Mestrado em Tecnologia de Produtos e Processos

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Navegando Mestrado em Tecnologia de Produtos e Processos por Assunto "Água - Reuso"

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    Avaliação do desempenho do processo de ultrafiltração aplicado a efluentes de lavanderia visando o reúso e sua viabilidade ambiental
    (Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2022-08-31) Resende, Ingrid Daiane; Rezende, Patrícia Sueli de; França Neta, Luzia Sergina de; http://lattes.cnpq.br/7946921413803113; http://lattes.cnpq.br/9451950811333244; http://lattes.cnpq.br/9776371569591940; Rezende, Patrícia Sueli de; França Neta, Luzia Sergina de; Andrade, Laura Hadmam; Mello, Marilia Carvalho de; Moravia, Wagner Guadagnin
    A maioria das atividades antrópicas dependem diretamente do uso da água, e o seu consumo tem aumentado cada vez mais, devido crescimento acelerado da população e das cidades. O reúso de águas cinzas claras, águas residuais domésticas oriundas de lavatório, banho e área de serviço, tem sido muito reconhecido devido serem efluentes de alto volume e fácil acesso. As águas cinzas de lavanderias podem ser domésticas ou industriais. Esses efluentes apresentam coloração mais clara e baixa concentração de poluentes quando comparados a outros efluentes domésticos. Sobretudo, estudos que envolvem águas cinzas de lavanderia têm relevância, pois estima-se que 10% de toda a água utilizada nas áreas urbanas são consumidas na lavagem de roupas. O reaproveitamento de efluentes de lavanderia é uma forma de mitigar a escassez hídrica e reduzir a poluição dos cursos d’água. Os Processos de Separação por Membranas (PSM) vêm se mostrando efetivos na aplicação desses efluentes, devido as membranas funcionarem como barreira seletiva para os compostos presentes em uma dada fração líquida. A Ultrafiltração (UF) tem se apresentando eficiente na remoção de sólidos suspensos, turbidez e compostos orgânicos dos efluentes de lavanderia. A ferramenta de Avaliação de Ciclo de Vida (ACV) permite avaliar os potenciais impactos ambientais oriundos das diversas tecnologias de tratamento de efluentes. Diante do exposto, o presente trabalho tem como objetivo avaliar a viabilidade técnica e ambiental do processo de ultrafiltração quando aplicado à recuperação de águas cinzas de lavanderias doméstica e industrial, visando o seu reúso. Foram utilizadas membranas poliméricas de Fluoreto de Polivinilideno (PVDF) na conformação de fibras ocas acondicionadas em dois módulos de permeação na configuração casco tubo. As membranas foram caracterizadas pelo método de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Espectroscopia no Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR) e teste de rejeição a solutos. Os módulos foram acoplados ao sistema de UF com escoamento tangencial, sistema pressurizado e modo operacional com reciclo total. Eles foram caracterizados quanto a permeabilidade hidráulica e o fluxo limite. Os ensaios de permeação foram realizados com duas matrizes de efluentes: lavanderias doméstica e industrial. A alimentação e o permeado obtidos foram caracterizados físico-quimicamente para verificar a eficiência da UF na remoção de compostos, como matéria orgânica e materiais sólidos em geral. A viabilidade ambiental foi analisada pela ferramenta ACV com auxílio do software OpenLCA versão 1.10.3 e considerando três cenários: coagulação-floculação com reúso em lavagem de pisos (cenário 1), UF com reúso em lavagem de pisos (cenário 2) e UF com reúso na etapa de lavagem da própria lavanderia (cenário 3). Os ensaios de permeação com operação de 40 horas para cada uma das matrizes de efluentes apresentaram estabilidade do fluxo permeado. As caracterizações físico-químicas mostraram melhores remoções para os parâmetros: Turbidez (93,2% lavanderia doméstica e 92,7% lavanderia industrial), Demanda Química de Oxigênio (68,7% lavanderia doméstica e 62,6% lavanderia industrial), Sólidos Totais (45,3% lavanderia doméstica e 44,6% lavanderia industrial) e Sólidos Dissolvidos Totais (25,1% lavanderia doméstica e 39,1% lavanderia industrial). Para os parâmetros analisados, as matrizes apresentaram viabilidade quanto ao reúso não potável pela norma NBR 13.969/1997, exceto classe 1. A ACV indicou que o cenário 3 foi o mais viável ambientalmente reduzindo significativamente o consumo de água potável.
