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Abstract:
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A suinocultura, especialmente no Sul do Brasil, possui grande relevância econômica, mas gera volumes significativos de resíduos ricos em matéria orgânica. Quando mal manejados, esses resíduos podem poluir solo, água e ar, além de contribuir para a emissão de gases de efeito estufa e chuvas ácidas. A digestão anaeróbia é uma tecnologia consolidada para o tratamento desses resíduos; entretanto, a elevada concentração de amônia, subproduto do processo, pode comprometer sua estabilidade devido à sensibilidade das arqueas metanogênicas. Assim, técnicas de remoção de amônia são necessárias, sendo a destilação por membranas (MD) uma alternativa promissora, especialmente na configuração de contato direto (DCMD), por permitir a remoção e recuperação eficiente de compostos voláteis com aparato relativamente simples.
Embora membranas poliméricas sejam comumente aplicadas nesse tipo de processo, sua baixa resistência a condições severas limita o desempenho, favorecendo o uso de membranas cerâmicas, mais robustas, porém naturalmente hidrofílicas, o que exige modificação para torná-las hidrofóbicas. Nesse contexto, este estudo visou hidrofobizar membranas cerâmicas de α-alumina por duas estratégias: (i) uso de diferentes concentrações de HDTMS (0,1%, 0,3% e 0,5%) e (ii) adição de nanopartículas de sílica em combinação com HDTMS.As membranas foram caracterizadas por difração de raios-X (DRX), espectroscopia Raman e ângulo de contato. Os resultados de DRX confirmaram a preservação da fase cristalina, enquanto as análises Raman evidenciaram recobrimento efetivo das superfícies modificadas. O ângulo de contato demonstrou aumento da hidrofobicidade proporcional ao teor de HDTMS, exceto na membrana com sílica e 0,1% de HDTMS, que apresentou valor reduzido (54,3 ± 1,7°).Nos testes de desempenho em DCMD, com soluções sintéticas de efluente suíno, a membrana tratada apenas com 0,1% de HDTMS apresentou o maior fluxo inicial de amônia (12,94 gNH3 m-2h-1 em 3 horas), mas com baixa estabilidade. Já a membrana com 0,3% de HDTMS exibiu fluxo médio de apenas 0,2 gNH3 m-2h-1, e a de 0,5% alcançou 0,87 gNH3 m-2h-1. As membranas modificadas com sílica apresentaram maior estabilidade: a de 0,1% registrou fluxo médio de 0,84 gNH3 m-2h-1; a de 0,3% combinou fluxo relativamente elevado (0,82 gNH3 m-2h-1) com queda gradual; e a de 0,5% resultou no menor fluxo (0,45 gNH3 m-2h-1), porém estável ao longo do tempo.Conclui-se que a hidrofobização com HDTMS, associada ou não a nanopartículas de sílica, foi eficaz em aumentar a hidrofobicidade das membranas cerâmicas, impactando diretamente seu desempenho na recuperação de amônia. A escolha das condições de modificação deve equilibrar permeabilidade, seletividade e estabilidade, sendo a combinação de HDTMS e sílica uma estratégia promissora para aplicações em DCMD no tratamento de efluentes da suinocultura. |
