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Auteur Sujet: Membranes filtre & cie  (Lu 1738 fois)

22 mars 2019 à 15:42:49
Lu 1738 fois

pl09


Bonjour,

Attention pavé à venir.

 

J’ouvre un nouveau sujet pour ne pas polluer celui de Dutch sur le matériel type chinoiserie.

J’aimerais vous apporter quelques précisions sur les membranes et tous les filtres qui en sont équipés.

Une simple définition source Wikipédia : la filtration sur membrane est un procédé de séparation physique se déroulant en phase liquide. Le but est de purifier, fractionner ou concentrer des espèces dissoutes ou en suspension dans un solvant au travers d’une membrane.

 

On distinguera plusieurs types de membranes :

Les membranes fibre creuse (utilisée en eau potable principalement). Les fibres creuses, de diamètres 0,6 à 2 mm souvent composées de polymères. Elles sont dites « autosupportées » elle résiste à des pressions internes ou externes suffisantes pour leur emploi. Ces fibres sont ensuite regroupées en faisceau de plusieurs milliers de fibres.

Les membranes céramiques utilisables partout (pharmaceutique eau potable assainissement…) grâce à leur bonne résistance aux produits corrosifs et à la température ces membranes sont souvent les plus durables.

Les membranes organiques souvent dérivées de celluloses peuvent être très performantes et descendre à des niveaux de filtration jusqu’à l’osmose inverse. Performante mais plus fragile que les céramiques.

 

Chaque membrane est caractérisée par son seuil de coupure souvent exprimé en µm pour des utilisations de filtre individuels ou de rando.

 

Il existe plusieurs procédés de filtration je vous présente les deux plus communs.

 

La filtration Frontale :

C’est ce type de filtration qui est utilisé sur les filtres de randonnée. En gros on envoie l’eau brute de manière directe sur la membrane. La pression exercée sur le fluide permet aux éléments dont la taille est inférieure au seuil de coupure de la membrane de la traversée. Le fluide filtré est appelé perméat.

Les éléments de plus grosses tailles vont rester en surface de la membrane et s’accumuler petit à petit jusqu’à faire chuter le rendement du dispositif.

Pour maintenir la capacité du filtre il faut procéder à des nettoyages réguliers de la membrane afin de décolmater les matériaux accumulés à sa surface. Le lavage s'opère à contre courant de la filtration

Le rendement énergétique de ces membranes est moyen, et la fréquence de nettoyage peut être contraignante. Dans le cas d’une utilisation sur des eaux très chargées, on peut se retrouver à utiliser 50% de l’eau que l’on vient de produire pour remettre la membrane en état surtout si l’on n’a pas de quoi bricoler un préfiltre. Un proche ami en a fait l’expérience lors d’un voyage au long cours pendant lequel l’accès à l’eau propre était très limité.

 

La filtration tangentielle :

Procédé beaucoup utilisé en industrie. Le principe reste le même que la filtration frontale sauf que le fluide à filtrer sera mis en mouvement au niveau de la membrane. Généralement deux « pompes » sont nécessaires pour mettre en œuvre ce procédé. Une pompe gaveuse qui amène le fluide à filtrer au contact de la membrane et une pompe de circulation qui assure la circulation du fluide à la surface de la membrane.

Dans ce cas-là on travaille en circuit « ouvert », le perméat passe au travers de la membrane et le rétentat (matière supérieure au seuil de coupure de la membrane » poursuit sa route jusqu’à ressortir du système.

La mise en mouvement du fluide permet d’arracher les particules accumulées en surface de la membrane pour la maintenir propre plus longtemps.

Les techniques de nettoyages des membranes vont dépendre de leur nature et des matériaux qui s’y sont déposes. Dans le cas de l’eau potable en industrie on procède souvent à un lavage basique, puis acide et enfin une désinfection. Le tout avec une température adapté à la nature de la membrane. La fréquence des lavages est fonction de l’effluent à filtrer. Il faut retenir que la performance énergétique de la membrane chute en même temps que son débit de filtration et donc de son état d’encrassement. Il peut arriver qu’une membrane se colmate à un point de non-retour.

