HISTORICAL CONTEXT AND RATIONALE FOR THIS THESIS
1.3 THE ACKNOWLEDGMENT OF SEXUALITY IN THE FIRST DEMOGRAPHIC TRANSITION
8400 I" 7200 E & 60000 | 4800 1 3600 0 1 2400 LL 1200 0 0 15 30 45 60 Tem p o (m in)
F ig u r a 12 - E v o lu ç ão dos fluxos de p e rm ead o s nos e nsaios ta n g e n c ia l (com a g itação ), p a ra água d e stilad a e os d ifere n te s e flu en tes, atrav és das m em b ran a s 0 ,2|im e 0,45|o,m
FLUXO PERMEADO 9600 8400 g 7200 r 6000 ^ — © —<g>—— 0 0 0 0 0 c y - --- ,--- ,---—J—---, _________ --- :--- :---- :— 1---- --- h---Y---- -+• - 1---h— — 1---1—
— e— ETE 2 -0,2 —« — ETE 3 - 0 , 2
—jV--- — v... ET E 1 - 0,2 ■■■H--- Água Destilada 0,2 - \\ — ET E 2 - 0 . 4 5 — ETE 3 -0 ,4 5
«sa » ETE 1 -0 ,4 5 o Á gua Destilada 0,45
"X | * i M i X i X r X i * i X rX -
15 30 45
Tempo (min)
As fig u ras 13 e 14 a p re se n tam , a evo lu ção dos fluxos de p e rm e a dos o b tid o s com os eflu e n te s (ETE1, ETE 2 e E T E 3), p a ra as m e m b ra n a s 0,2|j,m e 0,45jj,m.
F i g u r a 13 - E v o lu ção dos fluxos p erm ead o s nos e nsaio s v e rtic a l (sem ag itação ), p a ra os d iferen tes e flu en tes, através das m e m b ra n a s 0,2(im e 0,45fim
FLUXO PERMEADO
Tempo (min)
F i g u r a 14 - E v o lu ção dos flu x o s p e rm e ad o s nos en saio s ta n g e n c ia l (com a g itação ), p a ra os d ifere n te s eflu e n te s, atrav és das m e m b ra n a s
0,2jxm e 0 ,4 5 n m
FLUXO PERMEADO
4.2.2 I n f l u ê n c i a do d i â m e t r o dos p o r o s em r e l a ç ã o ao flu x o d e p e r m e a dos p a r a os d i f e r e n t e s e f lu e n te s u t il i z a d o s
F i g u r a 15 - E v o lu ç ão dos fluxos p e rm e ad o s nos en saio s v ertical (sem a g i taç ão ), atrav és das m e m b ra n a s 0 ,2 n m e 0,45jj.m, p a ra os d if e ren te s e flu en tes (ETE1, ETE 2 e E TE3)
As F ig u ra s 15 e 16 a p resen tam a evo lu ção do fluxo de p e rm e ad o p a ra as m em b ran a s 0 ,2 |im e 0 ,4 5 |im nos e n saio s de m ic ro filtra ç ã o v e rtic a l e ta n g e n c ia l u tiliz a n d o os e flu en tes tratad o s p ro v e n ie n te s d a s E T E s 1, 2 e 3.
F i g u r a 16 - E v olu ção dos fluxos p e rm e ad o s nos ensaios tan g e n cial (com a g itação ), atrav és das m em b ran a s 0,2(am e 0 ,4 5 jam, p a ra os d ifere n te s e flu en tes (ETE1, E TE2 e ETE3)
O b serv a-se que, in d e p e n d e n te m e n te do tip o de fluxo u tiliz a d o a m e m b ra n a 0 ,4 5 |_im a p re se n to u v alo res, em term o s do fluxo de p e rm e a d o su p e rio re s aos o b tid os com a m em b ran a 0,2|j,m. C om j á c o m en tad o a n te rio rm e n te , o e flu en te do siste m a de Iodos ativ ad o s (ETE1) a p re se n to u v a lo res de fluxo de p e rm e ad o su p erio res aos o b tid o s nos ensaio s com os eflu e n te s da ETE2 e ETE 3. E ste resu ltad o , po d e ser rela cio n ad o com a q u a lid a d e do e flu en te (ETE1), que a p re se n ta p o u cas p a rtícu la s fin as ou m a té ria resid u al co lo id al. O e flu en te da L ag o a de E stab iliz aç ão (ETE3) a p re se n to u teo res elev ad o s de m a té ria em su sp en são (b io m assa alga), o que c o n d u z iu à u m a c o lm ata çã o m ais ráp id a da m em b ran a e, tam b ém , à v a lo re s m ais b aix o s do fluxo de perm ead o .
