Made available in DSpace on 2014-10-09T12:42:25Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:01:56Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:42:25Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:01:56Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Lubrificantes são produtos gasosos, líquidos, semi sólidos ou sólidos (pó) que formam um filme entre duas partes evitando o atrito. Lubrificantes de alto desempenho são designados para trabalharem em condições severas de temperatura, pressão e contaminação. Os mais utilizados são os líquidos (óleos) e semi sólidos (graxas). As graxas são aplicadas aonde o óleo pode escorrer e em pontos de difícil acesso e são divididas basicamente em duas classes, sabão e não sabão. A graxa não sabão mais utilizada é a poliuréia, obtida pela reação entre aminas e isocianato, possui elevada tixotropia, alta rigidez dielétrica e excelente poder anticorrosivo, por isso é amplamente utilizada para lubrificação de motores elétricos e maquinário naval. Para obter uma graxa com altíssimo desempenho, nesse estudo foi utilizado o fluido lubrificante sintético polialfaolefina e também foi empregado o aditivo lubrificante sólido politetrafluoroetileno (PTFE) por apresentar o menor coeficiente de atrito conhecido, é comercialmente encontrado irradiado em ar para obter partículas menores e produzir grupos terminais oxigenados que são mais compatíveis com a superfície metálica. Os ensaios foram realizados de forma comparativa usando a graxa de poliuréia pura e aditivada com PTFE. As caracterizações foram feitas por espectroscopia de infravermelho, análise elementar de C, N, e H e índice de NCO livre, comprovando a formação de poliuréia de quatro carbonos (tetrauréia). As propriedades funcionais de ponto de gota e separação de óleo mostraram alta compatibilidade e estabilidade entre os polímeros, que aumentaram quando foi adicionado PTFE. A excelente resistência da graxa de tetrauréia pura ao desgaste e extrema pressão foram demonstradas pelo teste de quatro esferas e teste prático em rolamentos, caracterizando esta graxa como de alto desempenho quando comparada com as graxas mais utilizadas no mercado. / Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Scum is an integral component of solids management in MWWTP and is composed of fats, oils, grease and other entrained floatable materials that are collected during primary clarification. Lab scale BMP tests showed the addition of 14.5 g VS/L of scum exhibited the greatest increase in biogas production of 1.6 times per g VS added compared to the control, while a higher additional scum loading of 33.7 g VS/L reduced the biogas yield to 32% of the control reactor. Lab scale semi-continuous digestion measured the effects of scum loading and temperature of pretreatment in the scum concentrator. At 15 d and 20 d HRTs the greatest observed improvement in biogas was achieved by adding 3% scum by volume and pretreating the scum at 70°C in a scum concentrator with respective improvements of 24% and 16%.

A demanda para tratamento de efluentes industriais tem sido maior a cada dia e a indústria tem buscado melhoria constante nos processos para tratamento. Nesse contexto, a eletrofloculação surge como uma técnica promissora, devido à sua eficiência, econômica e ambiental, com possibilidade de reuso da água. O presente trabalho tem como objetivo estudar o tratamento de água de produção de plataforma de petróleo, pelo processo de eletrofloculação, em reator batelada, com eletrodo de alumínio. Foi avaliada a influência de parâmetros como: condutividade, pH, intensidade de corrente aplicada e tempo de operação. O estudo teve foco na remoção de poluentes como óleos e graxas, cor, turbidez e boro. Os resultados alcançados indicam que o processo de eletrofloculação, nas condições operacionais estudadas, é uma alternativa tecnicamente viável para a remoção de óleos e graxas, cor e turbidez, obtendo remoção média de 84%, 83% e 83%, respectivamente. Entretanto, não foi observada eficiência na remoção de boro / Treatment of industrial wastewaters has grown in the last years and the industry searches continuous improvements in treatment processes. In this context, the electrofloculation comes such as a promising alternative, due to its economic and environmental efficiencies, with possibility to reuse water. This dissertation aims to study the treatment of oil production water, by electrofloculation process, with aluminum electrode, in a batch reactor. The influence of parameters such as conductivity, pH, current density and operation time was evaluated. The study focused on removal oils and greases, color, turbidity and boron. The results indicate that the process of electrofloculation is a technically viable alternative for removal of oils and greases, color and turbidity, obtaining removal average of 84%, 83% and 83%, respectively. However, it wasnt efficient to remove boron

Scum is an integral component of solids management in MWWTP and is composed of fats, oils, grease and other entrained floatable materials that are collected during primary clarification. Lab scale BMP tests showed the addition of 14.5 g VS/L of scum exhibited the greatest increase in biogas production of 1.6 times per g VS added compared to the control, while a higher additional scum loading of 33.7 g VS/L reduced the biogas yield to 32% of the control reactor. Lab scale semi-continuous digestion measured the effects of scum loading and temperature of pretreatment in the scum concentrator. At 15 d and 20 d HRTs the greatest observed improvement in biogas was achieved by adding 3% scum by volume and pretreating the scum at 70°C in a scum concentrator with respective improvements of 24% and 16%.

