4. Effet du débit d'alimentation sur le flux de
perméat Jp et sa qualité
Deux débits (150 L/h et 200 L/h) ont été
testé pour mettre en évidence une influence éventuelle de
ce paramètre opératoire sur la performance de l'installation
pilote à savoir la densité de flux de perméat et sa
qualité. Les autres paramètres sont maintenus constants (P= 14
bars et Ca = 6g/L).
Les valeurs de Jp, pour les deux expériences conduites,
sont représentées dans la figure ci-dessous (fig 27). Le
débit ne sembla pas avoir une influence notable sur le flux Jp. En
effet, les flux sont presque identiques avec une légère
diminution (J2) lorsque le débit d'alimentation a augmenté.
35
30
25
J1 (L/hm2)
J2 (L/hm2)
Flux (L/hm2)
20
15
10
5
0
0 0,5 1 1,5 2 2,5
temps (h)
37
Fig. 27 : Evolution de Jp en fonction du temps pour les
deux débits testées
Mastère SAE 2010/2011
38
De même, le débit ne semble pas impacter la
sélectivité de la membrane. En effet, nous n'avons pas
remarqué de différences notables dans les valeurs des taux de
rétention calculés (tableau 10) pour les deux débits
d'alimentation.
Tableau 10 : Valeurs du facteur de séparation pour
les deux débits testés
|
t (h)
|
0.5
|
1
|
1.5
|
2
|
|
FS1 (C= 6 g/L ; P=14 bars Qa=
150 L/h)
|
96,83
|
96,19
|
95,81
|
95,52
|
|
FS2 (C= 6 g/L ; P=14 bars
Qa=200 L/h)
|
96,76
|
96,19
|
95,89
|
95,79
|
5. Evolution de la consommation
énergétique
Le procédé d'osmose inverse ne faisant pas
intervenir de changement de phase, doit présenter une consommation
d'énergie plus faible que d'autres procédés de
séparation telle que la distillation par exemple. En absence de
récupération, l'énergie dépensée en osmose
inverse correspond essentiellement à celle consommée par les
pompes de l'installation. Dans notre expérience, l'énergie totale
consommée par le système, déterminée par un
wattmètre de marque Velleman, est notée à la fin de chaque
expérience.
Selon Maurel (2006), cette énergie est proportionnelle
à la pression d'attaque. En effet, pour les trois expériences
réalisées avec une pression de 14 bars et pendant deux heures de
fonctionnement, nous avons noté une consommation de 1 KWh alors que pour
la première réalisée avec une pression de 10 bars, nous
avons enregistré seulement une consommation énergétique de
0.8 KWh pour la même durée.
L'indice de performance spécifique Ysp, exprimé
en L/KWh (Ysp = Jpsp*FS) est un indice utilisé en osmose
inverse et qui traduit la performance générale de ce
procédé de dessalement. Il tient compte en effet aussi bien de la
densité de flux de perméat spécifique (qui tient compte de
l'énergie consommée) que de la sélectivité de la
membrane (les deux paramètres les plus souvent exigés dans tout
système de dessalement membranaire). Les valeurs de cet indice,
relativement aux expériences décrites dans le tableau 3, sont
exprimées dans le tableau 11 et représentées dans la
figure 28.
39
Mastère SAE 2010/2011
Tableau 11 : Valeurs de Ysp pour les différentes
conditions opératoires fixées lors des
expériences
|
Temps (h)
|
0.5
|
1
|
1.5
|
2
|
|
|
Ysp1 (L/KWh)
|
3
|
2,99
|
2,98
|
2,97
|
Ysp1moy
2,99
|
|
Ysp2 (L/KWh)
|
2,42
|
2,40
|
2,39
|
2,39
|
Ysp2moy
2,40
|
|
Ysp3 (L/KWh)
|
3,22
|
3,21
|
3,20
|
3,19
|
Ysp3moy
3,20
|
|
Ysp4 (L/KWh)
|
3,17
|
3,16
|
3,15
|
3,14
|
Ysp4moy
3,15
|
Ces résultats nous permettent de comparer les quartes
expériences conduites sur l'installation d'OI pour déterminer la
plus adéquate entre elles, en termes de production et de consommation
énergétique. L'idéal est d'avoir un Ysp le plus
élevé que possible. En effet, le but cherché est de
produire la plus grande quantité de permét possible par KWh. Les
conditions opératoire de la troisième expérience (C= 6g/l,
P= 14 bars et Qa= 200 L/h) semblent donc les plus favorables puisque elles ont
permis d'obtenir la valeur la plus élevée de l'indice de
performance (Ysp= 3.2 L/KWh).
3,5
3
2,5
Ysp1 (L/KWh)
Ysp2 (L/KWh)
Ysp3 (L/KWh)
Ysp4 (L/KWh)
Ysp (L/KWh)
1,5
2
1
0,5
0
0 0,5 1 1,5 2 2,5
temps (h)
Fig. 28 : Evolution de Ysp en fonction du temps pour
les différentes conditions opératoires fixées
lors des
expériences
Mastère SAE 2010/2011
40
Or pour la quatrième expérience nous avons
multiplié la concentration de l'alimentation (C= 12 g/l pour P= 14 bars
et Qa= 200 L/h) tout en obtenant un indice de performance très proche
que celui de la deuxième expérience. On peut ainsi augmenter la
concentration d'alimentation sans trop infléchir la production de
perméat et augmenter la consommation énergétique.
Mastère SAE 2010/2011
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Mastère SAE 2010/2011
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