A lém da c o lm ata çã o , a c o m p actação re s u lta n te de a p lica çã o da p ressã o m ec ân ica e à o c o rrê n c ia dos fenôm enos da p o la riz a ç ã o p o r c o n c e n traç ão e fo rm ação da cam ad a de gel c o n trib u íra m p a ra que o fluxo d im in u i- se com o p a ssa r do tem po em am bos os ensaios.
A trav és das F ig u ras 17 e 18 p o d e-se v e rific a r a in flu ê n c ia da tipo m ic ro filtra ç ã o (v ertica l ou tan g e n cial) sobre os fluxos de p erm ead o o b tid o s nos en saio s com os d ifere n te s e flu en tes e p a ra as m em b ran a s 0,2|j,m e
d iferen tes e flu en tes
E T E 1 - 0,2
F i g u r a 18 - E v o lu ção dos fluxos p e rm e ad o s nos ensaio s de m ic ro filtra ç ã o (v ertica l e tan g e n cial), atrav és da m em b ran a 0,45|im , p a ra os d iferen tes eflu en tes
Segundo Song (1998), o declín io de fluxo p erm e ad o d u ran te a filtraç ão de u m a solução, é a trib u íd o ao au m en to da re s istê n c ia da m e m b ra n a e ao a p arec im e n to de um a re s istê n c ia a d icio n al, que po d e o correr d ev id o a fo rm ação de u m a cam ada de gel ou devido ao b lo q u ea m e n to dos p o ro s su p e rfic iais da m em b ran a (colm atação). O en tu p im en to destes a u m e n ta a re s istê n c ia h id rá u lic a da m em b ran a, en q u an to a cam ad a de gel dá o rig em a
um a re s istê n c ia su p le m e n ta r à tran sfe rên c ia de m assa. M esm o nos e n saio s de m ic ro filtra ç ã o ta n g e n c ia l, a p ró p ria cam ad a de gel que se form a sobre a su p e rfíc ie das m e m b ran a s, co m p o rta-se com o u m a seg u n d a m em b ran a e é co m u m en te d e n o m in ad a de “m em b ran a d in â m ic a ” .
4.3 A V A L IA Ç Ã O D A R E S IS T Ê N C IA DA S M E M B R A N A S
A c o lm ata çã o das m em branas po d e ser a v alia d a p e la d e te rm in a çã o de sua re s istê n c ia
C on h ecid o s:
- F luxo de p erm eado: J (L /m2.h)
- V ariação de Pressão: AP = 105 Pa
- V isc o sid a d e D in â m ica do L íq u id o : p, = 10' 3 Pa.s
- A trav és da E quação: J = AP / p, (Rm + Rc)
C o n sid e ran d o Rc = 0, quando se u tiliz a água destilad a, p o d e -se d e te rm in a r a re s istê n c ia da m em b ran a e, co n seq ü e n tem en te , os v a lo re s da re s istê n c ia devido a c o lm atação (Rc) p a ra os d iferen tes eflu en tes u tiliz a d o s nos en saio s (ETE1, E TE2 e ETE3). A T ab ela 6 m o stra os resu lta d o s das
res istê n c ia s p a ra água d e stilad a e os d ifere n te s eflu e n te s u tiliza d o s nós ensaios. A re s istê n c ia to ta l (Rt) da m em brana: R t = Rm + Rc.
