Desenvolvimento de membrana reciclada para sistema descentralizado de tratamento de água com elevada concentração de ferro e manganês para abastecimento

• Autor(a) principal: Débora Campos Barreira de Aguilar
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/55502
• topic: Membrana reciclada; Ferro; Manganês; Pré-oxidação; Tratamento descentralizado; Engenharia sanitária; Meio ambiente; Ferro; Manganês; Membranas (Tecnologia)

A reciclagem de membranas de Osmose Inversa (OI) via tratamento oxidativo é uma alternativa para minimizar os impactos do descarte e ampliar o acesso à água potável. O objetivo desta pesquisa foi desenvolver membranas recicladas capazes de reter ferro (Fe) e manganês (Mn) dissolvidos de águas superficiais, para fins de abastecimento. Na escala de bancada, utilizou-se o módulo de OI em fim de vida útil, modelo BW30, que foi desconstituído para obter amostras de membranas com área aproximada de 0,64 cm². A reciclagem das membranas foi feita por meio de imersão em hipoclorito de sódio - NaClO (10-12%), em intensidades de contato entre 4.000 ppm·h e 80.000 ppm·h. As membranas recicladas foram testadas com solução sintética de cloreto férrico (5 mg∙L-1 de Fe3+) e sulfato de manganês (5 mg∙L-1 de Mn2+). O sistema foi avaliado a pressões entre 4 e 12 bar. Também foram avaliados os parâmetros turbidez, cor aparente, condutividade elétrica, pH e potencial de oxirredução. Em escala piloto, o tratamento oxidativo foi feito no módulo de OI em fim de vida útil modelo LP-2540, cuja área é 2,6 m². O desempenho do módulo reciclado foi avaliado para o tratamento de água do rio Paraopeba, coletada nos períodos de seca e de chuvas, em operação contínua por 50 h e pressão de 1 bar. Por fim, avaliou-se os custos da reciclagem de membrana. Todas as membranas recicladas apresentaram efetividade na remoção de Fe (> 99%), em escala de bancada. No caso do Mn, foi possível selecionar uma condição de reciclagem de membrana (33.000 ppm·h) com boa eficiência de remoção de Mn (~ 87%) e permeabilidade de 7,35 L∙h-1∙m-²∙bar-1 similar à membranas de nanofiltração comercial (7,20 L∙h-1∙m-²∙bar-1). A eficiência de remoção do Mn (> 98%) foi potencializada incluindo-se a pré-oxidação da água de estudo com NaClO (5 mg∙L-1 de Cl- e pH 8), seguida de filtração pela membrana reciclada (42.000 ppm·h). Em escala piloto, a membrana reciclada (42000 ppm·h) apresentou desempenho semelhante a uma membrana de ultrafiltração (UF) moderadamente aberta, com permeabilidade de ~39 L∙h-1∙m-²∙bar-1. As remoções de Fe e Mn foram > 99% e > 90%, respectivamente, com alta eficiência na remoção de cor e turbidez. O custo da reciclagem de membrana foi previsto em US$ 11,50, considerado 97% menor do que as membranas comerciais disponíveis. Portanto, a membrana reciclada indicada mostrou-se eficiente na remoção de Fe e Mn dissolvidos, sendo promissoras para o tratamento descentralizado de água para abastecimento.