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http://hdl.handle.net/1843/BUBD-AX3L96| Type: | Dissertação de Mestrado |
| Title: | Avaliação do processo de nanofiltração integrado ao biorreator com membranas inoculado com leveduras para tratamento de lixiviado de aterro sanitário |
| Authors: | Natália Cristina de Melo Silva |
| First Advisor: | Wagner Guadagnin Moravia |
| First Co-advisor: | Miriam Cristina Santos Amaral |
| First Referee: | Miriam Cristina Santos Amaral |
| Second Referee: | Eduardo Coutinho de Paula |
| Abstract: | Os lixiviados de aterros sanitários são efluentes com características químicas e microbiológicas complexas e são constituídos de substâncias de difícil degradação. A integração da tecnologia de separação por membranas aos tratamentos biológicos representa uma alternativa aos tratamentos convencionais para esse efluente. A nanofiltração apresenta-se como uma etapa de polimento, viabilizando o efluente tratado para reúso no próprio aterro ou descarte em corpos hídricos, em atendimento aos padrões legais exigidos para lançamento. Nesse contexto, avaliou-se o desempenho do processo de nanofiltração de uma amostra de lixiviado de um aterro sanitário de Minas Gerais (Brasil) que havia sido previamente submetida a tratamento em um biorreator com membranas, inoculado com Saccharomyces cerevisiae precedido de uma etapa air stripping de nitrogênio amoniacal. As influências dos fenômenos de incrustação e de polarização de concentração na superfície da membrana sobre os declínios dos fluxos permeados nas pressões de operação de 8, 10 e 12 bar foram avaliadas. O maior declínio do fluxo permeado ocorreu para a pressão de 12 bar, sendo esse declínio atribuído, majoritariamente, à polarização de concentração. O mecanismo de incrustação da membrana foi investigado por meio dos modelos das resistências em série e de Hermia. A principal resistência à permeação foi atribuída a fenômenos reversíveis e à própria resistência hidrodinâmica da membrana, que foi responsável por mais de 60% da resistência total à pressão de operação de 10 bar. O ajuste dos dados experimentais aos modelos de Hermia revelou que a formação de camada de torta foi o mecanismo que melhor explicou a incrustação ocorrida na membrana nas pressões de 8, 10 e 12 bar, mas não o único. Bloqueio intermediário, bloqueio completo e bloqueio padrão de poros também foram verificados. O grau de recuperação de 40% foi obtido para o processo de nanofiltração a 10 bar, a um fluxo permeado 52% inferior ao inicial. A 10 bar, os percentuais de remoção de poluentes pela membrana foram mais significativos: 96% de demanda química de oxigênio, 98% de carbono orgânico total, 90% para sulfato e resultados superiores a 70% para íons monovalentes (cloreto e potássio). Elevadas rejeições de poluentes foram obtidas por meio do processo conjugado do biorreator com membranas seguindo de nanofiltração, possibilitando a reutilização do efluente tratado no próprio aterro sanitário, ou mesmo, o seu lançamento em corpo hídrico em conformidade com as legislações vigentes |
| Abstract: | Landfill leachates have complex chemical and microbiological characteristics and are composed of substances of difficult degradation. The integration of membrane separation technology into biological treatments represents an alternative to conventional treatments for this effluent. The nanofiltration appears as a polishing step, allowing the effluent treated for reuse in the own landfill or discharged into watercourses, in compliance with the legal standards required for disposal. In this context, the performance of the nanofiltration process of a leachate sample from a sanitary landfill of Minas Gerais (Brazil) that had previously been treated in a membrane bioreactor, inoculated with Saccharomyces cerevisiae, preceded by an air stripping of ammoniacal nitrogen was evaluated. The influences of concentration polarization and fouling phenomena on the permeate flux decline at different operating pressures was analyzed. The highest reduction of the permeate flow was obtained for the higher operating pressure, 12 bar, being this attributed mainly to the concentration polarization. The membrane fouling mechanisms were investigated using resistance-in-series and the Hermia models. The main resistance to permeation was attributed to reversible phenomena and to the membrane own hydrodynamic resistance, which was responsible for more than 60% of the total resistance at 10 bar. The adjustment of the experimental data to the Hermia models revealed that cake formation was the mechanism that best explained the membrane fouling at pressures of 8, 10 and 12 bar, but not it was not the only one. Intermediate, complete, and standard pore blocking were also checked. Permeate recovery rate of 40% was obtained for the process of nanofiltration at 10 bar, with a permeate flux 52% lower than the initial one. At 10 bar removal percentages of pollutants by the membrane were more significant: 96% chemical oxygen demand, 98% total organic carbon, 90% for sulphate, and greater than 70% for monovalent ions (chloride and potassium). High rejection of pollutants was obtained with integrated MBR-NF system leading the treated effluent able to be reused in the own landfill or discharged into watercourses in accordance with standards limits for disposal |
| Subject: | Aterro sanitário Engenharia quimica |
| language: | Português |
| Publisher: | Universidade Federal de Minas Gerais |
| Publisher Initials: | UFMG |
| Rights: | Acesso Aberto |
| URI: | http://hdl.handle.net/1843/BUBD-AX3L96 |
| Issue Date: | 21-Dec-2017 |
| Appears in Collections: | Dissertações de Mestrado |
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