Veolia Water Technologies & Solutions

Électrodialyse bipolaire (EDBP)

Pour la récupération des courants de saumure afin de produire des produits acides ou caustiques
L'électrodialyse bipolaire utilise les bases de l'électrodialyse en y ajoutant une membrane bipolaire qui fractionne l'eau en H+ et en OH- à l'intérieur de la colonne d'électrodialyse. Cela permet de convertir les sels éliminés en leurs produits acides et/ou basiques.

Le BPED de Veolia peut être utilisé dans de nombreuses applications, telles que la production d'acides organiques, l'ajustement du pH dans les boissons ou l'utilisation de saumures industrielles pour générer des sous-produits acides et caustiques à valeur ajoutée.

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Aperçu

Les piles BPED de Veolia utilisent les mêmes concepts que l’électrodialyse standard, avec l’ajout d’une membrane dite bipolaire qui permet de diviser l’eau en ions H+ et OH-. En assemblant des membranes et des entretoises dans des configurations spécifiques, les piles peuvent être utilisées pour :

  • 3C-BPED :
    • Diviser les sels non organiques et produire des flux acides et basiques séparés.
  • 2C-BPED :
    • Diviser les sels organiques pour produire l’acide organique et un flux de base (par exemple, le lactate de potassium (La) se divise en KOH et HLa).
    • Modification du pH (à la hausse ou à la baisse)

Caractéristiques de la colonne

  • Jusqu’à 400 cellules de membranes avec des membranes spécifiques à l’application
  • Surface totale de la membrane active jusqu’à 128 m2 par colonne
  • Colonne à double entrée pour garantir une pression et un flux constants.
  • Conception de colonne robuste, compatible avec le nettoyage en place (NEP), pouvant également être facilement retirée et démontée pour le nettoyage, la maintenance et le remplacement des composants si nécessaire.
  • Les pièces de rechange peuvent aisément être stockées sur le site.
  • Fonctionne avec les membranes échangeuses d’ions brevetées de Veolia qui offrent des avantages spécifiques selon les applications :
    • AR119TP : membrane bloquant l’acide pour les applications de chlorure
    • AR118TP : membrane bloquant l’acide pour les applications sulfatées

Dans des conditions normales de fonctionnement de 375 A/m2, une colonne 200C 3C-BPED peut convertir environ 45,7 kg/h de NaCl, mais peut également être utilisée pour convertir d’autres sels inorganiques (Na2SO4, LiCl, Li2SO4, KCl, K2SO4). La force de l’acide et de la base peut être réglée entre 0.5N et 2N.

Fonctionnement

L’électrodialyse bipolaire introduit une membrane BP dans la colonne qui divise l’eau en H+ et OH- lorsque la tension est appliquée.

Comme pour l’électrodialyse standard (Figure 1), la tension déplace également les ions du flux d’alimentation en sel à travers les membranes échangeuses de cations et d’anions. Contrairement à l’ED standard, les cations et les anions n’entrent pas dans le même flux d’eau, mais dans un flux séparé de chaque côté de la membrane BP, se combinant ainsi avec le H+ et l’OH- pour former leur acide et leur base conjugués. C’est ce qu’on appelle le BPED à 3 compartiments, ou 3C-BPED.

Dans une configuration BPED à 2 compartiments (2C-BPED), l’une des membranes monopolaires est exclue de l’équation, ce qui signifie que la tension appliquée ne fera qu’éloigner les anions ou les cations de la solution d’alimentation en sel, les remplaçant respectivement par des ions OH- ou H+ :

Principe de l’EDBP

Figure 1 : schéma standard du procédé d’électrodialyse

 

2C-BPED-C (Figure 2) :

  • Dans ce cas, la membrane échangeuse de cations est conservée et la membrane échangeuse d’anions est retirée de la colonne.
  • Lorsque la tension est appliquée, les cations traversent la membrane échangeuse de cations et se combinent avec l’OH- généré dans la membrane BP, formant un flux de base séparé.
  • Le H+ de la membrane BP pénètre dans le flux d’alimentation en sel et diminue le pH.
  • Il est généralement utilisé pour le fractionnement du sel organique, générant un acide organique et un flux de base qui peut être réutilisé dans le processus en amont.

Principe du BP2-C

Figure 2 : schéma du procédé 2C-BPED-C

 

2C-BPED-A (Figure 3) :

  • Dans ce cas, la membrane échangeuse d’anions est conservée et la membrane échangeuse de cations est retirée de la colonne.
  • Lorsque la tension est appliquée, les anions traversent la membrane échangeuse d’anions et se combinent avec le H+ généré dans la membrane BP, formant un flux acide séparé.
  • L’OH- de la membrane BP pénètre dans le flux d’alimentation en sel et augmente le pH.
  • Ceci est généralement utilisé pour le contrôle du pH des flux comme le vin et les jus de fruits, ou le fractionnement du nitrate d’ammonium.

Principe BP2-A

Figure 3 : schéma du procédé 2C-BPED-A

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