Littérature scientifique sur le sujet « Filtration frontale sous pression »

Abstract Dans ce travail, nous avons étudié la rétention du bleu de méthylène (BM), du chrome hexavalent Cr(VI) et de l'acide éthylène diamine tétracétique (EDTA) par une membrane ZnAl2O4−TiO2. Les résultats obtenus ont montré que cette membrane présente une charge résiduelle qui dépend fortement du pH. L'effet de la pression et de la concentration sur le taux de rejet des espèces filtrées est étudié. La rétention des espèces ioniques est due à un mécanisme fondé sur les interactions électrostatiques entre les charges portées par la membrane et les ions. Le taux de rejet du BM diminue avec l'augmentation du pH, une situation qui provoque une diminution progressive de la charge positive de la membrane. Dans le cas du Cr(VI) et de l'EDTA, un pH alcalin est favorable pour une bonne rétention car la charge membranaire devient moins positive, le chrome est sous forme de CrO42− et l'EDTA apparaît sous ses formes les plus anioniques. L'effet de la pression sur le taux de rejet des solutés a montré que la contribution convective domine aux fortes pressions et conduit à des rétentions maximales du fait que le flux convectif du solvant Jv augmente et vient diluer le perméat.

<p style="text-align: justify;">Les auteurs montrent que la préparation industrielle des vins en vue de l'embouteillage par filtration sur précouche de diatomées est aujourd'hui supérieure à ce qu'elle était il y a une dizaine d'années.</p><p style="text-align: justify;">Ils comparent ensuite au laboratoire, sous une pression constante de 0,5 bar, dix-huit plaques filtrantes de neuf fabricants. Les résultats montrent que toutes les plaques permettent d'obtenir des débits supérieurs à ceux recommandés par les fabricants. L'utilisation des plaques testées diminuent de façon notable les indices de colmatage des vins. Six des neuf fabrications assurent une qualité de filtration tout à fait satisfaisante ; les autres sont moins efficaces.</p><p style="text-align: justify;">+++</p><p style="text-align: justify;">Today the preparation of wines for bottling by filtration with kieselguhr is of superior quality than it was about ten years ago.</p><p style="text-align: justify;">Eighteen sheets from nine manufactors were compared, under a constant pressure of 0.5 bar, at the laboratory. The results showed that for all the sheets the flow rate may be higher than those of the manufactors. The use of the tested sheets decreases notably the wine blocking index. Six from the nine manufactures ensured a satisfying filtration quality; the others were less effective.</p>

En 2020, la concentration en oxyde de soufre autorisée dans les fumées de gaz d’échappement des bateaux de la marine marchande a été réduite d’un facteur 7 par l’Organisation maritime internationale. Pour satisfaire ces nouvelles normes de rejet atmosphérique, les armateurs ont adapté leurs navires et des systèmes de désulfuration des gaz d’échappement ont été installés. Ces unités couplent, d’une part, un procédé d’absorption gaz-liquide pour l’épuration du gaz et, d’autre part, un procédé membranaire pour le traitement des eaux de lavage. L’objectif de la présente étude est d’optimiser ce procédé membranaire. Des membranes d’ultrafiltration multitubulaires en carbure de silicium sont utilisées. La filtration est réalisée à flux constant avec l’application de rétrolavage à intervalle régulier. Les effluents à traiter proviennent directement des navires maritimes étudiés et, après caractérisation de chacun d’eux, ils ont été classifiés comme des fluides à fort ou à faible pouvoir colmatant pour la membrane. Les paramètres opératoires de filtration appliqués varient en fonction des propriétés du fluide. L’influence des paramètres de rétrolavage : fréquence, durée et/ou mode d’injection sur les performances de filtration et de rétention de la membrane est également étudiée. Ainsi il est montré que l’application d’action de décolmatage rapide (inférieur à 5 secondes), et sous pression (3 bars) permet de maintenir la filtration sur plusieurs heures. La réversibilité de la perméabilité est de l’ordre de 80 % et d’importants taux de récupération en eau, supérieurs à 75 %, sont obtenus en fonction du flux de perméat appliqué. En matière de rétention, 100 % des particules en suspension et 80 % en métaux lourds sont éliminés, ce qui permet un rejet dans l’environnement.

