Qu’est-ce qu’un équipement d’osmose inverse ?
L’équipement d’osmose inverse (OI) est un dispositif qui utilise des membranes d’osmose inverse pour éliminer les impuretés telles que les composés organochlorés et les ions de métaux lourds de l’eau. Il purifie l’eau jusqu’à ce qu’elle atteigne un niveau de pureté élevé.
L’eau purifiée par l’équipement OI est appelée eau OI.
*Membrane d’osmose inverse : membrane de filtration avec des pores de 2 nm ou moins, qui ne laisse passer que l’eau et bloque les autres impuretés.
Les principales substances à éliminer sont les ions de métaux lourds, les bactéries et les composés organochlorés, qui peuvent être éliminés à 99,9 %. Le principe spécifique est décrit ci-dessous, mais en résumé, une pression est appliquée à l’eau non pure, les impuretés sont bloquées par la membrane d’osmose inverse et seule l’eau de grande pureté peut pénétrer.
Utilisations de l’équipement d’osmose inverse
Il existe de nombreuses utilisations à cet équipement, mais la majorité concerne le dessalement de l’eau de mer. Dans des pays comme le Japon, où les ressources en eau telles que les rivières sont abondantes, l’équipement de dessalement de l’eau de mer n’est pas nécessaire, mais il fait l’objet d’une forte demande en Asie du Sud-Est et au Moyen-Orient. Au Japon, les systèmes d’OI sont souvent utilisés pour le traitement de purification de l’eau du robinet, plutôt que pour le dessalement de l’eau de mer. Les systèmes d’OI sont essentiels non seulement dans le secteur de la purification de l’eau, mais aussi dans le secteur médical. Ils sont utilisés en médecine de dialyse pour la dilution de la solution de dialysat brute et d’autres applications d’eau de dialyse.
Principe de l’équipement d’osmose inverse
L’équipement d’osmose inverse raffine l’eau pure en appliquant l’osmose inverse. Lorsqu’un récipient est divisé par une membrane osmotique qui ne laisse passer que l’eau, et que de l’eau pure est placée d’un côté et de l’eau non pure de l’autre, l’eau se déplace du côté de l’eau pure vers le côté de l’eau non pure afin d’égaliser la concentration des deux. Cette pression est appelée pression osmotique. L’osmose inverse, quant à elle, désigne le phénomène par lequel une pression est appliquée du côté de l’eau non pure, entraînant un déplacement. Cela permet de purifier l’eau. En raison de ce principe, le choix de la membrane d’osmose inverse est important pour purifier l’eau pure. Plus la taille des pores de la membrane d’osmose inverse est petite, plus la pureté de l’eau est élevée, mais cela ralentit la vitesse de purification et nécessite une pression plus élevée. Il faut donc tenir compte de la quantité d’impuretés présentes dans l’eau non pure et du niveau de pureté requis.
Une autre précaution à prendre lors de l’utilisation d’un équipement d’osmose inverse est d’effectuer un prétraitement. La taille des pores des membranes d’osmose inverse étant très petite, l’utilisation d’une eau à forte teneur en impuretés, telle que l’eau industrielle ou l’eau de puits, peut rapidement obstruer la membrane et provoquer sa défaillance. Il est donc nécessaire de filtrer l’eau avec une membrane de filtration plus grossière avant de l’utiliser. En général, tant que l’eau est d’une pureté équivalente à celle de l’eau du robinet, elle peut être utilisée telle quelle.
Avantages de l’équipement d’osmose inverse
Le principal avantage de l’OI est qu’il n’est pas nécessaire de se préoccuper de l’élimination des effluents : l’OI filtre l’eau concentrée afin d’obtenir de l’eau propre. Si l’eau brute est une eau industrielle, l’eau concentrée peut être utilisée telle quelle, car elle ne contient aucune substance dangereuse. Les résines échangeuses d’ions utilisent de l’acide ou de l’alcali pour régénérer les résines.
Exemples d’équipements d’osmose inverse
Les équipements d’OI permettent d’économiser de l’espace et d’obtenir facilement une eau d’une qualité proche de l’ultra-pure. Voici quelques exemples d’installations :
1. Installations de recherche
Les petites installations de recherche achètent l’eau dans des bouteilles ou des cubitainers, mais dans certains cas, de petites unités d’OI sont installées car les coûts peuvent être intéressants en fonction de la quantité d’eau utilisée.
2. Production de circuits imprimés
Le processus de fabrication des circuits imprimés nécessite le nettoyage des produits chimiques qui adhèrent entre les différents processus de traitement de surface. Il s’agit d’un processus très précis qui nécessite une alimentation en eau propre pour éviter d’introduire des impuretés dans le processus suivant, et l’eau pure de type RO est utilisée dans de nombreux cas.
3. Procédés de traitement de surface tels que le placage
Les procédés de traitement de surface tels que le placage nécessitent un rinçage à chaque étape du processus afin d’éviter d’introduire des solutions de traitement dans le processus suivant. En particulier dans le cas du placage de précision, il peut être nécessaire que l’eau de rinçage soit d’une qualité supérieure à celle de l’eau d’OI afin de maintenir la qualité.
4. Prétraitement des systèmes d’échange d’ions
Dans les systèmes d’échange d’ions destinés à produire de l’eau ultrapure, l’équipement d’OI peut être incorporé dans la phase initiale afin de réduire la charge sur la résine d’échange d’ions. Si l’eau brute utilisée contient un niveau élevé d’impuretés, la résine échangeuse d’ions ne pourra pas y faire face à elle seule et sa durée de vie sera réduite. Dans le cas de l’eau industrielle, par exemple, les impuretés sont éliminées à l’aide d’un équipement de filtration sur sable ou de charbon actif, suivi d’un prétraitement de la teneur en minéraux à l’aide d’un équipement d’osmose inverse.
5. Eau de dialyse
L’eau du robinet est utilisée comme eau brute pour la dialyse, mais l’eau du robinet contient des impuretés sous forme de divers minéraux qui interfèrent avec la dialyse. L’équipement d’OI est utilisé pour éliminer ces minéraux.
6. Eau de chaudière
Une chaudière est un échangeur de chaleur qui ajoute de la chaleur à l’eau en brûlant du combustible pour la transformer en eau chaude ou en vapeur. Lorsque l’eau est transformée en vapeur, les minéraux dissous dans l’eau précipitent et adhèrent aux parois internes des tuyaux, etc. C’est pourquoi l’eau RO, dont les impuretés ont été éliminées, peut être utilisée pour la circulation de l’eau en tant que fluide caloporteur.