A demanda para tratamento de efluentes industriais tem sido maior a cada dia e a indústria tem buscado melhoria constante nos processos para tratamento. Nesse contexto, a eletrofloculação surge como uma técnica promissora, devido à sua eficiência, econômica e ambiental, com possibilidade de reuso da água. O presente trabalho tem como objetivo estudar o tratamento de água de produção de plataforma de petróleo, pelo processo de eletrofloculação, em reator batelada, com eletrodo de alumínio. Foi avaliada a influência de parâmetros como: condutividade, pH, intensidade de corrente aplicada e tempo de operação. O estudo teve foco na remoção de poluentes como óleos e graxas, cor, turbidez e boro. Os resultados alcançados indicam que o processo de eletrofloculação, nas condições operacionais estudadas, é uma alternativa tecnicamente viável para a remoção de óleos e graxas, cor e turbidez, obtendo remoção média de 84%, 83% e 83%, respectivamente. Entretanto, não foi observada eficiência na remoção de boro / Treatment of industrial wastewaters has grown in the last years and the industry searches continuous improvements in treatment processes. In this context, the electrofloculation comes such as a promising alternative, due to its economic and environmental efficiencies, with possibility to reuse water. This dissertation aims to study the treatment of oil production water, by electrofloculation process, with aluminum electrode, in a batch reactor. The influence of parameters such as conductivity, pH, current density and operation time was evaluated. The study focused on removal oils and greases, color, turbidity and boron. The results indicate that the process of electrofloculation is a technically viable alternative for removal of oils and greases, color and turbidity, obtaining removal average of 84%, 83% and 83%, respectively. However, it wasnt efficient to remove boron

Scum is an integral component of solids management in MWWTP and is composed of fats, oils, grease and other entrained floatable materials that are collected during primary clarification. Lab scale BMP tests showed the addition of 14.5 g VS/L of scum exhibited the greatest increase in biogas production of 1.6 times per g VS added compared to the control, while a higher additional scum loading of 33.7 g VS/L reduced the biogas yield to 32% of the control reactor. Lab scale semi-continuous digestion measured the effects of scum loading and temperature of pretreatment in the scum concentrator. At 15 d and 20 d HRTs the greatest observed improvement in biogas was achieved by adding 3% scum by volume and pretreating the scum at 70°C in a scum concentrator with respective improvements of 24% and 16%.