Dans le cadre de la réhabilitation de l’usine de potabilisation de Saint-Sulpice (Lausanne, Suisse), le service de l’eau de la ville de Lausanne a conduit des essais pilotes afin de choisir la filière de traitement la plus adaptée. L’usine actuelle de 1971 est une filière de traitement simple consistant en une filtration sur sable suivie d’une chloration. Malgré la production d’une eau potable de qualité satisfaisante, la filière actuelle n’est pas capable de faire face aux nouveaux défis du domaine du traitement de l’eau (micropolluants). Les essais pilotes, réalisés entre 2014 et 2017, ont porté sur des technologies améliorant l’abattement des micro-organismes, des matières en suspension (MES) et des micropolluants. Il existe trois méthodes pour abattre les micropolluants : l’adsorption sur charbon actif (CA), la filtration membranaire fine (nanofiltration ou osmose inverse) ou l’oxydation. Trois mises en œuvre de charbon ont été testées : filtration sur CA en grain (CAG), suspension de CA micrograins (CAµG) ou mise en contact de CA poudre (CAP) (sur l’usine de Lutry). Un pilote de nanofiltration a également été testé, ainsi qu’un procédé d’oxydation avancée (AOP), avec de l’ozone et du peroxyde d’hydrogène, suivi d’un filtre CAG. Chaque procédé présente des spécificités qui lui permettent de mieux abattre certaines molécules par rapport à d’autres. L’étude s’est particulièrement focalisée sur l’abattement des trois principaux micropolluants retrouvés en permanence en concentrations les plus élevées dans l’eau du lac Léman : metformine (450 ng/L), 1H-benzotriazole (80 ng/L) et gabapentine (30 ng/L). Hormis une élimination faible du 1H-benzotriazole (35 % environ), la filtration membranaire par nanofiltration ou par osmose inverse basse pression permet des abattements supérieurs à 80 % pour la majorité des micropolluants. L’AOP, couplée avec une filtration sur CAG, permet d’atteindre de bons rendements d’élimination des micropolluants (70 %). L’ozonation des micropolluants engendre des sous-produits, aujourd’hui difficilement identifiables et quantifiables. Globalement, le charbon actif permet un abattement moyen des micropolluants de 20 à 40 % selon sa mise en œuvre. La future filière sera composée autour d’une unité d’ultrafiltration (MES et micro-organismes). Le traitement des micropolluants sera, lui, assuré soit par une étape d’adsorption sur charbon actif, soit par une étape de nanofiltration ou une combinaison des deux. Le traitement par charbon actif pourrait éventuellement être amélioré par le couplage avec un procédé AOP.

Au cours du choc septique, le remplissage vasculaire corrige l’hypovolémie liée à la fuite capillaire, responsable de l’état de choc et de l’apparition progressive d’œdèmes généralisés. La fuite capillaire a longtemps été considérée comme principalement due à des modifications de l’endothélium vasculaire et du glycocalyx. Or, le rôle central du tissu interstitiel dans la régulation des échanges de fluides au cours de l’inflammation est décrit dans un nombre croissant d’études. En effet, la matrice extracellulaire (MEC) interstitielle permet de réguler finement la pression hydrostatique interstitielle par le biais de l’interaction des fibroblastes avec les fibres de collagène de la MEC. Sous l’action des médiateurs pro-inflammatoires lors d’une inflammation localisée, cette tension est relâchée brutalement ce qui entraine une baisse de la pression interstitielle, potentialisant de fait la formation d’œdème. Le rôle de l’interstitium au cours du sepsis est encore très mal connu, mais de nombreuses données semblent indiquer un rôle majeur dans la régulation de la filtration capillaire. L’interstitium a donc probablement un impact significatif dans la régulation de la balance hydrosodée, qui est un des enjeux fondamentaux pour la prise en charge du sepsis.