 

Si je devais choisir un filtre je partirais sur un filtre type céramique, avec une pompe manuelle permettant de le mettre en fonctionnement. Ce filtre serait complété par une charge de charbon actif pouvant être séparée du filtre principal pour l’entretien.

Au besoin il est possible de faire bouillir le filtre céramique en ajoutant une peu de vinaigre blanc (acide acétique) ou de solution pour nettoyer les cafetières (acide citrique) on obtient de très bon résultat en cas de filtre colmaté. Enfin lors d’un stockage prolongé je procède à une, une désinfection avec l’eau du robinet (très chloré par chez moi du fait de la proximité de poste de chloration) et un séchage de la membrane.

Attention, toutes les membranes ne peuvent pas être conservée à sec.

Le charbon actif est un excellent adsorbeur de tout un tas de molécules naturelles ou pas mais sa durée de vie est bien souvent très inférieure à celle de la membrane qui le précède. Mais c’est un produit que l’on peut se procurer facilement.

 


A plus

Pierre

 

 

 



 


22 mars 2019 à 17:14:46
Réponse #1

guillaume


Excellent, merci :up:

22 mars 2019 à 18:44:09
Réponse #2

Tompouss


Très bonne synthèse, je vois que je suis pas le seul à bosser dans le traitement de l'eau  ;#
"Pour celui qui ne sait pas vers quel port il navigue, aucun vent n'est favorable" Sénèque

22 mars 2019 à 20:17:20
Réponse #3

pl09


A ton service collègue  ;).

22 mars 2019 à 21:47:45
Réponse #4

Corazon


Les fibres creuses, de diamètres 0,6 à 2 mm souvent composées de polymères.
Ce ne seraient pas plutôt des µm, car 0.6 mm laisse tout passer ?
Le monde est réservé à ceux qui se lèvent tôt.

22 mars 2019 à 23:49:36
Réponse #5

pl09


Il s'agit de diamètre extérieur des fibres de la membrane. 
Les pores sont effectivement en micromètres.

23 mars 2019 à 06:34:06
Réponse #6

Dutch


Merci pour cet exposé limpide! :yeah:
En essayant continuellement, on fini par réussir.
Donc: plus ça rate, plus on a de chances que ça marche. (Devise Shadock)

19 juin 2019 à 14:11:24
Réponse #7

Dutch


Bonjour à tous,

Je me pose la question des minéraux non nocifs à la santé: sont-ils retenus par un filtre céramique?
Dans le cas d'une pompe Katadyn Pro, peut-on consommer l'eau filtrée plusieurs semaines d'affilée, ou y a t'il un risque de carence minérale?

Si c'est le cas, existe t'il des comprimés post-filtrage pour rectifier?
Accessoirement, je me demande comment un filtre pourrait différencier une molécule de calcium d'une bactérie... :-\

Merci d'avance!
En essayant continuellement, on fini par réussir.
Donc: plus ça rate, plus on a de chances que ça marche. (Devise Shadock)

19 juin 2019 à 18:48:07
Réponse #8

Chill


Citation de: Dutch
je me demande comment un filtre pourrait différencier une molécule de calcium d'une bactérie...

La taille ?

Bactérie en µm (micromètre = 10-6 m)   
0,3 µm < bactérie < 500 µm

Edit :
Virus en nm (nanomètre = 10-9 m)
10 nm < virus < 400 nm

/Edit

Atome en Å (Ångström = 10-10 m)
0,31 Å < atome < 2, 98 Å
   ou en pm (picomètre = 10-12 m), l'unité du SI.
31 pm < rayon atomique < 298 pm 

    Chill.
« Modifié: 20 juin 2019 à 09:41:25 par Chill »
"Un sauveteur isolé est en mauvaise compagnie."

