Réduction du colmatage membranaire par ozonation et filtration sur charbon actif

À l'initiative d'une coopération entre la Chaire Industrielle CRSNG en Eau Potable et l'entreprise John Meunier Inc., l'impact d'un prétraitement constitué d'une ozonation suivie d'une filtration sur charbon actif biologique (CAB) sur le colmatage de membranes basse-pression (MBP) a été étudié en laboratoire et sur une usine pilote. Les performances des prétraitements ont été mesurées en utilisant un indice récemment développé: l'Unified Membrane Fouling Index (UMFI). Cet indice permet de différentier le colmatage total (UMFIT) du colmatage physiquement irréversible (UMFIR) et chimiquement irréversible (UMFIC). Un intérêt particulier a été adressé à sa limite de détection (UMFIMIN), jamais abordé auparavant. La MBP en polymère (polyéthersulfone et polyvinilpyrrolidone PES/PVP, dpores = 0,025 μm) a montré de meilleures performances en eaux brutes que les deux MBP en céramique (carbure de silice SiC, dpores = 0,005 μm; dioxyde de titane TiO2, dpores = 0,100 μm), probablement en raison de son flux d'opération plus faible. L'ozonation a permis de diminuer le colmatage des trois membranes étudiées. La diminution du colmatage a été associée à l'abattement de la fraction hydrophobique de la matière organique naturelle (acides humiques et fulviques). Il était cependant nécessaire d'éviter de mettre en contact un résiduel d'ozone avec la MBP en polymère pour éviter de compromettre son intégrité physique. Aucun impact significatif n'a été observé entre l'ozonation et la filtration CAB en laboratoire. En usine, une légère amélioration (7,5 %) du colmatage total a été observée après la filtration CAB, mais aucun impact sur le colmatage physiquement. Les UMFIT mesurés avec le montage expérimental sous-estimaient les UMFIT observés à l'usine d'un facteur 3. Les différences ont été attribuées à des facteurs d'échelle, des modes d'opérations et une qualité d'eau prétraitée différents de ceux en usine. En l'absence de précurseurs du colmatage ne pouvant être observé en continu, l'UMFI se présente donc comme un indice de colmatage facile à mettre en place. Le montage expérimental développé dans ce mémoire nécessiterait cependant des améliorations afin d'éviter de sousestimer le colmatage observé en usine. Le développement d'un montage automatisé et sa comparaison avec l'usine pilote seraient une perspective logique à ce projet de recherche.