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1. Introduction |
L’eau paraît être une ressource naturelle super abondante sur notre planète. Quoi qu’il en soit, seulement 0,3 pour-cent de la totalité de la réserve mondiale d’eau n’est disponible comme eau potable propre. L’humanité nécessite des quantités considérables d’eau potable tous les jours en l’extrayant de la nature à des fins innombrables. Comme les ressources en eau potable naturelle sont limitées, l’eau de mer joue un rôle grandissant comme source d’eau potable. La méthode de base pour désaler l’eau de mer est ladistillation. Une enthalpie d’évaporation approximative de 620 kWh est nécessaire pour obtenir une tonne d’eau potable. Dans des installations techniques, comme les évaporateurs à étapes multiples (multiple stage flash) nécessitent environ multiple stage flash (MSF) evaporator100 kWH/t (vapeur chaude à 2 bars) et 3,5 kWh/t d’énergie électrique pour les pompes. Par contre la demande d’énergie de l’osmose inverse (O.I.) peut être réduite à 2,5 kWh
de grandes installations avec recyclage de la pression des pompes et un
taux faible de récupération d’eau)
d’énergie électrique pour les opérations de
pompage pour produire une tonne d’eau potable à partir
d’eau de mer ayant une teneur en sel inférieur à
500 ppm (teneur totale de sel à 3,7 pour-cent). De toute
manière le recyclage de la pression des pompes n’est pas
applicable pour des petites installations. Dans ce cas la consommation
électrique atteint 20-40 kWh / t d’eau. |
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Dans l’électrodialyse, c.-à-d. l’emploie de membranes échangeuses d’ions, la force motrice est le courant électrique permettant l’élimination des ions de la solution devant être désalée. Comme la quantité de courant électrique nécessaire est proportionnelle à la teneur en sel de l’eau, il est possible de quantifier l’énergie électrique spécifique requise. Pour cette raison, cette méthode est beaucoup plus favorable dans le cas d’eaux à faible teneur en sel, telles les eaux saumâtres par exemple, avec une consommation d’énergie de 1-5 kWh/t (pour des teneurs en sel plus élevées, la consommation grimpe de 10-20 kWh/t) . |
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Dans le cas des eaux
à faible concentration saline, l’électrodialyse est
très compétitive par rapport à l’O.I. Pour
opter une méthode ou l’autre, les différences entre
les deux, discutées plus haut, doivent être prit en
considération.
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2. Eau potable. |
Les processus de déminéralisation de l’eau ne diffèrent pas seulement par leur force motrice mais aussi dans la qualité de l’eau obtenue. La consommation d’énergie des différentes méthodes dépend de la qualité de l’eau produite et de la composition de l’eau avant traitement. En général on déionise de l’eau dans l’intention de produire de l’eau potable dont la composition figure dans le tableau ci-après. |
Substance | Concentration maximum désirée en mg/l | Concentration maximum autorisée en mg/l | Solution isotonique en mg/l, [2] |
Matières totales dissoutes |
500 |
1500 |
9000 |
Mg |
30 |
150 |
- |
Ca |
75 |
200 |
- |
Chlorures |
20 |
60 |
3550-3800 |
Sulfates |
200 |
400 |
- |
Sodium |
- |
- |
3050-3400 |
Potassium |
- |
- |
150-210 |
Contenu total en mmol/l |
approx. 10 |
approx. 30 |
approx. 150 |
3. Comparaison de l’osmose inverse (O.I.) avec l’électrodialyse (E.D.). |
Depuis 1990 la O.I. n’a cessé
d’être amélioré vu ses performances, en
matières de frais d’investissements, par exemple, ainsi
que la performance des membranes par rapport à leur surface et
la consommation d’énergie. En guise de conclusion, on peut affirmer que là où l’O.I. a atteint ses limites, l’E.D. montre encore un large potentiel de développement ultérieur.
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4.Potentiels pour des développements ultérieurs de l’E.D. |
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5.Littérature |
[1] N.N. Greenwood, A. Earnshaw , Chemie der Elemente, VCH, 1988 [2] R. Ludewig KH. Lohs, Akute Vergiftungen, VEB Gustav Fischer Verlag Jena, 1981
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