T a b e l a 6 - R e sistên c ia s das m em b ran as 0,2pm e 0 ,4 5 pm p a ra água d e stila d a e os d ifere n te s eflu en tes u tiliza d o s nos ensaios.'
T ip o de L í q u i d o F lu x o P e r m e a d o J ( L / m 2.h) R e s is tê n c ia s M e m b r a n a 0 ,2 ^ m M e m b r a n a 0 ,4 5 ^ m M e m b r a n a 0 , 2 ^ m M e m b r a n a 0 ,4 5 n m A gua D e stila d a 5.624 8.385 Rm = 0 ,6 4 .1 0 n Rm = 0 ,4 3 .1 0 u
E flu en te 1 (L odos A tivados) 134 ' 117 Rc - 2 , 6 9 . 10 12
Rt = 2 , 7 5 . 1012
Rc = 3 , 0 8 . 1 0 12 Rt = 3 . 1 2 .1 0 12
E flu e n te 2 (V alo de O x idação) 100 100 Rc = 3 , 6 0 . 1012
Rt = 3 , 6 6 . 1 0 12 Rc = 3 , 6 0 . 1012 Rt = 3 , 6 4 . 10 12 E flu en te 3 (L a g o a de E sta b iliz a ç ã o ) 50 • 50 Rc = 7 , 2 0 .1 0 12 Rt = 7 ,2 6 .1 0 12 & & <-+ O II II 'Ísí ^ o o_ O
A re s istê n c ia das m em b ran as está re la c io n a d a com a q u alid ad e do p e rm e ad o , sendo que os v a lo re s das resistên c ia s são in v ersam en te p r o p o r c io n a is aos fluxos de p erm ead o . Q uanto m e n o r o fluxo, m a io r a re s is tê n c ia to ta l à co lm atação .
4.4 E V O L U Ç Ã O N A Q U A L ID A D E DO PE R M E A D O
As T ab e la 7 e 8, a p re se n tam a média^dos^ re su lta d o s dos p rin c ip a is
p a râ m e tro s (DQO, T u rb id ez, pH e Cor) an alisad o s nos e n saio s de m ic ro fil- traç ão realizad o s.
T a b e l a 7 - V alo res m éd io s dos p a râ m etro s an alisad o s nos en saio s de m i- c ro filtra çã o v e rtic a l (sem agitação)
Parâmetros Analisados
Origem do Efluente tratado
Permeado Membrana 0,2fim Permeado Membrana 0,45p.m Efluente Turb. (NTU) DQO (mg/l) pH Cor Turb. (NTU) DQO (mg/l) PH Cor Turb. (NTU) DQO (mg/l) pH Cor ETE1 1 4 ,0 8 6 , 6 5 ,2A 100,0 0 , 2 3 6 ,5 5 ,6 2 5 , 0 0 ,3 4 7 , 5 5 ,8 2 5 , 0 ETE2 6 1 , 3 8 8 ,5 4,1 160,0 0 , 1 4 3 2 , 7 4 , 4 1 5 ,0 0 ,3 4 7 , 0 4 ,3 1 5 ,0 ETE3 1 2 ,7 8 3 , 4 8 ,0 110,0 0 , 2 9 4 3 , 5 8 ,2 7 5 , 0 0 ,2 4 8 , 0 8 ,4 7 5 , 0
T a b e l a 8 - V a lo re s m éd io s dos p a râ m e tro s an alisad o s nos ensaios de m icro - filtraç ão ta n g e n c ia l (com ag itação )
Parâmetros Analisados
Origem do Efluente tratado
Permeado Membrana 0,2|am Permeado Membrana 0,45|j.m Efluente Turb. (NTU) DQO (mg/l) pH Cor Turb. (NTU) DQO (mg/l) pH Cor Turb. (NTU) DQO (mg/l) PH Cor ETE1 8,0 24,4 6,0 50,0 0,4 9,8 6,4 26,0 0,3 11,0 6,3 28,0 ETE2 33,6 72,0 4,3 140,0 0,2 31,2 4,8 42,5 0,5 45,2 4,7 42,5 ETE3 52,5 124,2 8,1 105,0 0,4 27,7 8,2 10,0 0,5 49,1 8,1 10,0
A turbidez do permeado para ambas as membranas (0,2fxm e 0,45fim), tan to nos e n saio s de m ic ro filtra ç ã o v e rtica l com o nos en saio s de m ic ro fil- traç ão ta n g e n c ia l, a p resen taram v a lo re s b a ix o s não ex ced en d o a 1 N T U .
