Made available in DSpace on 2014-12-17T15:01:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LaerteMBJ.pdf: 1423557 bytes, checksum: e510d46a084eaa621d7fd44d9d215025 (MD5) Previous issue date: 2008-12-15 / Petroleum Refinery wastewaters (PRW) have hart-to-degrade compounds, such as: phenols, ammonia, cyanides, sulfides, oils and greases and the mono and polynuclear aromatic hydrocarbons: benzene, toluene and xylene (BTX), acenaphthene, nitrobenzene and naphtalene. It is known that the microrganisms activity can be reduced in the presence of certain substances, adversely affecting the biological process of wastewater treatment. This research was instigated due the small number of studies regarding to this specific topic in the avaiable literature. This body of work ims to evaluate the effect of toxic substances on the biodegradability of the organic material found in PRW. Glucose was chosen as the model substrate due to its biodegradable nature. This study was divided into three parts: i) a survey of recalcitants compounds and the removal of phenol by using both biological and photochemical-biological processes; ii) biomass aclimation and iii) evaluation of the inhibitory effect certain compounds have on glucose biodegradation. The phenol degradation experiments were carried out in an activity sludge system and in a photochemical reactor. The results showed the photochemical-biological process to be more effective on phenol degradation, suggesting the superioruty of a combined photochemical-biological treatment when compared with a simple biological process for phenol removal from industry wastewaters. For the acclimation step, was used an activated sludge from industrial wastewaters. A rapid biomass aclimation to a synthetic solution composed of the main inhibitory compouns fpund in a PRW was obtained using the following operation condition: (pH = 7,0; DO ≥ 2,0 mg/L; RS = 20 days e qH = 31,2 and 20,4 hours), The last part was consisted of using respirometry evaluation toxicity effects of selected compounds over oxygen uptake rate to adaptated and non adaptated biomass in the presence of inhibitory compounds. The adaptated sludge showed greater degration capacity, with lower sensibility to toxic effects. The respirometry has proved to be very practical, as the techiniques used were simple and rapid, such as: Chemical Oxygen Demand (COD), Dissolved Oxygen (DO), and Volatile Suspended Solids (VSS). Using the latter it is possible to perform sludge selection to beggingthe process; thus allowing its use for aerobic treatment system`s behacior prediction / Os despejos l?quidos provenientes de refinarias de petr?leo cont?m elevadas concentra??es de compostos de dif?cil degrada??o, dos quais destacam-se: fen?is, am?nia, cianetos, ?leos e graxas e os arom?ticos mono e polinucleares: benzeno, tolueno e xileno (BTX), acenafteno, naftaleno e nitrobenzeno. Sabe-se que a atividade de microrganismos pode ser reduzida na presen?a de subst?ncias, genericamente chamadas de inibidores, afetando adversamente um processo biol?gico de tratamento de ?guas residu?rias. A escassez de dados na literatura sobre o assunto, motivou a realiza??o de um levantamento bibliogr?fico, objetivando inicialmente avaliar o estado da arte. O presente trabalho teve como principal objetivo avaliar a influ?ncia de mol?culas t?xicas, presentes em despejos de refinarias de petr?leo, na biodegrada??o de mat?ria org?nica. Tomou-se como modelo de substrato a glicose em virtude de ser um composto facilmente biodegrad?vel. O trabalho foi dividido em tr?s etapas: i) levantamento dos compostos recalcitrantes e investiga??o da estrat?gia de remo??o de fenol atrav?s de processos biol?gico e fotoqu?mico-biol?gico, ii)adapta??o da biomassa e iii) avalia??o do efeito inibit?rio de alguns compostos na biodegrada??o da glicose. Os ensaios de degrada??o do fenol foram realizados em um sistema de lodos ativados e em reator fotoqu?mico. Os resultados mostraram que o processo fotoqu?mico biol?gico foi o mais eficiente na degrada??o do fenol, mostrando o potencial da utiliza??o do tratamento combinado, fotoqu?mico biol?gico, em rela??o ao processo biol?gico na remo??o de fenol presente em efluentes industriais. Na etapa de adapta??o, foi empregado um lodo proveniente de uma industria petroqu?mica. Os resultados mostraram, para as condi??es operacionais utilizadas (pH = 7,0; OD ≥ 2,0 mg/L; RS =20 dias e qH de 31,2 e 20,4 horas), uma r?pida adapta??o da biomassa a um despejo sint?tico contendo os principais compostos inibidores presentes em efluentes de refinarias de petr?leo. Outra etapa deste estudo consistiu no uso da respirometria para avalia??o da toxicidade dos compostos selecionados sobre a velocidade de consumo de oxig?nio, tanto para biomassa n?o adaptada como para adaptada ? presen?a dos compostos inibidores. O lodo adaptado apresentou maior capacidade de degrada??o, tendo menor sensibilidade aos seus efeitos t?xicos. A metodologia de respirometria mostrou-se atraente e pr?tica, pois utilizando-se an?lises laboratoriais simples e r?pidas, tais como: Demanda Qu?mica de Oxig?nio (DQO), oxig?nio dissolvido (OD) e S?lidos em Suspens?o Vol?teis (SSV), ? poss?vel efetuar a sele??o de lodos para a partida de instala??es, os quais permitem predizer o comportamento futuro em sistemas de tratamento aer?bio, pelo menos no in?cio da opera??o

