La nanofiltration (NF) de l’eau est un processus par lequel l’eau passe à travers une membrane semi-perméable avec des pores de taille nanométrique pour être filtrée et purifiée. Ce type de système de filtration retient les particules d’une taille comprise entre 1 et 10 nm – c’est-à -dire entre 1/1 000 000 et 1/100 000 de millimètre – plus petites que celles filtrées par microfiltration et ultrafiltration, mais plus grandes que celles éliminées par osmose inverse. De minces films polymères forment les membranes principalement utilisées dans la NF conventionnelle, qui nécessite par ailleurs le passage de l’eau à travers elles sous haute pression.
Toutefois, une innovation récente d’une équipe d’ingénieurs et de scientifiques dirigée par le professeur Chuyang Tang, du département de génie civil de l’université de Hong Kong, de l’Institute of Environment and Ecology, de la Shenzhen International Graduate School, de l’université de Tsinghua et du Centre for Membrane and Water Science and Technology, Ocean College, Zhejiang University of Technology, Hangzhou, tous en Chine, devrait transformer le système de NF tel que nous le connaissons.
« La nanofiltration sous vide pourrait constituer une alternative prometteuse et peu coûteuse en utilisant des composants simples et en fonctionnant à une pression de vide ultra-faible (<1 bar) » – 1 bar équivalant à une fois la pression atmosphérique normale – affirment les professeurs et les ingénieurs dans l’article intitulé Ultra-permeable silk-based polymeric membranes for vacuum nanofiltration, publié dans la revue scientifique Nature Communications.
En effet, les méthodes actuelles nécessitent des pressions extrêmement élevées – jusqu’à 10 bars – pour fonctionner, ce qui entraîne la nécessité d’un équipement encombrant, une forte consommation d’énergie et, par conséquent, des coûts d’exploitation élevés. En d’autres termes, selon les scientifiques, les membranes disponibles dans le commerce sont incapables d’atteindre un flux d’eau pertinent dans des conditions de vide et sans recourir à des pressions aussi élevées. Ainsi, « nous avons fabriqué une membrane de soie avec une couche de rejet plissée et sans défaut », expliquent les chercheurs, capable de fournir un flux d’eau de 56,8 litres par m2 et par heure à la pression de vide indiquée de 0,9 bar, et de filtrer plus de 99 % des contaminants organiques, y compris les composés perfluorés – ou « produits chimiques éternels », que nous avons examinés dans un autre article ci-dessous.
L’analyse révèle que les membranes de soie ultra-perméables », écrivent les professeurs dans Nature Communications, « peuvent réduire la consommation d’énergie spécifique d’environ 80 % (…) par rapport à un modèle de référence commercial ». Cette découverte est prometteuse, car elle utilise un matériau naturel et biodégradable. Dans le même temps, le système de filtrage devient un processus économe en énergie et donc plus respectueux de l’environnement et plus durable que les systèmes actuels. Et comme si cela ne suffisait pas, il s’agit d’un système de filtration dont « l’application pratique dans des environnements industriels réels » est aisée. C’est ainsi.
Si vous souhaitez en savoir plus sur d’autres innovations dans les processus de traitement de l’eau – et sur les substances perfluorées – voici l’article promis :
» Innovation : purification de l’eau par ultrasons
Sources: Nature Communications, Ecoinventos, Wikipedia.
Images: Nature Communications, Pexels