20 juin 2019 à 00:21:32
Réponse #9

pl09


Pour compléter la reponse de Chill, le seuil de coupure de la membrane du filtre cité est de 0, 2 micromètre. Elle retiendra donc les bactéries et la plupart des virus.
Aucun risque de carence avec ce type de filtre.
Deux procédés peuvent déminéraliser partiellement une eau l'osmose inverse mais les pressions de filtration sont peu compatibles avec une utilisation se terrain et la distillation dont le rendement énergétique laisse à désirer sous nos latitudes.

Pour l'anecdote, tu parlais du secteur de Tarascon sur Ariège dans un autre post. L'eau alimentant les communes limitrophes provient des montagnes environnantes. Le pH de l'eau est en deçà de 6,5 et la minéralisation de l'eau quasiment inexistante. Pas de carences des populations à signaler. La plus grande partie des minéraux proviennent des aliments.
Il est possible de remineraliser une eau avec un simple sachet de tisane.

Attention toutefois à l'entretien du filtre un développement bactérien peut avoir lieu du mauvais côté de la membrane sur un usage prolongé

Si tu veux plus de détail n'hésites pas.
Pierre

20 juin 2019 à 13:02:31
Réponse #10

Dutch


Merci, cela répond complètement à mes interrogations. :)

Dans le même registre, j'aurai une autre question, concernant ces filtres à charbon et une mini-pompe céramique:



Bien que je les ai tous testé sans incident, j'ai du mal à leur accorder une confiance totale car il s'agit de matériel chinois à bas prix.
Avant d'étendre leur usage au reste de la famille, j'avais en tête de jouer la sécurité en ajoutant une goutte de Javel par litre d'eau avant filtrage.

C'est une bonne idée, ou ça risque d'endommager le matériel & d’entraîner des complications intestinales?
En essayant continuellement, on fini par réussir.
Donc: plus ça rate, plus on a de chances que ça marche. (Devise Shadock)

20 juin 2019 à 13:48:09
Réponse #11

pl09


Selon moi aucun intérêt à chloré ton eau avant filtration pour plusieurs raisons.

- le javel à besoin d'un temps de contact minimum pour faire effet. Et cela va dépendre entre autres choses de la température de l'eau, de sa nature pH, conductivité, turbidité, ... de la concentration du produit que tu vas utiliser . Attention il y a parfois des additifs dans les produits vendus en grande surface.
- le chlore est un biocide puissant mais qui a aussi tendance à réagir avec beaucoup d' autres choses. Sans réellement connaître la nature de l'eau que tu souhaites consommer, c'est un coup à former des sous produits qui sont très moyens.
- cela risque de perturber les performances de ton filtre, et d'encrasser prématurément ton filtre à charbon actif.

J'aurais tendance à chlorer l'eau après filtration, c'est beaucoup plus efficient. Ton filtre retiendra le plus gros des indésirables et tu pourras stocker ton eau quelques jours dans une bouteille hermétique.
Si l'odeur du chlore est trop présente pour la petite famille il suffit de laisser le chlore dégazer quelques minutes avant de la consommer.

À toi de sélectionner un point d'eau le plus sécurisé possible tu aura moins d'opération à faire pour la rendre potable c'est souvent plus évident en montagne que dans la plaine.

Pour le filtre chinois je suis mitigé je vais faire une petite recherche sur les composants.

À plus Pierre.


« Modifié: 20 juin 2019 à 14:10:39 par pl09 »


20 juin 2019 à 15:12:09
Réponse #13

pl09


Pour être plus précis, on sort un peu du cadre de l'usage domestique, en France tout matériaux, canalisation, membrane, pompe,...qui est au contact de l'eau potable Doit bénéficier d'une attestation de conformité sanitaire délivré pour une durée déterminé par le ministère de la santé. Cette attestation a pour but de ne pas exposer les populations à des produits potentiellement dangereux. Ce sont les Agences Regionales de Santé qui contrôlent ces attestions au niveau local. J'ai déjà fait déposer à des entreprises des canalisations italiennes ne répondant pas à ces critères.

