Tese

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

• Authors:
  • Barbosa, Izabela Major
  • Mierzwa, José Carlos (Orientador)
• Autor USP: BARBOSA, IZABELA MAJOR - EP
• Unidade: EP
• Sigla do Departamento: PHA
• Subjects: NANOPARTÍCULAS; TRATAMENTO DE ESGOTOS SANITÁRIOS; ARGILAS
• Agências de fomento:
  • Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
  • Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)
• 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:
  • Publisher place: São Paulo
  • Date published: 2017
• Data da defesa: 06.07.2017


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How to cite

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• ABNT

  BARBOSA, Izabela Major. Avaliação do uso de membranas de ultrafiltração modificadas com nanopartículas de argila para tratamento de esgotos. 2017. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2017. Disponível em: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3147/tde-27092017-095826/. Acesso em: 19 set. 2024.

• APA

  Barbosa, I. M. (2017). Avaliação do uso de membranas de ultrafiltração modificadas com nanopartículas de argila para tratamento de esgotos (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3147/tde-27092017-095826/

• NLM

  Barbosa IM. Avaliação do uso de membranas de ultrafiltração modificadas com nanopartículas de argila para tratamento de esgotos [Internet]. 2017 ;[citado 2024 set. 19 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3147/tde-27092017-095826/

• Vancouver

  Barbosa IM. Avaliação do uso de membranas de ultrafiltração modificadas com nanopartículas de argila para tratamento de esgotos [Internet]. 2017 ;[citado 2024 set. 19 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3147/tde-27092017-095826/

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