Tratamento de efluentes oleosos por floculação pneumática em linha e separação por flotação : processo FF

A separação/remoção de óleos emulsificados em água foi estudada, utilizando um novo processo baseado nas técnicas de floculação pneumática em linha, seguida de separação por flotação (denominado de processo de Floculação-Flotação ou processo FF). A primeira etapa do estudo foi o projeto, construção e montagem de um sistema piloto de geração de emulsões, floculação pneumática em linha e de separação por flotação, instalado no Laboratório de Águas Oleosas, na Refinaria Alberto Pasqualini (REFAP S.A.), Canoas-RS. Após esta etapa, foram realizados estudos utilizando água oleosa sintética, visando caracterizar e otimizar os principais parâmetros da floculação pneumática, fase determinante no processo FF. Os resultados mostraram que a melhor eficiência, 93 %, foi obtida quando da utilização de um floculador tipo serpentina de 20 elementos de mistura (MS-20), uma concentração de 2 mg/L de floculante (PVA) e uma vazão de ar de 40 L/min. Esta eficiência correspondeu a uma concentração residual de óleo na água tratada de 10 mg/L. Foi demonstrado ainda que, independentemente do tipo de floculador e da vazão de água oleosa, a remoção de óleo é determinada pela perda de carga resultante da injeção de ar antes do floculador. No estudo do tratamento do efluente oleoso proveniente da saída do separador PPI (REFAP S.A.), os melhores resultados foram obtidos utilizando-se o Mafloc-489 (floculante catiônico de alto peso molecular), em uma concentração de 6 mg/L, proporcionando uma concentração residual de óleo no efluente tratado de 8 mg/L (91 % de remoção) O processo de Floculação-Flotação estudado, demonstrou ser também eficiente na remoção de outros poluentes do efluente, além do óleo. Nas melhores condições operacionais, foram removidos 87 % da turbidez, 90 % dos sólidos suspensos, 91 % do óleo e 56 % da demanda química de oxigênio (DQO), proporcionando, em apenas uma etapa de tratamento, um efluente tratado com níveis de poluentes analisados abaixo do padrão exigido pelo órgão ambiental Estadual (FEPAM). Os principais mecanismos envolvidos no processo FF estão relacionados com a irreversibilidade na adsorção do polímero sob turbulência e a conformação deste na interface óleo/água/ar. O alto grau de cisalhamento, resultado dos fluxos volumétricos de ar e água, e a maior “insolubilidade” (precipitação) do polímero na interface ar/água, facilitam a geração de grandes flocos aerados de estrutura fibrosa. Esses resultados e outros obtidos com diferentes efluentes reais e suspensões sólidas mostraram que o processo FF possui um elevado potencial como nova operação unitária de separação líquido1/líquido2, sólido/líquido ou sólido/líquido1/líquido2. As principais vantagens do FF são os baixos custos envolvidos (investimento e operacional), a simplicidade dos elementos construtivos (compactos), a confiabilidade nos resultados e sua elevada capacidade de tratamento (> 60 m3/m2/h).

Estudo de técnicas para o tratamento alternativo de efluentes oleosos oriundos da industrialização da castanha de caju

