SUEZ Water - Eau et technologies de traitement de l'eau

Membranes échangeuses d'ions Ionics

Les membranes échangeuses d'ions Ionics sont des films homogènes d'échange d'ions présentés sous forme de feuille utilisant une base synthétique renforcée comme le polypropylène ou le tissu polyester. Les membranes sont généralement utilisées dans des piles d'ED et d'EDR, mais elles sont aussi vendues séparément.

Les membranes Ionics* sont fabriquées à partir de formulations de monomères développées par nos chimistes spécialisés dans les membranes, et coulées en continu sur différentes structures support. Ils sont tous sélectifs afin de laisser passer soit les anions, soit les cations. SUEZ - Water Technologies & Solutions a fabriqué des membranes homogènes échangeuses d'ions depuis 70 ans depuis l'invention de la technologie par Ionics Corp. en 1948.

Aperçu

Caractéristiques générales des membranes

  • Faible résistance électrique
  • Forte permsélectivité
  • Fabrication solide et haute résistance à l'éclatement
  • Excellente stabilité à long terme jusqu'à 70°C
  • Longue résistance aux solutions aqueuses et acides
  • Haute stabilité dimensionnelle
  • Résistance élevée à l'encrassement des matières organiques

Certifications

Les membranes échangeuses d'ions Ionics bénéficient des certifications indiquées ci-dessous. Voir les fiches descriptives de chaque membrane pour les certifications spécifiques.

  • NSF 61 - Eau potable
  • 21CFR175,176,177,178,182 - Matières certifiées pour le contact alimentaire
  • EU 1935/2004 - Matières certifiées pour le contact alimentaire
  • EU 10/2001 - Matières certifiées pour le contact alimentaire
  • BSE/TSE EMEA/410/1 - Absence de matière d'origine animale

Membranes classées par application

Membranes résistantes à l'encrassement organique

AR103 et CR61 offrent à la fois une stabilité dans les environnements à pH élevé où un nettoyage agressif avec des solutions caustiques est nécessaire, et une résistance à l'encrassement des matières organiques. Ces membranes chimiques sont utilisées depuis plus de 50 ans pour des applications dans l'industrie alimentaire et des boissons, notamment pour la déminéralisation du lactosérum du fromage. Ionics a inventé le procédé de déminéralisation du lactosérum des fromages par électrodialyse dans les années 1950 et SUEZ fournit toujours de nouveaux équipements et des membranes aux clients de cette industrie.

Membranes d'eau standard

Les membranes Ionics AR204 et CR67 ont l'empreinte totale la plus large au monde. Elles sont la principale membrane utilisée dans les applications d'électrodialyse pour la désalinisation de l'eau depuis 30 ans. Il s'agit d'une membrane rentable, résistante à l'entartrage et au chlore, approuvée par NSF, et qui, dans les applications de désalinisation de l'eau, peut avoir une durée de vie de 15 ans ou plus. Ils peuvent également être utilisés lors de traitements à faible encrassement organique.

Membranes bipolaires

Les membranes bipolaires Ionics sont utilisées dans les applications d'électrodialyse où les sels sont convertis en flux de produits acides et caustiques ou bien là où le pH des solutions de traitement peut être ajusté. Ces membranes comportent deux couches : une couche sélective pour les cations et une couche sélective pour les anions. Les AR103 et CR61 sont les principales options pour les couches de la membrane bipolaire. La couche d'anions est traitée avec un catalyseur pour faciliter la fonction de séparation de l'eau de la membrane.

Membrane anionique de blocage de l'acide

Dans les applications d'électrodialyse bipolaire qui convertissent les solutions salines en flux séparés d'acide et de caustique, l'utilisation de membranes échangeuses d'anions standard limite la concentration d'acide qui peut être obtenue en raison du libre mouvement des protons (H+) du flux d'acide à haute concentration à travers la membrane anionique vers le flux de sel dilué. En bloquant les protons, la membrane AR118U limite ce transfert et permet des concentrations plus élevées dans les flux d'acide et de caustique, typiquement à 2,0N contre 1,0N avec l'AR103.

