Influência da pressão e da vazão de concentrado no desempenho de ultrafiltração em pós-tratamento de esgoto

Abstract

Apesar das inúmeras vantagens advindas do uso da tecnologia de membranas filtrantes, algumas limitações inerentes ao processo de incrustação tornam-se relevantes para sua aplicabilidade. O controle das condições operacionais consiste em importante ferramenta para mitigar o fouling e alcançar bons níveis de eficiência. Nesse sentido, o objetivo deste trabalho foi investigar o efeito da pressão transmembrana e da vazão de concentrado no desempenho da ultrafiltração, aplicada ao pós-tratamento de esgoto sanitário. O processo foi avaliado e otimizado variando-se a pressão (0,5 e 1,5 bar) e a vazão de concentrado (300 e 600 L/h), por meio de um planejamento fatorial 22, a fim de investigar os efeitos no fluxo permeado e na qualidade dos efluentes gerados, em cada condição operacional. Avaliaram-se os seguintes indicadores de qualidade para os permeados: pH, Condutividade Elétrica, Sólidos Suspensos Totais, Turbidez, Cálcio e Demanda Química de Oxigênio (DQO). Em todos os ensaios, observou-se diminuição acentuada do fluxo permeado nos instantes iniciais, seguida de uma queda lenta que se prolongou até atingir um patamar relativamente constante por volta dos 120 minutos de filtração. O aumento da pressão resultou em maior fluxo permeado inicial, porém com maior queda do fluxo com o tempo, evidenciando um processo de incrustação mais pronunciado. Por outro lado, o aumento da vazão de concentrado resultou em queda mais lenta de fluxo permeado com o tempo de filtração. Com relação a qualidade dos permeados, a pressão transmembrana de 0,5 bar foi a que permitiu melhores resultados, sendo confirmado estatisticamente, por meio do teste da ANOVA two-way com medidas repetidas, efeito significativo da pressão sobre a turbidez do permeado. A vazão de concentrado, por sua vez, não apresentou influência significativa sobre nenhum dos parâmetros de qualidade. Dessa forma, concluiu-se que, do ponto de vista econômico e ambiental, é mais interessante operar sistemas de membranas de ultrafiltração a uma menor vazão de concentrado associado a uma pressão transmembrana baixa, uma vez que sob estas condições haverá menor produção de rejeito e o permeado apresentará menores concentrações dos constituintes analisados, notadamente turbidez mais baixa.