Development and evaluation of a water treatment system for the removal of microplastics in an aqueous medium.

Atualmente, a presença de microplásticos nos ambientes aquáticos, como rios, mares e oceanos, tem se tornado uma questão ambiental urgente, com impactos significativos na biodiversidade e na saúde pública. A crescente percepção da importância de remover esses poluentes reforça a necessidade de desenvolver tecnologias eficazes e acessíveis para tratar as águas contaminadas. A relevância desta abordagem está no seu potencial de contribuição para a proteção dos ecossistemas aquáticos, promoção da saúde pública e avanço em tecnologias de purificação de água, oferecendo uma solução promissora e inovadora para um problema ambiental global crescente. O objetivo do presente trabalho é estudar o desempenho de um sistema híbrido composto com um hidrociclone/membrana polimérica para fins de separação do microplástico no meio aquoso. A metodologia deste trabalho foi realizada em 3(três) etapas: Etapa (1) montagem do sistema hibrido para remoção do microplástico, etapa (2) visou a caracterização do hidrociclone com água tratada da companhia do estado da Paraíba, etapa (3) considerando parâmetros físico- químicos como cor, turbidez e índice de densidade de sujeira (SDI). A terceira etapa envolveu os experimentos, nos quais foram analisadas a quantificação e a concentração de microplásticos (MPs), além de parâmetros como fração recuperada, eficiência total do hidrociclone e do filtro de areia, e recuperação da membrana. Na fase final, avaliou-se a influência da variação dos MPs – PVC, acrílico e a mistura de PE + acrílico + PVC –, destacando a densidade como um parâmetro fundamental na análise da eficiência do sistema. No decorrer do experimento o melhor desempenho do sistema ocorreu sob 1,5 bar, com 28,57% de recuperação e uma vazão do permeado de 17,00 L/min, nos experimentos, o Índice de Densidade de Sedimentos (SDI) diminuiu após o tratamento. Os resultados da filtração com filtro de areia e permeado mostraram significativa remoção de microplásticos, com redução notável na cor e turbidez ao final do processo. Para a última fase a separação do PVC foi a mais consistente ao longo do tempo, com maior recuperação no overflow, enquanto o acrílico apresentou aumento progressivo na separação até 20 minutos de operação. Já a mistura de PE, AC e PVC mostrou comportamento instável, possivelmente devido à interação entre polímeros de diferentes densidades, exigindo maior controle operacional. A membrana de microfiltração se destacou como etapa essencial, complementando o hidrociclone e o filtro de areia para uma remoção eficiente. Os resultados indicam que a densidade e a granulometria influenciam diretamente a eficiência do processo, sendo o PVC mais facilmente removido na etapa inicial, enquanto o PE e o AC permaneceram mais tempo no sistema. A mistura dos materiais proporcionou melhor desempenho geral, evidenciando a importância de um tratamento híbrido que combine diferentes tecnologias para otimizar a remoção de microplásticos.