Présentation de la manipulation de mai 2006:

1. Présentation de la manipulation de mai 2006: concentration par nanofiltration et osmose inverse

2. Présentation des procédés baromembranaires  La pression requise pour la séparation membranaire est d’autant plus grande que les molécules à retenir sont petites.

3. Pilote de nanofiltration / osmose inverse

4. Résultats précédemment obtenus: nanofiltration • Membrane Osmonics DL-2540, seuil de coupure 150 à 300 Da • Mars 2005: 90L d’eau de mer ramenés à 7L en 2h • Salinité contrôlée par ajout d’eau osmosée (diafiltration) • 75% de la matière organique perdue au cours de la nanofiltration, principalement par adsorption sur la membrane (teneur en COD faible dans le perméat) • Perte sélective des petites molécules • Echantillon plus fortement modifié lors de la concentration (diminution de volume dans la cuve) que lors de la diafiltration

5. Résultats précédemment obtenus: osmose inverse • Membranes Filmtec; seuil de coupure < 100 Da • Augmentation très rapide de la salinité du rétentat: les sels sont concentrés en même temps que la matière organique. • Refroidissement inefficace du système: la température monte très rapidement jusqu’à 50°C. • Pertes de MOD minimes par comparaison avec la nanofiltration.

6. Présentation de la manipulation de mai 2006 • Concentration par nanofiltration et osmose inverse: • Nanofiltration pour filtrer rapidement un large volume d’eau de mer et maintenir la salinité du rétentat relativement basse (diafiltration) • Osmose inverse pour éviter des pertes et une modification de la MOD lors la concentration finale (diminution du volume de rétentat)

7. Prélèvement mai 2006 • 1000L d’eau de mer prélevés dans la baie de Balaguier (Toulon) le 3 mai 2006. Environ 600L filtrés sur place.

8. Manipulation mai 2006 • 350L filtrés à Bordeaux. • 940L effectivement concentrés et ramenés à 10,5L par nanofiltration / osmose inverse (OI). • Durant la nanofiltration et l’osmose inverse, prélèvements réguliers de perméat et de rétentat. • Mesures effectuées sur ces aliquots: - teneur en COD - fluorescence 3D

9. ’  Intensité β Excitation (nm)  Longueur d’onde d’émission (nm) Spectre de fluorescence 3D de l’échantillon initial Bandes de fluorescence: : substances humiques ’: substances humiques + matière organique plus récente β: matière organique d’origine biologique : protéines + activité bactérienne

10. Récapitulatif de la manipulation Eau de mer - 940 L Nanofiltration Seuil de coupure 150-300 Da Perméat de nanofiltration 200 L conservés pour être concentrés par osmose inverse Rétentat de nanofiltration - 32 L Osmose inverse Membrane SW30-2540 de seuil de coupure < 100 Da Perméat d’osmose inverse Rétentat d’osmose inverse 10,5 L

11. Nanofiltration – étape 1 • Etape 1: concentration des 940 L d’échantillon • Etape 2: diafiltration pour diminuer la salinité du rétentat. • A la fin de ces 2 étapes: 32 L de rétentat / salinité 10,2.

12. Nanofiltration – étape 2 COD échantillon initial: 1,1 mg/L COD rétentat nanofiltration: 10,8mg/L Facteur de concentration (COD) après nanofiltration: 9,8.

13. Suivi de la nanofiltration par fluorescence • Intensités de fluorescence maximales déterminées à λexc=260, 280, 310 et 350nm pour le perméat et le rétentat de nanofiltration.

14. Bilan de la nanofiltration • 940L ramenés à 32L -> facteur de concentration attendu: 29,3. • Facteur de concentration calculé à partir des valeurs COD: 9,8. • Facteur de concentration calculé à partir des intensités de fluorescence: environ 6. • Pertes en matière organique au cours de la nanofiltration non négligeables -> passage de matière organique dans le perméat / adsorption sur la membrane

15. Osmose inverse • 32L ramenés à 10,5L -> facteur de concentration (volume): 3,0 • Salinité de l’échantillon concentré: 25,7 • COD rétentat de nanofiltration: 10,8mg/L • COD rétentat d’osmose: 30,4mg/L -> facteur de concentration (COD): 2,8

16. Suivi de l’osmose inverse par fluorescence • Facteur de concentration (moyen) de l’étape d’OI, calculé à partir des intensités de fluorescence: environ 2,8

17. Spectres de fluorescence après la nanofiltration et l’OI Echantillon initial Rétentat de nanofiltration  Pas de modification significative de la matière organique au cours de la concentration Rétentat d’osmose inverse

18. Facteur de concentration calculé par fluorescence

19. Récapitulatif: facteurs de concentration

20. Conclusions et perspectives • En 2 jours, 940L d’eau de mer ramenés à 10,5L par nanofiltration et osmose inverse. • La matière organique n’a pas été modifiée de manière significative. • Nanofiltration: rapide mais entraîne des pertes de matière organique non négligeables. • Osmose inverse: permet de limiter les pertes en matière organique. • L’OI ne peut être pas utilisée seule pour concentrer la MOD marine: sels concentrés en même temps que la MOD.

21. Conclusions et perspectives • Piste envisagée: dessalement de l’eau de mer par électrodialyse, puis concentration par osmose inverse. Principe de l’électrodialyse

22. Merci de votre attention !