Journal de la science et de la technologie des membranes

Abstrait

Aperçu des premières étapes de la mise à l'échelle de la silice à l'aide d'une approche de microscopie électronique à balayage et de microscopie à force atomique

Bogdan C Donose, Greg Birkett et Steven Pratt

Les performances du dessalement par osmose inverse (OI) peuvent être limitées par l'entartrage de la membrane. Le tartre de silice est particulièrement préoccupant, car une fois déposé sur la membrane, il est extrêmement difficile à éliminer. Dans ce travail, le dépôt de nanoparticules riches en silice a été pris en compte. Une nouvelle méthode de préparation d'échantillons in situ a été développée pour une étude microscopique du dépôt et de l'adhésion des nanoparticules riches en silice. La méthode consiste à placer une plaquette de silice propre dans une saumure agitée pour recueillir des particules afin de simuler les premières étapes de l'entartrage. Les surfaces « écaillées » ont été caractérisées par microscopie électronique à balayage (MEB) et microscopie à force atomique (AFM). Des saumures modèles, avec différentes compositions et concentrations en nanoparticules, en cations et en matières organiques, ont été testées, ainsi que des saumures rejetées provenant d'une installation de traitement des eaux opérationnelle à grande échelle. La microscopie a révélé que des nanoparticules riches en silice se déposaient dans toutes les eaux, les plus petites nanoparticules se fixant plus facilement à la plaquette que les plus grandes. La présence de composés organiques a augmenté l'adhésion des nanoparticules tandis que les cations divalents (Ca2+ et Mg2+) ont diminué l'adhésion des nanoparticules. Ces résultats ont des implications pour l'évaluation, la sélection et le fonctionnement des procédés de prétraitement par osmose inverse et des stratégies de dosage des produits chimiques, en particulier l'exigence d'échange d'ions de cations acides faibles (WAC-IX) et de produits chimiques antitartres, respectivement.