Biorreatores com membrana para retenção de sólidos consistem em processos biológicos acoplados a módulos de membranas de microfiltração ou ultrafiltração. O presente estudo avaliou o desempenho de um módulo de membranas, combinado a um sistema de aeração, para o tratamento de esgoto doméstico. Com o objetivo de investigar o comportamento das membranas e minimizar os efeitos do "fouling", foram realizados testes em unidades em escala de laboratório, nos quais foram estabelecidos valores ótimos para alguns parâmetros operacionais, como velocidade tangencial no módulo, pressão transmembrana e vazão de ar inserida na linha de alimentação do módulo. Com a inserção de ar foi possível controlar melhor o comportamento do fluxo permeado ao longo do tempo. Após seis horas de operação, o fluxo se manteve em torno de 35 L/m².h para uma pressão total de 0,40 bar (pressão gerada pelo esgoto de 0,05bar e pelo ar de 0,35 bar) e Reynolds de 4.600. Todas as análises das amostras do permeado indicaram ausência de coliformes termotolerantes e Escherichia coli.

This study evaluated the performance of a sidestream membrane module combined with an aeration system for the treatment of municipal wastewater. To investigate the membrane's behavior and to control fouling, trials in laboratory units were conducted. In these tests, optimal values were established for some operational parameters, such as crossflow velocity, transmembrane pressure and air supply to continuously flush the membrane surface. Air supply improved the behavior of the permeate flux over time. After six hours operation, the stabilized flux was 35 L/m².h at a total pressure of 0.40 bar (wastewater pressure of 0.05 bar and air pressure of 0.35 bar) and Reynolds Number of 4,600. All permeate samples analyzed indicated absence of fecal coliform and Escherichia coli.

No presente trabalho é estudado o preparo de membranas anisotrópicas compostas, em uma única etapa, para os processos de NF e OI, através do espalhamento simultâneo de duas soluções poliméricas [acetato de celulose - AC/formamida/acetona (26,3/23,7/50 % p/p) e AC/poli(vinil pirrolidona) - PVP/N,N-dimetilformamida - DMF (15/10/75 % p/p)]. A precipitação das soluções, em água destilada, foi acompanhada por medidas de transmitância de luz. Estudou-se a influência das condições de preparo das membranas, na sua morfologia e nas suas propriedades de transporte (fluxo de permeado e retenção de solutos - Polietilenoglicol (PEG) para a NF e NaCl para a OI). Realizou-se também um tratamento térmico nas diferentes membranas produzidas. Os resultados mostraram que é possível obter membranas celulósicas com total aderência das diferentes camadas, a qual pode ser atribuída às condições de transferência de massa que retardam a precipitação na região próxima à interface das soluções espalhadas simultaneamente. Com relação aos testes de OI e NF, as membranas desenvolvidas apresentaram valores de fluxo permeado (7 - 465 L/h.m²) dentro da faixa das membranas comerciais, retenção salina (NaCl) entre 24-63 % e retenção do PEG entre 53-82 %, mostrando o potencial de aplicação destas membranas.

The purpose of this work is to investigate the preparation of composite anisotropic membranes in a single stage, through the technique of simultaneous casting of two polymer solutions (cellulose acetate (CA)/acetone/formamide (26.3/50/23.7 % w/w) and CA/polyvinylpyrrolidone/dimethyl formamide (15/10/75 % w/w)). The precipitation of the solutions was followed using light transmission experiments. The effect of the exposition period precipitation bath on the membrane properties is also reported. All the membranes were characterized by scanning electron microscopy and by permeation experiments. The RO and NF experiments are carried out using 5,000 mug/g (ppm) of NaCl aqueous solution and 5 g/L of polyethyleneglycol (PEG), 6 KDa, aqueous solution, respectively. Moreover, to reduce defects in the upper layer, the membranes were immersed in a water bath at 90°C for 60 minutes. The membrane morphology analysis indicates that is possible to obtain complete adhesion of the two layers. This result is related to the mass transfer conditions, which should delay the precipitation in the regions near the polymer solutions interface. Regarding the performance of the membranes in RO and NF experiments, the permeate fluxes are comparable to those observed with commercial membranes (7--465 L/h.m²). The solute retention varied in the range of 24 to 63% for NaCl, and in the range of 53 to 82% for PEG. These results point out the potential of technical scale application of the double layer membranes.

A pervaporação, que é um dos processos com membranas empregado em separações seletivas específicas, como misturas azeotrópicas, misturas diluídas e misturas orgânicas, tem despertado um grande interesse nos últimos anos. Neste trabalho foram estudadas a influência de parâmetros, tais como concentração da solução polimérica, tempo de exposição, concentração de aditivo e temperatura de tratamento térmico na preparação de membranas assimétricas de poliacrilonitrila. Em função destes parâmetros, as membranas foram observadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV), e determinada a cinética de precipitação em experimentos de transmissão de luz. Os resultados mostram que a precipitação é instantânea. As membranas compostas de poliacrilonitrila, obtidas pelo espalhamento de uma solução diluída de poli(álcool vinílico) sobre as membranas assimétricas de poliacrilonitrila, foram caracterizadas na separação de misturas de água/etanol por pervaporação. Os resultados foram comparados com a membrana comercial da GFT de poli(álcool vinílico)/poliacrilonitrila.

The use of pervaporation membrane separation technique for the selective separation of specific conditions like azeotropic, diluted and organic liquid mixtures, there has been increased interest in recent years. In this work, the influence of parameters like concentration polymeric solution, exposition time, additive concentration and annealing temperature in polyacrylonitrile asymmetric membranes were studied. In function of this parameters, the membranes was observed by scanning electron microscopy (SEM) and precipitation kinetic apparatus. The results showed the instantaneous precipitation mechanism. Poly(vinyl alcohol) diluted solution was casting onto polyacrilonitrile asymmetric membranes and the composite membrane was evaluated in pervaporation experiments. The results were compared with GFT commercial poly(vinyl alcohol)/polyacrylonitrile pervaporation membrane.