Análise do comportamento hidrodinâmico de um módulo de membranas de ultrafiltração aplicado ao tratamento de efluentes em meio anaeróbio
Abstract
Biorreatores anaeróbios associados a membranas (AnMBR) vem sendo considerados como alternativas atrativas e vantajosas em relação aos sistemas convencionais de
tratamento anaeróbio e mesmo de membranas associadas a biorreatores aeróbios (MBR). Apesar de a tecnologia ser relativamente bem desenvolvida, processos de
digestão anaeróbia associados a membranas esbarram em desafios inerentes a todos
os processos com membranas, quais sejam, os fenômenos relacionados à restrição
de fluxo. Para que o reator anaeróbio tenha autonomia operacional para a otimização
da produção de biogás, é indispensável que as membranas não constituam um fator
limitante ao processo. Neste cenário, este trabalho foi desenvolvido com o propósito
de obter e analisar dados experimentais da filtração por membranas poliméricas de
fibras ocas de ultrafiltração, de um efluente anaeróbio, avaliando fluxos de permeado
(JP) e as correspondentes resistências à filtração (R) para concentrações de SST
equivalentes à 0,806, 5,0, 10,0, 20,0 e 40,0 g∙L -1 a pressões transmembrana (PTM)
constantes de 140, 260 e 380 mbar. Em síntese, os principais resultados demonstram
que, para uma mesma concentração, a PTM de 140 mbar foi capaz de atingir volumes
de permeado muito próximos ao da maior pressão testada com menor demanda
energética por equipamentos de bombeamento. De forma geral, a partir do tempo
40 min ocorre a regularização de JP em valores médios variando de 3,0 L∙m-
²∙h-1 para
a maior concentração de SST a 6,0 L∙m-
²∙h-1 para as demais concentrações. No
entanto, os valores médios de JP não diminuem com o aumento da concentração de
SST, demonstrando a interferência de outros fatores no processo de filtração, como a
distribuição granulométrica. Diferentemente de JP, a RT apresentou valores crescentes
durante todo o ensaio, com valores máximos atingidos aos 240 min de ensaio entre
1,9∙1013 m-1 para a menor concentração e 3,5∙1013 m-1 para a maior concentração,
neste caso, evidenciando relação entre a concentração e a resistência total. Ficou
evidenciado que as membranas não são tecnologias limitadoras para esses reatores,
pois podem operar mesmo com cenários de incrementos significativos de arraste de
sólidos.