Filtration dynamique dans un module plan à disque rotatif : Application à des suspensions minérales

• Auteur / Autrice : Roger Bouzerar
• Direction : Luhui Ding
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie des procédés industriels
• Date : Soutenance en 1999
• Etablissement(s) : Compiègne

Résumé

La filtration dynamique pour laquelle les contraintes de cisaillement sont créées par le déplacement relatif d'une paroi et d'une membrane présente l'avantage de découpler la contrainte de cisaillement du débit d'alimentation, ce qui rend possible l'obtention de cisaillements élevés avec des pressions transmembranaires relativement faibles. Dans ce mémoire, nous présentons la conception et la mise au point d'un système à disque rotatif et membrane fixe que nous avons développé dans notre laboratoire sur un fluide modèle constitué par une suspension de carbonate de calcium et nous appliquons ensuite le procédé aux suspensions d'hydroxydes ferriques représentatives de certains effluents nucléaires. Une première étape consiste à déterminer les paramètres qui gouvernent ce type de filtration. Dans ce but, nous proposons une expression de la pression transmembranaire et des contraintes de cisaillement estimées à partir de considérations théoriques. Ces expressions contiennent une inconnue appelée coefficient de vitesse que nous déterminons à partir de mesures de pressions. Ces mesures nous permettent de montrer qu'une modification du de1gn du disque peut améliorer les performances du module de manière spectaculaire. Des essais sur suspensions modèles de carbonate de calcium nous ont permis de montrer l'influence des divers paramètres intervenant au cours de la filtration et de préciser la distribution du flux de perméat le long de la membrane. On montre ainsi que la partie périphérique de la membrane est la zone qui contribue le plus au débit de perméat alors que la zone centrale limite la filtration de manière importante, Les performances du module ont été testées avec succès sur des suspensions d'hydroxyde de fer avec pour objectif la réduction du volume de ces effluents.