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Tipo: TCC
Título: Tratamento de ácidos naftênicos em água derivada do processamento de areias betuminosas
Autor(es): Soares, Jordan Lima
Orientador: Sant'Ana, Hosiberto Batista de
Palavras-chave: Processos de Oxidação Avançadas;Ácidos Naftênicos;Betume
Data do documento: 15-Jun-2018
Resumo: A indústria petrolífera produz uma grande quantidade de água processada de areias betuminosas (APAB) no processo do betume. Os constituintes de APAB incluem hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (HAPs), sais (Na+, K+, Cl-2, SO4-2, e HCO3), metais (Al, B, Sb, Ba, Co, Ni, Mg, Mn, Fe e Si), e uma complexa mistura natural de ácidos carboxílicos alifáticos e alicíclicos conhecidos como ácidos naftênicos (ANs). ANs são compostos tóxicos que afetam a saúde humana e o meio ambiente. Utilizar tecnologia de tratamento adequado para a remoção desses compostos da água é uma tarefa árdua, devido a sua composição molecular e aos altos custos operacionais do processo. Tratamentos biológicos convencionais não são efetivos para a degradação de areias betuminosas em níveis significativos, devido a sensibilidade dos microrganismos, salinidade da água e toxicidade das amostras. Processos de Oxidação Avançadas (POA) são processos químicos bastante efetivos para a degradação de moléculas complexas nas quais tratamentos biológicos não são adequados. Para um tratamento eficiente em escala industrial, o processo de oxidação requer intensificadores reacionais, como a adição de sais, tratamento com luz ultravioleta, uso de ultrassom, quantidades enormes de energia elétrica e várias outras combinações químicas que são muito caras e inviáveis para aplicações industriais. Os objetivos desse projeto são de investigar os efeitos de tratamento híbrido que se baseia na combinação de tratamento químico e biológico para a oxidação de ácidos naftênicos presentes em APAB. As condições operacionais ótimas foram estabelecidas para o pré tratamento da APAB usando UV, H2O2 e a combinação de UV/H2O2, seguido pela remoção de produtos da oxidação por tratamentos biológicos. O efeito da dosagem de agentes oxidantes e tempo de reação no processo de pré tratamento foi estudado. A combinação de UV/H2O2 foi o processo mais efetivo, comparado com os outros tratamentos, mostrando uma remoção de 46% de compostos fracionados de ácidos naftênicos (CFANs) e uma diminuição de 56% de Demanda Química de Oxigênio (DBO). O tratamento microbiano das amostras pela combinação de UV/H2O2 foi realizada e o processo foi otimizado para maximizar a remoção de compostos fracionados de ácidos naftênicos.
Abstract: Oil sands industries produce a large amount of oil sands processed water (OSPW) in the refining processes of bitumen. The constituents of OSPW include polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), salts (Na+, K+, Cl-2, SO4-2, and HCO3), metals (Al, B, Sb, Ba, Co, Ni, Mg, Mn, Fe, and Si), and a complex mixture of naturally occurring aliphatic and alicyclic carboxylic acids known as naphthenic acids (NAs). NAs are toxic compounds that affect human health and the environment. Using suitable treatment technologies for the removal of these compounds is a challenging task, due to their high molecular composition and the high operational cost of the treatment process. Conventional biological treatment processes are not effective for the degradation of oil sands industrial wastewater due to the sensitivity of microorganisms, water salinity, and toxicity of the samples. Chemical oxidation is very effective for the degradation of complex molecules where biological treatments are not amenable. For efficient chemical treatment on an industrial scale, the oxidation process may require reaction boosters such as the addition of metal salts, treatment with UV and ultrasound, huge electrical power, and various other chemical combinations that are very expensive and not feasible for industrial applications. The objective of this project is to investigate the effect of a hybrid treatment system based on the chemical and biological methods for the oxidation of naphthenic acids present in OSPW. The optimum operating conditions are established for the pretreatment of OSPW using UV, H2O2 and the combination of UV/H2O2, followed by the removal of oxidation products by microbial treatments. The effect of dosage of oxidizing agents and reaction time on the pretreatment of OSPW was studied. The UV/H2O2 combined pretreatment process was the most effective, compared to the other treatment processes, showing the removal of 46% Naphthenic acid fractional compounds (NAFCs) and 56% Chemical Oxygen Demand (COD). The microbial treatment of the UV/H2O2 pretreated samples was carried out and the process was optimized for maximum removal of naphthenic acid fractional compounds.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/35194
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