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Avaliação do uso de membranas de ultrafiltração modificadas com nanopartículas de argila para tratamento de esgotos (2017)

  • Authors:
  • Autor USP: BARBOSA, IZABELA MAJOR - EP
  • Unidade: EP
  • Sigla do Departamento: PHA
  • Subjects: NANOPARTÍCULAS; TRATAMENTO DE ESGOTOS SANITÁRIOS; ARGILAS
  • Agências de fomento:
  • Language: Português
  • Abstract: Os sistemas que combinam processos biológicos com a tecnologia de separação por membranas, com crescimento biológico em suspensão, Membrane Bioreactor (MBR) e crescimento biológico aderido, Moving Bed Membrane Bioreactor (MB-MBR), se destacam como opções compactas e eficientes para tratamento de esgoto doméstico.Embora esta tecnologia seja muito promissora, ainda apresenta como maior desafio a redução de desempenho das membranas, que é causada por um fenômeno complexo denominado depósito, ou fouling, em inglês. Como forma de melhorar o desempenho e prolongar a vida útil das membranas a adição de nanopartículas de argila durante o processo de síntese tem se mostrado eficiente. O presente estudo teve como objetivo determinar a melhor composição para a síntese de membranas em polietersulfona modificadas pela adição de nanopartículas de argila e avaliar o seu desempenho no tratamento de esgoto sanitário, gerado na moradia estudantil do campus São Paulo da Universidade de São Paulo, em sistemas MBR e MB-MBR. A melhor composição para a síntese das membranas modificadas foi de 4% de nanopartículas de argila e 4% de formador de poros, ambos em relação à massa do polímero utilizado. Essa composição resultou em membranas com permeabilidade média de 293 L.m-2.h-1.bar-1, para água desmineralizada enquanto as membranas sem modificação apresentaram permeabilidade inferior a 50 L.m-2.h-1.bar-1, sendo, portanto, essa composição selecionada para sintetizar as membranas utilizadas durante a operação dos sistemas de tratamento por MBR e MB-MBR. Para efeito de comparação, o estudo foi desenvolvido com membranas modificadas e comerciais, no mesmo reator.Durante a operação do sistema MBR, com membranas modificadas e membranas comerciais, a concentração média de Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO5) na alimentação do sistema foi de 440 mg.L-1 e a eficiência de remoção foi superior a 94%. Quando o sistema MBR passou a operar com concentração de Sólidos Suspensos Totais (SST) superior a 8.000 mg.L-1, condição considerada de equilíbrio, a permeabilidade média das membranas modificadas, normalizada para 20 ºC, foi de 1.166,1 L.m-2.h-1.bar-1, enquanto para as membranas comerciais a permeabilidade foi de 326,7 L.m-2.h-1.bar-1. O fluxo de permeado médio, para o sistema MBR, foi em torno de 6 L.m-2.h-1, tanto para as membranas modificadas quanto para as membranas comerciais avaliadas na etapa de operação em equilíbrio. Com a operação dos sistemas MBR e MB-MBR em paralelo, com as membranas modificadas, concluiu-se que, embora as qualidades dos permeados produzidos tenham sido similares, o sistema MB-MBR apresentou menores pressões de operação e, consequentemente, menor propensão à formação de depósitos. Os ensaios de filtrabilidade demonstram que as membranas modificadas apresentaram menor resistência à filtração que as membranas comerciais para o liquor misto de MBR e MB-MBR, no entanto o liquor misto do sistema MB-MBR apresentou menor resistência a filtração. De modo geral, concluiu-se que a adição de nanopartículas de argila na modificação das membranas resultou em poros mais longos, favorecendo o aumento da permeabilidade das membranas modificadas em relação às membranas comerciais. Quanto a operação dos sistemas MBR e MB-MBR em paralelo, a pressão transmembrana para o sistema MB-MBR foi em torno de 10 vezes menor que a pressão transmembrana no sistema MBR.Maiores concentrações de sólidos em suspensão totais no liquor misto dos sistemas de MBR e MB-MBR, resultaram em maiores fluxos críticos e, consequentemente, maior produção de permeado.
  • Imprenta:
  • Data da defesa: 06.07.2017
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    • ABNT

      BARBOSA, Izabela Major; MIERZWA, José Carlos. Avaliação do uso de membranas de ultrafiltração modificadas com nanopartículas de argila para tratamento de esgotos. 2017.Universidade de São Paulo, São Paulo, 2017. Disponível em: < http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3147/tde-27092017-095826/pt-br.php >.
    • APA

      Barbosa, I. M., & Mierzwa, J. C. (2017). Avaliação do uso de membranas de ultrafiltração modificadas com nanopartículas de argila para tratamento de esgotos. Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3147/tde-27092017-095826/pt-br.php
    • NLM

      Barbosa IM, Mierzwa JC. Avaliação do uso de membranas de ultrafiltração modificadas com nanopartículas de argila para tratamento de esgotos [Internet]. 2017 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3147/tde-27092017-095826/pt-br.php
    • Vancouver

      Barbosa IM, Mierzwa JC. Avaliação do uso de membranas de ultrafiltração modificadas com nanopartículas de argila para tratamento de esgotos [Internet]. 2017 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3147/tde-27092017-095826/pt-br.php


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