Avaliação técnica e ambiental da reciclagem via oxidação química demembranas de osmose inversa descartadas

• Autor(a) principal: Eduardo Coutinho de Paula
• Data de Publicação: 2017
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/BUOS-ATSLSC
• topic: Membranas; Reciclagem; Ganho ambiental; Tratamento oxidativo; Osmose; Oxidação; Meio ambiente; Engenharia sanitária; Osmose

A tecnologia de osmose inversa (OI) para dessalinização e desmineralização de água atende ao contexto de crise hídrica mundial, tanto nos aspectos técnicos quanto econômicos, e o mercado de OI se encontra em franca expansão. Entretanto, os módulos de membranaspossuem um ciclo de vida limitado, entre 5 e 7 anos. O objetivo geral do estudo foi avaliar a viabilidade técnica e ambiental da reciclagem, via oxidação química, de membranas de OI descartadas, visando a aplicações das membranas recicladas em processos de separação com especificações menos exigentes. A técnica de reciclagem avaliada consistiu em promover a exposição da membrana a soluções oxidantes, com a finalidade de remover sua camada densa de poliamida aromática e consequente conversão para membrana de baixa pressão. Procedimentos de limpeza química e de pré-tratamento das membranas foram avaliados. No tratamento oxidativo, os seguintes fatores foram investigados: agentes oxidantes, concentração e pH das soluções, modo de contato, pressão de operação e tempo de tratamento. As soluções de hipoclorito de sódio (NaClO) e de permanganato de potássio (KMnO4) apresentaram grande eficácia para modificar as propriedades seletivas das membranas, contudo, o banho de NaClO mostrou maior estabilidade física e química que o banho de KMnO4. Em termos de permeabilidade à água, tomando como base a membrana deOI nova (~3,0 L·h-1·m-2·bar-1, equivalente a 8,3·10-12 m3·s-1·m-2·Pa-1), as membranas oxidadas com NaClO (pH 11) tiveram um aumento de 27 a 39 vezes. Técnicas de caracterização revelaram modificações marcantes nas propriedades físico-químicas das membranas recicladas, tais como morfologia, rugosidade e hidrofobicidade. A tendência à incrustação (fouling) das membranas recicladas também foi avaliada. O permeado produzido a partir do tratamento de diferentes águas superficiais usando a membrana reciclada atendeu ao padrãode potabilidade da legislação brasileira, segundo a Portaria do Ministério da Saúde nº 2.914/2011, para os seguintes parâmetros analisados: cor aparente, turbidez, Escherichia coli e bactérias heterotróficas. O teste piloto usando um módulo de membrana reciclada para tratamento de água apresentou um desempenho similar ao relatado por diversos autores que avaliaram módulos espirais de ultrafiltração (UF) comerciais. Finalmente, com base na ferramenta de ecoeficiência MIPS (Material input per service unit), foram estimados,quantitativamente, os benefícios ambientais referentes à adoção da reciclagem direta e indireta das membranas descartadas.