de concentration, le flux n'est fonction que de la vitesse de circulation et de la concentration et si en régime hydraulique, le flux ne dépend que de la pression transmembranaire, nous avons pu définir un régime intermédiaire nommé régime mixte et qui traduit sur la base des profils de transfert de matière et de pression le long de la membrane, la coexistence de ces deux régimes. Dans le cas d'un gel réversible, nous avons étudié l'interaction des colmatages interne et superficiel en montrant que l'auto-compensation des résistances des deux colmatages peut se poursuivre par augmentation de la résistance du colmatage interne aux dépens de celle du gel et ce jusqu'à épuisement de ce dernier. Finalement, nous avons pu confirmer la faisabilité de l'ultrafiltration sur un dépôt supporté de CaCO3. La maîtrise de la qualité de séparation passe impérativement par la maîtrise de l'épaisseur et de la porosité du dépôt. Les tendances d'évolution de ces paramètres en fonction des conditions opératoires ont été dégagées à partir de la filtration tangentielle de CaCO3 et de la théorie de la compressibilité des milieux poreux. On signalera le rôle de l'augmentation de l'épaisseur du dépôt sur l'augmentation de la rétention en soluté. Les variatons de porosité du dépôt n'ont pas été suffisamment significatives pour influencer la séparation. En outre, la capacité de rétention du gel d'albumine est supérieure à celle du dépôt de CaCO3. Ce dernier point a nécessité la vérification de la présence ou non d'un gel à la surface du dépôt et ce à partir d'un calcul permettant de prévoir le régime de filtration ayant lieu.
Book Description
Les procédés membranaires se sont progressivement démocratisés dans les usines de traitement des eaux. Cependant, leur développement est limité par le colmatage. En présence de mélange de colloïdes organiques et de particules minérales, les mécanismes de colmatage deviennent complexes et impliquent de nombreuses interactions. Ainsi, l'objectif de ces travaux a été de mieux comprendre les mécanismes mis en jeu lors de la filtration de suspensions composées de particules minérales et de matières organiques dissoutes et colloïdales. Des extractions et caractérisation de matières organiques ont été réalisées sur une eau de rivière et un effluent secondaire. Les fractions colloïdales (> 3,5 kDa) et dissoutes ont été filtrées sur des membranes d'ultrafiltration en absence et en présence de particules minérales (i.e. argiles). En raison de leur masse moléculaire élevée, les colloïdes organiques ont engendré le plus fort pouvoir colmatant quelle que soit leur origine et leur composition chimique. Par la suite, la filtration de suspensions mixtes constituées de particules minérales et de matières organiques a montré des comportements très différents selon les mélanges étudiés. L'élucidation des mécanismes mis en jeu a permis de développer un modèle phénoménologique permettant de décrire les différentes chutes de flux observées en incluant des mécanismes de blocage de pores et de tamisage du dépôt de particules.
Book Description
Ce travail s’inscrit dans le cadre de l’amélioration de la compréhension des phénomènes impliqués dans le colmatage. L’objectif général est l’étude du lien entre les performances du procédé et la structure locale d’un dépôt particulaire formé lors de l’ultrafiltration frontale dans un milieu confiné. Pour cela, deux méthodes de caractérisation non destructives du colmatage de membranes ont été développées et mises au point pour une application dans un canal confiné qui reproduit les effets de confinement rencontrés dans une fibre creuse interne/externe. La première méthode est une méthode optique originale basée sur l’utilisation d’une nappe laser en incidence rasante. La deuxième méthode est basée sur l’utilisation d’ondes acoustiques. Ces méthodes permettent de suivre la croissance d’un dépôt in situ et en temps réel. L’utilisation de la méthode optique lors de l’ultrafiltration frontale de suspensions de bentonite a permis de montrer que la structure de ce type de dépôt est non homogène dans son épaisseur. Une limite de compressibilité, en terme de quantité de matière déposée par unité de surface filtrante, a été mise en évidence : en dessous de cette limite, la structure du dépôt est peu dépendante de la pression. Au dessus, la structure du dépôt dépend de la pression transmembranaire appliquée. Cette étude a également permis de mieux comprendre les mécanismes d’élimination du dépôt. Deux phénomènes ont été observés : une expansion du dépôt puis une élimination progressive des particules. Il a été mis en évidence que la durée et l’amplitude de ces deux phénomènes dépend de la structure du dépôt formé lors de la phase de filtration. Un modèle de filtration intégrant les variations de structure du dépôt, obtenues expérimentalement au cours de la filtration, a été proposé. Les résultats obtenus lors de l’utilisation de ce modèle pour l’étude des hétérogénéités spatiales du dépôt sont en accord avec les résultats obtenus expérimentalement qui montrent qu’une augmentation de la pression conduit à une uniformisation plus rapide du profil d’épaisseur du dépôt.