An evaluation project was conducted on the technique of treatment for effluent oil which is the deriving process to improve cashews. During the evaluation the following techniques were developed: advanced processes of humid oxidation, oxidative processes, processes of biological treatment and processes of adsorption. The assays had been carried through in kinetic models, with an evaluation of the quality of the process by means of determining the chemical demand of oxygen (defined as a technique of control by means of comparative study between the available techniques). The results demonstrated that the natural biodegradation of the effluent ones is limited, as result using the present natural flora in the effluent one revealed impracticable for an application in the industrial systems, independent of the evaluation environment (with or without the oxygen presence). The job of specific microorganisms for the oily composite degradation developed the viability technique of this route, the acceptable levels of inclusion in effluent system of treatment of the improvement of the cashew being highly good with reasonable levels of removal of CDO. However, the use combined with other techniques of daily pay-treatment for these effluent ones revealed to still be more efficient for the context of the treatment of effluent and discarding in receiving bodies in acceptable standards for resolution CONAMA 357/2005. While the significant generation of solid residues the process of adsorption with agroindustrial residues (in special the chitosan) is a technical viable alternative, however, when applied only for the treatment of the effluent ones for discarding in bodies of water, the economic viability is harmed and minimized ambient profits. Though, it was proven that if used for ends of I reuse, the viability is equalized and justifies the investments. There was a study of the photochemistry process which have are applicable to the treatment of the effluent ones, having resulted more satisfactory than those gotten for the UV-Peroxide techniques. There was different result on the one waited for the use of catalyses used in the process of Photo. The catalyses contained the mixing oxide base of Cerium and Manganese, incorporated of Potassium promoters this had presented the best results in the decomposition of the involved pollutants. Having itself an agreed form the gotten photochemistry daily paytreatment resulted, then after disinfection with chlorine the characteristics next the portability to the water were guarantee. The job of the humid oxidation presented significant results in the removal of pollutants; however, its high cost alone is made possible for job in projects of reuses, areas of low scarcity and of raised costs with the capitation/acquisition of the water, in special, for use for industrial and potable use. The route with better economic conditions and techniques for the job in the treatment of the effluent ones of the improvement of the cashew possesses the sequence to follow: conventional process of separation water-oil, photochemistry process and finally, the complementary biological treatment

Remoção de óleos emulsificados por flotação por ar dissolvido

Neste trabalho estuda-se o processo de flotação por ar dissolvido (FAD) como método de remoção de óleos emulsificados. Realizou-se uma revisão bibliográfica tanto do processo de flotação como dos fundamentos físico-químicos envolvidos na estabilidade e flotação de emulsões. Foram realizados testes de estabilidade de emulsões, de FAD descontínuos e contínuos, utilizando-se emulsões de 1000 mg/l de Óleo diesel e heptano. Verificou-se a eficiência do sulfato de alumínio e de compostos poliméricos como agentes desestabilizantes. Estudou-se a influência do tipo e concentração dos agentes desestabilizantes, pH da emulsão, do tipo de água e agitação nos testes de estabilidade como também na flotação por ar dissolvido. Os resultados obtidos indicaram a viabilidade técnica da aplicação do processo para a clarificação de efluentes oleosos atingindo valores de turbidez residual satisfatórios (menores que 5 UNT). O sulfato de alumínio mostrou-se mais eficiente como agente desestabilizante de ambas emulsões nos estudos de estabilidade e testes de PAD descontínuos, mas o polímero catiônico C-505 apresentou melhores resultados nos testes de flotação contínuos. O presente trabalho ainda apresenta um estudo de dimensionamento e do custo da unidade de FAD para remoção de óleos emulsificados que leva em consideração os custos de investimentos e de operação da unidade. Verifica-se que o custo total da unidade depende da vazão de alimentação, taxa de recirculação, taxa ar/sólido em massa e concentração inicial de óleos. Conclui-se que para as taxas de ar/sólido usados na indústria (geralmente menores que 0,1) o custo operacional do reagente é o parâmetro determinante do custo total atualizado da unidade. Isto faz com que o custo total atualizado seja essencialmente independente da relação taxa de aplicação - taxa ar/sólido.

Remoção de óleo da água de produção por flotação em coluna utilizando tensoativos de origem vegetal

In the petroleum industry, water is always present in the reservoir formation together with petroleum and natural gas and this fact provokes the production of water with petroleum, resulting in a great environmental impact. Several methods can be applied for treatment of oily waters, such as: gravitational vases, granulated media filtration systems, flotation process, centrifugation process and the use of hydrocyclones, which can also be used in a combined way. However, the flotation process has showed a great efficiency as compared with other methods, because these methods do not remove great part of the emulsified oil. In this work was investigated the use of surfactants derived from vegetable oils, OSS and OGS, as collectors, using the flotation process in a glass column with a porous plate filter in its base for the input of the gaseous steam. For this purpose, oil/water emulsions were prepared using mechanical stirring, with concentrations around 300 ppm. The air flow rate was set at 700 cm3/min and the porous plate filter used for the generation of the air bubbles has pore size varying from 16 to 40 Pm. The column operated at constant volume (1500mL). A new methodology has been developed to collect the samples, where, instead of collecting the water phase, it was collected the oil phase removed by the process in the top of the flotation column. It has been observed that it is necessary to find an optimum surfactant concentration to achieve enhanced removal efficiency. Being for OSS 1.275 mmol/L and for OGS 0.840 mmol/L, with removal efficiencies of 93% and 99%, respectively, using synthetic solutions. For the produced water, the removal in these concentrations was 75% for OSS and 65% for OGS. It is possible to remove oil from water in a flotation process using surfactants of high HLB, fact that is against the own definition of HLB (Hydrophile-Lipophile Balance). The interfacial tension is an important factor in the oil removal process using a flotation process, because it has direct interference in the coalescence of the oil drops. The spreading of the oil of the air bubble should be considered in the process, and for the optimum surfactant concentrations it reached a maximum value. The removal kinetics for the flotation process using surfactants in the optimum concentration has been adjusted according to a first order model, for synthetic water as for the produced water.

