Geração de EPS no tratamento de água residuária de refinaria de petróleo em MBR e sua influência em micro e ultrafiltração
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Data
2014-06-24Orientador
Andrade, Mara Zeni
Beal, Lademir Luiz
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A geração de substâncias poliméricas extracelulares (EPS) em biorreatores
associados a membranas seletivas (MBR) destinados à remoção de matéria orgânica e
nitrogenada presentes em águas residuárias de refinaria de petróleo, bem como eventual
influência dessas EPS no desempenho hidráulico das membranas, foram estudadas em
condições operacionais que simularam estados estacionários e transientes para as relações
matéria orgânica/biomassa (A/M), carga orgânica volumétrica (COV), matéria
nitrogenada/biomassa (N/M) e carga nitrogenada volumétrica (CNV) em uma unidade
experimental de tratamento dessas águas que operou durante 2.387 horas e 14 minutos com
módulos de membranas de fibras ocas submersas em PVDF, duas de ultrafiltração (W21 e 28)
e uma de microfiltração (M0). Nesse período, o tempo de detenção hidráulico foi variado
deliberadamente entre 7,8 e 20,1 horas, ainda que dois picos de 45,7 e 66,4 horas tenham sido
observados em decorrência da redução do fluxo de permeado provocados por distúrbios não
premeditados no sistema, durante os quais ficou clara a importância dos mecanismos de
retrolavagem, relaxação e aeração das membranas para manutenção do fluxo de permeado e
da pressão transmembrana em patamares estáveis, que foram de 17,5 L·m-2·h-1 e entre 5.500 e
9.000 Pa para W21 e W28 e 14,0 L·m-2·h-1 e 17.000 a 20.000 Pa para M0. O desempenho do
MBR na remoção de matéria orgânica foi superior a 90% da DQO enquanto A/M e COV
estiveram acima de 0,01 gDQO·gSSV-1·h-1 e 25,0 gDQO·m-3·h-1, simultaneamente. A
oxidação da matéria nitrogenada variou entre 60 e 98% sem tendência claramente definida. A
concentração de sólidos suspensos totais variou entre 10.000,0 e 4.000,0 g·m-3 e em 53% das
análises essa concentração foi superior a 7.000,0 g·m-3, com quedas marcantes com COV
inferior a 30,0 gDQO·m-3·h-1. A concentração de EPS variou entre 4,5 e 250,3 g·m-3 para a
fração solúvel, entre 4,2 e 36,5 g·m-3 para fração fracamente ligada e entre 60,4 e 461,9 g·m-3
para fração fortemente ligada. Desses valores se conclui que a fração fracamente ligada é
pouco representativa, não justificando sua extração em separado da fração fortemente ligada.
A velocidade de centrifugação adotada na extração de EPS não promoveu adequada separação
EPS/lodo. A análise de proteínas e ácidos húmicos pelo método de Lowry et al. (1951)
modificado por Frolund et al (1995), com base nos resultados das curvas padrão
concentração/absorbância, pareceu adequada. Não foi possível estabelecer com clareza
relação de causa e efeito entre desempenho do MBR, EPS e desempenho hidráulico das
membranas, provavelmente em função dos distúrbios observados durante a operação.