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:01:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AndreLNM_TESE.pdf: 4268962 bytes, checksum: de5aa1c7c5c862a403661069ce859de2 (MD5) Previous issue date: 2010-12-17 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / Increasing concern with the environment, in addition to strict laws, has induced the industries to find altenatives to the treatment of their wastes. Actually, the oil industry has sought solutions to overcome a big environmental problem, i.e., oil field produced water being discharged to the sea. These effluents have organic compounds dissolved, such as polycyclic aromatic hydrocarbons, phenols, benzene, toluene, ethylbenzene and xylenes (BTEX). These compounds are difficult to be removed and have high toxicity. The advanced oxidation processes - AOP are effective to degradation of these organic compounds, because they generate hydroxyl radicals with high potential of oxidation. This work includes the reactor photochemical development applied in the photodegradation treatment (by photo-Fenton process) of wastewaters containing organic compounds dissolved, aiming at treatment and recovery the oil field produced water. The studied reactor allowed the evaluation of two ultraviolet radiation sources that is the main factor to describe the feasibility of the photo?Fenton treatment, i.e., sun and black light fluorescent lamps, and other relevant variables the process: concentration of reagents, irradiated area and also various reactor configurations to maximize the use of radiation. The organic matter degradation was verified with samples collected during the experimental and analyzed with a total organic carbon analyzer (TOC), which expressed the results in terms of mgC/L. The solar radiation was more effective than radiation from the lamps. it's an important factor for the operation costs cutting. Preliminary experiments applied to oil field produced water treatment have showed satisfactory results, reducing up to 76 % of organic matter / A crescente preocupa??o com o meio ambiente, al?m de leis cada vez mais r?gidas para quem polui, tem feito as ind?strias buscarem alternativas para o tratamento de seus res?duos. Nos ?ltimos anos, a ind?stria de petr?leo, especificamente, tem procurado meios de remediar um de seus maiores problemas ambientais: o descarte abundante das ?guas produzidas em campos de produ??o, que, ap?s serem tratadas, s?o em sua maioria lan?adas ao mar. Tais efluentes cont?m compostos org?nicos dissolvidos de dif?cil remo??o e alta toxicidade, como hidrocarbonetos polic?clicos arom?ticos - HP A, fen?is, benzeno, tolueno, etilbenzeno e xilenos (BTEX). Os processos oxidativos avan?ados - POA t?m-se mostrado eficazes na degrada??o de compostos org?nicos, pois geram subst?ncias (radicais hidroxila) com elevado potencial de oxida??o, capazes de degradar estes compostos. O presente trabalho contempla o desenvolvimento de um reator fotoqu?mico aplicado no tratamento fotodegradativo (via processo foto-Fenton) de efluentes contendo compostos org?nicos dissolvidos, visando aplica??o no tratamento e recupera??o das ?guas produzidas. Utilizando um efluente modelo contendo fenol, este reator permitiu empregar e avaliar duas fontes emissoras de radia??o ultravioleta (principal fator que contribui para viabilidade ou n?o da aplica??o deste tipo de processo), o sol e l?mpadas fluorescentes de luz negra, al?m de outras vari?veis relevantes ao processo como concentra??o de reagentes e ?rea irradiada (este, que demonstrou ser um dos fatores que tem maior - e positiva - influ?ncia no processo) e ainda diversas configura??es do reator de modo a maximizar o aproveitamento da radia??o. Para verificar o processo de degrada??o da mat?ria org?nica, amostras foram coletadas durante os ensaios experimentais e analisadas com um analisador de carbono org?nico total (COT), o qual expressa os resultados em termos mgC/L. A radia??o solar mostrou-se mais eficaz do que a proveniente das l?mpadas, sendo um fator importante para a redu??o dos custos de opera??o deste processo. Testes do sistema aplicado ? ?gua produzida apresentaram resultados bastante satisfat?rios, reduzindo em at? 76 % a carga org?nica

