Ultrafiltration – un procédé polyvalent, sûr et sans produits chimiques
Le procédé de l’ultrafiltration permet d’éliminer les particules, germes et virus présents dans l’eau. Le champ d’utilisation s’étend du traitement des eaux usées à l’utilisation dans les secteurs alimentaire et pharmaceutique en passant par le traitement de l’eau potable.
Burkhalter Technique de l’eau utilise l’ultrafiltration pour le traitement de l’eau potable ou comme étape préliminaire d’un traitement subséquent de l’eau ultrapure. Dans la production d’eau ultrapure à usage pharmaceutique (WFI, p. ex.), l’ultrafiltration est employée comme étape membranaire finale et sert de barrière sûre pour les germes et les endotoxines.
Technologies des procédés
Ultrafiltration
L’ultrafiltration a pour but d’éliminer des particules indésirables (particules en suspension, bactéries, etc.) de façon efficace et économique. Il est ainsi possible d'éliminer entièrement les micro-organismes. L’ultrafiltration peut être utilisée dans des installations industrielles complexes et dans la fabrication de produits alimentaires, mais aussi dans le traitement de l’eau de pluie. Dans l'industrie pharmaceutique, l'ultrafiltration remplace de plus en plus les procédés de distillation coûteux.
Comment fonctionne l’ultrafiltration?
Le principe technique est basé sur le fait que la membrane ne peut être traversée que par des matières dont la taille est inférieure à celle de ses pores. La taille des ports de la membrane utilisée joue donc un rôle déterminant pour l’ultrafiltration. La distinction entre microfiltration, ultrafiltration et nanofiltration repose sur le niveau de séparation. Dans le cas de l’ultrafiltration, la limite d’exclusion (ou «cut-off») se situe entre 2 et 100 nm.
Les systèmes d’ultrafiltration utilisent généralement des fibres creuses réunies en modules de filtration de manière à obtenir la surface requise. Pour que l’ultrafiltration fonctionne, une certaine différence de pression est nécessaire entre les deux côtés de la membrane. Plus les pores de la membrane sont fins, plus la pression doit être élevée.
Qu’est-ce qui est éliminé?
L'ultrafiltration se prête à une multitude d’utilisations. En fonction de la limite de séparation des membranes, les matières suivantes sont éliminées:
- particules non dissoutes et colloïdales (turbidités, particules, matières en suspension, impuretés visibles dans l’eau)
- bactéries, virus, parasites
- endotoxines
- légionelles
Ne sont pas éliminés les matières dissoutes et tous les minéraux, comme le calcium et le magnésium.
Ultrafiltration dans la branche pharmaceutique
Comme, en Europe, la qualité d’eau WFI (Water for Injection) peut aussi être obtenue au moyen d'un procédé à membrane (auparavant, ce n’était possible que par distillation), l'ultrafiltration gagne ici aussi en importance. L'ultrafiltration est utilisée comme étape de traitement finale et sert de barrière pour les germes, les virus et les endotoxines. Contrairement aux modules d'osmose inverse, les modules d'ultrafiltration ne comportent aucun joint et offrent donc une plus grande sécurité en termes de taux de séparation.
Déroulement schématique ultrafiltration
Vu le large champ d'application (eaux usées, eau potable, denrées alimentaires, pharmacie), il existe une diversité de membranes d'ultrafiltration. Elles ont en commun le principe de fonctionnement du traitement. L’eau est injectée sous pression à travers une membrane et les matières à séparer y sont retenues. À partir d'un degré de contamination défini, les matières retenues doivent être éliminées par rétrolavage.
Ci-après un exemple animé des fonctions d'une ultrafiltration dans le domaine de l’eau potable. Les matières retenues sont représentées sous la forme de matières en suspension.
Exemple installation d'ultrafiltration
L'ultrafiltration est directement intégrée dans une installation d’eau ultrapure en tant qu'étape de traitement distincte ou installée comme équipement autonome. Voici un exemple d'installation autonome. Les membranes à fibres creuses sont rassemblées en modules.