- a DQO teve red u ção m ín im a de 42% nos e n saio s de m ic r o filtraç ão v e rtica l, p a ra as m eb ra n as 0,45fim, e n q u an to que nos e n saio s de m ic ro filtra ç ã o ta n g e n c ia l teve red u ção de p e lo m enos 37% p a ra a m em b ran a 0,45|j,m. E sta m aio r e fic iê n c ia nos en saio s de m ic ro filtraç ão v e rtic a l (sem a g itação ), se deve ao fato de que sem agitação a c am ad a de gel se form a m ais ráp id o , se e s ta b e lecen d o com o u m a seg u n d a m em b ran a como j á nos re fe rirm o s an terio rm en te . Sendo assim esta m em b ran a a d ic io n a l, retê m m u ito m ais sólidos q u a lific a n d o m ais o p erm eado.
- o pH teve p o u c a v a ria çã o , m an ten d o -se p ra tic a m e n te o m esm o no d eco rrer dos en saio s de m ic ro filtra ç ã o v e rtic a l e ta n g e n c ia l p a ra am bas as m em b ran a s ensaiadas.
- a cor teve um a redução em ambas a membranas, de pelo menos 32% para os ensaios de fluxo vertical (sem agitação), enquanto que nos ensaios de fluxo tangencial (com agitação) reduziu no mínimo 40%.
A F o to g ra fia 2 m o stra asp ecto s do e flu en te antes e d ep o is da m i- cro filtra çã o .
F o t o g r a f i a 2 - A m o stra s do E flu e n te B ruto e do Perm eado
4.5 M IC R O S C O P IA E L E T R Ô N IC A DE V A R R E D U R A DAS M E M B R A N A S
N a re a liz a ç ã o da m ic ro sc o p ia e le trô n ic a de v a rre d u ra as a m o stra s são p re p a ra d a s a p a rtir da im ersão da m e m b ra n a em n itro g ê n io líq u id o . O b anho no n itro g ê n io líq u id o conduz à te m p e ra tu ra s p ró x im a s a - 1 6 0 °C. C om esse p ro c e d im e n to a m em b ran a pode ser fratu rad a sem que o co rram m o d ific a ç õ e s na sua e stru tu ra in tern a, p e rm itin d o , d essa form a a o b se rv aç ão e re g is tro de suas c arac terística s. A ntes da m ic ro sc o p ia as am o stras, n o r m a l m en te são su b m e tid as à m etaliza çã o atrav és do rec o b rim e n to das m esm a s com u m a fin a cam ad a de ouro (± 350 A n g stro n s). D ev id o a p ro b le m a s no e q u ip a m e n to , as am o stras foram rec o b erta s com carbono.
A F ig u ra 19 ap re se n ta asp ecto s em su p erfície da m em b ran a 0,2|im e tra n s v e rsa l das m em b ran as 0,2|im e 0,45jam.
a) S u p e rfície m em b ran a n o v a 0,2|im (au m en to 200X )
b) Seção tra n s v e rsa l m em b ran a no v a 0,2|im
A F ig u ra 20 a p re se n ta fo to g rafias o btidas no m ic ro sc ó p io e le tr ô n ico de v arred u ra (su p e rfíc ie e secção tran sv ersa l), após os en saio s de m i cro filtraç ão com o eflu en te tratad o p ro v en ie n te da ETE1 (Iodos ativ ad o s) e p a ra as m em b ran as 0,2fim.