ED pour les membranes de concentration de saumure

L'électrodialyse peut être utilisée comme concentrateur de saumure pour atteindre des concentrations supérieures à celles que l'on peut obtenir par osmose inverse, ce qui permet de réduire la taille et la consommation énergétique des évaporateurs thermiques dans les applications ZRL (zéro rejet liquide). La membrane Ionics CR62T est conçue, avec la membrane AR103N, pour être utilisée dans ces applications de concentration de saumure qui nécessitent une membrane à faible transport d'eau pour atteindre des concentrations cibles allant jusqu'à 200, 000 mg/l de TDS. Chez SUEZ, nous continuons à investir dans l'innovation pour notre portefeuille de membranes échangeuses d'ions et dans le développement de nouvelles applications utilisant ces membranes.

Membrane anionique à pH élevé

La membrane Ionics AR908 est une membrane échangeuse d'anions polyvalente qui a été utilisée par certaines de nos plus grandes installations EDR pour la désalinisation de l'eau potable et des eaux usées. Il permet un nettoyage avec des solutions à pH élevé, ce que ne permet pas l'AR204. Toutefois, sa résistance au chlore est moindre, ce qui peut constituer un compromis en fonction de l'application spécifique. Sa résistance aux produits caustiques en fait également une alternative rentable à la membrane AR103 pour les applications de déminéralisation des process.

 

Innovations en matière de membranes

Membranes en tissu non tissé

Pour améliorer les performances de nos membranes échangeuses d'ions, nous avons cessé d'utiliser une toile acrylique tissée et l'avons remplacée par une toile polyester non tissée. Tout d'abord, les membranes en tissu non tissé ont une résistance électrique plus faible. Cela signifie que lorsqu'elles sont utilisées, la tension requise pour atteindre un TDS cible du produit peut être plus faible. Cela peut se traduire par une consommation d'énergie plus faible par l'usine ED ou EDR. Puisque les membranes sont fabriquées dans un tissu non tissée, elles ne génèrent pas de « cordes » accrochées à l'extérieur de la pile lorsque le bord des membranes s'assèche, comme cela se produit avec l'utilisation de tissus tissés.

Voici une image améliorée montrant la comparaison de la texture des deux types de membranes : Tissu acrylique tissé et tissu polyester non tissé. Ces membranes sont certifiées NSF 61 comme l'étaient les membranes en tissu acrylique tissé.

Membranes en polypropylène non tissées

SUEZ transformera aussi les membranes restantes qui utilisent des toiles tissées en une structure non tissée. L'AR103P et le CR61P sont coulés sur un tissu de polypropylène et sont généralement utilisés dans des applications alimentaires et de boissons. Ces membranes seront directement remplacées par l'AR103N et le CR61N. Le tissu de type « N » est un tissu fin en polypropylène non tissé qui fournira un produit de membrane supérieur avec une consommation d'énergie plus faible et une surface plus lisse pour réduire l'entartrage et autres dépôts. SUEZ collaborera avec les clients actuels pour assurer une transition en douceur vers les nouvelles membranes.

Des membranes plus fines

Dans le cadre de notre nouvelle génération de piles ED et EDR, la série V Ionics, SUEZ produit des membranes plus fines qui s'adaptent à notre conception d'espaceurs encastrés afin d'améliorer encore plus la résistance électrique pour un fonctionnement plus efficace des ED et EDR. Ces membranes peuvent être utilisées dans les piles MkIV existantes pour réduire la consommation d'énergie et/ou augmenter la capacité. Les 750 cellules des membranes tiendront dans l'espace occupé par les 600 cellules des membranes plus épaisses.

 

Fiches d'information

Guide de sélection des membranes

Les membranes échangeuses d'ions de SUEZ sont des membranes sélectives d'ions composées de copolymères réticulés de monomères vinyliques et contenant des groupes échangeurs d'anions d'ammonium quaternaire ou des groupes échangeurs de cations d'acide sulfonique.

Voir la fiche descriptive des membranes d'échanges d'ions Ionics

Fiches descriptives des membranes