Caixas de gordura são dispositivos para retenção de material gorduroso, de origem animal e vegetal, proveniente de pias de cozinha. Sua instalação é exigida por muitos municípios para liberação de ligações de esgoto, visando reduzir as concentrações de óleos e graxas (OG) lançadas no sistema público de coleta e tratamento. Um fator primordial para que estas caixas cumpram suas funções é o estabelecimento de rotinas de manutenção envolvendo inspeção e limpeza periódica. A instalação de locais para recebimento e pré-tratamento dos resíduos retirados das caixas de gordura pode incentivar boas práticas de operação e manutenção destes dispositivos. Diante disso, os objetivos desta pesquisa contemplam a caracterização de resíduos acumulados em caixas de gordura e a avaliação da flotação como alternativa para o seu pré- tratamento, seguido de caracterização do óleo extraído da escuma produzida no flotador. Para tanto, materiais acumulados em caixas de gorduras de fontes distintas foram caracterizados, possibilitando observar grande variação em sua composição, e elevadas concentrações de DBO, DQO, SST e OG. Para verificar o desempenho da flotação visando à redução de OG no efluente pré-tratado, foram realizados ensaios em bancadas e testados quatro produtos químicos coagulantes, sendo eles o PAC, o cloreto férrico, o tanino e o polímero catiônico. Todos apresentaram eficiências elevadas na remoção de OG, porém o produto que apresentou mais vantagens na aplicação foi o polímero. Utilizando o polímero, foram realizados ensaios para verificação do desempenho de várias dosagens associadas a três pH de coagulação diferentes e o melhor desempenho se deu com a aplicação de 30 mg/L de polímero combinada ao pH 4,3, natural da amostra. Foram também realizados ensaios utilizando diferentes relações A/S (7,5/1000, 15/1000 e 22/1000 gar/gsólidos),obtendo-se melhores remoções de OG com a utilização da relação 22/1000 gar/gsólidos. Os materiais flotados obtidos nos ensaios de avaliação da relação A/S foram caracterizados e apresentaram concentrações de ST entre 9,7 e 10,6% e de OG entre 6,1 e 6,7%. Baseado nos resultados obtidos a flotação mostra-se como alternativa com bom desempenho para o pré- tratamento dos resíduos estudados. Para avaliar a dificuldade do manuseio dos resíduos provenientes de caixas de gordura, uma planta piloto foi operada, e entre as principias dificuldades observadas estão o odor intenso, a necessidade de remoção de sólidos grosseiros e de homogeneização do resíduo no tanque de equalização. Visando reaproveitamento do resíduo flotado, foi realizada a extração do óleo com solvente de uma amostra deste material (com teor de sólidos de 8,86%), obtendo a recuperação de 30g óleo/L resíduo com acidez de 13,76 mg KOH/L. A elevada acidez indica a necessidade de purificação, se o objetivo for a produção de biodiesel. / Grease traps are devices that retain animal and vegetal fatty material from kitchen sinks. Many municipalities demand its installation in order to connect house wastewater to the public network, aiming to reduce fat, oil and grease concentration in the collecting and treatment systems. The establishment of maintenance schedule involving inspection and periodic cleaning is a key factor to the right functioning of the device. The existence of appropriated sites to receive and pretreat grease trap wastes may stimulate good practices on maintenance and operation of these devices. In this direction, the objectives of this research are the characterization of grease trap wastes and the evaluation of flotation as an alternative for its pretreatment, followed by characterization of the oil extracted from the scum formed at flotator. Therefore, grease trap wastes from different sources were collected and characterized. It could be observed a wide variation on its composition and high concentrations of BOD, COD, TSS and FOG. Lab scale tests were performed to assess flotation performance to reduce pretreated effluent FOG using four chemical coagulants: PAC, ferric chloride, tannin and cationic polymer. All of them achieved high efficiency on FOG removal, however the product that presented more advantages on application was polymer. More tests were performed using several dosages of polymer associated to three pH coagulation conditions. The combination that resulted in the best efficiency was 30 mg/L of polymer combined to pH 4.3, samples natural pH. Different A/S ratios were also tested (7.5/1000, 15/1000, 22/1000 gair/gsolids), the ratio 22/1000 gair/gsolids presented the best FOG removal efficiencies. Floated material from A/S ratio tests were characterized and presented TS concentrations between 9.7% and 10.6% and FOG was from 6.1% to 6.7%. Based on the obtained results, flotation appears as a high performance alternative for the pretreatment of studied wastes. A pilot plant was operated to evaluate problems related to grease trap waste handling. The main problems were: bad odor, the need of screening and waste homogenization in equalization tank. Aiming to reuse the floated waste, oil was extracted from a sample (8.86% solid content) using solvent, achieving the recovery of 30g oil/L waste with 13.76 mgKOH/L acidity. The high acidity points to the need of purification if biodiesel production is intended.

