28 nov., 2022

L’osmose inverse : une technologie performante

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  • Osmose inverse
  • Concentration du lithium
  • L'objectif du zéro rejet

L’osmose est un phénomène naturel découvert il y a fort longtemps; elle est caractérisée par le transfert d’une solution diluée vers une solution concentrée à travers une membrane semi-perméable. L’osmose inverse est, par conséquent, le transfert inverse de l’osmose.

  1. L’osmose inverse est obtenue en exerçant sur une membrane une pression supérieure à la pression osmotique sur la solution concentrée de solides totaux dissous. Cette membrane semi-perméable est constituée de polymère non cellulosique, résistante aux produits chimiques et imperméable aux plus grosses molécules, mais elle laisse passer la molécule d’eau.

    Le procédé de filtration par osmose inverse est une technologie de traitement des eaux applicable à de nombreux domaines allant de la production d’eau potable jusqu’aux applications alimentaires et pharmaceutiques, en passant par le traitement des eaux de procédé pour un rejet à l’environnement et le recyclage des eaux.

    Quelques usages :

    • Désalinisation de l’eau de mer pour la production d’eau potable
    • Concentration des sucres de canne, de betterave ou de l’eau d’érable
    • Production d’eau ultrapure pour l’industrie pharmaceutique
    • Traitement des eaux salines et des résidus liquides salins
    • Concentration du lactosérum de l’industrie laitière
    • Élimination des substances per et polyfluoroalkylées (PFAS) des eaux potables
    • Maintien des eaux de chaudière et de tours de refroidissement
    • Réutilisation des eaux usées industrielles

    Avant la filtration par osmose inverse, un prétraitement par filtration 5 microns (ou moins) ou par ultrafiltration, si nécessaire, doit être réalisé. Néanmoins, cette technologie membranaire est sensible au colmatage par un film biologique, par les particules fines, par les colloïdes et par les composés organiques et minéraux.

    Les membranes d’osmose inverse ne peuvent pas être rétrolavées comme les autres procédés de filtration (filtres à sables, ou ultrafiltration). L’alimentation de la membrane est tangentielle au flux de filtration, et cette particularité implique que des lavages chimiques doivent être faits périodiquement par un système automatisé de nettoyage en place (NEP). Le lavage de membranes doit intervenir dès que les flux de perméat diminuent, que la conductivité varie et que la perte de pression est plus grande que normale.

  2. D’importants avantages

    Les avantages de l’utilisation de la filtration par osmose inverse sont remarquables; ce procédé permet de produire une eau traitée de très haute qualité. Cette dernière peut être réutilisée dans le procédé, là où la ressource est peu disponible. La filtration produit une eau très propre, mais également un rejet concentré de sels et de métaux dissous. Ces rejets peuvent être aussi filtrés une deuxième fois pour la récupération de l’eau du premier rejet et produire un rejet encore plus concentré. Si le contexte économique est favorable, ces rejets très concentrés peuvent ensuite être évaporés ou cristallisés dans le but de générer une valeur ajoutée aux rejets ou pour permettre la disposition d’un résidu sous une forme solide. Les eaux filtrées par osmose inverse sont reconnues pour être de très bonne qualité, elles devront cependant être reminéralisées pour en permettre la consommation humaine.

    Le choix de l’implantation de la filtration de l’osmose inverse dans un procédé doit toujours être fait en fonction des coûts en capitaux et en énergie nécessaires pour son fonctionnement, mais aussi sur le gain réalisé pour la gestion des concentrats. Par exemple, une première étape de filtration suivie d’une deuxième étape de filtration des rejets par osmose inverse permettra de réduire considérablement les coûts en capital et en énergie requis pour gérer les rejets. Il est à noter que toutes les eaux filtrées par osmose inverse constituent une opportunité pour le recyclage des eaux dans le procédé.

    La filtration par osmose inverse est une des technologies utilisées pour la concentration du lithium, lequel nécessite la gestion de grands volumes d’eau. La réutilisation des eaux traitées est un concept innovant qui permet de minimiser les rejets à l’environnement (minimal liquid discharge, ou MLD) ou d’accéder à l’objectif du zéro rejet (zero liquid discharge, ou ZLD). Par conséquent, l’osmose inverse permet d’atteindre des objectifs d’utilisation optimale de la ressource prélevée, mais aussi de minimiser les impacts environnementaux des rejets sur le milieu récepteur.

  3. Une équipe d’expert·e·s

    Par souci de bien répondre aux besoins du secteur minier, notamment au chapitre des minéraux d’avenir, appelés minéraux critiques et stratégiques par le gouvernement du Québec, BBA s’est dotée d’une équipe d’ingénieur·e·s et de chimistes spécialisé·e·s dans le traitement des eaux qui ont participé à plusieurs projets impliquant la technologie membranaire par osmose inverse. L’expertise acquise au fil des ans par nos équipes permet à BBA d’offrir des solutions adaptées qui répondent aux besoins des clients, tout en respectant les exigences environnementales.

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