Ceramic microfiltration membrane development from rice husk waste and kaolin and application as pre-treatment of paper industry effluent

Abstract

RESUMO A indústria de processamento de papel está entre as três maiores produtoras de águas residuais de significativa contaminação ambiental. Com o objetivo de minimizar os impactos nos corpos d’água e se adequar aos padrões exigidos pela legislação, são necessárias soluções avançadas de tratamento. Neste trabalho, uma membrana cerâmica de microfiltração foi desenvolvida, tendo como base 60% da composição correspondente ao resíduo de cinza de casca de arroz e 40% de Caulim, para ser aplicada como pré-tratamento do efluente real da indústria de papel. A membrana foi obtida por compactação uniaxial a 27 MPa em uma prensa elétrica, com posterior sinterização em mufla a 1.200°C por 1 hora. Os materiais foram caracterizados por análises químicas e físicas. A membrana apresentou porosidade aparente de 34,59%, densidade de 1,30 g/cm³, retração linear de diâmetro e espessura de 1,7 e 2,5%, respectivamente, perda ao fogo de 9,3% e boa estabilidade química em ácido e base. A permeabilidade hidráulica correspondeu a 11,3 × 10-3 m3/m2 s MPa-1, com diâmetro hidráulico de poros de 2,29 μm e tamanho médio de poros de 1,727 μm. A caracterização do efluente bruto revelou altos teores de demanda química de oxigênio (1.125,4 mg•L-1), turbidez (1.300 UNT) e cor (253,8 UC). O estudo de filtração indicou resultados satisfatórios de eficiência da membrana, com remoção de turbidez (99,3%), demanda química de oxigênio (95,7%), cor (83,0%), compostos fenólicos (82,1%) e sólidos (85,1 a 90%). O uso da cinza de casca de arroz desempenhou a função de agente formador de poros e adsorvente de compostos fenólicos, representando promissora alternativa para a incorporação do resíduo ao ciclo produtivo.