Albérico R. P. da Motta Jácina Tábita Gurgel Morais Karla Patricia Oliveira Esquerre Asher Kiperstok

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1 O FOULING NO TRATAMENTO DE ÁGUA E EFLUENTES ATRAVÉS DE PROCESSOS DE MEMBRANAS: O ESTADO-DA-ARTE EM ESTUDOS DO FENÔMENO E TECNOLOGIAS E ESTRATÉGIAS PARA SUPERAÇÃO DO PROBLEMA. REDE DE TECNOLOGIAS LIMPAS DA BAHIA PPG ENGENHARIA INDUSTRIAL DEPARTAMENTO DE ENG. AMBIENTAL ESCOLA POLITÉCNICA UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA Albérico R. P. da Motta Jácina Tábita Gurgel Morais Karla Patricia Oliveira Esquerre Asher Kiperstok

2 Artigo aborda: Sobre o Processo de Separação por Membrana (PSM), suas aplicações, vantagens e desvantagens; As experiências mais recentes em termos de estudo sobre o fouling e das tecnologias e estratégias para sua superação. Palavras chave: Membranas. Água produzida de petróleo. Fouling.

3 Sumário 1. Introdução 2. Objetivos 3. Estudos sobre o fouling, tecnologias e estratégias para sua superação 3.1. Estudo sobre o entendimento do fenômeno 3.2. Tecnologias de pré-tratamento 3.3. Controle de parâmetros e procedimentos aplicados 4. Referências

4 1. Introdução 1.1. Processo de Separação por Membranas Eficiente no tratamento de água e efluentes; Vantagens remove compostos específicos (pesticidas e metais), temperatura ambiente, não utilização de produtos químicos, reduzidas dimensões das instalações,... Obstáculo, o fouling.

5 1.2. Fouling É um fenômeno caracterizado por diversos processos que causam a diminuição do fluxo permeado e permanecem após cessada a operação do sistema: bloqueio de poros; adsorção; desenvolvimento de microorganismos biofouling; formação de precipitados sobre a membrana scaling; formação de camada gel;

6 2. Objetivo Descrever as experiências mais recentes sobre o fouling, em termos de estudos que buscam o seu entendimento, as tecnologias, ou alternativas que visam atenuar de forma considerável tal problema, e os efeitos dos parâmetros operacionais.

7 3. Estudo e tecnologias sobre o fouling e estratégias para sua superação Estudo sobre o entendimento do fouling Law et. al. (2009) : Estudou o efeito combinado de partículas na ocorrência de fouling em membranas de NF no tratamento de efluentes; Partículas coloidais e a matéria orgânica solúvel; Efeito combinado X efeito individual;

8 Resultados Comprovaram o efeito sinergético entre esses agentes. Preenchimento do espaço entre os poros dos colóides por matéria orgânica na camada de torta; Impedimento da retro-difusão; Redução das forças eletrostáticas de repulsão dos colóides pela adsorção de matéria orgânica.

9 3.2. Tecnologias de pré-tratamento aplicadas Visam atenuação dos efeitos gerados pelas partículas causadoras do fouling. (VAN DER MASS; MAJOR; SCHIPPERS 2009): Utilizou carvão ativado como processo de pré-tratamento em membranas de UF + OR para produção de água ultrapura, a partir de uma planta de esgoto sanitário a nível secundário.

10 Resultados Técnica é promissora Remoção de substrato facilmente degradável na água; Carvão ativado limita o desenvolvimento do biofouling.

11 3.3. Controle de parâmetros e procedimentos aplicados YUN et. al. (2009): Testaram diversos parâmetros operacionais em membranas de UF com fibra-oca seguido de OR em processo de dessalinização da água do mar. Manter eficiência do processo requer cuidados com a limpeza; Retro-lavagem intensidade de retro-lavagem, o tempo de retro-lavagem e o tempo de filtração;

12 Resultados Aumento da intensidade de retro-lavagem minimiza o fouling até certo ponto, já um aumento adicional pode leválo a uma condição mais severa; Tempo de retro-lavagem (um incremento de até 30s pode minimizar o fouling, já um acima de 3600s pode conduzir a um fouling mais irreversível );

13 4. Referência CMC Law, XY Li, and Qilin Li, M.B. The combined colloid-organic fouling on nanofiltration membrane for wastewater treatment and reuse Yun Ye, LeeNuang Sim, Vicki Chen, A. G. Fane. Submerged hollow fibre system as pretreatment for the sea water reverse osmosis: Effect of the operation conditions and the characterisations of the permeate quality. P. M. Huck, S. Peldszus, C. Hallé, H. Ruiz, X. Jin, M. Van Dyke, G. Amy, W. Uhl, M. Theodoulou and D. B. Mosqueda-Jimenez, Pilot Scale Evaluation of Biofiltration as an Innovative Pretreatment for UF Membranes for Drinking Water Treatment Peter van der Maas 1,2, Elbert Majoor 3, Jan C. Schippers Biofouling Control by Biological Activated Carbon Filtration: a Promising Method for WWTP Effluent Reuse.

14 Obrigada a todos pela atenção! Jácina Tábita Gurgel tabitagurgel@yahoo.com.br

15 Força motriz P Transporte: convecção ou difusão Alimentação Concentrado Permeado

16 Escoamento do fluxo em PSM Fluxo de alimentação Fluxo de permeado

17 Obrigada a todos pela atenção! Jácina Tábita Gurgel tabitagurgel@yahoo.com.br