https://repositorio.ufba.br/handle/ri/44262| Tipo: | Dissertação |
| Título: | Recondicionamento de membranas de osmose inversa: aplicação na osmose direta para rejeição de desreguladores endócrinos |
| Título(s) alternativo(s): | Reconditioning of reverse osmosis membranes: application in forward osmosis for rejection of endocrine disruptors |
| Autor(es): | Cerqueira, Luciana Alencar |
| Primeiro Orientador: | Arcanjo, Gemima dos Santos |
| metadata.dc.contributor.advisor-co1: | Carvalho, Andrea Limoeiro |
| metadata.dc.contributor.advisor-co2: | Amaral, Miriam Cristina Santos |
| metadata.dc.contributor.referee1: | Arcanjo, Gemima Santos |
| metadata.dc.contributor.referee2: | Carvalho, Andrea Limoeiro |
| metadata.dc.contributor.referee3: | Amaral, Miriam Cristina Santos |
| metadata.dc.contributor.referee4: | Nascimento, Francisco Ramon Alves do |
| metadata.dc.contributor.referee5: | Moreira, Victor Rezende |
| Resumo: | A crescente demanda por água tem impulsionado a expansão das tecnologias de dessalinização por osmose inversa (OI) em escala mundial, o que está associado ao aumento do descarte de membranas ao final de sua vida útil. Concomitantemente, o tratamento convencional de águas residuárias apresenta limitações na remoção de desreguladores endócrinos (DE), o que expõe os riscos ambientais e à saúde humana, e o processo de osmose direta (OD) surge como uma tecnologia promissora e de baixo custo para o enfrentamento desses desafios. Nesse contexto, esta pesquisa teve como objetivo avaliar as condições de recondicionamento de membranas de OI para aplicação na osmose direta na rejeição de desreguladores endócrinos. O recondicionamento se deu via limpeza e oxidação química, e as membranas foram avaliadas na OD quanto ao fluxo de permeado (J) e ao fluxo inverso de soluto (Js), e foi realizada a caracterização físico-química por ensaios de permeabilidade hidráulica, rejeição salina, microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier e potencial zeta. A membrana, determinada como processo ótimo, foi analisada quanto à rejeição de 17β-estradiol (E2) por meio da atividade estrogênica (RAE). Nos ensaios preliminares, a membrana de dessalinização com melhor desempenho foi exposta a KMnO₄ a 250 ppm h, que atingiu J superior a 3,8 kg m⁻² h⁻¹, já as membranas oriundas de sistemas de deionização apresentaram resultados mais satisfatórios, com J superior a 7 kg m⁻² h⁻¹. Nos ensaios definitivos, a membrana recondicionada com NaClO a 10.000 ppm h apresentou melhor desempenho em OD com Js/J de 0,34 g kg⁻¹, o menor entre as avaliadas. Embora os resultados de permeabilidade hidráulica e rejeição salina indicassem melhor equilíbrio para os protocolos com NaClO 5.000 ppm h e KMnO₄ 250 ppm h, a análise global por meio do índice de recondicionamento de membranas apontou o tratamento com NaClO 10.000 ppm h como o mais eficiente, com valor de 0,96. Esse resultado indica que o protocolo removeu incrustações e degradou de forma parcial a camada de poliamida sem comprometer a seletividade, sendo, portanto, selecionado como condição ótima para as análises de RAE. A caracterização sugere que as membranas da dessalinização possuem incrustações severas e irreversíveis diante dos processos de limpeza e oxidação aos quais foram submetidas, o que foi previsto em todos os ensaios de OD. A membrana recondicionada com o protocolo ótimo foi avaliada quanto à rejeição de E2, apresentando RAE superior a 99%, com concentração final de 19,3 E2-Eq. ng L⁻¹ na solução osmótica. A membrana tratada com KMnO₄ 250 ppm h também apresentou desempenho semelhante, com 19,75 E2-Eq. ng L⁻¹ e rejeição de 99,13%. Conclui-se que o recondicionamento de membranas de OI por oxidação química foi eficaz para a conversão e a aplicação na OD, com desempenhos satisfatórios e seletividade semelhante à das membranas novas. |