Utilização de uma coluna de flotação para remoção de compostos orgânicos da água de produção

Innovative technologies using surfactant materials have applicability in several industrial fields, including petroleum and gas areas. This study seeks to investigate the use of a surfactant derived from coconut oil (SCO saponified coconut oil) in the recovery process of organic compounds that are present in oily effluents from petroleum industry. For this end, experiments were accomplished in a column of small dimension objectifying to verify the influence of the surfactant SCO in the efficiency of oil removal. This way, they were prepared emulsions with amount it fastens of oil (50, 100, 200 and 400 ppm), being determined the great concentrations of surfactant for each one of them. Some rehearsals were still accomplished with produced water of the industry of the petroleum to compare the result with the one of the emulsions. According to the experiments, it was verified that an increase of the surfactant concentration does not implicate in a greater oil removal. The separation process use gaseous bubbles formed when a gas stream pass a liquid column, when low surfactant concentrations are used, it occurs the coalescence of the dispersed oil droplets and their transport to the top of the column, forming a new continuous phase. Such surfactants lead to a gas-liquid interface saturation, depending on the used surfactant concentration, affecting the flotation process and influencing in the removal capacity of the oily dispersed phase. A porous plate filter, with pore size varying from 40 to 250 mm, was placed at the base of the column to allow a hydrodynamic stable operation. During the experimental procedures, the operating volume of phase liquid was held constant and the rate of air flow varied in each experiment. The resulting experimental of the study hydrodynamic demonstrated what the capturing of the oil was influenced by diameter of the bubbles and air flow. With the increase flow of 300 about to 900 cm3.min-1, occurred an increase in the removal of oil phase of 44% about to 66% and the removal kinetic of oil was defined as a reaction of 1° order

Estudo da viabilidade da destilação solar para polimento de águas produzidas de petróleo

This work study of solar distillation feasibility in effluent of petroleum industry: produced water, making possible your reuse for irrigation of oleaginous cultures or fodder crops or in steam generation, as well the transport phenomena involved. The methodology for development of this project was to characterize the effluent to be treated and to accomplish physical and chemical analysis in the distilled, to build distillation equipment, concomitant operation of both equipments and implementation of data processing and economical evaluation. The methodology used for all parameters is outlined in APHA (1998) and sampling of the type compound. The feeding of distillation equipment was performed with treated effluent from UTPF of Guamaré. The temperature was monitored throughout the distillers and during the time of operation. The distillers feed occur, as a rule, for sifon. The distillers were operated by a period of 17 months between July 2007 and February 2009, in which 40 experiments were performed. The radiation and temperature datas were acquired in the INPE s site and the temperature inside of the distillers was registered by DATALOGGER Novus. The rates of condensation (mL / min) were determined by measuring of the flow in a graduate test tube of 10 mL and a chronometer. We used two simple solar effect distillers of passive type with different angles in coverage: 20 ° and 45 °. The results obtained in this study and the relevant discussions are divided into six topics: sample characterization and quality of distilled; construction of distillers; operation (data, temperature profile), climatic aspects, treatment of data and economical analysis. Results obtained can be inferred that: the energy loss by the adoption of vessel glass was not significant, however, complicates the logistics of maintenance the equipment on a large scale. In the other hand, the surface of the tub with a glass shield on the equipment deterioration, both devices showed similar performance, so there is not justified for use of equipment 450. With regard to the climatological study it was verified that the Natal city presents monthly medium radiation varying in a range between 350 and 600 W/m2, and medium of wind speed of 5 m / s. The medium humidity is around 70% and rainfall is very small. The regime of the system is transient and although it has been treated as a stationary system shows that the model accurately represents the distillers system's 20 degrees. The quality of the distilled with regard to the parameters evaluated in this study is consistent with the Class 3 waters of CONAMA (Resolution 357). Therefore we can conclude that solar distillation has viability for treat oilfield produced water when considered the technical and environmental aspects, although it is not economically viable

