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
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.
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
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.
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:
ƒ bloqueio de poros;
ƒ adsorção;
ƒ desenvolvimento de microorganismos – biofouling;
ƒ formação de precipitados sobre a membrana – scaling;
ƒ formação de camada gel;
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.
3. Estudo e tecnologias sobre o fouling e estratégias para
sua superação.
3.1. 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;
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.
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.
Resultados
• Técnica é promissora
• Remoção de substrato facilmente degradável na água;
• Carvão ativado limita o desenvolvimento do biofouling.
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;
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 );
4. Referência
• CMC Law, XY Li, and Qilin Li, M.B. The combined colloid-organic fouling on nanofiltration
membrane for wastewater treatment and reuse. 2009.
• 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 Pre-
treatment for UF Membranes for Drinking Water Treatment. 2009.
• 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.
Obrigada a todos pela atenção!
Jácina Tábita Gurgel
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Força motriz – ∆P
Transporte:
convecção ou difusão
Alimentação
Permeado
Concentrado
Escoamento do fluxo em PSM
Fluxo de alimentação
Fluxo de
permeado
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