This thesis is concerned with the biodegradation of oily sludges typically found at refinery sites as waste residues from the refining of mineral oil. Currently these type of wastes represent significant environmental risk. Current technology that addresses containment during treatment to regulate the release of volatile organic carbons and reduction of the polynuclear aromatic hydrocarbons in the sludge, is incineration. Incineration is a costly option and this research has shown that the same treatment standards as incineration is achievable through bioreactor treatment with the correct process and reactor design.

The oil industry in Sergipe State has reproduced the ongoing development model based on the use of fossil fuels as the main source of energy, and has generated some pollutants which are hard to treat or dispose of, called oil sludge, basically consisting of oil, solids and water. The final disposition, treatment and recycling of this waste is considered a high priority of the oil companies in the discussion of the policies related to its sustainable management. To decrease the environmental impacts resulting from the final disposition of the pollutant, the objective of this work was to study an alternative of recycling the oil sludge as one component in the mixture of ceramic blocks producing for the civil construction industry. Additionally, we tried to define environmental indicators as a very important tool related to oil residues management policies. A characterization of the oil sludge was carried out to define the best treatment related to the addition of the residue mixtures with clay and water to make the ceramic blocks in rates ranging from 0 to 25% in weight. The quality of the ceramic blocks was evaluated based on mechanical resistance, water absorption, efflorescence, soluble salts content and retention capacity of heavy metals, which are measured by leaching and solubilization tests. A better mixture was achieved with the addition of oil sludge until the rate of 20% to make the ceramic blocks, with maintenance of the desirable characteristics related to this type of construction supply, besides no negative effects to the environment. Oil sludge recycling may contribute to the improvement of the eco-efficiency of the ceramic industry, reducing the pressure toward the use of natural resources, and also providing a sustainable use of this hard to manage pollutant to the oil industry. Fifteen environmental indicators were proposed to help evaluate the impacts of the actions and policies to analyze or adopt new solutions to solve environmental problems, and to identify the competencies and responsibilities of decision makers. / A indústria de exploração e produção de petróleo em Sergipe, reproduzindo o modelo de desenvolvimento que tem como principal fonte de energia os combustíveis fósseis, gera um resíduo de difícil tratamento e destinação final conhecido como borra oleosa, constituído pela mistura de óleo, sólidos e água. A disposição, tratamento e/ou reciclagem de tais resíduos constituem aspectos de grande importância na definição de políticas de gestão sustentável, prioridade das empresas que os produzem. Buscando contribuir para a diminuição do impacto ambiental provocado pela disposição deste resíduo poluidor no meio ambiente, este trabalho teve como objetivo estudar uma alternativa para reciclagem da borra oleosa através da sua incorporação à massa argilosa para fabricação de blocos cerâmicos de vedação utilizados na construção civil. Adicionalmente, procurou-se definir indicadores ambientais aplicados à gestão destes resíduos oleosos, instrumento também de grande importância na condução de tais políticas. A fim de definir o melhor tratamento, procedeu-se à caracterização da borra oleosa, posteriormente incorporada à massa para fabricação de tijolos cerâmicos em percentuais que variaram de 0 a 25% em peso. A qualidade dos blocos produzidos foi avaliada através de ensaios de resistência mecânica, absorção de água, eflorescência, teor de sais solúveis e capacidade de retenção de metais pesados, medida através de ensaios de lixiviação e solubilização. Constatou-se que é possível incorporar até 20% de borra oleosa na fabricação dos blocos cerâmicos de vedação sem perda de suas qualidades essenciais e sem prejuízo ao meio ambiente e aos usuários do produto. A reciclagem pode aumentar a ecoeficiência das indústrias envolvidas na fabricação dos blocos cerâmicos, promovendo uma redução da pressão sobre os recursos naturais utilizados, assim como proporcionar à indústria de petróleo uma destinação sustentável do resíduo poluente. Foram propostos quinze indicadores ambientais, que avaliam o impacto ambiental das ações e políticas em curso, ajudando a analisar medidas corretivas, adotar novos rumos no enfrentamento dos problemas ambientais e identificar competências e níveis de responsabilidade importantes para os tomadores de decisão.