F i g u r a 20 - M ic ro sc o p ia e le trô n ic a de v arred u ra, m em b ran a 0,2|im s u p e r fície e seção tran sv ersa l, após ensaio de m ic ro filtraç ão (e flu ente ETE1)
a) Superfície m em brana 0,2jj,m após m icrofiltração efluente - ETE1 (aum ento 500X)
b) Seção tra n sv e rsa l m e m b ra n a 0,2jam após m ic ro filtraç ão eflu en te - ETE1 (au m e n to 400X )
As fo to g rafias p e rm ite m o b serv ar, a ten d ê n cia à sim e tria n a e s tr u tu ra dos p o ro s das m em b ran as u tiliz a d a s nos ensaios. As m esm a s c a r a c te r ístic a s são v e rifica d as, tam b ém nas m em b ran a s com d iâm etro de p o ro s de 0 ,4 5 |j.m. D e v id o a q u alid ad e do e flu en te u tiliz a d o não foi p o ssív e l v e rific a r os e fe ito s da filtraç ão na e stru tu ra das m em b ranas.
N a F ig u ra 21 são m o strad a s as fo to g rafias o b tid as no m ic ro sc ó p io e le trô n ic o de v a rre d u ra (su p e rfíc ie e seção tran sv ersa l), após os e n saio s de m ic ro filtra ç ã o com o e flu en te tratad o p ro v e n ie n te d a E T E l (Iodos ativ ad o s) e p a ra as m em b ran a s 0,45(j,m. C o m p aran d o -se as fo to g rafias de su p e rfíc ie (0,45|j.m e 0,2}xm) p ode-se v e rific a r a d ifere n ça entre as m esm as em term o s de d iâm etro dos poros. A e stru tu ra das duas m em b ran a s são sem elh an te s.
F i g u r a 21 - M ic ro sco p ia e le trô n ic a de v arred u ra, m em b ran a 0,45 |im s u p e rfíc ie e seção tran sv ersa l, após ensaio de m ic ro filtra ç ã o (eflu en te ETE1)
a) Superfície m em brana 0,45[im após m icrofiltração efluente - ETE1 (aum ento 500X)
“ 1 *r , < í:, _ ' . j ^ ; ' v " *"
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5. C O N C L U S Õ E S E S U G E S T Õ E S
5.1 C O N C L U S Õ E S
N e ste c ap ítu lo ap resen tam o s as p rin c ip a is c o n clu sõ e s deste tr a b a lho, bem com o a lg u m as su g estõ es p a ra fu tu ras p esq u isas.
V isan d o a tin g ir os o b jetiv o s p ro p o sto s n este trab a lh o , foram r e a l i zadas as seg u in tes ativ id ad es: en saio s de m ic ro filtra ç ã o de fluxo v e rtic a l (sem a g itação ), ensaios de m ic ro filtra ç ã o ta n g e n c ia l (com a g itação ), com ág u a d e stila d a e am o stras de esgotos san itário s. T am b ém foram re a liz a d a s a n álises lab o ra to ria is do perm eado.
Os re su lta d o s obtidos nos ensaios p e rm ite m u m a av aliação p r e l i m in a r da u tiliz a ç ã o de m em b ran a s m ic ro p o ro sa s, no tra ta m e n to de esg o to s san itário s.
A v an ta g em da u tiliz a ç ã o de m em b ran as é que elas podem c o n d u z ir à um e flu en te final com tratam e n to em n ív el terc iá rio . O e flu en te final o b tid o (p erm ead o ), a p re se n ta q u alid ad e co n stan te (b aix o s valores de D Q O , C or e T u rb id ez), com c a ra c te rístic a s su p erio res aq u elas ob tid as p elas e s ta ções de tratam e n to (ETE1, ETE2 e E TE3) a n alisad as. D ep en d en d o das e x i g ên cias com relação as c arac terística s, este e flu en te p o d e rá ser reu tiliz ad o .
A trav és dos ensaios, ficou ev id en ciad o que a co lm ata çã o é o m a io r p ro b le m a p a ra o fluxo de p erm ead o , que d im in u i c o n sid e ra v e lm e n te ao p a ssa r do tem po.
