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Title: Estudo de métodos de tratamento de efluentes (troca iônica e eletroquímico) separados e sequenciais para eliminação de derivados de petróleo
Other Titles: Study of effluent treatment methods (ion exchange and electrochemical) separated and sequential for disposal of petroleum products
Authors: Melo, Maria Jucilene de Macedo
Keywords: Oxidação eletroquímica;Resina;BTX
Issue Date: 12-Dec-2014
Publisher: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Citation: MELO, Maria Jucilene de Macedo. Estudo de métodos de tratamento de efluentes (troca iônica e eletroquímico) separados e sequenciais para eliminação de derivados de petróleo. 2014. 109f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Petróleo) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2014.
Portuguese Abstract: A geração de resíduo e a quantidade de água produzida proveniente das atividades de produção e extração de petróleo tem sido um enorme desafio para as empresas petrolíferas com relação à adequação ambiental em função da sua toxicidade. O descarte ou reuso desse efluente contendo compostos orgânicos como o BTEX (benzeno, tolueno, etilbenzeno e xileno) pode causar sérios problemas ambientais e a saúde humana. Assim, o objetivo desse trabalho foi estudar o desempenho de dois processos (separadamente e sequenciais) em um efluente sintético para a remoção de benzeno, tolueno e xileno (hidrocarbonetos voláteis presentes na água produzida) através de tratamento eletroquímico usando o eletrodo de Ti/Pt e resina de troca iônica utilizada no processo de adsorção. A solução sintética de BTX foi preparada com concentração de 22,8 mg L-1, 9,7 mg L-1 e 9,0 mg L-1, respectivamente em Na2SO4 0,1 mol L-1. Os experimentos foram realizados em batelada com 0,3 L de solução a 25ºC. O processo de oxidação eletroquímica foi realizado com o eletrodo de Ti/Pt aplicando diferentes densidades de corrente (J = 10, 20 e 30 mA cm-2). No processo de adsorção, foi empregada uma resina troca iônica (Purolite MB 478), usando diferentes quantidades de massa (2,5; 5 e 10 g). Para verificar a eficiência dos processos no tratamento sequencial, foi fixada uma densidade de corrente de 10 mA cm-2 e massa da resina de 2,5 g. As análises de espectrofotometria UV-vis, demanda química de oxigênio (DQO) e cromatografia gasosa com detector seletivo de fotoionização (PID) e ionização em chama (FID), confirmaram a alta eficiência de remoção dos compostos orgânicos após o tratamento. Constatou-se que o processo eletroquímico (separado e sequencial) é mais eficiente do que a adsorção, alcançando valores da remoção da DQO superiores a 70%, confirmado pelo estudo da voltametria cíclica e curvas de polarização. Enquanto que na adsorção (separado), a remoção da DQO não ultrapassou 25,8%, devido às interações da resina. Contudo, o processo sequencial (oxidação eletroquímica e adsorção) se mostrou uma alternativa adequada, eficiente e com boa relação custo-benefício para o tratamento de efluentes petroquímicos.
Abstract: The produce of waste and the amount of the water produced coming from activities of petroleum production and extraction has been a biggest challenge for oil companies with respect to environmental compliance due to toxicity. The discard or the reuse this effluent containing organic compounds as BTEX (benzene, toluene, ethylbenzene and xylene) can cause serious environmental and human health problems. Thus, the objective this paper was study the performance of two process (separately and sequential) in one synthetic effluent for the benzene, toluene and xylene removal (volatile hydrocarbons presents in the produced water) through of electrochemical treatment using Ti/Pt electrode and exchange resin ionic used in the adsorption process. The synthetic solution of BTX was prepared with concentration of 22,8 mg L-1, 9,7 mg L-1 e 9,0 mg L-1, respectively, in Na2SO4 0,1 mol L-1. The experiments was developed in batch with 0.3 L of solution at 25ºC. The electrochemical oxidation process was accomplished with a Ti/Pt electrode with different current density (J = 10, 20 e 30 mA.cm-2). In the adsorption process, we used an ionic exchange resin (Purolite MB 478), using different amounts of mass (2,5, 5 and 10 g). To verify the process of technics in the sequential treatment, was fixed the current density at 10 mA cm-2 and the resin weight was 2.5 g. Analysis of UV-VIS spectrophotometry, chemical oxygen demand (COD) and gas chromatography with selective photoionization detector (PID) and flame ionization (FID), confirmed the high efficiency in the removal of organic compounds after treatment. It was found that the electrochemical process (separate and sequential) is more efficient than absorption, reaching values of COD removal exceeding 70%, confirmed by the study of the cyclic voltammetry and polarization curves. While the adsorption (separately), the COD removal did not exceed 25,8%, due to interactions resin. However, the sequential process (electrochemical oxidation and adsorption) proved to be a suitable alternative, efficient and cost-effectiveness for the treatment of effluents petrochemical.
URI: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/20182
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