Les travaux de recherche présentés dans cette thèse sont orientés vers la compréhension des mécanismes réactionnels propres aux produits pétroliers tels que les lubrifiants et les graisses par analyse thermique. La technique d’analyse thermique principalement utilisée était la calorimétrie de réaction. Dans un premier temps, une étude approfondie de la réponse instrumentale a été conduite. Une nouvelle méthode d’étalonnage a été proposée en se basant sur l’étalonnage par effet Joule. Avec ce type de correction, une étude cinétique plus précise peut alors être conduite, elle permet en outre d’étudier la cinétique de mécanisme complexes comme celles rencontrées avec les produits pétroliers. Dans un second temps, l’étude de la neutralisation de l’acide sulfurique par un lubrifiant marin a été effectuée. Cette étude a permis de développer une méthode d’analyse de routine permettant de comparer l’efficacité d’un lubrifiant à neutraliser une quantité précise d’acide sulfurique. Il devient alors possible d’estimer le temps nécessaire pour neutraliser l’acide afin d’éviter qu’il n’endommage l’intégrité des parties métalliques sensées être protégées par le lubrifiant marin. Une étude cinétique du phénomène de neutralisation, par l’intermédiaire des méthodes isoconversionnelles, a permis d’avoir une indication sur le modèle réactionnel pilotant ce mécanisme. Pour finir, l’influence du choix des paramètres tels que la température, les vitesses de chauffe où les temps de cuisson de graisse, a été étudié par en mêlant des techniques d’analyses thermique et rhéologiques. / The research work presented in this thesis are oriented on the understanding of reactional mechanisms occurring in the field of oil products, such as lubricants and greases, by thermal analysis. The main thermal analysis technique used was the reaction calorimetry. Firstly, the instrumental response study of the calorimeter was led. A new calibration method have been proposed, this method is based on the calibration by Joule effect. From this correction, a more accurate kinetic evaluation can be done in order to study the complex mechanisms as those met with oil products. In a second time, the study of the neutralization of sulfuric acid by a marine cylinder lubricant was carried out. This work allowed to develop a routine analysis method to compare the lubricant ability to neutralize a precise amount of sulfuric acid. The time estimation is important to determine the frequency of lubricant replacement and to avoid the damage on the metallic parts. A kinetic study of the neutralization phenomena using isoconversional kinetic method, allowed to obtain the reactional model. Finally, the influence of parameters choice such as temperature, heating rate or cooking time have been evaluated by thermal and rheological analysis. Greases have been produced in a reaction calorimeter using a stirring system specifically developed. Information obtained allow to choose accurately the parameters used during the manufacturing processes in order to save time and decrease production costs.

