ESTRATÉGIAS PARA RECUPERAÇÃO DE FLUXO DE MEMBRANAS DE
ULTRAFILTRAÇÃO APLICADAS À SEPARAÇÃO DE BIOMASSA MICROALGÁCEA CULTIVADA COM ESGOTO SANITÁRIO
Nome: LUDIMILA ZOTELE AZEREDO
Tipo: Tese de doutorado
Data de publicação: 13/02/2023
Orientador:
Nome | Papel |
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Ricardo Franci Gonçalves | Orientador |
Banca:
Nome | Papel |
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Eduardo Lucas Subtil | Coorientador |
Regina de Pinho Keller | Examinador Interno |
Ricardo Franci Gonçalves | Orientador |
Sérvio Túlio Alves Cassini | Examinador Interno |
Resumo: O aprimoramento de tecnologias sustentáveis com base nos conceitos NEXUS
e Economia Circular é uma necessidade estratégica para se mitigar a
insegurança hídrica e energética em várias regiões do planeta. O objetivo deste
trabalho foi otimizar a ultrafiltração de uma suspensão de microalgas através da
implementação de estratégias de recuperação do fluxo com o uso de
coagulantes e resíduos da indústria de aço para controle da formação de
depósitos. Esta suspensão corresponde ao efluente de uma estação de
tratamento de esgoto sanitário em escala piloto por um reator UASB e seguido
duas lagoas de alta taxa. A concentração média de SSV na suspensão produzida
na LAT foi de 120 mg/L, sendo composta por uma biomassa heterogênea com
presença majoritária de Chlorella sp. Na primeira etapa da pesquisa, foram
testados métodos físicos como areação, relaxamento e retrolavagem na
recuperação do fluxo e controle de depósitos nas membranas de ultrafiltração. A
aeração na base das membranas aumentou a velocidade tangencial em 47% em
relação a filtração sem nenhuma técnica para redução e controle dos depósitos.
Os fluxos médios foram de 68,9 L/m².h, 63,2 L/m².h e 55,7 L/m².h, aeração,
relaxamento e retrolavagem, respectivamente. Na segunda etapa, foi estudado
o uso de coagulantes e resíduos da indústria de aço no pré-tratamento da
suspensão com microalgas e seus efeitos na recuperação do fluxo e controle de
depósitos. O processo de coagulação-floculação-sedimentação influenciou nas
características dos flocos, e nos fluxos médio finais normalizados das
suspensões coaguladas. O coagulante a base de tanino aumentou a resistência
imposta pelos depósitos na membrana, mesmo apresentando em sua maioria,
depósitos de caráter reversível. Por fim, verificou-se a influência do prétratamento da suspensão na ultrafiltração de microalgas cultivadas em esgoto
sanitário nos métodos físicos de recuperação de fluxo e controle de depósitos.
A utilização dos resíduos ricos em cálcio como coagulantes, ocasionaram
menores resistências na membrana. Embora tenha ocorrido o aumento do
depósito irreversível com a adição de coagulantes inorgânicos a base de
alumínio e cálcio, o mecanismo predominante na formação de depósitos foi a
formação da camada de torta. Para as três estratégias de controle investigadas,
a menor formação de depósitos na membrana foi observada na filtração com
retrolavagem da suspensão coagulada com 10 mg/L com pó de bag filter.