Utilização de uma coluna de flotação para remoção de compostos orgânicos da água de produção

Innovative technologies using surfactant materials have applicability in several industrial fields, including petroleum and gas areas. This study seeks to investigate the use of a surfactant derived from coconut oil (SCO saponified coconut oil) in the recovery process of organic compounds that are present in oily effluents from petroleum industry. For this end, experiments were accomplished in a column of small dimension objectifying to verify the influence of the surfactant SCO in the efficiency of oil removal. This way, they were prepared emulsions with amount it fastens of oil (50, 100, 200 and 400 ppm), being determined the great concentrations of surfactant for each one of them. Some rehearsals were still accomplished with produced water of the industry of the petroleum to compare the result with the one of the emulsions. According to the experiments, it was verified that an increase of the surfactant concentration does not implicate in a greater oil removal. The separation process use gaseous bubbles formed when a gas stream pass a liquid column, when low surfactant concentrations are used, it occurs the coalescence of the dispersed oil droplets and their transport to the top of the column, forming a new continuous phase. Such surfactants lead to a gas-liquid interface saturation, depending on the used surfactant concentration, affecting the flotation process and influencing in the removal capacity of the oily dispersed phase. A porous plate filter, with pore size varying from 40 to 250 mm, was placed at the base of the column to allow a hydrodynamic stable operation. During the experimental procedures, the operating volume of phase liquid was held constant and the rate of air flow varied in each experiment. The resulting experimental of the study hydrodynamic demonstrated what the capturing of the oil was influenced by diameter of the bubbles and air flow. With the increase flow of 300 about to 900 cm3.min-1, occurred an increase in the removal of oil phase of 44% about to 66% and the removal kinetic of oil was defined as a reaction of 1° order.

Ensaios ecotoxicológicos da biodegradação de óleos

O presente trabalho teve como objetivo estudar a biodegradação de efluente oleosos em ambiente terrestre. Foram avaliados os potenciais degradação dos seguintes óleos: óleo lubrificante automotivo usado, óleo vegetal novo e usado, e biodiesel. Os ensaios realizados objetivaram, pelo método de respirometria, quantificar e comparar as porcentagens de biodegradação medida através da formação do CO2 da respirometria bacteriana entre amostras de solos contaminados por diferentes tipos de óleo. Além destes ensaios, foram realizados testes colorimétricos que, indicarão, pela mudança de cor do indicador, quais os óleos levam mais tempo para serem completamente degradados. Dessa maneira, foi possível verificar a degradabilidade relativa dos óleos, e contribuir para futuras pesquisas envolvendo a poluição de ambientes com efluentes oleosos. Os dados coletados permitiram verificar a toxicidade e biodegradabilidade relativa dos óleos, de modo que os ensaios contendo biodiesel e óleo vegetal novo tiveram menor índice de biodegradação, quando comparado ao óleo automotivo usado.