Dans le cas de tes différents filtres, il n'y a pas trop d'information sur la nature des composants.
Celui dont je me méfierais le plus étant le filtre à charbon. Le prix du charbon de qualité eau potable est exorbitant en France. Et ces machins sont un peu des bombes à retardement s'il ne sont pas bien utilisés.

D'autres produits de grande marques répondent parfois aux exigences de l'agence de santé Américaine.

Mais bon, après tout l'eau en bouteille n'est pas toujours considéré comme potable au titre du code de la santé publique.  ^-^ encore un paradoxe Français.





20 juin 2019 à 15:55:11
Réponse #14

Kilbith


Citer
Si je devais choisir un filtre je partirais sur un filtre type céramique, avec une pompe manuelle permettant de le mettre en fonctionnement. Ce filtre serait complété par une charge de charbon actif pouvant être séparée du filtre principal pour l’entretien.

J'ai un filtre katadyn depuis pas mal d'années. Modèle mini filtre.

Proche de ça, mais le mien est bleu :



Il était précisé que la céramique était imprégnée d'ions argent de façon à limiter la prolifération bactérienne à l’intérieur de la céramique (mais pas obligatoirement dans les recoins du trucs).

Le filtre comprend un gabarit avec du papier de verre de façon a "nettoyer" la surface de la bougie et de vérifier que l'épaisseur reste dans les normes.  on le distingue sur la photo ci-dessus entre la poignée et la bougie.

J'ai ajouté un préfiltre simple (issu d'un filtre US) pour limiter l'occlusion, rapide quand l'eau est turbide. Je crois que les modèles actuels en ont un petit avec en plus un bout de mousse. Je me demande comment le tuyau rentre dans le logement de la base désormais.

L'avantage non écrit de ce filtre Katadyn c'est que je crois qu'on trouve encore des bougies céramiques pour ce filtre 20 ans après. Entre temps plein de trucs sont arrivés et ont disparu du marché. Un point rarement soulevé mais pas inutile quand on sait qu'en cas de gros usage, la durée de vie de la bougie est limitée.


Je l'utilise très rarement, c'est plutôt "Okazou pour chez moi" : c'est lourd, ça gèle, finalement c'est fragile et c'est pénible à mettre en oeuvre. De plus, de mémoire certain virus pas terrible pour mon compte épargne font moins de 0,2 micron.


Sur la photo la jeune bourbine a le sourire. Dans la pratique on bourine sur la pompe et de ce fait c'est pas simple de diriger le mini jet d'eau propre directement dans la gourde. Une aide est pratique pour maintenir la buse d'aspiration en pleine eau. On perd vite le sourire.

Comme je randonne souvent en "zone à ours" il est possible d'avoir de l'eau limpide et de choisir des sources "relativement safe". Pas besoin de charbon actif qui de toute façon n’arrêterait pas des résidus de mines anciennes d'or ou d'argent (mercure, arsenic, plomb...). Si quelqu'un pouvait confirmer ce dernier point.

De ce fait, je préfère utiliser des micropur (désormais des fortes DCCNa, avant des simples Ag. Encore plus avant de la simple Hydrochloronazone). Le tout avec deux gourdes de 1L minimum pour éventuellement allonger les temps.
« Modifié: 20 juin 2019 à 16:14:46 par Kilbith »
"Vim vi repellere omnia jura legesque permittunt"

20 juin 2019 à 15:56:23
Réponse #15

Dutch


Compris, j'élimine le filtre vert.
On ne va pas risquer de se gâcher les vacances pour une chinoiserie à 3€.

Voici le bidule après dissection, on peut pas dire que ça relève de la haute technologie...




Sinon, j'ai retrouvé des cartouches neuves de masque à gaz militaire, qui ne me sont d'aucune utilité.
Ce ne serait pas bien compliqué à bricoler pour fabriquer une pompe collective.

