Pilot scale evaluation of the operational performance and rejection of endocrine disturbers bisphenol-A and cylindrospermopsin by nanofiltration membranes

Autor: Rodrigues, Andriane de Melo
Přispěvatelé: Brandão, Cristina Célia Silveira
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2018
Předmět:
Zdroj: Repositório Institucional da UnB
Universidade de Brasília (UnB)
instacron:UNB
Popis: Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2018. Dentre os microcontaminantes emergentes, um grupo que tem se destacado pela levada prevalência, é o dos perturbadores endócrinos (PEs), que são substâncias que podem interferir no sistema endócrino dos seres vivos afetando a saúde, o crescimento e a reprodução. Dezenas de substâncias são reconhecidas como perturbadores endócrinos, como é o caso do bisfenol-A (BFA), e várias outras são suspeitas de apresentarem propriedades semelhantes, sendo esse o caso da cilindrospermopsina (CYN). As membranas de nanofiltração (NF) têm se mostrado como tecnologia promissora para remoção de microcontaminantes como o BFA e a CYN. No presente trabalho foi avaliado o desempenho operacional de duas membranas de nanofiltração, NF270 e NF90, na rejeição de BFA e CYN utilizando duas diferentes matrizes de água tratada. Os experimentos com bisfenol-A (BFA) foram realizados com a matriz ―água filtrada da ETA Brasília‖ e a membrana de nanofiltração NF270. Os experimentos com cilindrospermopsina (CYN) foram realizados com matriz ―água filtrada da ETA Brasília (DF)‖ e membrana NF270, e com matriz ―água ultrafiltrada da ETA Lago Norte (DF)‖ e as membranas NF270 e NF90. Todos os experimentos foram realizados em instalação em escala piloto, com módulos de membrana enrolada em espiral com área superficial de 2,6 m2. A pressão de alimentação adotada em todos os experimentos foi de cerca de 8 bar. A rejeição de BFA pela membrana NF270, utilizando matriz de água filtrada foi, em média, de 64%, com fluxo de permeado e recuperação de 71 L/h.m² e 45%, respectivamente. A rejeição de CYN pela membrana NF270 utilizando matriz água filtrada foi, em média, de 97%, enquanto que utilizando matriz água ultrafiltrada a rejeição foi de 99%, indicando a pouca influência das matrizes avaliadas na rejeição da CYN. Quanto ao desempenho operacional, a membrana NF270 apresentou valores médios de fluxo de permeado de 76 e 73 L/h.m² e recuperação de 50 e 58% utilizando as matrizes de água filtrada e ultrafiltrada, respectivamente. A membrana NF90 apresentou rejeição média de CYN superior a 99%, fluxo de permeado de 47 L/h.m² e recuperação de 32%, utilizando matriz água ultrafiltrada. Portanto a rejeição de CYN pelas membranas NF270 e NF90 foi similar, produzindo permeado com concentrações médias de CYN inferiores a 1 μg/L, atendendo o valor máximo recomendado pela Portaria nº 2.914 (2011) do Ministério da Saúde para águas de consumo humano. O rendimento operacional da membrana NF270 foi em torno de 36% superior ao da membrana NF90. Assim, considerando a elevada rejeição de CYN apresentada pela NF270 e seu desempenho operacional superior, sugere-se que a membrana NF270 é a mais indicada para tratamento avançado de água contendo CYN. No entanto, no caso do BFA, nas condições operacionais adotadas, a membrana NF270 não foi capaz de conferir o mesmo nível de segurança à água tratada. The occurrences of detection of microcontaminants in water samples from water courses used for catchment for human consumption has been increasing. Among microcontaminants, endocrine disrupters (EDs) are substances that can interfere with the endocrine system of living being affecting health, growth and reproduction. To date, hundreds of substances are considered endocrine disrupters, such as bisphenol-A (BPA), and hundreds of others are suspected of having similar properties, such as cylindrospermopsin (CYN) cyanobacterium metabolite. Nanofiltration membranes (NF) have proven to be promising advanced technology in the removal of microcontaminants, low molecular weight dissolved substances such as BPA and CYN. In the present work, the operational performance of two nanofiltration membranes, NF270 and NF90, was evaluated in the rejection of BPA and CYN using two different treated water matrices. The bisphenol-A (BPA) experiments were performed with the "ETA Brasília" filtered water matrix and nanofiltration membrane, NF270. The cylindropermopsin (CYN) experiments were performed with the "ETA Brasília" membrane matrix and NF270 membrane, and the matrix "ETA Lago Norte (DF) ultrafiltered water" and membranes NF270 and NF90. The BPA rejection by the NF270 membrane, using filtered water matrix was 63.5%, while the operational parameters, permeate flow and recovery were 70.5 L/h.s and 45%, respectively. The rejection of CYN by the NF270 membrane using filtered water matrix was 97.4%, whereas using ultrafiltered water matrix was 98.9%, showing no important differences in relation to the influence of the matrices in the rejection. As for the operational performance, the NF270 membrane presented a permeate flux of 75.5 and 72.9 L/h.s and recovery of 49.5 and 57.9% using the filtered and ultrafiltered water matrices, respectively. The NF90 membrane presented CYN rejection of 99.4%, permeate flux of 47.2 L/h.s and recovery of 32.4%, using ultrafiltered water matrix. BPA rejection by NF270 membrane was shown to be lower than CYN rejection. CYN rejection by NF270 and NF90 membranes was similar, producing permeate with mean CYN concentrations lower than 1 μg/L, taking into account the maximum recommended value in drinking water for potabilidade act nº 2,914 (2011) of the Ministry of Health. The operational efficiency of the NF270 membrane was around 36% higher than that of the NF90 membrane. Thus, considering the high rejection of CYN presented and better operational performance, it is suggested that the membrane NF270 is the most suitable for advanced treatment of water containing CYN, however, in the case of BPA this membrane can not confer the same level of safety treated water.
Databáze: OpenAIRE
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