Estudo da performance de processos de separação por membranas para remoção de manganês e ferro de águas
Abstract
Estações de tratamento de água enfrentam diversos problemas na estiagem, em consequência da intensificação da retirada de água de níveis inferiores das barragens, onde há maior percentual de matéria orgânica e disponibilidade de íons metálicos, entre eles o manganês e o ferro presentes em altas concentrações na água a ser tratada. Esses metais quando dissolvidos na água podem entrar em contato com oxigênio da atmosfera e oxidar, originando cor e sabor à água e quando em excesso no organismo, podem afetar o sistema neurológico e muscular humano. À vista disso, a pesquisa em questão, pretende sugerir uma opção de melhoria aos processos de tratamento utilizados pelos sistemas de abastecimento público brasileiro, com a adição dos processos de separação por membranas de osmose inversa e eletrodiálise, a fim de adequar a concentração desses íons na água tratada à legislação aplicada pelo Ministério da Saúde na Portaria 5/2017, que destaca limites de 0,1 mg.L-1 e 0,3 mg.L-1 para manganês e ferro respectivamente. Para alcançar esse objetivo, foram utilizadas três soluções sintéticas na alimentação do processo, diferenciadas pelos íons presentes em solução, para o estudo da remoção isoladamente e em conjunto dos metais. As soluções foram sintetizadas a partir de dois sais hidratados e nomeadas como segue: Solução A (MnSO4), B (FeSO4) e C (MnSO4 e FeSO4). No teste com a membrana de osmose inversa, previamente realizou-se ensaios de compactação e permeabilidade hidráulica inicial e após os testes de retenção com cada solução de estudo, a pressão aplicada no sistema foi de 6 bar. O teste com a técnica de eletrodiálise ocorreu em um sistema de três compartimentos, com a membrana catiônica e aniônica (utilizadas de forma alternadas), com o objetivo de desmineralização do compartimento central, e para verificar a qualidade dos testes, anteriormente aos ensaios de retenção, foi determinada a corrente limite para o sistema com cada solução de alimentação. Os dois processos estudados atingiram resultados promissores quanto ao percentual de retenção total de íons, a osmose inversa obteve 99 % de retenção para a solução A, 93 % para a B e 98 % para a C e o sistema de eletrodiálise chegou a 99,76 % para solução A, 98,45 % para B e 99,32 % para a C. A técnica de eletrodiálise foi capaz de atender a legislação brasileira exigida para a concentração dos íons manganês e ferro em água tratada, para todos os testes de retenção realizados no sistema. Os Processos de Separação por Membranas estudados foram promissores para a proposta de aprimorar o tratamento de água convencional, é necessário maior aprofundamento neste contexto para a implementação real das técnicas em estações de tratamento de água. [resumo fornecido pelo autor]