Modelação matemática e otimização operacional de processos de membrana de ultrafiltração / Mathematical modeling and operational optimization of ultrafiltration membrane processes

RESUMO

A utilização de processos de membrana em Engenharia Ambiental tem expandido de forma significativa nos últimos anos e, tendo em vista a importância da possibilidade de otimização da sua operação com vistas à produção máxima de permeado em função do tempo, este trabalho teve por objetivo definir uma técnica de otimização da operação de sistemas de ultrafiltração mediante o estudo de ciclos de operação e lavagem. Os ensaios experimentais foram efetuados tendo-se empregado duas membranas de ultrafiltração com diferentes pesos moleculares de corte e, com base nos resultados experimentais, foi possível a proposição de um modelo matemático que permitiu a otimização da operação de sistemas de ultrafiltração, o que possibilitou o aumento da produção do volume de permeado em cerca de 14 por cento.

ABSTRACT

The utilization of membrane processes in Environmental Engineering has expanded significantly in the last few years. This paper had the primary objective of defining an optimization technique for ultrafiltration (UF) membrane operation by studying UF membrane operation and backwashing cycles. The main importance of UF operation optimization is to maximize permeation production as a function of time. Experimental tests were conducted with two UF membranes with different molecular weight cutoff. The experimental results led to the proposition of a mathematical model for the optimization of UF systems; such optimization conducted in practice to an increase of 14 percent in the permeate volume production.