Author: Gil Crozes Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 222
Book Description
DANS LE BUT DE MIEUX COMPRENDRE LE PHENOMENE DE COLMATAGE ET D'OPTIMISER L'ULTRAFILTRATION EN TRAITEMENT D'EAU, LE PRESENT TRAVAIL A CONSISTE EN TROIS ETAPES ESSENTIELLES. D'UNE PART, LA QUANTIFICATION DE L'ADSORPTION DE DEUX COMPOSES DE FAIBLE POIDS MOLECULAIRE SUR UNE MEMBRANE HYDROPHILE EN DERIVE CELLULOSIQUE ET SUR UNE MEMBRANE HYDROPHOBE EN POLYMERE ACRYLIQUE. D'AUTRE PART, UN TEST COMPARATIF A L'ECHELLE PILOTE DE TROIS MEMBRANES COMMERCIALES SUIVI DE L'OPTIMISATION DES CONDITIONS DE FONCTIONNEMENT SUR DEUX TYPES D'EAUX. ENFIN, L'ANALYSE STATISTIQUE PAR ANALYSE FACTORIELLE DES CORRESPONDANCES ET PAR DES METHODES DE CLASSIFICATION DE L'ENSEMBLE DES DONNEESHDE QUALITE D'EAU, DE CONDITIONS OPERATOIRES ET DE PERFORMANCES HYDRAULIQUES GENERES POUR LA MEMBRANE HYDROPHILE. L'ADSORPTION LA PLUS IMPORTANTE A ETE OBSERVEE LORS DE LA FILTRATION D'UNE SOLUTION D'UN COMPOSE FORTEMENT AROMATIQUE SUR LA MEMBRANE RELATIVEMENT HYDROPHOBE. L'ADSORPTION DU COMPOSE AROMATIQUE, DE POIDS MOLECULAIRE ENVIRON 100 FOIS PLUS FAIBLE QUE LE SEUIL DE COUPURE DES MEMBRANES TESTEES, S'EST TRADUITE PAR UN COLMATAGE RAPIDE ET IRREVERSIBLE DES MEMBRANES. LE COLMATAGE DE LA MEMBRANE HYDROPHILE ETAIT REDUIT PAR OZONATION OU PAR ADSORPTION SUR CHARBON ACTIF EN POUDRE DE LA SOLUTION DU COMPOSE AROMATIQUE. LE TEST COMPARATIF A L'ECHELLE PILOTE A DEMONTRE LA SUPERIORITE DE LA MEMBRANE HYDROPHILE QUANT A LA RESISTANCE AU COLMATAGE PAR UNE EAU DE SURFACE. LES TESTS PILOTES AINSI QUE L'ETUDE STATISTIQUE ONT MIS EN EVIDENCE UNE VALEUR SEUIL D'ENVIRON UN BAR, AU-DELA DE LAQUELLE LE COLMATAGE EVOLUE RAPIDEMENT VERS UN STADE IRREVERSIBLE. LES COMPOSES INSATURES EN PARTICULIER, REPRESENTENT LA CAUSE MAJEURE DU COLMATAGE IRREVERSIBLE, ET LA QUALITE DE L'EAU DETERMINE LES PERFORMANCES DES MEMBRANES. SEPT CLASSES D'EAU ONT ETE DEFINIES SUR LA BASE DE PARAMETRES SIMPLES DECRIVANT LA TENEUR ET LA NATURE DE LA MATIERE ORGANIQUE, AUXQUELLES ONT PU ETRE ASSOCIEES LES CONDITIONS OPERATOIRES ET LES PERFORMANCES OPTIMALES DES MEMBRANES
Book Description
Cette étude traite du colmatage des membranes basse pression par les matières organiques des eaux naturelles. Le premier objectif a été d'évaluer la capacité d'unités pilotes à apprécier le potentiel colmatant. Ces unités sont alimentées par de l'eau renouvelée quotidiennement ce qui permet de se rapprocher des conditions d'exploitation sur usine. Les profils de perte de flux enregistrés sur plusieurs campagnes d'essais sur site ont permis de valider l'intérêt de notre outil expérimental. Le second objectif portait sur la caractérisation du colmatage de nature organique. Une grande diversité de techniques analytiques a été développée. Quel que soit la membrane, le matériel colmatant englobe des substances humiques, des substances protéiques, des sucres aminés (parois microbiennes) et des polysaccharides. Les résidus microbiens composantes ubiquistes des eaux de surface et structures résultant d'un possible développement bactérien à la surface des membranes semblent constituer la source prépondérante du matériel colmatant.
