Osmose inverse

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Aktualisiert – Februar 3, 2024

Introduction à l'osmose inverse

Qui ne connaît pas, et c'est une horreur pour les propriétaires de vergers de cerisiers, l'éclatement des cerises mûres après une averse.

La cause en est l'action de la osmose (du grec "pénétrer") : L'eau de pluie ne contient que peu de particules dissoutes. Elle présente donc un potentiel chimique élevé.
L'eau riche en sucre contenue dans la pulpe de la cerise contient beaucoup de substances dissoutes. Elle a donc un faible potentiel chimique.
Afin de compenser les différences de potentiel, la pulpe absorbe l'eau de pluie, ce qui augmente le volume de la cerise, la peau ne peut finalement plus résister à la pression et éclate.

Le Osmose inverse suit la voie opposée : l'eau contenant de nombreuses impuretés doit être transformée en eau contenant peu (voire pas du tout) d'impuretés en fonction de sa concentration en différentes substances (nocives).
Pour ce faire, l'eau contaminée est pressée à haute pression à travers de fines membranes. Les substances à éliminer y restent accrochées. En fonction de la finesse des pores de la membrane, l'eau qui s'écoule est désormais exempte de saletés et de substances indésirables, comme les bactéries, les virus, les hormones, les antibiotiques, etc.
Pour surmonter la pression osmotique de l'eau potable, qui est d'environ 2 bars, la pression appliquée doit être supérieure d'au moins 50%. La pression osmotique augmente avec la salinité, l'eau salée nécessite une pression beaucoup plus élevée : à saturation, il faut appliquer environ 350 bars.

Installations d'osmose inverse pour la production d'eau potable

La production d'eau potable à partir de la pluie, de l'eau de rivière ou d'étang a été l'idée initiale de la technique de l'osmose inverse. Des installations fonctionnant selon ce procédé sont utilisées dans les zones de crise, dans l'espace ou dans les pays en développement.

Avec l'augmentation de la contamination de l'eau potable, notamment par des résidus de médicaments polluants, l'importance de ces procédés de purification gagne de plus en plus de terrain, y compris dans le domaine privé.

Les exigences envers les technologies de filtration ont augmenté en conséquence. S'il s'agissait autrefois d'éliminer des particules de saleté de > 10 µm, il faut aujourd'hui remplir des tâches bien plus complexes.
Les filtres qui retiennent par exemple l'arsenic, le plomb, le cadmium, le sodium, le sulfate, le calcium, le magnésium, les phosphates, les chlorures, les fluorures, les nitrates, les nitrites, les substances radioactives, les bactéries, les virus, les dioxines, les substances organiques, le chlore, les pesticides, les insecticides et les résidus de médicaments fonctionnent avec des pores d'une taille de seulement 0,02 µm. À titre de comparaison, un cheveu humain fin mesure entre 0,02 ... 0,04 mm, il est donc 1.000 fois plus épais. Les bactéries mesurent entre 0,1 ... 700 µm et les virus 0,015 ... 0,44 µm.

La capacité de filtration des systèmes d'osmose inverse s'exprime en GPD (gallons par jour). 100 GPD correspondent à une production quotidienne d'eau ultrapure de 380 litres.

Les installations courantes produisent généralement entre 1.500 et 2.250 litres par jour (400 ... 600 GPD), ou environ 1,1 ... 1,5 litre / minute et coûtent en structure du filtre à 7 niveaux 300 .. 400 euros, y compris un jeu de filtres de rechange.

Aspects hygiéniques

Comme seuls les virus d'une taille inférieure à 0,02 µm peuvent encore passer à travers le filtre le plus fin, on peut supposer qu'il n'y a aucun problème d'hygiène.

En période de vacances, lorsque l'eau n'est pas prélevée, des bactéries pourraient s'installer dans les filtres. Elles n'auraient toutefois aucune chance de passer à travers le filtre de 0,02 µm. De plus, des intervalles de rinçage automatisés permettent d'éviter ce type de colonisation.

L'absence de germes à 99,99% est garantie par des installations de stérilisation par UV placées en aval. Ici, l'eau s'écoule le long d'un cylindre en verre de quartz à l'intérieur duquel est installé un émetteur de rayons UV. La lumière UV tue les bactéries et les virus et empêche la formation d'algues.

Avec une Lampe UV de 16W à environ 130,-, euros, pour le débit susmentionné, une dose IRAY d'environ 4.000 J/m³ réalisable, - dix fois la valeur de ce qui est considéré comme recommandation standard dans la pratique.

Le chlore et les chloramines sont dégradés lorsque la dose d'UV-C est suffisante. Cependant, pour atteindre la dose requise, un passage lent ( !) de l'eau à purifier dans le clarificateur UV-C est nécessaire.

L'idéal est de faire fonctionner l'installation - dans le cadre d'une utilisation quotidienne à la maison - via un système de dosage à faible débit (env. 1 litre par minute). L'eau est prélevée du réseau de distribution et transférée par la pompe de dosage à travers le clarificateur UV-C dans un réservoir d'eau potable hygiénique (capacité d'environ 30 litres, ou adaptée à la consommation quotidienne d'eau potable).
Grâce à la vitesse d'écoulement extrêmement lente, l'eau qui en résulte est exempte de chlore et de germes.

Eaux usées

Comme le traitement de l'eau osmosée pure produit également des eaux usées chargées, cela augmente la consommation d'eau effective d'environ 100% ou plus.

Le système à 7 étapes mentionné ci-dessus se contente d'un litre d'eaux usées pour un litre d'eau osmosée.

Le montage d'un système d'osmose inverse nécessite donc toujours une conduite d'eaux usées. Ces eaux usées peuvent, le cas échéant, être versées dans une citerne qui alimente la chasse d'eau des WC, à condition que deux circuits d'eau soient installés dans la maison.

Frais courants

À partir d'une pression de ligne de 3 bars, un système d'osmose inverse peut fonctionner sans électricité. Mais si l'on ne veut pas renoncer au rinçage automatique et à la station d'hygiène UV, il faut un raccordement de 230V.

UN Changement de filtre tous les six mois coûte environ 50,- euros.

Lampes UV-C ont une durée de vie de 8.000 ... 10.000 heures, soit environ un an, et coûtent environ 20 euros.

Au total, cela représente 12 ... 15 euros de frais fixes mensuels pour l'exploitation.

Économie

Celui qui veut prêter attention à l'idée économique, en plus de l'aspect hygiénique, ne voudra pas laisser l'eau utilisée pour les processus de rinçage disparaître dans l'écoulement sans être utilisée.

Il faut toutefois tenir compte du fait que cette eau de rinçage contient les "polluants" rincés en plus grande concentration que l'eau normale, quelle que soit son origine, et ne devrait donc pas être utilisée pour des tâches critiques en matière d'hygiène !

En revanche, rien ne s'oppose à une réserve d'eau séparée pour la chasse d'eau des toilettes, par exemple.