Caixas de gordura são dispositivos para retenção de material gorduroso, de origem animal e vegetal, proveniente de pias de cozinha. Sua instalação é exigida por muitos municípios para liberação de ligações de esgoto, visando reduzir as concentrações de óleos e graxas (OG) lançadas no sistema público de coleta e tratamento. Um fator primordial para que estas caixas cumpram suas funções é o estabelecimento de rotinas de manutenção envolvendo inspeção e limpeza periódica. A instalação de locais para recebimento e pré-tratamento dos resíduos retirados das caixas de gordura pode incentivar boas práticas de operação e manutenção destes dispositivos. Diante disso, os objetivos desta pesquisa contemplam a caracterização de resíduos acumulados em caixas de gordura e a avaliação da flotação como alternativa para o seu pré- tratamento, seguido de caracterização do óleo extraído da escuma produzida no flotador. Para tanto, materiais acumulados em caixas de gorduras de fontes distintas foram caracterizados, possibilitando observar grande variação em sua composição, e elevadas concentrações de DBO, DQO, SST e OG. Para verificar o desempenho da flotação visando à redução de OG no efluente pré-tratado, foram realizados ensaios em bancadas e testados quatro produtos químicos coagulantes, sendo eles o PAC, o cloreto férrico, o tanino e o polímero catiônico. Todos apresentaram eficiências elevadas na remoção de OG, porém o produto que apresentou mais vantagens na aplicação foi o polímero. Utilizando o polímero, foram realizados ensaios para verificação do desempenho de várias dosagens associadas a três pH de coagulação diferentes e o melhor desempenho se deu com a aplicação de 30 mg/L de polímero combinada ao pH 4,3, natural da amostra. Foram também realizados ensaios utilizando diferentes relações A/S (7,5/1000, 15/1000 e 22/1000 gar/gsólidos),obtendo-se melhores remoções de OG com a utilização da relação 22/1000 gar/gsólidos. Os materiais flotados obtidos nos ensaios de avaliação da relação A/S foram caracterizados e apresentaram concentrações de ST entre 9,7 e 10,6% e de OG entre 6,1 e 6,7%. Baseado nos resultados obtidos a flotação mostra-se como alternativa com bom desempenho para o pré- tratamento dos resíduos estudados. Para avaliar a dificuldade do manuseio dos resíduos provenientes de caixas de gordura, uma planta piloto foi operada, e entre as principias dificuldades observadas estão o odor intenso, a necessidade de remoção de sólidos grosseiros e de homogeneização do resíduo no tanque de equalização. Visando reaproveitamento do resíduo flotado, foi realizada a extração do óleo com solvente de uma amostra deste material (com teor de sólidos de 8,86%), obtendo a recuperação de 30g óleo/L resíduo com acidez de 13,76 mg KOH/L. A elevada acidez indica a necessidade de purificação, se o objetivo for a produção de biodiesel. / Grease traps are devices that retain animal and vegetal fatty material from kitchen sinks. Many municipalities demand its installation in order to connect house wastewater to the public network, aiming to reduce fat, oil and grease concentration in the collecting and treatment systems. The establishment of maintenance schedule involving inspection and periodic cleaning is a key factor to the right functioning of the device. The existence of appropriated sites to receive and pretreat grease trap wastes may stimulate good practices on maintenance and operation of these devices. In this direction, the objectives of this research are the characterization of grease trap wastes and the evaluation of flotation as an alternative for its pretreatment, followed by characterization of the oil extracted from the scum formed at flotator. Therefore, grease trap wastes from different sources were collected and characterized. It could be observed a wide variation on its composition and high concentrations of BOD, COD, TSS and FOG. Lab scale tests were performed to assess flotation performance to reduce pretreated effluent FOG using four chemical coagulants: PAC, ferric chloride, tannin and cationic polymer. All of them achieved high efficiency on FOG removal, however the product that presented more advantages on application was polymer. More tests were performed using several dosages of polymer associated to three pH coagulation conditions. The combination that resulted in the best efficiency was 30 mg/L of polymer combined to pH 4.3, samples natural pH. Different A/S ratios were also tested (7.5/1000, 15/1000, 22/1000 gair/gsolids), the ratio 22/1000 gair/gsolids presented the best FOG removal efficiencies. Floated material from A/S ratio tests were characterized and presented TS concentrations between 9.7% and 10.6% and FOG was from 6.1% to 6.7%. Based on the obtained results, flotation appears as a high performance alternative for the pretreatment of studied wastes. A pilot plant was operated to evaluate problems related to grease trap waste handling. The main problems were: bad odor, the need of screening and waste homogenization in equalization tank. Aiming to reuse the floated waste, oil was extracted from a sample (8.86% solid content) using solvent, achieving the recovery of 30g oil/L waste with 13.76 mgKOH/L acidity. The high acidity points to the need of purification if biodiesel production is intended.