Indicateurs de biodégradation

As campanhas experimentais foram realizadas utilizando diferentes configurações, nas quais envolvem dois contaminantes (BFA e CYN), duas membranas (NF270 e NF90) e duas matrizes de alimentação (água filtrada - ETA Brasília e água ultrafiltrada - ETA Lago Norte). Para facilitar a compreensão das combinações utilizadas nos experimentos, o protocolo foi dividido nos itens a seguir.

4.2.2.1 – Experimentos com bisfenol-A (BFA)

Os experimentos de BFA foram realizados com a membrana NF270, alimentada pela matriz de água filtrada da ETA Brasília. Foram executados cinco experimentos, com duração de 48 horas, denominados NF270-0, NF270-1, NF270-2, NF270-3 e NF270-4, onde o experimento NF270-0, branco, era realizado sem adição de BFA, no intuito de avaliar as possíveis interferências do poluente no desempenho da membrana. A Figura 4.5 apresenta o esquema experimental dos experimentos de BFA.

Figura 4.5 – Esquema dos experimentos realizados com a membrana NF270 na rejeição de BFA.

53 Experimentos de BFA com a membrana NF90 não foram realizados neste trabalho, em virtude de terem sido realizados por Simões (2016) com metodologia similar, mesma instalação piloto e mesma matriz de alimentação.

4.2.2.2 – Experimentos com cilindrospermopsinas (CYN)

Os experimentos de CYN foram realizados com duas membranas e duas matrizes de alimentação. Os experimentos com a membrana NF270 foram conduzidos com as matrizes ―água filtrada da ETA Brasília‖ e ―água ultrafiltrada da ETA Lago Norte‖, enquanto que os experimentos com a NF90 foram realizados apenas com a matriz de água ultrafiltrada da ETA Lago Norte, conforme esquemas (A), (B) e (C) apresentados na Figura 4.6.

Figura 4.6 – Resumo das combinações matriz-tipo de membrana dos experimentos realizados com CYN.

Para as combinações (A) e (C), apresentadas na Figura 4.6, foram realizados três experimentos, com duração de 48 horas, identificados como NF-0, NF-1, NF-2, onde o termo NF serve tanto para descrever os experimentos da NF270 quanto da NF90 com água filtrada e ultrafiltrada, respectivamente. Já para a configuração (B) só foram realizados dois experimentos NF-0 e NF-1, devido a limitações experimentais. Todos os experimentos intitulados, NF-0, foram executados sem adição de CYN. A Figura 4.7 demonstra o esquema experimental geral seguindo nos experimentos de CYN, independente da campanha.

54 Figura 4.7 – Esquema experimental realizado nos experimentos de CYN.

Na metodologia proposta inicialmente, o desenvolvimento experimental de CYN deveria seguir a mesma estrutura utilizada para BFA, utilizando apenas a matriz de água filtrada da ETA Brasília. No entanto, com o início do período chuvoso a ETA Brasília passou a tratar água do ribeirão Bananal (nova captação), deixando de captar água do reservatório Santa Maria, inviabilizando a continuidade dos experimentos devido efeito negativo sobre a qualidade da água filtrada na ETA (elevado teor de sólidos). No início havia expectativa de que o problema de qualidade fosse passageiro, porém houve permanência do uso das águas dos ribeirões no tratamento. No intuito de garantir a retomada dos experimentos fez-se necessário se estabelecer uma estratégia de transporte para trazer água tratada (ultrafiltrada) da nova estação de tratamento do Lago Norte, resultando em alteração da configuração dos experimentos de CYN.

4.2.2.3 – Protocolo geral dos experimentos de nanofiltração

Como visualizado nas Figuras 4.6 e 4.8, anteriormente a cada experimento era realizado um ensaio de permeabilidade com água ultrapura, no intuito de testar a integridade da membrana e os níveis de depósito irreversível. Para a execução dos experimentos com BFA ou CYN, a água de alimentação (AA) era preparada e homogeneizada no tanque da unidade piloto, TQ, utilizando a matriz de alimentação e o contaminante utilizado no respectivo experimento.

55 Ambas as membranas (NF270 e NF90) eram alimentadas pela AA, ao longo de cada experimento, as duas correntes geradas, concentrado e permeado, retornavam continuamente para o tanque TQ para alimentação da membrana de NF, no intuito de evitar o desperdício de contaminante e água, já que a junção do permeado e concentrado recupera a matriz de alimentação inicial. Ao final de cada experimento era realizada uma limpeza química, utilizando soluções químicas de limpeza. Os protocolos experimentais para determinação da permeabilidade hidráulica e para a limpeza química são detalhados nos itens 4.2.2 e 4.2.3.

A pressão de operação utilizada nos experimentos de BFA e CYN para ambas as membranas foi de 8 bar, escolhida devido os experimentos darem continuidade a linha de pesquisa em escala piloto inicia com o estudo de Simões (2016), que comparou os dados das membranas nanofiltração (NF90 e NF270) com a membrana de osmose inversa (TW30).

Todos os experimentos eram realizados com duração de 48h, durante o qual amostras da água de alimentação (AA), permeado (P) e concentrado (C) eram coletadas e os parâmetros medidos nos seguintes tempos de operação: 0, 1, 2, 4, 6, 8, 12, 24, 30, 36 e 48 horas. Após coleta, as amostras eram acondicionadas para refrigeração, no intuito de serem mantidas conservadas até o momento das análises. Para os mesmos tempos de operação os parâmetros operacionais, pressão da água de alimentação, pressão de concentrado, pressão de permeado, vazão da água de alimentação, vazão do concentrado e vazão do permeado eram monitorados e os valores registrados. A pressão era monitorada por meio de manômetros agregados a instalação piloto e a vazão era medida pelo método volumétrico.

A Tabela 4.2 apresenta um resumo dos parâmetros analisados e a frequência de monitoramento para todos os experimentos realizados.

Os parâmetros de qualidade da água monitorados uma vez por experimento, coletados em 2 horas de operação, foram analisados em quatro dos cinco experimentos realizados para BFA, e em todos os experimentos de CYN. Já os parâmetros de bisfenol-A (BFA), cilindrospermopsina (CYN), condutividade, absorbância UV 254nm, sólidos totais dissolvidos (STD), pH e temperatura foram monitorados em todos experimentos e em todas as horas de operação.

56 Tabela 4.2 – Parâmetros e frequência de monitoramento dos experimentos.

4.2.2 Protocolo experimental dos ensaios para determinação da permeabilidade