Penses tu qu'un filtre à air au charbon conçu pour stopper des substances bactériologiques & chimiques est approprié pour filtrer de l'eau efficacement?
En essayant continuellement, on fini par réussir.
Donc: plus ça rate, plus on a de chances que ça marche. (Devise Shadock)

20 juin 2019 à 16:56:07
Réponse #16

pl09




Comme je randonne souvent en "zone à ours" il est possible d'avoir de l'eau limpide et de choisir des sources "relativement safe". Pas besoin de charbon actif qui de toute façon n’arrêterait pas des résidus de mines anciennes d'or ou d'argent (mercure, arsenic, plomb...). Si quelqu'un pouvait confirmer ce dernier point.


Dans les faits des charbons actifs il y en des dizaines avec leur propre spécificités. Ils peuvent être sans des conditionnement différents pourdre ou grains.

Un charbon actif imprégné par une ou des substances chimiques adaptés pourra être efficace sur le plomb et l'arsenic, il sera moins performant sur le cuivre. Les tarifs sont exorbitants pour ce type de produit.

Il faut toutefois adapter le temps de contact entre l'eau à traiter et le charbon. Dernier point important il faut surveiller la saturation de ce dernier. A moins de faire des analyses en laboratoire c'est impossible de mesurer les performances du bouzin.

Quelques substances sur lesquelles le charbon actif peut fonctionner. Source du document fiche traitement agence de l'eau. Extrait concernant le charbon actif

SUBSTANCES CONCERNEES

Le  traitement  par  charbon  actif    peut    être  appliqué    essentiellement  pour  réduire  les  teneurs en  composés  organiques.  Toutefois,  il  peut  aussi  adsorber  certains  composés  comme  le mercure et l’arsenic et des métaux comme le zinc, le nickel et le cadmium. Parmi les substances susceptibles d’être traitées par charbon actif, on peut citer : -Benzène, -Toluène, -Chloroforme, -1,2 dichlorobenzène -Xylène, -Nonylphénols, -Octylphénols (para ter octylphénol), -Tétrachloroéthylène, -Trichloroéthylène, -Zinc, Cadmium, Mercure, Nickel. Plusieurs échanges avec les constructeurs et des exploitants ont montré que certains charbons ont  tendance  à  relarguer  des  substances  visées  par la  RSDE.  En  effet,  les  concentrations limites (NQE) sont aisément atteintes en cas de pollution même modeste. Le choix du charbon est  donc  fondamental  et  il  serait  judicieux  d’en  valider  la  qualité  par  un  essai  en  laboratoire (lixiviation)  d’autant  que  nous  avons  peu  de  recul sur  les  molécules  visées  par  la  présente étude.

@ Dutch merci pour la vue éclaté du filtre.
Tu as bien fait de le mettre de côté. La surface de contact sur le filtre à l'air misérable et je me demande bien quel produit infâme est utilisé pour maintenir la cohésion de l'ensemble.

A+
Pierre

EDIT syntaxe et source des infos.
« Modifié: 20 juin 2019 à 17:27:47 par pl09 »

20 juin 2019 à 17:00:42
Réponse #17

pl09


.
Ce ne serait pas bien compliqué à bricoler pour fabriquer une pompe collective.

Penses tu qu'un filtre à air au charbon conçu pour stopper des substances bactériologiques & chimiques est approprié pour filtrer de l'eau efficacement?

Comme son non l'indique c'est un filtre à air avec certainement une membrane papier à l'intérieur je doute qu'elle résiste à une utilisation telle que tu la décrit.
Quid du rendement de l'ensemble ?

À réserver à un contexte plus que dégradé et clairement à usage unique.
Je ne tenterais pas l'expérience.

2 plus
Pierre

20 juin 2019 à 19:05:56
Réponse #18

Dutch


Sur la photo la jeune bourbine a le sourire. Dans la pratique on bourine sur la pompe et de ce fait c'est pas simple de diriger le mini jet d'eau propre directement dans la gourde. Une aide est pratique pour maintenir la buse d'aspiration en pleine eau. On perd vite le sourire.