Lipases microbianas: produção, propriedades e aplicações biotecnológicas

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico(CNPq)

Monitoreo de parásitos en efluentes domiciliarios

OBJETIVO: Evaluar la presencia de parásitos en efluentes semisólidos y líquidos en distintas localidades de la Patagonia argentina considerando que ésta es una de las restricciones para su uso. MÉTODOS: Las muestras tomadas en 4 Plantas de Tratamiento de Efluentes Domiciliarios se analizaron siguiendo las normativas de Environmental Protection Agency, Organización Mundial de la Salud, Standard Methods for Examination of Water and Wastewater y de algunas clasificaciones. RESULTADOS: Solamente 2 de las 6 muestras de semisólidos analizadas tenían huevos de Ascaris lumbricoides no viables. De las 10 muestras líquidas, solamente 2 no tenían huevos mientras las restantes tenían patógenos de las categorías I (Giardia sp., Hymenolepis diminuta y Enterobius vermicularis) y III (Ascaris lumbricoides, Ancylostoma duodenale y Trichuris trichiura). CONCLUSIONES: Todas las muestras de semisólidos analizadas fueron aptas para su uso como fertilizantes porque no se registró en ninguna de ellas la presencia de huevos viables de Ascaris lumbricoides y solamente 6 de las muestras líquidas fueron aptas para riego por carecer de huevos o por ser su concentración igual o inferior a 1 huevo por litro.

Optimização de exploração de centrais de ciclo combinado com a aplicação de técnicas de captura de CO2 dos efluentes gasosos

Existe cada vez mais o interesse e a procura de reduzir a pegada ecológica que os humanos deixam no planeta Terra. Apesar de, nos dias de hoje, ainda serem consumidas grandes quantidades de combustíveis fósseis existe uma preocupação crescente em usar esses combustíveis de forma eficiente assim como em usar combustíveis alternativos que promovam uma queima mais limpa. A legislação é cada vez mais restritiva nesta área. Em consequência, cresce a tecnologia que visa reduzir as emissões poluentes e aumentar a eficiência energética dos sistemas. Existem várias alternativas capazes de reduzir as emissões poluentes consoante o tipo de emissão e o poluente em questão. Assim, este trabalho tem como objectivo fazer uma breve descrição das técnicas de captura e sequestro de CO2 que se consideraram mais importantes, seleccionar uma para efectuar uma simulação e aplicar a uma situação real, neste caso específico, à Central Termoeléctrica do Ribatejo. Foi ainda realizado um estudo estatístico com o objectivo de caracterizar e analisar, de forma muito sucinta, a preocupação e opinião geral dos inquiridos para com o meio ambiente que os rodeia; assim como saber se conheciam as técnicas descritas neste trabalho, e se estariam dispostos a cobrir a utilização destas técnicas, contribuindo com uma percentagem na factura de electricidade.

Simulação numérica aplicada ao tratamento de efluentes

A existência de estações de tratamentos de águas residuais (ETAR) é, nos dias de hoje, fundamental na medida em que permite, reduzir a poluição ambiental associada às águas e, também, a reutilização da água tratada para diversos fins. A constante necessidade de cumprir os limites de descargas nos meios recetores conduziu a um melhoramento nas técnicas e processos de tratamento de efluentes, nomeadamente, nos processos biológicos. O processo por lamas ativadas é um processo amplamente utilizado para a remoção de poluentes orgânicos presentes nas águas residuais, pelo que um estudo mais intensivo sobre estes tratamentos resultou na publicação de uma série de conceitos e pressupostos, através de modelos numéricos. A modelação numérica de processos de tratamento de águas residuais e a utilização de ferramentas de simulação numérica têm sido largamente utilizadas, a nível mundial, por exemplo em investigação, desenvolvimento de processos, atividade de consultoria e igualmente por entidades reguladoras, na medida em que os auxiliam no planeamento, dimensionamento e análise do comportamento de infraestruturas de tratamento. No presente trabalho, recorreu-se ao software de simulação GPS-X (versão 6.0) para implementar o esquema de tratamento da ETAR de Beirolas. O objetivo deste trabalho é verificar a aplicabilidade de modelos numéricos na simulação de unidades de tratamento de efluentes e avaliar a resposta dos diferentes modelos, assim como a influência na alteração de características das águas afluentes no comportamento dos modelos. Os resultados obtidos permitiram concluir que os modelos numéricos podem ser utilizados para prever a resposta dos sistemas biológicos e as suas perturbações. Conclui-se ainda que o comportamento, dos modelos estudados (ASM1, ASM2d, ASM3 e mantis), é semelhante, contudo deve-se referir que devido à complexidade do modelo e a falta de informação experimental sobre as características do efluente, não permitiram efetuar uma completa caracterização e calibração do caso de estudo, e toda a informação disponível sobre as características físico-químicas da água foram baseadas em estimativas de concentrações de carências de oxigénio e sólidos suspensos.

