Étude comparative de la rétention des sels monovalents par nanofiltration : application à une eau naturelle Comparative study of the retention of monovalent salts by nanofiltration: Application to natural water

Résumé

Nombreuses sont les personnes exposées à une concentration excessive de fluor dans l’eau qu'ils boivent. C’est le cas de la population vivant dans le sud algérien. L'excès de fluor provoque des affections invalidantes : la fluorose dentaire, la fluorose osseuse. L’objectif principal de ce travail est d’étudier l’effet de la pression et de la concentration des sels sur leur rétention par nanofiltration. Pour cela, nous avons déterminé les paramètres de performance de flux et de rétention vis-à-vis des solutés ioniques NaF, NaBr, NaCl et NaI par la membrane de nanofiltration NF 270. Cette présente étude examine aussi la défluoruration d’eaux saumâtres réelles du sud algérien. Des essais en nanofiltration ont montré que la rétention des anions se fait dans l’ordre suivant : F^‑ > Cl^‑ > Br^‑ > I^‑. La membrane NF 270 retient mieux les ions à une pression de 10 bar. Au-delà de cette dernière, la rétention des ions monovalents se stabilise aux différents pH étudiés puis diminue. À faible concentration (10^‑3 M) la rétention limite des solutés étudiés est plus élevée qu’à plus forte concentration (10^‑2 M). Il a été démontré que les ions fluorures peuvent être retenus sélectivement d’une eau naturelle saumâtre hyperfluorée à pH naturel à plus de 82 % en présence d'autres ions.

Mots-clés :

• Nanofiltration,
• sels monovalents,
• membrane,
• défluoruration,
• eau saumâtre

Abstract

Many people are exposed to excessive fluoride in their drinking water. This is the case of the population living in southern Algeria. Excess fluoride causes disabling conditions: dental and skeletal fluorosis. The main objective of this work is to study the effect of pressure and solute concentration of salts on their retention by nanofiltration. In a first step, we determined flow and retention performance parameters for the ionic solutes NaF, NaBr, NaCl and NaI using the nanofiltration membrane NF 270. Secondly, defluorination of natural brackish waters from southern Algeria was carried out. The nanofiltration tests show that the retention of anions following the order: F^‑ > Cl^‑ > Br^‑ > I^‑. The NF 270 membrane retains the ions better at a pressure of 10 bar. Beyond this value, the retention of ions leveled off at the different studied pH values and then decreased. At low concentrations (10^‑3 M), the retention limit of the solutes studied was greater than that at a higher concentration (10^‑2 M). It was finally shown that fluoride ions can be selectively retained from hyper-fluorinated natural brackish water (at a rate over 82%) in the presence of other ions.

Keywords:

• Nanofiltration,
• monovalent salts,
• membrane,
• defluoridation,
• brackish water