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http://hdl.handle.net/1843/BUBD-AX3N4M| Tipo: | Dissertação de Mestrado |
| Título: | Biorreator híbrido com membranas de ultrafiltração e osmose direta como alternativa para o tratamento e reúso do efluente de refinaria de petróleo |
| Autor(es): | Priscila Barbosa Moser |
| primer Tutor: | Miriam Cristina Santos Amaral |
| primer Co-tutor: | Ana Claudia Figueiras Pedreira de Cerqueira |
| Resumen: | O elevado consumo de água e grande produção de efluentes são características de refinarias de petróleo. No efluente estão presentes hidrocarbonetos aromáticos, compostos nitrogenados, sulfurosos, fenólicos, substâncias inorgânicas, metais pesados, cianetos, óleo e graxas. Para fins de reúso de água é necessário incorporar o tratamento terciário após o tratamento convencional e, assim, novas tecnologias têm atraído interesse de/em diversos setores. Entre elas, destacam-se os processos de separação por membranas (PSM), em especial, os biorreatores com membranas (BRM). A incrustação de membranas e a limitação na remoção de composto de baixa massa molar representam um desafio para esses processos. Tecnologias, tais como a osmose direta (OD) e os biorreatores osmóticos híbridos (BRMO+UF) têm recebido crescente atenção da academia e profissionais do setor, como forma de superar essas lacunas, bem como de aumentar as taxas de remoções, de alcançar menores gastos energéticos e de proporcionar um efluente de elevada qualidade. Nesse contexto, o presente estudo teve por objetivos avaliar o desempenho da OD e do BRMO+UF como tratamento de efluente de uma refinaria de petróleo, avaliando o efeito da salinidade no sistema biológico, a incrustação da membrana, fluxos de ultrafiltração (UF) e de OD, bem como o uso da osmose inversa (OI) para separação do permeado e reconcentração da solução osmótica. Foram realizados ensaios em escala de bancada, caracterização de diversos parâmetros físicoquímicos das correntes, bem como caracterização de amostras de alimentação, permeado, lodo biológico, sobrenadante e solução osmótica usando espectroscopia de Absorção no Infravermelho (FTIR) e espectroscopia de matriz de emissão/excitação de fluorescência e absorção (EEMS). Adicionalmente, o lodo e morfologia da membrana foram analisados por técnicas de microscopia. Os resultados obtidos indicaram a importância do uso da UF para aliviar a carga salina no sistema biológico, podendo manter a eficiência do BRMO+UF,99,9% de carbono orgânico dissolvido (COD), mostrando a alta remoção de matéria orgânica recalcitrante. Isso permite que o efluente seja reutilizado em sistemas de resfriamento e caldeiras em refinarias de petróleo. Ressalta-se que, durante o monitoramento do sistema híbrido, não foram observadas incrustações na membrana de OD, razão pela qual a membrana não foi removida para limpeza. O fluxo da OD variou de 0.58 a 2.0 kg.h-1m2 e a OI mostrouse eficiente para a separação do permeado e para a reconcentração da solução osmótica |
| Abstract: | The high water consumption and large production of effluents are characteristics of oil refineries. In the effluent are present aromatic hydrocarbons, nitrogenous compounds, sulfurous, phenolic, inorganic substances, heavy metals, cyanides, oil and greases. For water reuse purposes, tertiary treatment is needed, and thus new technologies have attracted interest from/in various sectors. Among them, the membrane separation processes (PSM), in particular, membrane bioreactors (MBR) stand out. Membrane fouling and the limitation in the removal of low molar mass compounds represent a challenge for such processes. Technologies such as forward osmosis (FO) and hybrid osmotic bioreactors (MBRO+UF) have received increasing attention from the academia and industry professionals as a means of overcoming these gaps, as well as increasing removal rates, with lower energy costs and high quality effluent. In this context, the present study aimed to evaluate the performance of FO and MBRO+UF for an oil refinery effluent treatment, evaluating the salinity effect on the biological system, membrane fouling, ultrafiltration flow rate (UF) and of FO, as well as the reverse osmosis (RO) use for permeate separation and the osmotic solution reconcentration. It was carried out on bench scale, characterization of several physicochemical parameters of the currents, as well as samples characterization of feed, permeate, biological sludge, supernatant and osmotic solution using Infrared Absorption spectroscopy and fluorescence Emission / Excitation matrix absorption spectroscopy. In addition, the sludge and membrane morphology were analyzed by microscopy techniques. The results indicate the importance of the UF use in order to alleviate the saline load in the biological system, being able to maintain the MBRO+UF efficiency, considering the effluent produced by the UF. By the hybrid system, removals were done above 99,9% of dissolved organic carbon (DOC), , showing the recalcitrant organic matter removal. This allows the effluent to be reused in cooling systems and boilers in oil refineries. It should be noted that, during the hybrid system monitoring, no fouling was observed on the FO membrane, which is why the membrane was not removed for cleaning. The FO flow ranged from 0.58 to 2.0 kg.h-1m2 and RO was efficient for the permeate separation, and for the osmotic solution reconcentration |
| Asunto: | Meio ambiente Biorreatores Salinidade Incrustações Engenharia sanitária Osmose |
| Idioma: | Português |
| Editor: | Universidade Federal de Minas Gerais |
| Sigla da Institución: | UFMG |
| Tipo de acceso: | Acesso Aberto |
| URI: | http://hdl.handle.net/1843/BUBD-AX3N4M |
| Fecha del documento: | 14-dic-2017 |
| Aparece en las colecciones: | Dissertações de Mestrado |
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