Biorreator osmótico com membranas híbrido como alternativa para tratamento de efluente de refinaria de petróleo

• Autor(a) principal: Priscila Barbosa Moser
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/55649
• topic: Biorreator osmótico; Solução osmótica; Reuso de água; Efluente; Petróleo e sustentabilidade; Refino; Engenharia sanitária; Meio ambiente; Biorreatores; Osmose; Água - Reutilização; Efluente - Qualidade; Petróleo - Refinarias; Sustentabilidade e meio ambiente

O crescente aumento da demanda de água e, consequentemente, elevada geração de efluentes nas refinarias de petróleo, impulsionam o desenvolvimento, o aperfeiçoamento de tecnologias e, a integração de processos que possibilitam o reuso industrial de água nos parques tecnológicos. Ademais, a característica do efluente do refino, constituído por hidrocarbonetos aromáticos, óleo e graxas, substâncias fenólicas e sulfurosas, além de compostos recalcitrantes, corroboram para que esse cenário possa ser cada vez mais praticado dentro do setor. Inserido neste contexto, os biorreatores osmóticos (BRMO), correspondendo à integração do processo de lodos ativados ao processo de separação com membranas de osmose direta (OD) e, suas variações, sistemas híbridos como BRMO+UF, vem sendo utilizados como uma tecnologia promissora, contribuindo para a redução dos gastos energéticos, remoção de compostos de difíceis degradações, além de possibilitar água de reuso com qualidade para aplicação em torres de resfriamento e caldeiras. Como uma importante variável do processo osmótico, as soluções osmóticas integram a força motriz do processo, sendo que sua integração e dinâmica interna do reator contribuem para a melhoria do sistema e, consequentemente, para a qualidade do efluente tratado. Ainda, podem ser destacados o efeito da salinidade, em decorrência do efeito difusivo do soluto pertencente à essa solução e sua implicação para o desempenho do biorreator. Neste contexto, o estudo teve por objetivo avaliar o desempenho do sistema osmótico e híbrido, tratando efluente real de uma refinaria de petróleo. Os resultados obtidos foram baseados no efeito de duas soluções osmóticas (SO) diferentes sobre a biodegradação de compostos recalcitrantes em um biorreator de membrana osmótico híbrido de ultrafiltração (UF) (BRMO+UF). A UF atuou como purga do sistema, assim contribuindo para a estabilização do efeito salino. A operação foi realizada de forma contínua (505 dias), tratando um efluente de refinaria de petróleo. Quando o cloreto de sódio (NaCl) foi usado como SO, o fluxo permeado de osmose direta foi 1,07 ± 0,32 (L/m2·h), enquanto para o acetato de sódio (CH3COONa) o fluxo permeado foi menor (0,60 ± 0,15 L/m2· h). Simulações mostraram que o acúmulo de salinidade em um BRMO convencional seria 10x e 5x vezes maior para NaCl e CH3COONa, respectivamente, em comparação ao BRMO+UF. A UF, no entanto, não foi capaz de aliviar o acúmulo de compostos recalcitrantes no reator quando operado com NaCl, o que levou a um declínio na eficiência do processo. O uso de CH3COONa como SO, por sua vez, favoreceu a atividade microbiológica e aumentou a biodegradação dos compostos recalcitrantes. Avaliações considerando apenas o sistema osmótico, BRMO, quando operado com cloreto de magnésio (MgCl2) como SO, apresentou permeado com melhor qualidade físico-química, devido ao aumento do tempo de retenção desses contaminantes, podendo ser utilizado mesmo em aplicações que demandem elevada qualidade operacional. Quando comparado a outros biorreatores, existe maior degradação de compostos recalcitrantes. Ademais, a diminuição do fluxo em função do aumento da salinidade, em virtude do fluxo inverso do magnésio, além da diluição da SO, pode favorecer o processo de nitrificação. Por fim, recuperar a solução osmótica, aumenta as taxas de operação do processo, reduzindo custos e promovendo a sustentabilidade do processo.