KNOXVILLE, TN, 23 janvier 2025 /24-7PressRelease/ -- Une récente revue fournit une comparaison détaillée de l'entartrage par gypse et par silice dans la désalinisation par membrane, mettant en lumière leurs mécanismes et comportements de formation uniques. La recherche identifie les défis que chaque type d'entartrage pose à l'efficacité de désalinisation et souligne les différences critiques dans leur interaction avec les impuretés organiques. En comprenant ces comportements distincts, l'étude offre des aperçus précieux qui peuvent éclairer des stratégies ciblées pour améliorer les processus de désalinisation et leur durabilité.

L'entartrage minéral, un problème significatif dans la désalinisation par membrane, réduit les taux de récupération d'eau et diminue les performances du système. Le gypse et la silice, deux types d'entartrage prévalents, se forment chacun par des processus différents : la cristallisation pour le gypse et la polymérisation pour la silice. Ces mécanismes de formation conduisent à des comportements contrastés : l'entartrage par gypse, marqué par une cinétique rapide et une croissance intrusif des cristaux, provoque l'humidification des pores, tandis que l'entartrage par silice forme des couches hautement adhésives et irréversibles. L'impact de ces échelles sur l'efficacité de désalinisation souligne la nécessité d'une compréhension approfondie de leur formation et de leur atténuation.

Le 20 octobre 2024, des chercheurs de l'Université d'État de l'Arizona et de l'Université d'État du Colorado ont publié une revue (DOI : 10.1007/s11783-025-1923-9) dans Frontiers of Environmental Science & Engineering. L'étude examine minutieusement les comportements et les stratégies d'atténuation contrastés de l'entartrage par gypse et silice dans les processus de désalinisation par membrane.

La recherche fournit une analyse approfondie de l'entartrage par gypse et par silice, offrant des aperçus sur leurs comportements distincts. L'entartrage par gypse se produit par la cristallisation du sulfate de calcium, entraînant une cinétique rapide et une croissance directionnelle des cristaux. Ces grands cristaux à rapport de forme élevé peuvent pénétrer de manière intrusives dans les pores de la membrane, provoquant des problèmes tels que l'humidification des pores dans la distillation membranaire. La présence d'impuretés organiques complique l'entartrage par gypse, car certaines substances peuvent inhiber la croissance des cristaux par adsorption. En revanche, l'entartrage par silice découle de la polymérisation de l'acide silicique, produisant des échelles adhésives et amorphes qui forment une couche semblable à un gel sur les membranes, provoquant un déclin de flux presque irréversible. L'entartrage par silice est moins réactif aux propriétés de surface de la membrane, ce qui le rend plus difficile à atténuer. L'étude décrit également diverses stratégies pour traiter chaque type d'entartrage. Pour l'entartrage par gypse, les brosses polymériques hydrophiles et les revêtements zwitterioniques montrent des promesses, tandis que l'entartrage par silice pourrait bénéficier de charges de surface de membrane modifiées pour favoriser la répulsion électrostatique. De plus, l'utilisation d'antitartres et de méthodes de prétraitement comme l'électrocoagulation est explorée.

Le Dr Tiezheng Tong, un chercheur principal de l'étude, a souligné : "Notre analyse complète de l'entartrage par gypse et par silice fournit une base pour développer des stratégies plus ciblées et efficaces pour lutter contre l'entartrage minéral en désalinisation. Cette recherche est cruciale pour améliorer la durabilité et l'efficacité des processus de traitement de l'eau."

Les résultats ont des implications significatives pour l'industrie de la désalinisation, offrant des stratégies qui peuvent aider à prévenir ou atténuer l'entartrage. En adaptant les propriétés de surface des membranes, en sélectionnant les antitartres appropriés et en employant des méthodes de prétraitement, les chercheurs et les ingénieurs peuvent améliorer l'efficacité de la désalinisation et prolonger la longévité des systèmes. Ces avancées non seulement améliorent les taux de récupération d'eau mais contribuent également à l'objectif plus large de gestion durable de l'eau, en particulier dans les zones confrontées à la rareté de l'eau, en garantissant des processus de désalinisation plus efficaces et fiables.

Références
DOI
10.1007/s11783-025-1923-9

URL de la source originale
https://doi.org/10.1007/s11783-025-1923-9

Informations financières
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