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Eletrobiorreator a membrana (EBRM) aplicado ao tratamento de esgotos sanitários: ensaios para determinação das condições operacionais

Resumo: Buscou-se no presente estudo determinar as melhores condições hidrodinâmicas de operação de um eletrobiorreator a membrana aplicado ao tratamento de esgotos sanitários. Para tanto, foram realizados ensaios a fim de mensurar o tempo de mistura do reator e o coeficiente de transferência de oxigênio (KLa) para diferentes vazões de ar (0,3, 0,4 e 0,5 m³.h-1). Em seguida, empregando-se a melhor condição operacional obtida, foi realizado um ensaio para determinação do fluxo crítico da membrana. Os resultados obtidos indicaram que a vazão de ar de 0,5 m³. h-1, cuja SADm foi de 2,8 m³.m-2.h-1, resultou em menores tempos de mistura e valores de KLa superiores. O fluxo crítico da membrana determinado foi de 11,6 L.m-2 .h1. Concluiu-se, portanto, que a maior vazão de ar testada é a recomendada para operação do sistema e o fluxo de permeado empregado não deverá exceder o valor limite de 11,6 L.m-2 .h-1.

Introdução: Os eletrobiorreatores a membrana (EBRM) têm sido vistos como uma tecnologia com elevado potencial de aplicação para o tratamento de efluentes sanitários. Os EBRM são caracterizados pela aplicação simultânea de processos biológicos, de eletrocoagulação e de separação por membranas em um reator de câmara única (BANI-MELHEM & ELEKTOROWICZ, 2010). Essa configuração apresenta diversas vantagens frente aos processos de tratamento convencionais, tais como: a melhoria das condições de desidratação do lodo; redução da área construída necessária; e, sobretudo, a possibilidade de remoção de nitrogênio, fósforo e matéria orgânica em um reator operado em regime contínuo, sem a necessidade de adição de produtos químicos (LIU et al., 2012; ELEKTOROWICZ; ARIAN & IBEID, 2014). Entretanto, apesar das vantagens reportadas, um dos principais fatores limitantes na utilização desses sistemas é a colmatação das membranas, que resulta na perda de fluxo de permeado ou no aumento da pressão transmembrana (PTM) durante o processo de filtração (DREWS, 2010). Dentre as alternativas usualmente utilizadas para o controle da colmatação, a operação do sistema abaixo do fluxo crítico, que consiste no maior valor de fluxo permeado onde não se observa uma diminuição considerável do fluxo (ou aumento da PTM) com o tempo, é fundamental (JUDD, 2011). Além disso, a aeração desempenha papel importante, em função da turbulência gerada pelas bolhas de ar no meio líquido que promovem o arraste das partículas depositadas na superfície da membrana. Desse modo, é usual a utilização de elevadas taxas de aeração nos EBRM, responsável por cerca de 30-50% do custo total de operação (YAN et al., 2015). Nesse contexto, os objetivos do presente estudo foram: a) avaliar diferentes taxas de aeração aplicadas em um EBRM em escala piloto, buscando otimizar as condições hidrodinâmicas de operação; e b) determinar o fluxo crítico da membrana.

Autores: André Aguiar Battistelli; Maycon Machado Fontana; Luigi Luckner Bogoni; Gustavo Simon; Naiara Mottim Justino e Flávio Rubens Lapolli.

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