Book Description
LE TRAVAIL PRESENTE CONCERNE L'ETUDE DES MECANISMES DE COLMATAGE ET DE DECOLMATAGE AFFECTANT UNE MEMBRANE MINERALE LORS D'UNE MICROFILTRATION TANGENTIELLE DE SUSPENSIONS MINERALE, COLLOIDALE ET DE JUS DE POMME. DANS UN PREMIER TEMPS, IL A ETE NECESSAIRE DE CARACTERISER LE DEPOT FORME A LA MEMBRANE ET CE, EN ETUDIANT SON COMPORTEMENT LORS DE VARIATIONS CYCLIQUES DE LA PRESSION TRANSMEMBRANAIRE A FAIBLES PUIS A VITESSES ELEVEES. NOUS AVONS MONTRE QUE LE MECANISME DE COLMATAGE EST SIMILAIRE A CELUI DE LA FILTRATION FRONTALE, REGIE PAR L'EQUATION DE RUTH. DANS LA SECONDE PARTIE DE CE MEMOIRE, DES MODIFICATIONS DU BANC EXPERIMENTAL ONT ETE REALISEES POUR LA MISE AU POINT D'UN SYSTEME AUTO-DECOLMATANT PAR LA TECHNIQUE DES ECHELONS DE PRESSION ET DE VITESSE. LE PRINCIPE DE CE SYSTEME CONSISTE A ALTERNER APRES CHAQUE ETAPE DE FILTRATION, UNE ETAPE DE NETTOYAGE DE LA MEMBRANE AU COURS DUQUEL ON ANNULE LA PRESSION TRANSMEMBRANAIRE ET ON AUGMENTE LA VITESSE DE CIRCULATION CE QUI NOUS RESTITUE A LA FIN DU CYCLE, UNE MEMBRANE DECOLMATEE. L'OPTIMISATION DES DIFFERENTS PARAMETRES NOUS A PERMIS D'OBTENIR DES AUGMENTATIONS DE FLUX DE FILTRATION, ALLANT JUSQU'A 400% POUR UNE SUSPENSION MINERALE, ET 55% POUR UNE SUSPENSION COLLOIDALE
Book Description
CETTE ETUDE CONCERNE UN NOUVEAU PROCEDE PERMETTANT DE LIMITER LE COLMATAGE PAR DEPOT LORS DE L'ULTRAFILTRATION DANS DES FIBRES CREUSES. IL S'AGIT DE GENERER DES INSTATIONNARITES DANS LE CONCENTRAT PAR UN ECOULEMENT GAZ - LIQUIDE PENDANT LA FILTRATION. L'ECOULEMENT GAZ - LIQUIDE PERMET DE DIMINUER LES RESISTANCES DE COLMATAGE, POUR TROIS TYPES DE SUSPENSIONS : SUSPENSIONS DE BENTONITES, DE BENTONITES ADSORBEES AVEC DES MACROMOLECULES ORGANIQUES ET DE L'EAU DE GARONNE. L'INTERET DE CE PROCEDE A L'ECHELLE INDUSTRIELLE EST UNE REDUCTION DE LA SURFACE MEMBRANAIRE A INSTALLER PAR RAPPORT AU PROCEDE CONVENTIONNEL (REDUCTION JUSQU'A UN FACTEUR 2,8 DANS CERTAINES CONDITIONS). L'ETUDE A DEMONTRE QUE L'ECOULEMENT GAZ - LIQUIDE ENTRAINE UNE EXPANSION DU DEPOT CARACTERISE PAR UNE AUGMENTATION SIMULTANEE DE SA POROSITE ET DE SON EPAISSEUR. UNE ETUDE HYDRODYNAMIQUE A MONTRE QUE L'ECOULEMENT DANS LES FIBRES EST UN ECOULEMENT INTERMITTENT A POCHES, DANS TOUTE LA GAMME DE CONDITIONS OPERATOIRES. UNE BANQUE DE DONNEES DES PARAMETRES DE L'ECOULEMENT, EN PARTICULIER DES CONTRAINTES DE CISAILLEMENT PARIETALES, A ETE ACQUISE POUR DIFFERENTS FLUIDES DANS DES CAPILLAIRES. CES INFORMATIONS SUR L'HYDRODYNAMIQUE ONT ALORS PERMIS L'ESTIMATION DE DIFFERENTS CRITERES AUXQUELS LA REDUCTION DE RESISTANCE DU COLMATAGE ET LES CARACTERISTIQUES DU DEPOT ONT PU ETRE RELIEES.
