Avaliação de membranas cerâmicas como pré tratamento para processo de produção de água ultra purificada

Abstract

A água é um subsidio indispensável para atividade humana, e a fixação do homem em uma determina região está intimamente ligada à disponibilidade quantitativa e qualitativa deste bem. O tratamento convencional da água para abastecimento público visa enquadrar a água nos padrões de potabilidade para consumo humano, porem, ainda que potável este produto não atende os requisitos para usos mais refinados, como hemodiálise, uso em laboratórios de analise físico-química e biológica, abastecimento de caldeiras, produção de bebidas, entre outros. Neste sentido, grande atenção tem se dado as novas tecnologias de purificação de agua, dentre as quais, pode-se citar a osmose inversa, deionisação, processos oxidativos avançados e processos de filtração com membranas. As membranas são amplamente empregadas em processos de separação na indústria química, metalúrgica, têxtil e de papel, em aplicações farmacêuticas e de biotecnologias, no tratamento de efluentes industriais e residenciais, na reciclagem e no processamento de alimentos e de bebidas, e sua aplicação na filtragem de agua é largamente explorada em função dos benefícios oferecidos. Este trabalho compreendeu a projeção e construção de um sistema em escala piloto para avaliar o desempenho de duas membranas cerâmicas produzidas pelo LABCEM-LABDES-UFCG, identificadas pelos nomes MC10 e MC20, na filtração de água, visando obter melhor recuperação e qualidade da água para alimentar sistemas de purificação que requerem água com parâmetros mais abrandados. As membranas são refis cilíndricos ocos de diâmetro externo 25 mm e altura de 150 mm, que foram acopladas em copos de filtro, e permearam a água de alimentação de fora para dentro, em sistema ‘’Dead End.’’. O estudo foi desenvolvido variando as pressões de operação sobre a membrana, e observando-se as taxas de permeado. Para cada valor de taxa obtido foram feitas analises físico-químicas do permeado para testes da eficiência. Os experimentos mostraram que o sistema piloto projetado e construído atendeu todas as expectativas de funcionamento e facilidade de operação, podendo ser aplicado em sistemas de purificação na remoção de cor e turbidez. O estudo dos resultados obtidos para membrana MC20 indicaram que ela pode ser aplicada em sistemas que necessitam de fluxo de permeado de até 209 L/h, operando em baixa pressão (0,9 bar), podendo fornecer percentuais de remoção de cor e turbidez provocados por material em suspenção, em torno de 66% e 41% respectivamente, para valores de entrada de 6,7 Pt/CO e 1,80 NTU ou superiores. A MC10 operando sob a pressão de 0,9 bar forneceu uma taxa de permeado 11,8 L/h e apresentou remoções de cor e turbidez, de 81% e 71% de valores iniciais de 6,7 Pt/CO e 1,8 NTU respectivamente. Os resultados da MC10 apontam que ela pode empregada no pré tratamento para alimentação de destiladores e sistema de deionisação de laboratório. O estudo também apontou que um sistema de filtração seriado com estas duas membranas, com a MC20 antecedendo a MC10 pode operar com intervalos de lavagem maiores e percentuais de remoção melhores que os encontrados.