Avaliação da aplicação de um biorreator a membrana em bateladas sequenciais no tratamento de esgoto doméstico
Conteúdo do artigo principal
Resumo
O sistema de biorreator com membranas (BRM) vem ganhando destaque nos últimos anos em comparação aos sistemas tradicionais de tratamento de efluentes domésticos, uma vez que as restrições estão cada vez maiores em função dos seus lançamentos em corpos hídricos. Desse modo, o presente estudo teve como objetivo avaliar a aplicação, em escala piloto, de um biorreator a membranas em bateladas sequenciais (BRM-BS) no tratamento de esgoto doméstico. O desempenho do reator foi avaliado com base na remoção dos parâmetros: demanda química de oxigênio solúvel (DQOs), demanda bioquímica de oxigênio (DBO), nitrogênio amoniacal, fósforo solúvel, cor aparente e turbidez. Paralelamente, foi avaliado no reator análises relacionadas aos processos de colmatação das membranas: produtos microbianos solúveis (SMP) e substâncias poliméricas extracelulares (EPS) em termos de proteínas e polissacarídeos, assim como a pressão transmembrana (PTM). O BRM-BS, apresentou eficiências expressivas na remoção de DQOs, cor verdadeira e turbidez, sendo de 94%, 93% e 99%, respectivamente. Os valores de SMP, EPS, DQOs correlacionaram significativamente com o aumento da PTM, porém, com baixa velocidade de colmatação. Em conclusão, a utilização de BRM-BS apresenta uma abordagem promissora para mitigar os impactos ambientais associados aos esgotos domésticos.
Detalhes do artigo
Citas en Dimensions Service
Referências
APHA, American Public Health Association (2017) Standard Methots for the Examination of Water and Wastewater., American Water Works Association, Water Environmental Federation, 23rd.
Belli, T. J., Battistelli, A.A., Bassin, J.P., Amaral, M.C.S., Lapolli, F.R. (2019). Influência da idade do lodo na colmatação das membranas em um biorreator à membrana tratando esgoto sanitário. Engenharia Sanitária e Ambiental, 24(1), 157–168. https://doi.org/10.1590/S1413-41522019169848
Brasil (2011) Resolução CONAMA n° 430 de 13 de maio de 2011. Conselho Nacional do Meio Ambiente: CONAMA. Brasília, DF.
Brum, L. F. W.; Santos Júnior, L. C. O.; Benedetti, S. (2009) Reaproveitamento de Água de Processo e Resíduos da Indústria de Laticínios. In: Internacional Workshop Advances in Cleaner Production, 2, 2009, São Paulo. Anais. Acesso em: 12 set. 2023. Disponível em: https://www.advancesincleanerproduction.net/second/files/sessoes/4a/5/L.%20F.%20W.%20Brum%20-%20Abstract.pdf
Esteves, F.A. (2011) Fundamentos de limnologia. 3a ed. Rio de Janeiro: Interciência, 826 pp.
Fujii, F.Y., Pivelli, R.P., Campos, F., Bueno, R.F., Sobrinho, P.A. (2013) Desempenho do reator integrado de lodo ativado com biofilme em leito móvel. Engenharia Sanitária e Ambiental, 18(4), 349-358. http://dx.doi.org/10.1590/S1413-41522013000400007
Jiang, Q., Hao, H.N.N., Nghiem, L.D, Hai, F.I., Price, W.E., Zhang, J., Liang, S. Deng, L., Guo, W. (2018) Effect of hydraulic retention time on the performance of a hybrid moving bed biofilm reactor-membrane bioreactor system for micropollutants removal from municipal wastewater. Bioresource Technology, 247, 1228-1232. http://dx.doi.org/10.1016/j.biortech.2017.09.114
Jordão, E.P., Pessoa, C.A. (2011) Tratamentos de esgotos domésticos. 6rd ed. Rio de Janeiro: ABES.
Judd, S.J. (2016) The status of industrial and municipal effluent treatment with membrane bioreactor technology. Chemical Engineering Journal, 305(1), 37–45. https://doi.org/10.1016/j.cej.2015.08.141
Judd, S.J., Judd, C. (2011) The MBR book: Principles and applications of membrane bioreactors in water and wastewater treatment. 2a ed. Elsevier Ltd, Oxford, UK, 519 pp.
