L’ultrafiltration est une méthode d’élimination de très petites particules d’un liquide. Une membrane utilisée avec cette méthode a généralement des pores d’une taille de 0.01 à 0.001 micron. Il est suffisamment petit pour éliminer la plupart des bactéries, virus, substances de haut poids moléculaire et molécules de type polymère. Au cours de l’ultrafiltration, le flux de liquide est divisé en deux flux, ce que l’on appelle la séparation à flux croisés. Un flux traverse la membrane poreuse et est alors appelé perméat, et l’autre est concentré dans les particules et autres matières qui n’ont pas pu pénétrer dans la membrane.
Le procédé est couramment utilisé pour traiter l’eau potable dans le respect de normes strictes. De nombreux organismes sont devenus résistants à d’autres méthodes de désinfection de l’eau, mais un système d’ultrafiltration élimine les agents pathogènes en déplaçant l’eau à travers une membrane, éliminant physiquement chaque organisme. Les membranes elles-mêmes sont souvent formées en petites fibres creuses de moins d’un millimètre (environ 0.04 pouce) de diamètre, qui sont regroupées par milliers dans un boîtier de filtre. Les modules qui contiennent les membranes sont disponibles dans une variété de configurations, y compris enroulées en spirale, à plaque et à cadre et tubulaires. Le type et la concentration de matériau à retirer permettent de déterminer le type de configuration utilisé.
L’efficacité des systèmes d’ultrafiltration est affectée par l’écoulement du liquide sur la surface de la membrane filtrante. Plus la vitesse du liquide est élevée, plus le taux de perméation est élevé, mais des débits plus élevés peuvent augmenter la consommation d’énergie du système. Cela laisse aux concepteurs le soin de considérer une consommation d’énergie acceptable par rapport à un taux optimal pour l’application. La pression est également directement corrélée à la quantité de fluide qui traverse la membrane et est limitée par la résistance du module et de la membrane.
Plus de fluide traverse la membrane à mesure que les températures augmentent, mais d’autres facteurs doivent être pris en compte pour savoir si un changement de température a affecté le taux de perméation. Une surveillance constante est nécessaire pour voir si un système d’ultrafiltration fonctionne correctement, il est donc nécessaire d’enregistrer l’utilisation et le fonctionnement du système tous les jours. Si le taux de perméation chute de 10 %, cela indique que la membrane doit être nettoyée. Des agents antibactériens peuvent également être utilisés pour tuer tous les agents pathogènes susceptibles de s’accumuler, en particulier si le système est arrêté pendant quelques jours. L’ultrafiltration est bénéfique pour les systèmes d’eau à grande échelle ainsi que pour les petites sources d’eau privées et municipales.