| Abstract: | The increasing water demand has driven the expansion of reverse osmosis (RO) desalination technologies on a global scale, which is associated with increased membrane disposal at the end of their useful life. At the same time, conventional wastewater treatment has limitations in the removal of endocrine disruptors (ED), which expose environmental and human health risks, and the forward osmosis process (FO) appears as a promising and low-cost technology to face these challenges. In this context, this research aimed to evaluate the reconditioning conditions of OI membranes for FO in the rejection of DE. The reconditioning took place via cleaning and chemical oxidation, and the membranes were evaluated in FO as to permeate flow (J) and solute inverse flow (Js), and physical-chemical characterization was performed by tests of hydraulic permeability, rejection, scanning electron microscopy, Infrared spectroscopy by Fourier transform, and zeta potential. The membrane determined as an optimal process was analyzed in the rejection of 17β-estradiol (E2) by estrogenic activity (RAE). In the preliminary tests, the desalination membrane with the best performance was exposed to KMnO4 at 250 ppm h, which reached J greater than 3,8 kg m⁻² h⁻¹, while the membranes from deionization systems presented more satisfactory results, with J greater than 7 kg m⁻² h⁻¹. In the definitive tests, the membrane reconditioned with NaClO at 10.000 ppm h showed better performance in FO with Js/J of 0,34 g kg-1, the lowest among those evaluated. Although the results of hydraulic permeability and rejection indicated better balance for the protocols with NaClO 5.000 ppm h and KMnO4 250 ppm h, the global analysis by means of membrane reconditioning index pointed to treatment with NaClO 10.000 ppm h as the most efficient, with a value of 0.96. This result indicates that the protocol removed incrustations and partially degraded the polyamide layer without compromising selectivity, being therefore selected as an optimal condition for the RAE analysis. The characterization suggests that the desalination membranes have severe and irreversible incrustations due to the cleaning and oxidation processes to which they were submitted, which was predicted in all FO tests. The membrane reconditioned with the optimal protocol was evaluated for E2 rejection, presenting a RAE greater than 99%, with a final concentration of 19,3 E2-Eq. ng L-1 in the osmotic solution. The membrane treated with KMnO4 250 ppm h also showed similar performance, with 19,75 E2-Eq. ng L-1 and 99,13% rejection. It is concluded that the reconditioning of OI membranes by chemical oxidation was effective for conversion and application in FO, with satisfactory performances and selectivity like new membranes. |
| Palavras-chave: | Oxidação química Atividade estrogênica Tratamento de efluentes |
| CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA SANITARIA::TRATAMENTO DE AGUAS DE ABASTECIMENTO E RESIDUARIAS |
| Idioma: | por |
| País: | Brasil |
| Editora / Evento / Instituição: | Universidade Federal da Bahia |
| Sigla da Instituição: | UFBA |
| metadata.dc.publisher.department: | Escola Politécnica |
| metadata.dc.publisher.program: | Mestrado em Meio Ambiente, Água e Saneamento (MAASA) |
| Citação: | CERQUEIRA, L. A. Recondicionamento de Membranas de Osmose Inversa: Aplicação na Osmose Direta para Rejeição de Desreguladores Endócrinos. Dissertação (Mestrado em Meio Ambiente, Águas e Saneamento), Universidade Federal da Bahia, Salvador, fev. 2026. |
| Tipo de Acesso: | Acesso Restrito |
| URI: | https://repositorio.ufba.br/handle/ri/44262 |
| Data do documento: | 20-Fev-2026 |
| Aparece nas coleções: | Dissertação (MAASA) |
| Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
|---|---|---|---|---|
| Luciana Cerqueira Dissertação.pdf | Luciana A. Cerqueira Dissertação de Mestrado PPG MAASA | 4,56 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |
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