NEWS de Janv. Fév. mars 2008 7 Fev. 2008 de 14h30 à 16h30

1. Réunion n°18 NEWS de Janv. Fév. mars 20087 Fev. 2008 de 14h30 à 16h30 • Programme • - Points news GAP • - Synthèse Travaux Tan –Tan H. DACH • Synthèses travaux stage Eby MOHAMEDOU • - Projet Equipe Emergente GA&P 1

2. Projet MEDRC n°04As005 Comparaison des opérations de Nanofiltration (NF) et d’Osmose Inverse (OI) basse pression pour le dessalement d’une eau saumâtre Etude pilote à Tan Tan Hanane DACH Réunion GAP du 7 fév. 2008 2

3. Plan Présentation de la station de déminéralisation d’eaux saumâtres de Tan Tan (Maroc) Objectifs de l’étude Matériel et méthodes Résultats et discussions Conclusion et perspectives 3

4. Usine de dessalement de Tan Tan • Station de déminéralisation d’eau saumâtre de Tan Tan; mise en service en 2003 • Capacité de production 1700 m3/j. • Procédé de déminéralisation : OI •  Station équipée de membranes d’OI basse pression, de type BW30 440, fournies par Filmtec, modules spiralés. •  Nombre de SKID : 2 • Configuration en deux étages • Taux de conversion global : 70% •  l’eau saumâtre est caractérisée par : • Salinité totale (ST) : 4000 ppm • SDI = 0,3 -0,4 4

5. Objectifs de l’étude Évaluation et comparaison des performances (productivité et sélectivité) de différentes membranes de NF et d’OI basse pression du marché pour les comparer entre elles pour le dessalement d’eau saumâtre (Tan Tan, maroc)  Evaluer la précision des logiciels de simulation de 3 fournisseurs de membranes : Déterminer les conditions opératoires limites (salinité totale, taux de conversion, pression trans-membranaire) d’utilisation des membranes de NF et d’OI basse pression vis-à-vis du dessalement d’une saumâtre  Evaluer les performances de ces membranes pour la défluoruration d’une eau saumâtre dopée en F- ROSA: Dow Chemical IMSDesign : Hydranautics CSMPRO : Saehan 5

6. Pilote de NF et d’OI Matériels et méthodes 2 3 1 3 1 2 (1) Réservoir d’alimentation de 2.6 m3(débit d’alimentation max. de 3 m3/h); (2) Unité Pilote NF/OI équipée d’1 tube de pression avec un module 4” de type BW30 40-40 Sm = 7,6 m2; (3) Système de refroidissement (T fixée à 21°C) 6

7. Membranes testées Matériels et méthodes Conditions opératoires de mise en oeuvre Essais réalisés à 4 taux de conversion (10, 45,70 et 90%) et 3 flux de perméat (13,19, 26 L.m-² .hr-1)  Pression d’alimentation fixée par le taux de conversion et le flux cible  Température maintenue à 21°C 8 modules spiralés : 4 de NF et 4 d’OIBP ; Surface géométrique de chaque module = 7,6 m2 •  Dow: • BW30-4040 (OI basse pression) • BW30-LE-4040 (OI basse pression) • NF90-4040 (NF) •  Hydranautics • ESPA-3 (OI basse pression) • ESNA-LF (NF) •  Saehan • RE4040-BLF (OI basse pression) • NE4040-90 (NF) • RE4040-70 (NF) 7

8. Matériels et méthodes (2) Outils analytiques et éléments analysés TDS mètre : Salinité totale Electrodes spécifiques : Cl-, F- , NO3- Spectrophotomètre : Ca 2+ , Mg2+ Turbidimètre : SO42- Absorption atomique : K+, Na+, Logiciels de simulation Pour faire les simulations, il est nécessaire de connaître : la composition détaillée de l’eau d’alimentation, le débit de perméat, le débit d’alimentation, le taux de conversion; il faut aussi définir le nombre d’étages, le nombre de tube de pression et le nombre de module par tube de pression ainsi que le type de membrane. 8

9. Résultats et discussions 9

10. Composition succinte de l’eau de Tan Tan 10

11. Résultats de simulation But : ? D O W SA- HE- AN HY DRA NAU TICS  Lorsque la simulation est réalisée, le programme fournit un bilan des performances : (le taux de rétention des membranes, la composition ionique du perméat et du rejet, la pression d’alimentation, les coûts énergétiques ROSA). 11

12. Perméabilité à l’eau de Tan Tan Nanofiltration : NE70 > NF90 ≥ ESNA 1 LF > NE90 Osmose inverse : RE BLF > ESPA 3 > BW30 LE > BW30 Figure 1: perméabilité des membranes à l’eau de Tan Tan ( T = 21°C) 12

13. Rétention des membranes nd Evolution de la salinité totale dans le perméat à différents taux de conversion pour les membranes étudiées ( Débit perméat = 0,2 m3/h , T° = 21)C) • Taux de conversion   qualité du perméat. • Les membranes NF90 et NE90 sont les membranes de NF les plus adéquates pour ETT • Dessalement partiel et Eau produite à TDS < 1000ppm 13

14. Pressions appliquées Pressions appliquées à différents taux de conversion pour les membranes étudiées ( Débit pérmeat = 0,2 m3/h , T° = 21°C) Les pressions appliquées en OI sont plus élevées qu’en NF( Pression BW30 = 2 x Pression NF90) 14

15. Comparaison des essais pilotes avec les simulations (1) Comparaison des résultats expérimentaux avec les simulations ( Débit pérmeat = 0,2 m3/h , taux de conversion 70%, T° = 21°C) Les projections réalisées par le logiciel ROSA sont les plus proches des résultats expérimentaux . 15

