Remoção de carbamazepina de esgoto tratado : influência do tipo de membrana e da matriz de alimentação nas rejeições e nos parâmetros operacionais

Abstract

A carbamazepina (CBZ) é um dos microcontaminantes emergentes mais presentes em matrizes ambientais. Devido aos potenciais impactos adversos que a CBZ pode causar ao meio ambiente, bem como a baixa eficiência de remoção de CBZ das estações de tratamento biológico de esgoto, a aplicação de processos avançados de tratamento tem sido avaliada na literatura, incluindo o uso da nanofiltração (NF). Este trabalho teve como objetivo avaliar, em escala piloto, duas membranas comerciais de NF, considerando as influências de duas matrizes de alimentação (esgoto permeado de unidade de ultrafiltração - PUF, e efluente final de estação de tratamento de esgoto à nível terciário - EFE) e do modelo da membrana (NF270, usada e nova, e NF90) nas rejeições de CBZ e no comportamento dos parâmetros operacionais (fluxo de permeado, pressão transmembrana, recuperação de permeado e permeabilidade em água ultrapura - PAU). O mecanismo de rejeição foi investigado utilizando o modelo de Hermia adaptado para operações com fluxo tangencial. As concentrações de CBZ foram quantificadas por meio de cromatógrafia líquida acoplada a espectrômetro de massas em tandem (LC-MS/MS). Os fluxos específicos obtidos nos experimentos realizados com as membranas NF270 usada e NF270 nova, alimentadas com a matriz PUF, foram, respectivamente, 9,7±0,6 e 10,2±0,9 L.h-1 .m- ².bar-1 , enquanto as rejeições de CBZ foram, respectivamente, 93,6±0,6% e 78,7±3,7%. O fluxo específico obtido nos experimentos com a membrana NF90 alimentada com a matriz PUF foi igual a 6,7±0,6 L.h-1 .m- ².bar-1 , enquanto nos experimentos com a NF90 alimentada com a matriz EFE, foi equivalente a 6,4±0,4 L.h-1 .m- ².bar-1 . As rejeições de CBZ nos experimentos com a membrana NF90, tanto alimentada com a matriz PUF, quanto com a matriz EFE, foram superiores a 99,9%, demonstrando que as matrizes de alimentação utilizadas não influenciaram na rejeição de CBZ. Alimentadas com a matriz PUF, a membrana NF90 apresentou menores PAU e recuperação de permeado, 9,1±0,4 L.h-1 .m- ².bar-1 e 17,5±1,6%, respectivamente, e maior rejeição de CBZ, se comparada a membrana NF270, que alcançou PAU e recuperação de permeado de 13,9±1,1 L.h-1 .m- ².bar-1 e 24,2±1,9%, respectivamente, e menor rejeição de CBZ. O modelo adaptado de Hermia aplicado aos resultados dos experimentos com a membrana NF90, e matriz EFE, indicou a formação da torta como o mecanismo de fouling predominante.