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Title: Sistemas de membranas de microfiltração/nanofiltração e ultrafiltração/osmose inversa: uma alternativa para a redução do nitrato em águas doces e salobras.
Other Titles: Microfiltration / nanofiltration and ultrafiltration / reverse osmosis membranes systems: an alternative for nitrate reduction in fresh and brackish waters.
???metadata.dc.creator???: QUEIROZ, Francisco Rubens Macedo de.
???metadata.dc.contributor.advisor1???: FRANÇA, Kepler Borges.
???metadata.dc.contributor.referee1???: FRANÇA, Marcia Izabel Cirne.
???metadata.dc.contributor.referee2???: SILVA JÚNIOR, Heleno Bispo da.
???metadata.dc.contributor.referee3???: SILVA, Sidinei Kleber da.
???metadata.dc.contributor.referee4???: SILVA, José Nilton.
Keywords: Nanofiltração;Nitrato;Água doce;Água salobra;Microfiltração;Ultrafiltração;Nanofiltration;Nitrate;Nitrate in fresh water and brackish.
Issue Date: 9-Dec-2016
Publisher: Universidade Federal de Campina Grande
Citation: QUEIROZ, Francisco Rubens Macedo de. Sistema de Membranas de microfiltração/nanofiltração e ultrafiltração/osmose inversa: uma alternativa para a redução do nitrato em águas doces e salobras. 2016. 258f. (Tese de Doutorado). Programa de Pós-graduação em Engenharia Química, Centro de Ciências e Tecnologia, Universidade Federal de Campina Grande, Campina Grande - Paraíba - Brasil, 2016.
???metadata.dc.description.resumo???: 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.
Abstract: 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.
Keywords: Nanofiltração
Nitrato
Água doce
Água salobra
Microfiltração
Ultrafiltração
Nanofiltration
Nitrate
Nitrate in fresh water and brackish.
???metadata.dc.subject.cnpq???: Engenharia Química.
URI: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/277
Appears in Collections:Doutorado em Engenharia Química.

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