Recuperação de calor dos efluentes da tinturaria

Foram utilizados como elemento principal de estudo, os efluentes líquidos dos processos industriais da ENDUTEX, Tinturaria e Acabamento de Malhas, S. A. localizada no município de Caldas de Vizela, distrito de Braga. O estudo foi realizado na empresa devido ao interesse da mesma em poder reaproveitar o calor libertado nos efluentes para aquecimento de parte da água captada no rio de Vizela. O objectivo do trabalho consiste no dimensionamento de um permutador de calor que permita satisfazer o interesse da empresa, assim como, um estudo económico relativo aos custos envolventes. Com o intuito de concretizar os objectivos propostos foram realizadas visitas semanais à empresa para se proceder ao levantamento de dados e para a realização de amostragens do efluente para posterior caracterização. Depois de efectuado o dimensionamento do permutador de placas para diferentes caudais e temperaturas dos fluidos, frio (água do rio) e quente (efluentes), concluiu-se que as condições mais rentáveis correspondiam a um caudal de fluido frio de 17 m3/h em que a temperatura de entrada e de saída no permutador seria de 14 ºC e 48 ºC, respectivamente. O caudal de fluido quente seria de 20 m3/h, sendo a temperatura de entrada e de saída no permutador de 62 ºC e 33,1 ºC, respectivamente. Como resultado do dimensionamento obteve-se um permutador de placas com 167 placas em que o coeficiente global de transferência de calor (U) é de 726,9 W/m2ºC, a área projectada de 55,7 m2 e a queda de pressão de 0,904 KPa. Foi consultada a empresa ARSOPI-THERMAL para verificação das características dos permutadores existentes no mercado. No entanto, para as mesmas condições foi sugerido um permutador com 31 placas em que o coeficiente global de transferência de calor (U) é de 6267 W/m2ºC, a área projectada de 7,39 m2 e a queda de pressão de 76 KPa. A diferença verificada nos resultados apresentados pode ter origem na utilização de diferentes expressões no cálculo do coeficiente pelicular de transferência de calor (h) e pelo facto da ARSOPI desprezar o factor de sujamento no seu dimensionamento Na análise económica do projecto é de referir que para o arranque do projecto foi feito o levantamento das necessidades de investimento, situando-se este num valor total de 9640€, sendo o investimento financiado apenas por capitais próprios. O prazo de recuperação do investimento (Pay Back Period) é de cerca de 2 meses.

Análise do sistema de tratamento de efluentes gasosos de uma central de valorização energética de resíduos sólidos urbanos

Trabalho Final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre Em Engenharia Química e Biológica Ramo de processos Químicos

Manipulação de efluentes de bovinicultura

As crescentes preocupações ambientais para a redução das perdas de azoto em explorações de bovinicultura leiteira impõem o desenvolvimento de métodos de manipulação dos efluentes produzidos. Nesta Dissertação apresenta-se uma revisão bibliográfica sobre os principais processos de tratamento e valorização de efluentes de bovinicultura e um trabalho experimental que teve como objectivos avaliar a utilização dos floculantes PAM e bentonite na remoção de sólidos e nutrientes da fracção líquida do chorume, comparar as emissões de N2O e degradação do N orgânico a partir de chorumes com e sem pré-tratamento após incorporação em solos agrícolas.Após separação mecânica do chorume, foram adicionados à fracção líquida obtida os floculantes PAM e bentonite. A PAM apresentou maior capacidade de remoção de azoto, fósforo e matéria seca na fracção sobrenadante obtida.Também se realizou um ensaio de incubação durante 94 dias, no qual foram medidas as emissões de N2O e o teor de N mineral. Os tratamentos incorporados a solos foram: chorume bruto, fracções sólida e líquida, fracções sedimentada e sobrenadante com PAM. Os processos de pré-tratamento que conduziram à redução das emissões gasosas, relativamente ao chorume bruto, foram: fracção sólida (-25,6%), fracção líquida (-5,1%) e fracção sobrenadante com PAM (-10,3%).