A agitação tem influência im portante no fluxo perm eado p o r p ro m over turbulência próxim a à superfície da membrana, reduzindo o perfil de con centração na zona de polarização e controlando o crescimento da cam ada de gel.
E m b o ra os eflu e n te s ten h am ap resen tad o d ifere n te s v a lo re s de fluxo p e rm e ad o , foram o b tid as curvas de c o m p o rtam e n to b a stan te sim ila res, c a ra c te riz a n d o -se p ô r u m a q u ed a b ru sc a do fluxo p e rm e ad o nos p rim e iro s 5
m in u to s de ensaios, seguido de um p erío d o onde ocorre d eclín io g rad u a l , com u m a ten d ê n c ia à e stab iliz aç ão . V e rific a-se que a m em b ran a 0,45 pm a p re se n to u m a io r fluxo de p erm e ad o , d urante todo o p ro cesso de m icro - filtração .
O p ro ce sso de m ic ro filtra ç ã o se ap resen ta, p o rtan to , com o u m a te c n o lo g ia b a stan te e fic ie n te na rem o ção de m ateria l o rg ân ico (p a rtíc u la s m a c ro m o le c u la re s), que co n fere ao esgoto D Q O, tu rb id e z e cor.
N a m ic ro sc o p ia e le trô n ic a de varred u ra, em b o ra a p rep a raç ão das a m o stra s ten h a m sido rea liz ad a s com banho de carbono, as respo stas o b tid as p e rm itira m u m a análise v isu al das m em b ranas, tanto em su p e rfíc ie com o na seção tra n sv e rsa l em suas c a ra c te rístic a s e stru tu rais. A ob serv ação dos e fe i tos (co lm ata çã o ) da filtraç ão sobre as m em b ran as, no entan to , to rn o u -se m ais d ifícil. E sse fato po d e ser asso ciad o a b o a q u alid ad e do eflu en te ETE1 (lodo a tiv ad o s) u tiliza d o nos ensaios.
5.2 SU G E ST Õ E S
• A p ro fu n d a r as p esq u isas em relação n a tu re za dos co m p o sto s c au sad o res da c o lm atação com o em prego de m ic ro sc ó p io e le trô n ic o e outras técn icas, p ro cu ra n d o -se id en tific ar, dessa form a, os m ec an ism o s de c o lm atação causado p o r esses tip o s de e flu e n tes.
• F a z er estudos com p ilo to s em m aio r escala ou s e m i-in d u stria l, o que perm itirá a realização de ensaios com m aior tem po de duração. • U tiliz a r outros tip o s de m em b ran as, que p o ssu am m e lh o r r e s i s tên cia, e que p o ss ib ilite m lim p eza através de m eios m ec ân ico s ou qu ím ico s, to rn ad o -as com m aio r v ida útil.
• P e sq u isa r a filtraç ão em m em b ran as m ed ian te o a u x ílio de c o a d ju van tes q u ím ico s com o b jetiv o s de u m a m e lh o r p e rfo rm a n c e das m em b ran as em term o s de fluxo de p erm ead o .
A B N T , P -N B -5 7 0 . Elaboração de projetos hidráulicos-sanitários de siste
mas de tratamento de esgotos sanitários. 1975.
_____ . Projetos de normas para projetos hidráulico-sanitário de lagoas de
estabilização. M in u ta de projeto. 1991.
A C H O A , G rise ld is; B U S C H L E R , Pedro. D im en sio n a m e n to de lag o as de esta b iliz a ç ã o p a ra tratam e n to terc iá rio de e flu en tes in d u stria is. Revista
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A N D R A D E N E T O , C ícero de. A lte rn a tiv a c o m p acta p a ra tra ta m e n to an ae ró b io de águas resid u árias. In: V S IB E S A -S im p ó sio Itá lo -B ra s ile iro de E n g e n h a ria S a n itá ria e A m b ien tal. Anais... G ram ad o /R S : AB ES, 1996.
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