Kermani, M., Bina, B., Movahedian, H., Amin, M.M., Nikaein, M. (2008) Application of Moving Bed Biofilm Process for Biological Organics and Nutrients Removal from Municipal Wastewater. American Journal of Environmental Sciences, 4(6), 682-689. https://doi.org/10.3844/ajessp.2008.675.682
Lin, H., Zhang, M., Wang, F., Mneng, F., Liao, B-Q., Hong, H., Chen, J., Gao, W. (2014) A critical review of extracellular polymeric substances (EPSs) in membrane bioreactors: Characteristics, roles in membrane fouling and control strategies. Journal of Membrane Science, 460, 110-125. https://doi.org/10.1016/j.memsci.2014.02.034
Melin, T., Jefferson, B., Bixio, D., Those, C., Wilde, W., Koning, J., Van der Graaf, J., Wintgens, T. (2006) Membrane bioreactor technology for wastewater treatment and reuse. Desalination, 187, 271-282. https://doi.org/10.1016/j.desal.2005.04.086
Meng, F., Chae, S.R., Drews, A., Kraume, M., Shin, H.S., Yang, F. (2009) Recent advances in membrane bioreactors (MBRs): membrane fouling and membrane material. Water research, 43(6), 1489- 1512. https://doi.org/10.1016/j.watres.2008.12.044
Metcalf, L., Eddy, H.P. (2016) Tratamento de efluentes e recuperação de recursos. 5rd ed. Porto Alegre: AMGH, 2008 pp.
Moura, L., Landau, E.C., Ferreira, A.M. (2016) Doenças Relacionadas ao Saneamento Ambiental Inadequado no Brasil. In: Moura, L., Landau, E.C. (Eds.), Variação Geográfica Do Saneamento Básico No Brasil Em 2010: Domicílios Urbanos E Rurais, Embrapa, Brasília – DF, 189-210.
Pollice, A.; Brookes, A.; Jefferson, B.; Judd, S. Sub-critical flux fouling in membrane bioreactors: a review of recent literature. Desalination, 174, 221-230, 2005. https://doi.org/10.1016/j.desal.2004.09.012
Rodríguez-Hernández, L., Esteban-García, A. L., Tejero, I. (2014). Comparison between a fixed bed hybrid membrane bioreactor and a conventional membrane bioreactor for municipal wastewater treatment: A pilot-scale study. Bioresourse Technology, 152, 212–219. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2013.10.081
Rosenberger S., Kraume, M. (2002) Filterability of Activated Sludge in Membrane Bioreactors. Desalination, 146, 373- 379. https://doi.org/10.1016/S0011-9164(02)00515-5
Rosenberger, S., Laabs, C., Lesjean, B., Gnirss, R., Amy, G., Jekel, M., Schrotter, J. C. (2006) Impact of colloidal and soluble organic material on membrane performance in membrane bioreactors for municipal
SNIS, Sistema Nacional de Informações sobre Saneamento (2022) Diagnóstico dos Serviços de Diagnóstico dos Serviços de Água e Esgotos - Água e Esgotos - 2022. Acesso em: 22 mar. 2024. Disponível em: https://www.gov.br/cidades/pt-br/acesso-a-informacao/acoes-e-programas/saneamento/snis/painel/es
Subtil, E. L., Hespanhol, I., Mierzwa, J. C. (2013) Biorreatores com Membranas Submersas (BRMs): alternativa promissora para o tratamento de esgotos sanitários para reuso. Rev. Ambient. Água, 8(3). https://doi.org/10.4136/ambi-agua.1230
Villa, R. D., Silva, M. R., A., Nogueira, R. F. P. (2007) Potencial de aplicação do processo foto fenton/solar como o pré-tratamento de efluente da indústria de laticínios. Acesso em: 13 set. 2023. Disponível em: https://www.scielo.br/j/qn/a/fxZjZwkjFPkYpNGZTZG3czp
Von Sperling, M. (2009) Introdução à qualidade das águas e ao tratamento de esgotos. 3. ed. 4. reimp. Belo Horizonte: DESA/UFMG. 452 pp.
Wang, Z., Mei, X., Wu, Z., Ye, S., Yang, D. (2012) Effects of biopolymer discharge from MBR mixture on sludge characteristics and membrane fouling. Chemical Engineering Journal, 193, 77-87. https://doi.org/10.1016/j.cej.2012.04.019
Wu, J., Huang, X. (2009). Effect of mixed liquor properties on fouling propensity in membrane bioreactors. Journal of Membrane Science, 342, 88-96. https://doi.org/10.1016/j.memsci.2009.06.024
Yang, S., Yang, F., Fu, Z., Lei, R. (2009) Comparison between a moving bed membrane bioreactor and a conventional membrane bioreactor on organic carbon and nitrogen removal. Bioresource Technology, 100, 2369–2374. https://doi.org/10.1590/0104-6632.20140313s00002890
Zsirai, T., Buzatu, P., Aerts, P., Judd, S.J. (2012) Efficacy of relaxation, backflushing, chemical cleaning and clogging removal for an immersed hollow fibre membrane bioreactor. Water Research, 46(14), 4499-4507. https://doi.org/10.1016/j.watres.2012.05.004

Este trabalho está licenciado sob uma licença Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.