16. Comparaison des essais pilotes avec les simulations (2) Fig : Comparaison des résultats expérimentaux avec les simulations ( Débit pérmeat = 0,2 m3/h , taux de conversion 70%, T° = 21°C) Les projections des pressions de filtration réalisées par les logiciels ROSA et ISMD sont les plus proches des résultats expérimentaux que les résultats obtenus avec SAHEAN. 16

17. Membranes choisies pour les essais de dopage 17

18. Essais de dopage Evaluation de l’impact de la salinité sur les performances des membranes 3 niveaux de salinité à tester (4, 6, 10 g/L) Fig : Effet de la salinité de l’eau d’alimentation sur la qualité du permeat et sur les pressions d’alimentation ( Débit pérmeat = 0,2 m3/h , Taux de conversion 70%, T° = 21°C) • Salinité   qualité du perméat. • Les pressions de filtration augmentent avec la pression 18

19. Essais de dopage Essais sur l’élimination du Fluor Dopage de l’eau de Tan Tan avec NaF à 5, 10 et 15 ppm en F- Fig : Evolution de la concentration en fluorures dans le perméat en fonction de la concentration d’alimentation ( Débit pérmeat = 0,2 m3/h , Taux de conversion 70%, T° = 21°C) La concentration initiale en F- n’affecte pas les performances de la BW30 En NF , la concentration en F- dans le perméat augmente avec la concentration initiale Le F- est réduit par les membranes de NF à des valeurs satisfaisantes qui ne dépassent pas les normes OMS ( sauf pour la NE90 à 15 ppm) 19

20. Conclusion Des 4 membranes de NF testées, la NF90 et la NE90 sont sans doute les plus adéquates et les plus concurrentes à la BW30 pour le dessalement d’une eau saumâtre de 4 g/L. elle permettent un dessalement partiel et permettent aussi de préparer une eau destinée à la consommation humaine ( TDS ≤ 1000 ppm) à des pressions 2 fois plus faibles et à des taux de conversions plus élevés (90%). le logiciel ROSA de DOW est le plus précis; Ce logiciel permet de donner des informations sur la tendance en terme de rétention et de pression nécessaire pour le système Les membranes NF90 et N90 ne sont plus utilisables pour la préparation d’une eau destinée à la consommation humaine à partir d’une eau saumâtres d’une salinité inférieure à 8 g/L Les essais d’élimination du Fluor confirment les meilleures performances de la NF pour la défluoruration sélective des eaux saumâtres au Maroc. 20

21. Réunion GAP n°18, 7/02/08, à Angers Caractérisations physico-chimiques d’une membrane d’osmose inverse usagée - Cas d’Iwik « Parc National du Banc d’Arguin » (Mauritanie) Présenté par Eby O. MOHAMEDOU, sous la direction du professeur Maxime PONTIE, GA&P en collaboration avec : ABDEL KADER O. M, M.L. FAGEL, CRAER et Sonsoles GONZALES, ITC

22. PLAN • Introduction • Matériel et Méthodes • Résultats et Discussion • Conclusion et Perspectives

23. Introduction

24. Introduction

25. Prélèvement de la membrane d’osmose inverse dans le PNBA (en Mauritanie…) Du terrain…

26. Au laboratoire, à Angers (France)… Cell body top Cell body bottom

27. 0,2µm 40 µm 120µm Couche Polysulfone Support Polyester Membrane Polyamide Membrane d’osmose inverse de type thin film composite (TFC) SWHR-30

28. espaceur membrane Matériel et Méthodes (VI)

29. Conditions opératoires des autopsies 138 cm² de surface de travail. Flux d’alimentation de 0,17 m/s soit Re = 422. le conductimètre, le thermomètre, le chronomètre, l’éprouvette. L’eau distillée : pH = 5.5 , conductivité = 2.5µS/cm et la température de 20°C. AFM MEB + EDX Mesures de potentiel d’écoulement (cf. thesis A. Thekkedath)

30. confidentiel Résultats et discussion

31. MerSEA pour votre attention

32. Bilan PUBLICATIONS 9

33. Chapitres de livres : 3 (CFM, cahier n°4) • Articles publiés : 1 (JIE08, AFSSA) • Articles soumis ou en préparation : 5 • Participation congrès 2008 : • ISE08, March 08, Brésil • WFC08 Leipzig, 2 comm. orales + 1 poster / oral • Euromed, Nov 2008 Jordanie • ------------ • Stagiaires prévus au GAP en 2008 • -Eby Mohamedou (doctorant) • Adeline Gardien (Diagnostic et • bioaccumulation du P) L3 • 5 L3 CBE (en cours), 2M1-SIE

34. ACTIVITES EN COURS

35. Tony : synthèse résultats caractérisations bentonites (projet MEDRC 2) + conf orale Bresil (mars 2008)- Frédéric : Biofilm à poitiers + réunion CAC (date à fixer-fin avril)- Maxime : corrections livre CFM + 1 RAPPORT MEDRC2 (en cours) + 1 comm. oral WFC08 + thèses Vince (juillet 08) et H. Dach (6 mai 08) + 5 article (en cours)- Nadjib: rapport 1A (en cours)- Naceur : Synthèse biblio pré-traitements eau de mer (reste références à joindre) - Hanane : rédaction thèse (en cours) + 1 article à soumettre + 1 comm. orale WFC08 + oral thèse- François : rédaction thèse (en cours)- Issa : article Electroanalysis (en cours) + collaboration Angers-Ouaga (signature en cours) - Eby Mohamedou : rédaction rapport GAP-ITC-CRAER (en cours)