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:01:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AndreLNM_TESE.pdf: 4268962 bytes, checksum: de5aa1c7c5c862a403661069ce859de2 (MD5) Previous issue date: 2010-12-17 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / Increasing concern with the environment, in addition to strict laws, has induced the industries to find alternatives to the treatment of their wastes. Actually, the oil industry has sought solutions to overcome a big environmental problem, i.e., oil field produced water being discharged to the sea. These effluents have organic compounds dissolved, such as polycyclic aromatic hydrocarbons, phenols, benzene, toluene, ethylbenzene and xylenes (BTEX). These compounds are difficult to be removed and have high toxicity. The advanced oxidation processes - AOP are effective to degradation of these organic compounds, because they generate hydroxyl radicals with high potential of oxidation. This work includes the reactor photochemical development applied in the photodegradation treatment (by photo-Fenton process) of wastewaters containing organic compounds dissolved, aiming at treatment and recovery the oil field produced water. The studied reactor allowed the evaluation of two ultraviolet radiation sources that is the main factor to describe the feasibility of the photo- Fenton treatment, i.e., sun and black light fluorescent lamps, and other relevant variables the process: concentration of reagents, irradiated area and also various reactor configurations to maximize the use of radiation. The organic matter degradation was verified with samples collected during the experimental and analyzed with a total organic carbon analyzer (TOC), which expressed the results in terms of mgC/L. The solar radiation was more effective than radiation from the lamps. It's an important factor for the operation costs cutting. Preliminary experiments applied to oil field produced water treatment have showed satisfactory results, reducing up to 76 % of organic matter / A crescente preocupa??o com o meio ambiente, al?m de leis cada vez mais r?gidas para quem polui, tem feito as ind?strias buscarem alternativas para o tratamento de seus res?duos. Nos ?ltimos anos, a ind?stria de petr?leo, especificamente, tem procurado meios de remediar um de seus maiores problemas ambientais: o descarte abundante das ?guas produzidas em campos de produ??o, que, ap?s serem tratadas, s?o em sua maioria lan?adas ao mar. Tais efluentes cont?m compostos org?nicos dissolvidos de dif?cil remo??o e alta toxicidade, como hidrocarbonetos polic?clicos arom?ticos HPA, fen?is, benzeno, tolueno, etilbenzeno e xilenos (BTEX). Os processos oxidativos avan?ados POA t?m-se mostrado eficazes na degrada??o de compostos org?nicos, pois geram subst?ncias (radicais hidroxila) com elevado potencial de oxida??o, capazes de degradar estes compostos. O presente trabalho contempla o desenvolvimento de um reator fotoqu?mico aplicado no tratamento fotodegradativo (via processo foto-Fenton) de efluentes contendo compostos org?nicos dissolvidos, visando aplica??o no tratamento e recupera??o das ?guas produzidas. Utilizando um efluente modelo contendo fenol, este reator permitiu empregar e avaliar duas fontes emissoras de radia??o ultravioleta (principal fator que contribui para viabilidade ou n?o da aplica??o deste tipo de processo), o sol e l?mpadas fluorescentes de luz negra, al?m de outras vari?veis relevantes ao processo como concentra??o de reagentes e ?rea irradiada (este, que demonstrou ser um dos fatores que tem maior e positiva influ?ncia no processo) e ainda diversas configura??es do reator de modo a maximizar o aproveitamento da radia??o. Para verificar o processo de degrada??o da mat?ria org?nica, amostras foram coletadas durante os ensaios experimentais e analisadas com um analisador de carbono org?nico total (COT), o qual expressa os resultados em termos mgC/L. A radia??o solar mostrou-se mais eficaz do que a proveniente das l?mpadas, sendo um fator importante para a redu??o dos custos de opera??o deste processo. Testes do sistema aplicado ? ?gua produzida apresentaram resultados bastante satisfat?rios, reduzindo em at? 76 % a carga org?nica