Book Description
LA CONNAISSANCE DES PHENOMENES DE POLARISATION DE CONCENTRATION ET DE COLMATAGE EN ULTRAFILTRATION NECESSITE L'ETUDE DES INTERACTIONS ENTRE CONSTITUANTS DU LAIT ET MEMBRANE MINERALE DE MICROFILTRATION EN ALUMINE. UNE APPROCHE EXPERIMENTALE ORIGINALE EST REALISEE EN PREMIER LIEU GRACE A UN PROTOCOLE STATIQUE QUI PERMET LA MISE AU POINT D'UNE METHODE COUPLANT LA MICROSCOPIE ELECTRONIQUE A BALAYAGE ET L'ANALYSE PHYSICO-CHIMIQUE DES COLMATAGES OBTENUS EN STATIQUE. ELLE MET EN EVIDENCE LA NATURE ET LA STRUCTURE DU DEPOT POUR DIFFERENTS LAITS ET DIFFERENTES DUREES DE CONTACT. L'APPLICATION DE LA METHODE A L'ETUDE DES PHENOMENES OBTENUS EN DYNAMIQUE DANS UN PILOTE A PERMIS: DE CONNAITRE LA CINETIQUE DE FORMATION DU COLMATAGE ET LE ROLE JOUE PAR SES DIFFERENTS CONSTITUANTS (MICELLES DE CASEINE, PROTEINES SOLUBLES, GLOBULES GRAS, SELS DE CALCIUM ET DE PHOSPHORE); DE MONTRER L'INFLUENCE DES PARAMETRES VITESSE TANGENTIELLE ET PRESSION TRANSMEMBRANAIRE; D'EXPLIQUER LE COMPORTEMENT DE CES MEMBRANES MINERALES DE MICROFILTRATION QUI PERMETTENT L'ULTRAFILTRATION DU LAIT
Author: Djaffar Si Hassen Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 164
Book Description
De nombreux travaux consacrés à l'étude du phénomène de colmatage et des mécanismes induisant une limitation du transfert de masse à travers la membrane dans le cas de la microfiltration tangentielle ont montré que l'écoulement de la suspension tangentiellement à la membrane permet d'atteindre un régime stationnaire. Dans le présent travail, l'identification des mécanismes de colmatage et de decolmatage d'une membrane de microfiltration tangentielle a été effectuée a l'aide d'une suspension modèle et minérale de carbonate de calcium caco#3 et d'une membrane organique choisie judicieusement de sorte que le colmatage provoque soit exclusivement superficiel. Cette étude montre que le mécanisme à l'origine du régime stationnaire observe en microfiltration tangentielle est le transfert de matière d'origine hydrodynamique. Nous montrons ainsi que le coefficient de transfert de matière est donne par la solution de leveque à la condition de prendre en compte l'épaisseur des dépôts formes. La détermination de l'épaisseur a été réalisée en exploitant la théorie des écoulements à travers les milieux poreux. Des hystérésis du flux de filtrat ont été observées lors de variations cycliques de la pression transmembranaire, de la concentration et de la vitesse. Nous avons déduit de ces essais que le decolmatage ne pouvait se faire que par action mécanique sous forme de contrainte critique d'érosion exercée par le fluide à la surface du dépôt. Un modèle permettant de caractériser la limite de stabilité mécanique du dépôt a été propose sous forme d'une relation entre la contrainte de cisaillement critique en fonction de la contrainte normale qui s'exerce sur la monocouche supérieure de particules.
Book Description
Cette étude concernant l'ultrafiltration du lait est divisée en quatre parties. Après avoir rappelée les principes théoriques régissant l'ultrafiltration, nous avons commencé, dans une première partie, par une modélisation théorique du procédé de filtration rencontré dans l'industrie laitière. En utilisant des variables adimensionnelles et la théorie de polarisation de concentration, nous avons établi des abaques permettant de déduire la concentration finale en sortie de boucle, le temps nécessaire pour l'établissement du régime permanent et la consommation d'énergie en fonction des paramètres de fonctionnement. La deuxième partie consiste en une étude expérimentale de l'ultrafiltration sur des membranes organiques à fibre creuses Amicon, en écoulement laminaire. Nous avons étudié, en particulier, l'effet du taux de cisaillement et de la pression transmembranaire suer le flux de perméat. Le colmatage est très faible dans ce cas. La troisième partie consiste en une étude similaire conduite sur des membranes tubulaires Carbosep. Le flux de perméat est indépendant de la vitesse d'entrée au-delà de deux mètres par seconde. Cependant, si la membrane est changée entre chaque expérience, le flux de perméat augmente linéairement avec la vitesse d'entrée. Dans la quatrième partie, l'étude porte sur l'effet de la superposition des pulsations au débit d'alimentation, sur le flux de perméat. L'augmentation du flux de perméat peut atteindre soixante dix pour cent par rapport au flux obtenu en écoulement continu et est fonction du rapport du débit pulsé sur le débit continu.
Author: Yakout Neggaz Benhabiles
Author: Yakout Neggaz Benhabiles
Author: Gaëlle Collet
Author: 
Author: Gil Crozes
Author: Hélène Habarou
Author: YOUB KHALED.. BENKAHLA
Author: Stéphanie Laborie
Author: Claudine Vétier
Author: Djaffar Si Hassen
Author: Abdelkrim Bouzaza