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    Uso de processos de separação por membrana aplicado a efluente de lavanderia de jeans para fins de reuso
    (Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2023-06-16) Souza, Raquel Ianine Lima de; França Neta, Luzia Sergina de; Rezende, Patrícia Sueli de; http://lattes.cnpq.br/9451950811333244; http://lattes.cnpq.br/7946921413803113; http://lattes.cnpq.br/0210241568470330; França Neta, Luzia Sergina de; Rezende, Patrícia Sueli de; Nunes, Gisele Fátima Morais; Padilha, Liana Franco; Moravia, Mirian Cristina Santos Amaral
    A indústria da moda faz uso intensivo de recursos hídricos em seu processo produtivo e consequentemente gera altos volumes de efluentes anualmente. O uso de corantes sintéticos e produtos químicos fizeram com que estas águas residuais se tornassem uma das fontes substanciais de graves problemas de poluição nos tempos atuais. O processamento de jeans tem contribuído intensamente para este alto consumo e poluição hídrica. E é nos processos de beneficiamento, nas lavanderias, que ocorrem os maiores gastos de água limpa. Eventos de escassez e elevado stress hídrico tem sido cada vez mais frequentes e isso tem gerado preocupação mundial. A otimização dos processos produtivos visando a sustentabilidade é um dos grandes desafios da atualidade. Pautado nos princípios de uma economia circular, os recursos nunca devem ser transformados em resíduos, mas sim mantidos no processo durante o maior tempo possível. Sendo o reúso de água uma alternativa confiável e que faz parte do plano de ac?a?o da Agenda 2030. Neste estudo, efluentes gerados por uma lavanderia de jeans foram permeados em uma membrana de fibra oca de fluoreto de polivinilideno (PVDF) objetivando o seu reúso. A fibra foi caracterizada por meio de parâmetros morfológicos e de transporte. A observação da sua estrutura porosa e a avaliação da sua capacidade de retenção demonstrou que a membrana é de ultrafiltração (UF). O ponto de corte molecular encontrado foi de 66 kDa. A estrutura da fibra analisada por espectroscopia mostrou uma estrutura com características piro e piezoeletricas. Um sistema em escala de bancada foi desenvolvido para permeação. Por meio de testes de operação, variáveis do processo e o comportamento do sistema permeando o efluente de lavanderia foram investigados. O sistema demonstrou boa estabilidade para testes em maiores durações. O teste de fluxo crítico e avaliação de permeabilidade indicaram 0,5 bar como pressão ideal de operação. A diminuição do fluxo em certos momentos foi atribuída a processos reversíveis de adsorção e/ou polarização da concentração. Declínios no fluxo também podem ter ocorrido devido à sensibilidade da membrana à alta presença de íons no efluente. O desempenho da UF foi avaliado permeando diferentes amostras. Parâmetros de qualidade foram comparados entre o efluente bruto e os permeados obtidos. O efluente em pH baixo (ácido) apresentou baixa no fluxo. A agregação das moléculas do corante e possíveis obstruções dos poros da membrana contribuíram para esta diminuição. A UF foi eficiente na melhoria dos parâmetros cor, turbidez (95%) e sólidos (94%). No entanto, o processo foi pouco efetivo para a remoção de íons e demanda química de oxigênio (DQO). A adição de um processo de separação posterior à UF explorada é sugerida para permitir melhores filtrados e possibilitar a reutilização segura deste permeado em alguma etapa do processo produtivo da lavanderia de jeans.