Membranas de base polimérica para desmineralização e filtração de água

• Autor(a) principal: Pinto, Tomás de Vasconcelos Brito Lemos
• Data de Publicação: 2016
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10773/21823
• topic: Processos de separação; Tratamento da água; Ciência e engenharia de materiais; Membranas (Tecnologia) - Materiais; Agentes antibacterianos; Água potável

A água potável tende a tornar-se um bem escasso. As técnicas de tratamento de águas, com recurso a membranas, para as tornar potáveis são uma área de interesse francamente crescente. No presente trabalho prepararam-se membranas de polietersulfona (PES) aditivadas com PVP, AgNO3 e resina de permuta iónica para filtração, desmineralização e desinfeção de água. Na fabricação das mesmas usou-se o método de separação de fases através de não-solvente (NIPS), tendo sido utilizado a 1-metil-2-pirrolidona como solvente e água desionizada como não-solvente. Foi utilizada a mesma formulação para todas as membranas: 15 wt% PES, 81 wt% NMP, 2 wt% PVP e 2 wt% AgNO3. Estudou-se o efeito da manipulação de variáveis experimentais como a temperatura (da solução e do banho de coagulação) e da aplicação de ultrassons, na estrutura da membrana (porosidade), e na sua afinidade para com a água (hidrofilicidade). Avaliou-se igualmente a capacidade de as membranas preparadas inativarem bactérias (gram positiva e gram negativa). Procedeu-se também à incorporação de resina de permuta iónica nas membranas com o objetivo de avaliar o seu comportamento desmineralizador. Os resultados obtidos mostraram que a hidrofilicidade das membranas, avaliada através do ângulo de contacto, é significativamente afetada pelas condições térmicas que presidem à preparação da mesma, sendo favorecida quando temperaturas elevadas de coagulação se combinam com temperaturas ambientes (ou ligeiramente superiores) da solução. A porosidade foi igualmente afetada pela variação das condições térmicas, observando-se que temperaturas elevadas favorecem porosidades elevadas. A membrana com a melhor combinação de porosidade (39%) e hidrofilicidade (37° de ângulo de contacto), foi preparada com temperatura de solução 70 °C, temperatura do banho de coagulação 60 °C e sem aplicação de ultrassons. O comportamento antibacteriano, qualitativamente avaliado através da imobilização da membrana em dois meios, um deles contendo uma bactéria gram negativa e outro com uma bactéria gram positiva, Escherichia coli e Staphylococcus aureus respetivamente, demonstrou que quantidades diminutas (2 wt%) de AgNO3 conferem a algumas membranas potencial para inativar ambos os tipos de bactérias. A avaliação da ação desmineralizadora através da análise química (ICP) dos teores dos catiões Ca2+ e Mg2+, responsáveis pela “dureza” da água, mostrou que a membrana aditivada de resina tem efetivamente capacidade de permuta iónica, permitindo uma redução da concentração dos iões Ca2+(-14.4%) e de Mg2+(-15.5%). As membranas foram testadas sob condições preliminares de fluxo de água com recurso a um suporte especificamente desenhado para o efeito, tendo evidenciado robustez suficiente durante o teste.