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:01:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AndreLNM.pdf: 781178 bytes, checksum: d7b742a561481a98abbefe98cb97f8fb (MD5) Previous issue date: 2005-12-02 / With water pollution increment at the last years, so many progresses in researches about treatment of contaminated waters have been developed. In wastewaters containing highly toxic organic compounds, which the biological treatment cannot be applied, the Advanced Oxidation Processes (AOP) is an alternative for degradation of nonbiodegradable and toxic organic substances, because theses processes are generation of hydroxyl radical based on, a highly reactivate substance, with ability to degradate practically all classes of organic compounds. In general, the AOP request use of special ultraviolet (UV) lamps into the reactors. These lamps present a high electric power demand, consisting one of the largest problems for the application of these processes in industrial scale. This work involves the development of a new photochemistry reactor composed of 12 low cost black light fluorescent lamps (SYLVANIA, black light, 40 W) as UV radiation source. The studied process was the photo-Fenton system, a combination of ferrous ions, hydrogen peroxide, and UV radiation, it has been employed for the degradation of a synthetic wastewater containing phenol as pollutant model, one of the main pollutants in the petroleum industry. Preliminary experiments were carrier on to estimate operational conditions of the reactor, besides the effects of the intensity of radiation source and lamp distribution into the reactor. Samples were collected during the experiments and analyzed for determining to dissolved organic carbon (DOC) content, using a TOC analyzer Shimadzu 5000A. The High Performance Liquid Chromatography (HPLC) was also used for identification of the cathecol and hydroquinone formed during the degradation process of the phenol. The actinometry indicated 9,06⋅1018 foton⋅s-1 of photons flow, for 12 actived lamps. A factorial experimental design was elaborated which it was possible to evaluate the influence of the reactants concentration (Fe2+ and H2O2) and to determine the most favorable experimental conditions ([Fe2+] = 1,6 mM and [H2O2] = 150,5 mM). It was verified the increase of ferrous ions concentration is favorable to process until reaching a limit when the increase of ferrous ions presents a negative effect. The H2O2 exhibited a positive effect, however, in high concentrations, reaching a maximum ratio degradation. The mathematical modeling of the process was accomplished using the artificial neural network technique / Com o crescente aumento da polui??o das ?guas acorrido nos ?ltimos anos, houve tamb?m um grande avan?o das pesquisas relacionadas ao tratamento de ?guas contaminadas. Efluentes contendo compostos org?nicos de alta toxicidade, nos quais o tratamento biol?gico n?o pode ser aplicado, os chamados processos oxidativos avan?ados (POA) surgem como uma alternativa para a degrada??o de subst?ncias org?nicas t?xicas n?o biodegrad?veis, pois estes processos s?o baseados na gera??o de radicais hidroxila, subst?ncias altamente reativas, capazes de degradar praticamente todas as classes de compostos org?nicos. Os POA, por muitas vezes, requerem o uso de reatores com l?mpadas especiais que emitem luz ultravioleta. Estas l?mpadas apresentam uma alta demanda de energia el?trica, consistindo, portanto, em um dos maiores problemas para a aplica??o desses processos em escala industrial. Este trabalho envolveu o desenvolvimento de um novo reator fotoqu?mico composto de 12 l?mpadas fluorescentes de luz negra de baixo custo como fonte de radia??o UV. O processo estudado foi o sistema foto-Fenton, uma combina??o de ?ons ferrosos, per?xido de hidrog?nio e radia??o ultravioleta, sendo aplicado na degrada??o de um efluente sint?tico aquoso contendo fenol, um dos principais poluentes da ind?stria do petr?leo. Foram realizados experimentos preliminares visando avaliar as condi??es operacionais do reator, al?m dos efeitos da intensidade da fonte de radia??o e distribui??o das l?mpadas no reator. As amostras foram analisadas quanto ao teor de carbono org?nico dissolvido (COD) utilizando um TOC 5000A da Shimadzu. A partir do recurso da cromatografia l?quida de alto desempenho (HPLC), p?de ser identificado a forma??o do catecol e da hidroquinona durante o processo de degrada??o do fenol. Pelo emprego da actinometria foi obtida uma taxa de incid?ncia de f?tons de 9,06⋅1018 foton⋅s-1, para 12 l?mpadas acionadas. Foi elaborado um planejamento fatorial ampliado do qual foi poss?vel avaliar a influ?ncia da concentra??o dos reagentes (Fe2+ e H2O2), al?m de ter sido determinado as condi??es ?timas experimentais ([Fe2+] = 1,6 mM e [H2O2] = 150,5 mM), obtendo um percentual m?ximo de degrada??o de 81,38 % em 1 hora de rea??o. Foi verificado que o aumento da concentra??o dos ?ons ferrosos ? favor?vel ao processo at? atingir um limite, quando o acr?scimo de ?ons ferrosos come?ou a apresentar um efeito negativo. O H2O2 apresentou um efeito positivo ao processo, atingindo um percentual m?ximo de degrada??o. A modelagem matem?tica do processo foi realizada utilizando o recurso da rede neural artificial, a qual p?de representar o sistema e o comportamento das vari?veis do processo