Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1843/31867
Type: Dissertação
Title: Contribuição da eletrocoagulação no tratamento de efluentes visando o reuso de água na indústria do petróleo
Authors: Filipe Mattos Gonçalves
First Advisor: Sônia Denise Ferreira Rocha
First Referee: Ângela de Mello Ferreira Guimarães
Second Referee: Vanessa de Freitas Cunha Lins
Third Referee: Sônia Denise Ferreira Rocha
Abstract: O presente estudo avaliou a eficiência do método de eletrocoagulação (EC) para o pré-tratamento de um efluente concentrado salino da etapa de eletrodiálise reversa (EDR) de uma refinaria de petróleo, visando à reutilização da água no processo industrial. Nesta abordagem, um sistema de eletrocoagulação com capacidade de 1 L foi montado para operação em batelada, utilizando eletrodos de alumínio, visando a remoção de Ca, Na, Sr e compostos orgânicos residuais medidos pela Demanda química de oxigênio. Inicialmente, em experimentos com um efluente semissintético EDR foram avaliados parâmetros de operação na eficiência de remoção dos compostos de interesse, utilizando-se densidade de corrente igual 8,30 mA/cm2, distância fixa de 1 cm entre os eletrodos, pH inicial (5 e 7), temperatura controlada (20, 30 e 40ºC) e tempo de operação (60 e 120 min). O consumo de eletrodos, custo operacional elétrico e formação de resíduos sólidos também foram mensurados. Os melhores resultados ocorreram em pH inicial 7, temperaturas de 20-30ºC e durante 120 minutos, com eficiências de remoção em torno de 70%, 57%, 10% e 44% para Ca, Sr, Na e DQO, respectivamente. Posteriormente, os experimentos foram conduzidos com o efluente real da EDR (C-EDR) utilizando como base a melhor condição encontrada nos ensaios iniciais, desta vez variando a densidade de corrente (5 e 10 mA/cm2) e alterando a distância entre eletrodos para 0,5 cm. No geral, a condição ideal para tratamento do efluente real C-EDR por eletrocoagulação foi considerada como sendo à temperatura ambiente (com extensão de faixa de 23 a 34 °C), densidade de corrente de 5 mA/cm2, pH inicial 7, distância entre eletrodos de 0,5 cm durante 120 minutos de operação, que apresentou remoção de 81%, 65%, 23% e 21% de cálcio, estrôncio, sódio e DQO, respectivamente. Essa mesma condição apesentou custo operacional elétrico cerca de 2,4 vezes menor (0.96 US$/m3) em relação a utilização de densidade de corrente 10 mA/cm2. Além disso, o consumo de eletrodos e a geração de lodo foram reduzidos pela metade, atingindo 1,134g/L e 3,305g/L, representando um melhor custo-benefício no tratamento em geral.
Abstract: The present study investigated an evaluation efficiency of electrocoagulation (EC) for the pretreatment of a saline concentrated effluent from the reverse electrodialysis (C-EDR) stage from an oil refinery, aiming at water reuse in the industrial process. In this approach, an electrocoagulation system with 1 L capacity was set up for batch treatment using aluminum electrodes. Initially, experiments with a semi-synthetic C-EDR effluent were assessed for contaminants removal using fixed current density of 8.30 mA/cm2 and 1 cm distance between electrodes. The influence of initial pH (5 and 7), controlled temperature (20, 30 and 40 ºC) and operation time (60 and 120 min) on removal efficiency was investigated and solid residue were measured. The results showed that the optimum conditions were at pH 7 and 20-30◦C with removal rates around 70%, 57%, 10% and 44% for Ca, Sr, Na and COD, respectively. Thereafter, experiments were conducted with a real C-EDR using the best condition founded in preliminary tests, this time applying a current density of 5 and 10 mA/cm2 and 0.5 cm distance at room temperature (approximately 23◦C). Overall, the ideal condition for electrocoagulation treatment of C-EDR effluent was considered to be at room temperature (range 23 to 34°C), current density 5 mA/cm2, initial pH 7, 0.5 cm distance between electrode and during 120 minutes of operation, which showed removal of 81%, 65%, 23% and 21% of calcium, strontium, sodium and COD, respectively. This same condition presented electric operating cost about 2.4 times lower (3.96 R$/m3), in addition, the electrode consumption and sludge generation has halved, reaching 1,134g/L and 3,305g/L, representing a better cost- effective treatment in general.
Subject: Engenharia química
Efluente - Qualidade
Eletrodiálise
Petróleo - Refinarias
language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
metadata.dc.publisher.department: ENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUÍMICA
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química
Rights: Acesso Aberto
metadata.dc.rights.uri: http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0/pt/
URI: http://hdl.handle.net/1843/31867
Issue Date: 27-Sep-2019
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