Olivier LORAIN, Isabelle DUCHEMIN*.
POLYMEM, 3 rue de l'industrie, 31320 Castanet, France.

 

1. CONTEXTE

Polymem et son partenaire Arkema ont développé Neophil®, la 4ème génération de matériau membranaire. Il s'agit d'un matériau PVDF incorporant un copolymère di-bloc amphiphile innovant (BCP) qui est ancré dans le squelette du polymère pendant les premières étapes de la fabrication de la membrane. Par rapport aux additifs conventionnels, ce nouveau polymère hydrophile n'est pas dégradé par le chlore et la membrane conserve son hydrophilie tout au long de sa durée de vie. En outre, la taille moyenne des pores de Neophil® est comprise entre 15 et 20 nm, ce qui est normalement difficile à obtenir dans une membrane PVDF. De plus, le BCP reste dans la matrice de la membrane PVDF pendant le vieillissement alors que les additifs conventionnels sont presque complètement dégradés et libérés hors de la membrane. Il est démontré que ce type de membrane garde sa distribution de taille de pores constante et ses performances de rejet MS2-Phages stables, supérieures à 4log, pendant toutes les périodes d'exposition.

Figure 1 : Frise des générations de membranes

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Figure 2 Neophil Polymem

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. ESSAIS, VALIDATIONS ET REFERENCES

Une fois le développement de la fibre Neophil® achevé, et le début de sa production à l'échelle industrielle en 2018, plusieurs essais pilotes ont été réalisés et ont confirmé les caractéristiques hydrophiles et de rétention durables de cette membrane de nouvelle génération. Les membranes Neophil® équipent maintenant de nouvelles usines de filtration tertiaire où l'eau filtrée est utilisée pour irriguer les pelouses, les champs de maïs, les terrains de golf...

 

a. Traitement tertiaire des eaux usées avec les membranes Neophil®

Dans le projet SmartFertiReuse, porté par SEDE Environnement, une nouvelle approche est étudiée qui permettrait d'une part de lutter contre le stress hydrique en tirant parti de la ressource quasi-inépuisable que représentent les eaux usées traitées, et d'autre part de permettre aux agriculteurs d'augmenter leurs bénéfices.
Les eaux usées sortant de la station d’épuration sont à nouveau traitées via un système complémentaire afin de s'assurer que la qualité de l'eau respecte les critères réglementaires de réutilisation exigés par La réglementation française (arrêté du 2 août 2010 modifié le 25 juin 2014) et européenne pour la réutilisation des eaux usées urbaines pour l'irrigation des cultures ou des espaces verts. Le suivi agronomique au niveau de l'irrigation des plantes et du sol permet d'ajuster les doses d'eau et d'engrais en fonction des besoins des cultures et de leur stade de développement. Parallèlement, les prévisions météorologiques permettent d'évaluer le besoin d'irrigation en fonction des événements pluvieux à venir.

L’ultrafiltration Polymem sur membranes Neophil® est ici utilisée en traitement tertiaire des eaux usées, avec en un système composé de 4 modules Gigamem. Le débit de filtration est de 54 m3/h avec un taux de conversion de 89% et une perméabilité stabilisée grâce à des contre-lavages effectués toutes les 30 minutes et des contre-lavages renforcés au chlore une fois par jour (pour un fonctionnement de 24 heures).

 

Figure 3 : Unités de traitement tertiaire containérisée / PID du système d'ultrafiltration 

L'un des principaux objectifs de ce projet est de contrôler la qualité de l'eau traitée afin de vérifier la conformité avec le décret français et la réglementation européenne pour la réutilisation de cette eau pour l'irrigation des cultures.

En particulier, les niveaux de matières en suspension et de turbidité, la Demande Chimique en Oxygène (DCO) et la Demande Biologique en Oxygène (DBO) ainsi que les teneurs en Escherichia coli ont été suivis ; ils respectent pleinement les exigences des deux réglementations.

Cette excellente qualité de perméat des membranes d'ultrafiltration Neophil®, associée à un fonctionnement contrôlé du système sans aucun problème opérationnel et à une gestion à distance très facile de l'installation, permet d'offrir cette technologie à une large gamme de stations d'épuration des eaux usées et à diverses applications de réutilisation dans le secteur municipal et industriel.

 

b. Bioréacteurs à membranes Neophil®

Les fibres creuses renforcées Neophil® ont également été utilisées pour rénover des usines équipées de BRM. Une porosité plus fine de l'UF a été choisie pour améliorer la qualité de l'eau et pour limiter l'encrassement profond irréversible de la membrane. Les résultats de plusieurs mois de fonctionnement montent une qualité d'eau stable dépassant les exigences de la réglementation française pour l'irrigation.

Figure 4 : BRM Neophil® IMMEM / La Carene  (France) 75 000 eqh

3. Pour en savoir plus

Demandez nous l’article complet présentant les résultats détaillés obtenus lors des essais sur les installations mentionnées.

Contact : Isabelle DUCHEMIN i.duchemin@polymem.fr

Pour en savoir plus sur les produits et solutions à membranes d’ultrafiltration Polymem : www.polymem.fr