ABSTRACT
RESUMO A má distribuição geográfica de águas em território nacional aliada ao seu desperdício, à poluição dos cursos d'água próximos aos centros urbanos e industriais e à eficiência inadequada de processos de tratamento convencionais faz com que o tratamento e o reúso de água sejam tópicos de crescente importância no Brasil. Um dos métodos de tratamento de água são os processos de separação por membranas, como a nanofiltração. No entanto, esses processos estão sujeitos ao fenômeno de incrustação, que provoca diminuição gradativa de sua eficiência. Sendo assim, o presente trabalho visou à avaliação de diferentes métodos de pré-tratamento de água para mitigação da formação de biofilme em membranas de nanofiltração. Os processos de adsorção em partículas de alumina e desinfecção por meio de carvão ativado impregnado com nanopartículas de prata foram aplicados em uma amostra de um corpo d'água superficial. As amostras com e sem pré-tratamento foram nanofiltradas e a propensão à incrustação de cada uma foi avaliada. As eficiências de remoção de compostos orgânicos dos adsorventes empregados separadamente e em conjunto e as análises de absorção UV/Vis, microscópio eletrônico de varredura e espectroscopia de energia dispersiva do carvão ativado impregnado com nanopartículas de prata mostraram que os materiais empregados no pré-tratamento puderam ser apropriadamente sintetizados. Foi possível também identificar os principais grupos funcionais dos biopolímeros presentes nos biofilmes formados ao longo do tempo. Por fim, pôde-se observar que a adsorção da matéria orgânica é mais eficiente para o controle da incrustação rápida, enquanto o efeito bactericida se destaca no controle a longo prazo.
ABSTRACT The poor geographical distribution of water in the national territory combined with its waste, the pollution of watercourses close to urban and industrial centers, and the inadequate efficiency of conventional treatment processes make the treatment and reuse of water topics of increasing importance in Brazil. One of the advanced water treatment methods is membrane separation processes, such as nanofiltration. However, these processes are subject to fouling phenomenon, which causes a gradual decrease in the efficiency of the process. Therefore, the present work aims to evaluate different methods of pretreatment of water to mitigate the formation of biofilm in nanofiltration membranes. The adsorption processes on alumina particles and disinfection through activated carbon impregnated with silver nanoparticles were applied to a sample of a surface water body. Samples with and without pretreatment were nanofiltered and the propensity to fouling was evaluated. The efficiency of the adsorbents, used both separately and together, in removing organic compounds and the UV/Vis, scanning electron microscope, and Energy-dispersive X-ray spectroscopy analyses of the activated carbon impregnated with silver nanoparticles showed that the materials used in the pre-treatment were properly synthesized. It was also possible to identify the main functional groups of the biopolymers present in biofilms formed over time. Finally, it was observed that the adsorption of organic matter is more efficient for the control of rapid fouling while the bactericidal effect stands out in the long-term fouling control.
ABSTRACT
Os efluentes da planta de branqueamento da produção de pasta celulósica apresentam, além de elevadas concentrações de matéria orgânica em termos de Demanda Química de Oxigênio (DQO) e Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO) e cor, compostos com elevada toxicidade, o que torna o tratamento destes efluentes problemático. O objetivo do presente artigo é avaliar a biotratabilidade dos efluentes de branqueamento ácido e alcalino de polpa celulósica kraft por processos aeróbios e anaeróbios por meio da caracterização, utilizando parâmetros convencionais e coletivos. Os resultados de DQO inerte, biodegradabilidade aeróbia e anaeróbia, distribuição de massas molares, produtos microbianos solúveis e substâncias poliméricas extracelulares indicaram a baixa biotratabilidade dos efluentes.
The bleaching pulp mill effluent presents, in addition to high concentrations of organic matter in terms of Chemical Oxygen Demand (COD) and Biochemical Oxygen Demand (BOD) and color, compounds with high toxicity, which makes the treatment of these effluents difficult. The aim of this article is to evaluate the biotreatability of acid and alkaline bleach effluents from kraft pulp by aerobic and anaerobic processes through characterization using conventional and collective parameters. The results of inert COD, aerobic and anaerobic biodegradability, molecular weight distribution, soluble microbial products and extracellular polymeric substances showed a low biotreatability of the effluents.
ABSTRACT
O processo de branqueamento é o estágio em que ocorre a maior perda de fibras durante a fabricação de polpa celulósica. Além de ser uma perda de produto, estas fibras aumentam a concentração de matéria orgânica do efluente dificultando seu tratamento. O objetivo deste trabalho foi avaliar o emprego de microfiltração (MF) na remoção de fibras de efluente de branqueamento alcalino de polpa celulósica. Foi empregada membrana de poli(éter imida) com tamanho médio de poros de 0,5 µm e área de filtração de 0,05 m². O efeito das condições operacionais no fluxo permeado foi avaliado através do monitoramento do perfil de fluxo durante a operação em diferentes condições de velocidade de escoamento (Reynolds de 1.226, 1.653 e 2.043), pH da alimentação (7, 10 e 10,6), temperatura (28, 43 e 48°C) e pressão de operação através da avaliação da pressão crítica. Os resultados mostraram que a MF é um processo eficiente para remoção de fibras, apresentado 99% eficiência de remoção de sólidos suspensos. O melhor desempenho da operação de MF foi obtido empregando pH 7, pressão de 1 bar e Re de 1.653. Os resultados mostram que a redução do fluxo se deve principalmente à formação de torta.
The bleaching process is the stage where there is the greatest loss of fibers during the pulp production. Besides being a waste of product, these fibers increase the concentration of organic matter in the effluent and make the treatment of effluent more difficult. The aim of this study was to evaluate the use of microfiltration (MF) in the removal of fiber of effluent of alkaline bleaching pulp mill. The membrane employed was hollow fiber poly (ether imide), with average pore size of 0.5 µm and filtration area of 0.05 m². The effect of operating conditions on the permeate flux was evaluated by monitoring the flux profile during operation in different conditions of flow velocity (Reynolds 1,226, 1,653 and 2,043), pH of feeding (7, 10 and 10.6), temperature (28, 43, and 48°C) and pressure operation by evaluating the critical pressure. The results showed that MF is an efficient process for removal of fiber, with 99% removal efficiency of suspended solids. The best performance of the operation of MF was obtained using pH 7, 1 bar and Reynolds number of 1,653. The results show that the flow reduction is mainly due to cake formation.