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Et rien ne Nous divisera plus jamais.
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La recommandation de l' OMS est de 30 µg/L. L'uranium(VI) est présent dans la nature sous forme de l'ion uranyle UO 2 ++ et s'élimine avec un échangeur d'anions faiblement ( WBA) ou fortement ( SBA) basique. Autres métaux lourds
Des métaux lourds peuvent se trouver dans les eaux souterraines, naturellement ou par suite de pollution. De nombreux métaux peuvent s'éliminer à l'aide de résines complexantes, mais celles-ci ne sont pas autorisées dans tous les pays. Arsenic
As peut se trouver dans certaines eaux naturelles. La limite recommandée est de 10 µg/L. Il n'existe pas de procédé sûr par échange d'ions pour éliminer l'arsenic. D'autres substrates, tels que l'hydroxyde de fer granulé ou le dioxyde de titane, peuvent être utilisés à cet effet. Fluor
Les nappes phréatiques peuvent être contaminées par des ions fluorure d'origine industrielle, comme la production d'aluminium. La limite recommandée par l' OMS est de 1. 5 mg/L. Les résines échangeuses d'anions ont une faible sélectivité pour l'ion F –, donc il n'existe pas de procédé efficace par échange d'ions.
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Bien que l'échange d'ions ait été initialement surtout utilisé en traitement d'eau, de nombreuses applications dans des industries diverses ont vu le jour dès les années 1950. Elles consomment aujourd'hui environ la moitié du volume de résines échangeuses d'ion produites. Nous examinons dans cet article tout d'abord quelques procédés spéciaux de traitement d'eau: dénitratation, production d'eau ultrapure pour l'industrie des semi-conducteurs et traitement de condensats. Dans une seconde partie, nous présentons un aperçu de procédés d'échange d'ions appliqués dans d'autres industries. La liste de ces applications n'est pas exhaustive. Tous les procédés mentionnés ici sont mis en œuvre à l'échelle industrielle, utilisant parfois des volumes considérables de résine. Pour le traitement de jus sucrés ou l'hydrométallurgie de l'uranium, ces volumes peuvent atteindre des dizaines de mètres cubes de résine par colonne. KEYWORDS
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Cette étape a pour but d'adoucir le courant d'eau, c'est-à-dire de réduire sa teneur en ions calcium et magnésium (qui ont tendance à précipiter très facilement, surtout en présence d'ions carbonates) en les remplaçant par des ions sodium (qui sont nettement plus solubles et qui ont donc moins tendance à précipiter). Pour cela, nous faisons passer l'eau à travers une membrane échangeuse de cations fortement acide: la Duolite C-20. L'adoucissement se décompose en quatre opérations:
La phase dite de service: c'est la partie active de l'adoucissement, où le courant à traiter passe à travers la membrane. La réaction d'échange est la suivante: $$ 2 R-Na + Ca^{++} ⇔ R_{2}-Ca + 2 Na^{+} $$
D'après les données du constructeur, la plage de fonctionnement de la résine est située entre 5 et 40 volumes de lit par heure (1 volume de lit est égal à 1m 3 d'eau par m 3 de résine). Donc pour un débit d'entrée fixé à 60m 3 /h, un volume de résine de 1, 5m 3 à 12m 3 est nécessaire. Pour des questions de transport, les colonnes utilisées ne pourront pas dépasser 3m de longueur avec un diamètre de 60cm permettant de conserver un bon ratio entre longueur et diamètre de colonne.
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Le procédé habituel utilise de l'alumine activée. Matières organiques
Certaines matières organiques naturelles ( NOM), notamment celles qui donnent une coloration indésirable à l'eau, peuvent être éliminées par échange d'ions. Les résines utilisées dans ce cas sont des échangeurs fortement basiques acryliques ou styréniques sous forme Cl –. Elles sont régénérées au chlorure de sodium. Autres informations
Voir l' article sur les échangeurs d'ions en eau potable publié en 2008 dans la revue française "L'eau, l'industrie et les nuisances" (fichier PDF). Voir la classification périodique des éléments (table de Mendeleiev) comprenant quelques données sur leur élimination sélective par échange d'ions. Voir aussi, dans une autre partie de mon site web, une rubrique " eau potable ou eau en bouteilles ". Drinking water quality standards sur Wikipedia.
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Chaque colonne aura donc un volume de 0, 85m 3. Il faudra donc au moins entre 2 et 15 colonnes avec les paramètres définis au-dessus. Pour bien faire, il aurait fallu trouver les données expérimentales comme le débit optimal dans la colonne afin d'obtenir précisément le volume de résine nécessaire, ainsi qu'une courbe de percée liée à la résine Duolite C-20. Cela nous aurait permis, au moyen de l'isotherme d'adsorption pour cette résine (que nous pouvons obtenir par le calcul) si la dureté initiale de l'eau utilisée dans l'expérience était différente de la nôtre et de calculer le temps de fonctionnement nécessaire au bout duquel il faut procéder à la régénération de la résine. La phase de rétro-lavage: un courant d'eau est injecté à contre-courant pour décompacter la résine et ainsi en éliminer les éventuelles traces de solide. Le constructeur indique qu'une dilatation du lit de 50% est nécessaire et que cette étape doit durer entre 5 et 15 min. Grâce au graphe fourni sur la fiche produit de la Duolite C-20, le débit d'eau nécessaire (à 20°C) au rétro-lavage est de 11m 3 /h.
Nitrate
L'ion nitrate n'est pas un problème pour les adultes, mais il est nocif pour les nourrissons. La limite recommandée est de 50 mg/L au maximum. Le nitrate s'élimine avec des résines sélectives spéciales. Perchlorate
L'ion perchlorate se trouve dans certaines nappes phréatiques à proximité de sites de production de combustibles pour fusées, de poudres et explosifs et de feux d'artifice. La limite recommandée en France est de 4 µg/L pour les nourrissons. Le perchlorate s'élimine à l'aide de résines échangeuses d'anions spécifiques. Les résines utilisées en dénitratation sont aussi très efficaces pour le perchlorate. Bore
L'acide borique est présent dans les permeats d'osmose inverse traitant de l'eau de mer, ainsi que dans les eaux souterraines de quelques régions du monde. La limite recommandée est de 0, 5 mg/L. Le bore s'élimine avec des résines sélectives spéciales. Voir Boron removal. Plomb
Une présence excessive de plomb peut être due à d'anciennes tuyauteries faites avec ce métal lourd.