Les microalgues sont des organismes microscopiques qui présentent de nombreuses propriétés avantageuses et peuvent être utilisées dans différentes applications industrielles. L'un des problèmes principaux rencontrés dans les bioraffineries de microalgues est le coût associé à l'étape de récolte, cela est lié à la consommation énergétique élevée des processus les plus couramment utilisés pour la récolte des microalgues. En fonction de l'application, les microalgues peuvent subir un traitement supplémentaire après les étapes de récolte pour l'extraction de leurs composés intercellulaires. Chlorella vulgaris et Arthrospira platensis sont deux types de microalgues commercialisés et utilisés dans un large éventail d'industries. Compte tenu de leur pertinence industrielle, ce sont les souches de microalgues qui sont étudiées dans le cadre de cette thèse. L'objectif de cette thèse est d'optimiser l'utilisation de la filtration frontale comme technique de récolte des microalgues, en étudiant l'utilisation de la filtration frontale sous pression ainsi que la filtration frontale sous pression avec l’application d’un champ électrique externe (appelée électrofiltration). Dans ce contexte, ce travail étudie les effets de la pression, de l'intensité du champ électrique, et de la combinaison des deux sur la cinétique de filtration et les propriétés du gâteau de filtration et des filtrats. Ce travail également évalue la possibilité d'utiliser la filtration frontale comme technique d'extraction « in-situ » ainsi que l'utilisation du lavage des gâteaux pour récupérer les biocomposés résiduels présents dans les pores d'un gâteau de microalgues. Trois configurations différentes de lavage du gâteau de filtration ont été évaluées : sous pression, sous un champ électrique (électrolavage), et sous pression assistée par un champ électrique (électrolavage sous pression)
Microalgae are microscopic organisms that present many beneficial properties and can be used in a wide range of industrial applications. One of the main issues encountered in microalgae biorefineries are the costs associated with the harvesting step, this is due to the energy intensive nature of the most commonly used processes for microalgae harvesting. Depending on the application, the microalgae can undergo further processing after the harvesting steps for the extraction of its intercellular compounds. Chlorella vulgaris and Arthrospira platensis are two types of microalgae that are commercially used in a wide range of applications. Given their industrial relevance, they are the microalgae strains that are studied in the context of this thesis. The aim of this thesis is to optimize the use of dead-end filtration as a microalgae harvesting technique, this is achieved by studying the use of pressure driven dead-end filtration as well as electrically assisted dead-end filtration (hereby referred to as electrofiltration). In this context, the present work investigates the effects of the operating pressure, the electric current density, and the combination of the two on the filtration kinetics and the properties of the filter cake and filtrates. This work also assesses the possibility of using dead-end filtration as an in-situ extraction technique as well as the use of cake washing to recover biocompounds trapped in the pores of a microalgal cake. Three different cake washing configurations were assessed: pressure driven (pressure washing), electrically driven (electrowashing), and electrically enhanced pressure washing (pressure electrowashing)

Notre travail a pour objectif d'ameliorer l'un des moyens en usage dans l'industrie de la micro-electronique pour reduire la contamination particulaire: la filtration au point d'utilisation des gaz purs employes pour les procedes de fabrication des semi-conducteurs. Dans un premier temps nous dressons un bilan de la qualite du gaz dans un reseau d'alimentation, realise a l'aide de differentes techniques d'analyse particulaire (techniques d'analyse de surface et compteurs de particules). Dans un second temps, nous proposons un banc de tests original qui simule le fonctionnement d'un equipement de production. Il nous permet de realiser differents a-coups de pression quantifiables et reproductibles et donc de tester des filtres a tres haute efficacite dans leurs conditions d'utilisation industrielle. A l'aide d'un compteur optique laser et d'un compteur a noyaux de condensation, nous etudions ainsi les comportements et les performances (vis-a-vis de l'aerosol atmospherique de la salle) de membranes et de ceramiques, vierges ou vieillies. Nos resultats mettent en evidence des differences de comportement essentiellement attribuees a la structure des media et a leurs pouvoirs de tampon vis-a-vis d'un choc de pression

