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Previous issue date: 2016-12-09 / Capes / Um dos grandes desafios da atualidade vem sendo a conservação e
manutenção dos corpos de águas do mundo, devido as suas contaminações
em função das atividades humana. A diversidade das substâncias toxicas de
diferentes naturezas são veiculadas como fontes de doenças de alto risco para
todos os seres e vegetações do planeta. Um dos pontos preliminares é o
acesso ao saneamento básico que a maioria das cidades brasileiras não
possuem e que carreiam seus resíduos para mananciais superficiais e
subterrâneas, deixando-os com altos índices de bactérias, inclusive com o
aumento da concentração de nitrato nas águas subterrâneas. O presente
trabalho visa estudar o desempenho de dois sistemas de membranas para
reduzir a concentração de nitrato presente em águas de poços doces e
salobros, contendo índices de nitrato acima dos padrões de potabilidade da
legislação brasileira. Os desempenhos dos sistemas de membranas de
microfiltração/nanofiltração e ultrafiltração/osmose inversa, foram estudados
em função de seus limites de pressões de operações para diferentes níveis de
concentrações de nitrato presentes nos meios aquosos. Os níveis das
pressões de operações para todas as águas estudadas foram obtidos com
auxílio de um simulador de processos de membranas (Reverse Osmose
System Analysis), o qual contribui para realizar o planejamento experimental
em função das pressões de operações versus concentrações nitrato. A primeira
fase do trabalho os dois sistemas operaram com uma solução de nitrato na
faixa de 0,67 mg.L-1 ≤ [N-N03-] ≤ 23,3 mg.L-1 visando explorar os níveis das
taxas rejeição do nitrato em função de suas pressões de operações. Os
desempenhos dos dois sistemas de membranas foram estudados com água
doce de poço contaminada com nitrato, água de abastecimento da rede do
LABDES e água de poço salobra, ambas com adição de 20,8 mg.L-1 de nitrato.
Os resultados das taxas de rejeição de nitrato para os dois sistemas foram
comparados em função do tipo de água de alimentação e seus níveis de
concentrações de nitrato. Observou-se que o sistema de membranas de
ultrafiltração/osmose inversa apresentou uma remoção de nitrato superior para
todos os casos estudados, quando comparados com os obtidos pelo sistema
de microfiltração/nanofiltração. Comparando os resultados para uma pressão
de operação comum para os dois sistemas de membranas estudados de 3,2
bar o sistema de membrana de microfiltração/nanofiltração conseguiu uma taxa
de remoção de 54,50% e o sistema de ultrafiltração/osmose inversa foi de
86,10% para uma concentração de 20,8 mg.L-1 de nitrato na água doce de
poço. Observou-se que uma redução de nitrato e dos sólidos totais dissolvidos
em águas doces para os padrões de potabilidade foram significativas para o
sistema de ultrafiltração/osmose inversa do que a do sistema de
microfiltração/nanofiltração, em função da pressão de operação. Com auxilio do
MINITAB Versão 17.0 os modelos foram validados a partir das curvas dos
dados experimentais para os dois sistemas de membranas estudados. / One of the great challenges of the present time has been the conservation and
maintenance of the bodies of water of the world, due to its contaminations due
to human activities. The diversity of toxic substances of different natures are
conveyed as sources of high risk diseases for all beings and vegetations of the
planet. One of the preliminary points is access to basic sanitation that most
Brazilian cities do not have and that carry their waste to surface and
underground springs, leaving them with high rates of bacteria, including with
increasing nitrate concentration in groundwater. The present work aims to study
the performance of two membrane systems to reduce the concentration of
nitrate present in waters of sweet and brackish wells, containing nitrate indices
above the potability standards of Brazilian legislation. The performances of the
microfiltration/nanofiltration and ultrafiltration/reverse osmosis membranes
systems were studied as a function of their operating pressure limits for different
levels of nitrate concentrations present in the aqueous media. The operating
pressure levels for all studied waters were obtained using a Reverse Osmose
System Analysis, which contributes to perform the experimental planning as a
function of the operating pressures versus nitrate concentrations. In the first
phase of the work the two systems operated with a nitrate solution in the range
of 0,67 mg.L-1 ≤ [N-N03-] ≤ 23,3 mg.L-1 to explore the levels of nitrate rejection
rates as a function of their pressures Operations. The performances of the two
membrane systems were studied with fresh water from well contaminated with
nitrate, LABDES network water supply and brackish water, both with addition of
20,8 mg.L-1 of nitrate. The results of the nitrate rejection rates for the two
systems were compared according to the type of feed water and their levels of
nitrate concentrations. It was observed that the ultrafiltration / reverse osmosis
membrane system showed superior nitrate removal for all the studied cases
when compared to those obtained by the microfiltration / nanofiltration system.
Comparing the results to a common operating pressure for the two 3,2 bar
membrane systems studied, the microfiltration/nanofiltration membrane system
achieved a removal rate of 54,50% and the ultrafiltration/reverse osmosis
system was 86,10% for a concentration of 20,8 mg.L-1 nitrate in freshwater well.
It was observed that a reduction of nitrate and total solids dissolved in fresh
water to the potability standards were significant for the ultrafiltration / reverse
osmosis system than that of the microfiltration/nanofiltration system as a
function of the operating pressure. With the help of MINITAB Version 17.0 the
models were validated from the curves of the experimental data for the two
systems of membranes studied.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:localhost:riufcg/277 |
| Date | 09 March 2018 |
| Creators | QUEIROZ, Francisco Rubens Macedo de. |
| Contributors | FRANÇA, Kepler Borges., FRANÇA, Marcia Izabel Cirne., SILVA JÚNIOR, Heleno Bispo da., SILVA, Sidinei Kleber da., SILVA, José Nilton. |
| Publisher | Universidade Federal de Campina Grande, PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA QUÍMICA, UFCG, Brasil, Centro de Ciências e Tecnologia - CCT |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Biblioteca de Teses e Dissertações da UFCG, instname:Universidade Federal de Campina Grande, instacron:UFCG |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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