Ultrafiltration d'émulsions huile-eau et de microémulsions de cyclohexane par un système à disque rotatif

Ultrafiltration of oil-in-water emulsions and cyclohexane microemulsions using a rotating disk system

¹ Centre Universitaire Yahia Fares, Ain D'Heb, 26001 Médéa, Algérie
² UMR CNRS 6600, Département Génie Biologique, UTC, BP 20529, 60205 Compiègne Cedex, France

Auteur de correspondance : michel.jaffrin@utc.fr

Reçu : 28 Mars 2003
Accepté : 6 Février 2004

Résumé

La séparation de la phase huileuse à partir d'effluents huile-eau comportant des émulsions secondaires est très difficile par les procédés traditionnels et nécessite l'emploi de l'ultrafiltration. Des émulsions huile-eau contenant 2 et 4 % d'huile ont été ultrafiltrées à l'aide d'un prototype de filtration dynamique comportant un disque tournant à grande vitesse près d'une membrane de 50 kDa de 190 cm² de surface. La turbidité de la solution initiale à 4 % (21 900 NTU) chute à 2 NTU dans le perméat après 15 min de filtration, ce qui représente une rétention de 99,5 % de l'huile. Les flux de perméat augmentent avec la vitesse de rotation du disque pour atteindre environ 90 l.h^-1.m^-2 à 2000 tr.min^-1 à 24 °C. L'ajout d'ailettes de 6 mm de hauteur permet de doubler le flux de perméat à la même vitesse. Les microémulsions sont constituées de 4 à 20 % de cyclohexane, 0,5 à 16 % de 2-butanol et de 0,25 à 8 % de dodecyl sulfate de sodium (SDS) dans de l'eau pure. Les flux de perméat, très élevés (200 l.h^-1.m^-2) à 2000 tr.min^-1 avec un disque lisse pour la solution la plus diluée chutent à 15 l.h^-1.m^-2 pour la plus concentrée. L'ajout d'ailettes permet de doubler ces flux.

Abstract

Oil separation from oil-water effluents containing secondary emulsions is very difficult by traditional techniques and requires using ultrafiltration through a membrane. Oil-water emulsions were ultrafiltered using a prototype of a rotating disk dynamic filtration system equipped with a 190 cm² 50 kDa circular membrane. The turbidity of initial solution at 4%wt oil concentration (21 900 NTU) dropped to 2 NTU in the permeate after 15 min of filtration, representing an oil rejection coefficient of 99.5%. Permeate fluxes increased with disk rotation speed to reach 90 l.h^-1.m^-2 at 2000 rpm and 24 °C. The addition of 6 mm vanes on the disk increased the permeate flux by 100% at the same speed. Micro emulsions were composed of 4 to 20% of cyclohexane, 0.5 to 16% of 2-butanol and 0.25 to 8% of dodecyl sodium sulphate (SDS) in pure water. Permeate fluxes, which were very high (200 l.h^-1.m^-2) at 2000 rpm with a smooth disk and the most dilute solution, dropped to 15 l.h^-1.m^-2 for the most concentrated one. Addition of vanes permitted to increase these fluxes by 100%.