[pt] A queda do fluxo permeado através da membrana com o tempo de operação causada pelo fenômeno de colmatação é o principal fator limitante do uso de processos de separação por membranas, como a nanofiltração (NF). O sulfato de cálcio é um dos principais agentes do tipo mais severo de colmatação, a incrustação, em sistemas de dessulfatação de águas marinhas para injeção em poços produtores de petróleos e abrandamento de águas subterrâneas salobras e duras para uso industrial por NF. Apesar do vasto número de estudos que têm sido publicados sobre a incrustação por sulfato de cálcio em NF, ainda não foram esclarecidos os mecanismos de formação e inibição química do fenômeno. O objetivo do presente trabalho foi estudar experimentalmente e conceitualmente os mecanismos envolvidos na geração e no tratamento por inibição e remoção química da incrustação de sulfato de cálcio em membrana de NF. Para tal, foram utilizados modelos matemáticos de interpretação de mecanismos e técnicas de inibição e caracterização dos depósitos formados, correlacionando-os com indicadores de desempenho do processo. As análises de comportamento de queda de fluxo mostraram uma alternância na predominância entre os mecanismos de bloqueio de poros e por formação de torta. O estudo de inibição mostrou que os mecanismos de ação do antiincrustante SHMP o tornaram mais eficiente que o EDTA na manutenção do desempenho em permeabilidade e seletividade. A autópsia da membrana com MEV/EDS e DRX revelou majoritariamente cristais de gipsita. A metodologia de cálculo e análise integrada dos parâmetros de desempenho mostraram-se ferramentas de grande importância para se buscar as medidas mais eficientes e convenientes de controle e redução da incrustação. / [en] Membrane fouling is a major limitation in efficient operation of nanofiltration (NF) plants. Calcium sulfate is a major player in the most severe type of fouling – scaling - in sulfate removal systems for oil fields seawater injection operations and brackish water softener for industrial use by NF. Despite the vast number of studies that have been published on the scaling by calcium sulfate NF, have not yet been elucidated the mechanisms of formation and chemical inhibition of the phenomenon. The aim of this work was to study experimentally and conceptually the mechanisms involved in the generation and treatment by inhibition and chemical removal of fouling of calcium sulfate in NF membrane. Mathematical models of interpretation techniques and mechanisms of inhibition and characterization of deposits formed were used, trying to correlate them with performance indicators of process. The supersaturated solutions in a laboratory scale system confirmed the severity of fouling by calcium sulfate. The analysis of behavior showed a decrease of flow in alternating dominance between the mechanisms of pore blocking and cake formation. The study showed that inhibition of the mechanisms of action of the anti-fouling SHMP become more efficient than EDTA in maintaining performance in permeability and selectivity. The autopsy of the membrane with SEM / EDS and XRD revealed mostly gypsum crystals. The calculation methodology and integrated analysis of performance parameters proved to be an important tool to seek the most efficient and convenient measures to control and reduce fouling.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:55548 |
| Date | 28 October 2021 |
| Contributors | FRANCISCO JOSE MOURA |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | TEXTO |
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