Ce travail de thèse a porté sur le développement de membranes céramiques pour la filtration de colloïdes issus de la corrosion dans le circuit primaire des REP. La voie des polymères précéramiques a été mise en œuvre par la synthèse d’un polyborocarbosilane (PBC) à partir d’allylhydridopolycarbosilane conduisant à une céramique de type SiBC. Des billes de PMMA mono disperses d’une taille de 1,5 et 0,3 µm ont été préparées pour servir d’agent porogène pour créer une porosité contrôlée. Des objets micro-cellulaires 3D de forme circulaire ont été élaborés par pressage uni-axial avec ajout de billes de PMMA commercial pour servir de support macroporeux. Une étude de cristallinité à haute température (> 1000 °C) a été réalisée, montrant son influence sur la stabilité du matériau. La couche sélective a été préparée par dip-coating à partir de différentes formulations de barbotine contenant du PBC et les billes de PMMA élaborées. La stabilité physico-chimique des supports micro-cellulaires a été étudiée grâce à des essais de vieillissement en micro-autoclave en milieu primaire simulé. La résistance à la filtration a été testée grâce à un essai sur un dispositif de filtration connecté à un moyen d’essai de laboratoire permettant de simuler les conditions des REP
This work has been focused on the development of ceramic membranes for the filtration of colloids resulting from corrosion in the primary loop of PWR. SiBC ceramics were synthesized by the preceramic polymers route from a polyborocarbosilane (PBC) obtained from allylhydridopolycarbosilane. Single-dispersed PMMA beads with a size of 1.5 and 0.3 μm were prepared to be used as a porogen agent to lead to a controlled porosity of the selective layer. 3D micro-cellular objects with a circular shape were developed by uni-axial pressing with the addition of commercial PMMA beads to serve as a macroporous support. A crystallinity study at high temperature (> 1000 ° C) was carried out showing its influence on the stability of the material. The selective layer was prepared by dip-coating from various slurry formulations containing PBC and the prepared PMMA beads. The chemical and physical stability of the microcellular supports was studied by ageing tests in a simulated primary water chemistry. The filtration resistance was tested by means of tests on a filtration device connected to a laboratory loop which simulates the conditions of the PWRs

La filtration sous haute pression des résidus miniers en suspension s’avère être une technique hautement efficace pour augmenter la siccité de ces résidus jusqu’à de très hautes fractions solides. Cette augmentation de siccité offre une opportunité aux industries de diminuer significativement la quantité de résidus devant être disposés. Dans cette optique, le présent travail est une étude expérimentale de la filtration sous haute pression de divers résidus miniers pour l’obtention de haute fraction solide. Le comportement rhéologique de la boue rouge pendant la filtration est aussi étudié. Les propriétés, telles que la limite d’élasticité en compression, la résistance spécifique massique et le taux de déposition des particules solides sous forme de gâteau, sont étudiées. En utilisant différentes procédures expérimentales, il a été démontré que la limite d’élasticité en compression de la boue rouge augmente exponentiellement et son comportement devient semblable à celui d’un solide au-delà d’une fraction solide massique d’environ 70%. La résistance spécifique massique du gâteau augmente linéairement selon sa fraction massique et le taux de déposition des particules solides atteint un plateau lorsque la pression de filtration dépasse 6000 kPa. Différents montages expérimentaux ont été fabriqués afin d’étudier la filtration sous haute pression des résidus miniers. Il est démontré qu’une filtration radiale au travers une enveloppe filtrante composée d’un empilement de disques métalliques compressés permet d’atteindre de hautes fractions solides puisque l’enveloppe peut résister à de très hautes pressions tout en assurant une bonne séparation solide-liquide. Différents paramètres sont étudiés, tels que la rugosité de surface, la mouillabilité du medium, l’épaisseur filtrante, la densité de plaques et la force de compression appliquée sur celles-ci. La rugosité de surface s’avère être la propriété qui influence le plus la perméabilité du filtre. L’acier inoxydable pulvérisé au jet de billes de verre et un acier recouvert de peinture cuite sont les principaux choix de médium filtrant pour la filtration des résidus miniers étudiés. Des modèles de filtration axiale et radiale de boue compressible et non-compressible sont présentés tout au long du présent travail. Ces modèles permettent d’étudier de la filtration des résidus de la production d’alumine, du bore, du fer, et de la digestion du charbon. Des procédures expérimentales de filtration sur presse hydraulique et avec pompe à déplacement positif permettent de filtrer sous haute pression ces divers résidus. Tous les résidus démontrent une bonne capacité de séparation solide-liquide à l’aide des méthodes employés, à l’exception du résidu de la production du bore. Dans le cas du bore, la taille des particules et la viscosité de la suspension offre une trop grande résistance pour obtenir une haute fraction solide.