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:01:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AdrianaKVG.pdf: 2228086 bytes, checksum: 5a5ddc6253972ac4ee82c43ae0f08d6c (MD5) Previous issue date: 2008-07-27 / The petroleum industry, in consequence of an intense activity of exploration and production, is responsible by great part of the generation of residues, which are considered toxic and pollutants to the environment. Among these, the oil sludge is found produced during the production, transportation and refine phases. This work had the purpose to develop a process to recovery the oil present in oil sludge, in order to use the recovered oil as fuel or return it to the refining plant. From the preliminary tests, were identified the most important independent variables, like: temperature, contact time, solvents and acid volumes. Initially, a series of parameters to characterize the oil sludge was determined to characterize its. A special extractor was projected to work with oily waste. Two experimental designs were applied: fractional factorial and Doehlert. The tests were carried out in batch process to the conditions of the experimental designs applied. The efficiency obtained in the oil extraction process was 70%, in average. Oil sludge is composed of 36,2% of oil, 16,8% of ash, 40% of water and 7% of volatile constituents. However, the statistical analysis showed that the quadratic model was not well fitted to the process with a relative low determination coefficient (60,6%). This occurred due to the complexity of the oil sludge. To obtain a model able to represent the experiments, the mathematical model was used, the so called artificial neural networks (RNA), which was generated, initially, with 2, 4, 5, 6, 7 and 8 neurons in the hidden layer, 64 experimental results and 10000 presentations (interactions). Lesser dispersions were verified between the experimental and calculated values using 4 neurons, regarding the proportion of experimental points and estimated parameters. The analysis of the average deviations of the test divided by the respective training showed up that 2150 presentations resulted in the best value parameters. For the new model, the determination coefficient was 87,5%, which is quite satisfactory for the studied system / A ind?stria de petr?leo, em decorr?ncia de uma intensa atividade de explora??o e produ??o, ? respons?vel por grande parte da gera??o de res?duos, os quais s?o considerados t?xicos e poluentes ao meio ambiente. Dentre estes, encontra-se a borra oleosa formada durante as etapas de produ??o, transporte e refino de petr?leo. Este trabalho teve como prop?sito recuperar o ?leo presente na borra oleosa por processo de extra??o, a fim de que este pudesse ser utilizado como combust?vel ou retornar em alguma corrente do processo de refino. A partir dos ensaios preliminares foram selecionadas as vari?veis independentes que exercem maior influ?ncia no processo de extra??o, s?o elas: temperatura, volume de solvente, volume de ?cido e tempo de extra??o. Inicialmente, determinou-se uma s?rie de par?metros para caracterizar a borra oleosa. Posteriormente, projetou-se um extrator para operar com a borra de petr?leo. Foram aplicados dois planejamentos experimentais: fatorial fracionado e Doehlert. Os ensaios foram realizados em processo batelada, de acordo com as condi??es dos planejamentos experimentais aplicados. Atrav?s dos par?metros de caracteriza??o constatou-se que o res?duo oleoso ? constitu?do predominantemente de material org?nico (36,2% de ?leo), 16,8% de cinzas, 40% de ?gua e 7% de compostos vol?teis. A efici?ncia m?dia do processo de extra??o foi de 70%. Entretanto, a an?lise estat?stica mostrou que o modelo quadr?tico n?o se ajustou bem ao processo, indicando um baixo coeficiente de determina??o (60,6%). Isto ocorreu devido ? complexidade do material estudado. Para obter um modelo que melhor se ajustasse aos resultados obtidos experimentalmente, utilizou-se a ferramenta da modelagem matem?tica, redes neurais artificiais (RNA), a qual foi gerada, inicialmente, com 2, 4, 5, 6, 7 e 8 neur?nios na camada oculta, 64 dados experimentais e 10000 apresenta??es (intera??es), verificando-se menores dispers?es entre os valores experimentais e calculados para o n?mero de 4 neur?nios. Com base na an?lise dos desvios m?dios do teste e treinamento evidenciou-se que o n?mero de 2150 apresenta??es foi o melhor valor considerando a propor??o de pontos experimentais e par?metros estimados. Para o novo modelo, o coeficiente de determina??o foi de 87,5%, mostrando-se bastante satisfat?rio

