Un revêtement amovible qui peut être utilisé pour nettoyer les membranes de dessalement a été développé par les chercheurs du KAUST. Le revêtement non toxique pourrait constituer une alternative plus sûre et plus efficace aux produits chimiques nocifs utilisés pour nettoyer les systèmes d'osmose inverse pour le dessalement de l'eau de mer.

Le processus de dessalement par osmose inverse utilise la pression pour filtrer l'eau de mer à travers une membrane semi-perméable afin de produire de l'eau potable fraîche. Bien que la technique soit plus économe en énergie que d'autres approches de dessalement, ses performances peuvent être entravées par la croissance de bactéries et d'autres micro-organismes à la surface de la membrane.

"Ce biofilm crée une couche qui ne laisse pas passer l'eau aussi facilement, " dit Maria Fernanda Nava-Ocampo, un doctorat étudiant sous la direction de Johannes Vrouwenvelder. "L'un des plus gros problèmes de toutes les méthodes actuelles de contrôle de l'encrassement biologique est qu'elles n'éliminent pas complètement le biofilm du système membranaire, entraînant un encrassement permanent. Cela entraîne une consommation d'énergie élevée et l'élimination des produits chimiques de contrôle dans la mer. »

Alors que d'autres revêtements sont souvent fabriqués à partir de produits chimiques nocifs, le nouveau revêtement de polyélectrolyte évite le besoin de liaisons toxiques pour se fixer à la membrane. Il peut également être rincé en toute sécurité du système avec de la saumure et un débit accru, laissant la surface de la membrane exempte de biofilm.

"L'avantage de notre revêtement est qu'il se fixe à la surface par interactions électrostatiques, donc nous n'avons pas à utiliser de produits chimiques, " explique Nava-Ocampo. " Nous n'avons pas non plus besoin de prétraiter la membrane pour l'enduire. La membrane reste dans le système et nous faisons simplement passer le revêtement à travers le même flux de courant utilisé pour le dessalement."

L'équipe a testé le revêtement qu'elle a créé à l'aide d'un simulateur d'encrassement des membranes, un petit appareil qui imite les conditions dans les usines de dessalement par osmose inverse. Ils ont fait circuler le revêtement à travers le système cinq fois pour établir des couches à la surface de la membrane et ont ajouté des nutriments biodégradables pour favoriser la croissance du biofilm.

Au bout de huit jours, les chercheurs ont rincé le système avec un fort débit de solution saline pendant 24 heures pour enlever le revêtement. L'équipe a comparé les performances de la membrane enduite avec un contrôle non enduit.

En utilisant la microscopie électronique à transmission, les chercheurs ont découvert que le revêtement restait stable dans l'eau salée, ce qui le rend approprié pour le dessalement de l'eau de mer. En augmentant la force du débit d'eau et la salinité de l'eau, l'équipe a réussi à retirer le revêtement et le biofilm attaché de la membrane.

Après ce processus de nettoyage, le débit de liquide à travers la membrane revêtue était deux fois plus élevé que le témoin non revêtu.

"Cela a montré que notre technique a un meilleur potentiel de nettoyage, " dit Nava-Ocampo. " La prochaine étape est de le rendre plus efficace et durable à plus grande échelle. "