Amélioration de l’efficacité du nettoyage en place des membranes d’osmose inverse utilisées pour le traitement des eaux saumâtres dans l’industrie laitière de Sidi Saada

Abstract

The cleaning-in-place (CIP) of the reverse osmosis (RO) spiral membranes used for the treatment of brackish water in the dairy industry of the city of Sidi Saada - Relizane, has been modified and improved in order to increase the performance of membranes in terms of productivity (permeate flux and salt retention rate) and extend their life span. The permeate flux and the salt retention rate were measured before and after each CIP as a function of citric acid concentration and cleaning time. Indeed, the concentration of 1% citric acid was found as an optimal concentration for the cleaning efficiency of RO membranes. In addition, a new cleaning duration strategy was proposed (15 min with applied Transmembrane pressure (TMP), 45 min rest without applied TMP, then 15 min with applied TPM) with a ratio (membrane rest duration ratio in the presence of citric acid without TMP applied on time in the presence of citric acid with applied TMP) of 1.5, instead of that enacted by the ALFA LAVAL manufacturer (30 min with applied TMP, 15 min rest without applied TMP, then 30 min with applied TMP) with a ratio of 0.25. This new cleaning strategy has improved the increase in permeate flux and the salt retention rate, reduced energy expenditure in half, which is recommended to prolong the life span of RO membranes, which directly affects the quality of produced water (permeate) and therefore the quality of manufactured products. Keywords: cleaning-in-place, brackish water desalination, dairy industry, membrane, reverse osmosis, permeate flux, retention rate, citric acid, cleaning time RESUME Le nettoyage en place (NEP) des membranes spirales d’osmose inverse (OI) utilisées pour le traitement des eaux saumâtres dans l’industrie laitière de la ville de Sidi Saada – Relizane, a été modifié et amélioré afin d’augmenter les performances des membranes en matière de productivité (flux de permat et taux de rétention des sels) et de prolonger leur durée de vie. Le flux de perméat et le taux de rétention des sels ont été mesurés avant et après chaque nettoyage des membranes en fonction de la concentration d’acide citrique et la durée de nettoyage. En effet, la concentration d’acide citrique à 1% a été trouvée comme une concentration optimale pour l’efficacité de nettoyage des membranes d’osmose inverse. On outre, une nouvelle stratégie de durée de nettoyage a été proposée (15 min avec pression transmembranaire (PTM) appliquée, 45 min en repos sans PTM appliquée, puis 15 min avec PTM appliquée) avec un rapport (rapport de durée de repos de membrane en presence d’acide citrique sans PTM appliquée sur durée en presence d’acide citrique avec PTM appliquée) de 1,5, au lieu de celle édictée par le constructeur ALFA LAVAL (30 min avec PTM appliquée, 15 min en repos sans PTM appliquée, puis 30 min avec PTM appliquée) avec un rapport de 0,25. Cette nouvelle stratégie de nettoyage a amélioré l’augmentation du flux de perméat et le taux de rétention des sels, a réduit les dépenses énergétiques en moitié, ce qui est recommandé pour prolonger la durée de vie des membranes d’osmose inverse qui affecte directement la qualité des eaux produites (perméat) et par conséquent la qualité des produits manufacturés. Mots clés: nettoyage en place, dessalement des eaux saumâtres, industrie laitière, membrane,