Nous utilisons ce modèle, bien calibré pour 4/5 personnes.




Comme toi, je ne pige pas pourquoi le fond est convexe.
Ce serait infiniment plus pratique s'il était plat, ou même concave pour prendre appui sur un genou.

Il y a probablement des contraintes techniques qui m'échappent... :-\
En essayant continuellement, on fini par réussir.
Donc: plus ça rate, plus on a de chances que ça marche. (Devise Shadock)

20 juin 2019 à 19:42:17
Réponse #19

Loriot


Comme son non l'indique c'est un filtre à air avec certainement une membrane papier à l'intérieur je doute qu'elle résiste à une utilisation telle que tu la décrit.
Quid du rendement de l'ensemble ?

À réserver à un contexte plus que dégradé et clairement à usage unique.
Je ne tenterais pas l'expérience.

2 plus
Pierre

Je plussoie! Les filtres de masques à gaz ne sont pas fait pour filtrer des liquides. On nous a bien appris ça sous les drapeaux. Filtre mouillé, jeté. Ces filtres supporte d’ailleurs mal d’être exposé longtemps en dehors de leur protection hermétique...
Quand le sage désigne la lune, l'idiot regarde le doigt

20 juin 2019 à 20:27:12
Réponse #20

pl09



Comme toi, je ne pige pas pourquoi le fond est convexe.
Ce serait infiniment plus pratique s'il était plat, ou même concave pour prendre appui sur un genou.

Il y a probablement des contraintes techniques qui m'échappent... :-\

La forme du cul du filtre est sans doute pour mieux repartir les efforts mécaniques lié à la pression.

J'installe des bouchons sur des canalisations hautes pression jusqu'à 100 bars qui ont la même forme.

21 juin 2019 à 11:55:28
Réponse #21

Dutch


C'est parfaitement logique au niveau du flux interne, mais ils auraient pu faire un effort pour faciliter la mise en œuvre...
Les quelques grammes de plastique d'un support ne représentent pas un surcoût délirant, quitte à le faire amovible pour satisfaire la clientèle MUL.

Un exemple emboîtable, sommairement réalisé dans une vieille bonde d'évier:



« Modifié: 21 juin 2019 à 12:23:19 par Dutch »
En essayant continuellement, on fini par réussir.
Donc: plus ça rate, plus on a de chances que ça marche. (Devise Shadock)

21 juin 2019 à 14:39:26
Réponse #22

Chill


Citation de: Dutch
C'est parfaitement logique au niveau du flux interne, mais ils auraient pu faire un effort pour faciliter la mise en œuvre...
Les quelques grammes de plastique d'un support ne représentent pas un surcoût délirant, quitte à le faire amovible pour satisfaire la clientèle MUL.

La conception de l'outil de production, les pièces "annexes", etc. ont aussi un effet sur le coût de l'objet ...
L'analyse de la valeur n'a pas su valoriser ton support ?   ;)

Ceci dit, le chapitre "ergonomie" était peut-être succinct dans le cahier des charges.   ;#

    Chill.
"Un sauveteur isolé est en mauvaise compagnie."

21 juin 2019 à 15:37:12
Réponse #23

Dutch


OK, mon chef d’œuvre de plasturgie expérimentale ne mérite peut-être pas un prix Nobel... ;D
... n'empêche qu'une fois l'ensemble stabilisé, les durites ne gigotent plus dans tous les sens quand on pompe.
En essayant continuellement, on fini par réussir.
Donc: plus ça rate, plus on a de chances que ça marche. (Devise Shadock)

 


Keep in mind

Bienveillance, n.f. : disposition affective d'une volonté qui vise le bien et le bonheur d'autrui. (Wikipedia).

« [...] ce qui devrait toujours nous éveiller quant à l'obligation de s'adresser à l'autre comme l'on voudrait que l'on s'adresse à nous :
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