Avaliação do processo de incrustação em membranas poliméricas usadas na remoção de fluoretos por nanofiltração e osmose reversa

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Gallas, Thaís Carvalho
• Orientador(a): Pereira, Altair Soria
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Incrustações (Química); Nanofiltração; Osmose reversa; Membranas poliméricas
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/264009

O Brasil sofre escassez de água doce potável, pois apesar de apresentar um grande volume de água superficial, essa água é mal distribuída ao longo do território. A água subterrânea serve como uma opção economicamente viável, porém geralmente apresenta contaminantes inorgânicos, sendo o flúor um dos mais comuns. Para a remoção de fluoretos, processos de separação por membranas de nanofiltração (NF) e osmose reversa (OR) são os mais utilizados, mas a incrustação da membrana (fouling) é um dos maiores problemas encontrados nesses processos. Desta forma, o presente trabalho tem como objetivo avaliar as incrustações em membranas poliméricas usadas em processos de remoção de fluoretos por nanofiltração (membranas NF270 e NF90) e osmose reversa (membranas BW30). Foi avaliado o desempenho dessas membranas quanto à rejeição de fluoretos utilizando uma solução aquosa sintética e uma água real de poço (com e sem adição de fluoreto) variando pressão e vazão. As membranas incrustadas, após os ensaios de permeação, foram avaliadas por microscopia eletrônica de varredura com espectroscopia por dispersão em energia (MEV-EDS), análise termogravimétrica (TGA), e espectrometria por fluorescência de raios-X (FRX). Quanto a rejeição ao fluoreto, para a solução aquosa sintética, as membranas NF270, NF90 e BW30 obtiveram 82%, 100% e 98%, respectivamente. Já para a água de poço sem adição de fluoreto as rejeições foram de 67%, 87% e 88%, respectivamente, e com adição de fluoreto 94% para a membrana BW30. As pressões e vazões avaliadas não tiveram influência significativa na rejeição de fluoretos. Pelas análises de MEV-EDS foi visualmente perceptível os vestígios de incrustantes presentes nas membranas, os resultados apresentaram incrustações por depósitos inorgânicos como Ca, Fe e Si, o mesmo encontrado nas análises de FRX (Fe e Si). A água de poço apresentou carbono orgânico total de 2,2 mg L-1, podendo haver também depósito de matéria orgânica (fouling). Quanto ao TGA não houve diferença entre as membranas com e sem uso, porém a camada depositada sobre as membranas degradou 39%, restando 61% que representa os incrustantes inorgânicos encontrados na análise de MEV-EDS, os quais não degradam na temperatura analisada. As membranas NF90 e BW30 se mostraram eficientes na rejeição de fluoretos, porém a NF90 incrusta mais facilmente. Embora a BW30 apresentou melhores resultados, ela também incrustou, sendo necessário então um pré-tratamento para minimizar a incrustação.