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:09:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AnaADP_TESE.pdf: 2810011 bytes, checksum: 6f11363dfc6e540fe688b7737b77893b (MD5) Previous issue date: 2012-11-04 / Aiming to reduce and reuse waste oil from oily sludge generated in large volumes by the oil industry, types of nanostructured materials Al-MCM-41 and Al-SBA-15, with ratios of Si / Al = 50, were synthesized , and calcined solids used as catalysts in the degradation of oily sludge thermocatalytic oil from oilfield Canto do Amaro, in the state of Rio Grande do Norte. Samples of nanostructured materials were characterized by thermogravimetric analysis (TG / DTG), X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), absorption spectroscopy in the infrared Fourier transform (FT-IR) and adsorption nitrogen (BET). The characterization showed that the synthesized materials resulted in a catalyst nanostructure, and ordered pore diameter and surface area according to existing literature. The oily sludge sample was characterized by determining the API gravity and sulfur content and SARA analysis (saturates, aromatics, resins and asphaltenes). The results showed a material equivalent to the average oil with API gravity of 26.1, a low sulfur content and considerable amount of resins and asphaltenes, presented above in the literature. The thermal and catalytic degradation of the oily sludge oil was performed from room temperature to 870 ? C in the ratios of heating of 5, 10 and 20 ? C min-1. The curves generated by TG / DTG showed a more accelerated degradation of oily sludge when it introduced the nanostructured materials. These results were confirmed by activation energy calculated by the method of Flynn-Wall, in the presence of catalysts reduced energy, in particular in the range of cracking, showing the process efficiency, mainly for extraction of lightweight materials of composition of oily sludge, such as diesel and gasoline / Com o objetivo de reduzir e reutilizar o res?duo de borra oleosa de petr?leo, gerado em grandes volumes pela ind?stria petrol?fera, materiais nanoestruturados dos tipos Al-MCM-41 e Al-SBA-15, com raz?es de Si/Al = 50, foram sintetizados, calcinados e utilizados como s?lidos catal?ticos na degrada??o termocatal?tica da borra oleosa de petr?leo, proveniente do campo petrol?fero Canto do Amaro, no estado do Rio Grande do Norte. As amostras dos materiais nanoestruturados foram caracterizadas por an?lise termogravim?trica (TG/DTG), difra??o de raios X (DRX), microscopia eletr?nica de varredura (MEV), espectroscopia de absor??o na regi?o do infravermelho com transformada de Fourier (FT-IR) e adsor??o de nitrog?nio (BET). A caracteriza??o mostrou que os materiais sintetizados resultaram em um catalisador nanoestruturado, ordenado e com di?metro de poros e ?rea superficial de acordo com a literatura existente. A amostra de borra oleosa foi caracterizada atrav?s da determina??o do grau API e do teor de enxofre e da an?lise do SARA (saturados, arom?ticos, resinas e asfaltenos). Os resultados mostraram um material equivalente ao petr?leo m?dio, com grau API de 26,1, baixo teor de enxofre e com quantidade consider?vel de resinas e asfaltenos, acima da apresentada na literatura. A degrada??o t?rmica e catal?tica da borra oleosa de petr?leo foi realizada da temperatura ambiente at? 870?C, nas raz?es de aquecimento de 5, 10 e 20oC min-1. As curvas geradas pela TG/DTG apresentaram uma degrada??o mais acelerada da borra oleosa quando se introduziram os materiais nanoestruturados. Esses resultados foram ratificados pela energia de ativa??o, calculada atrav?s do m?todo de Flynn-Wall, em que a presen?a dos catalisadores reduziu a energia, em especial na faixa de craqueamento, mostrando a efici?ncia do processo, principalmente para a extra??o de materiais leves da composi??o da borra oleosa, como diesel e gasolina