Orientador : Prof. Dr. Patricio G. Peralta-Zamora / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Exatas, Programa de Pós-Graduação em Química. Defesa: Curitiba, 29/09/2016 / Inclui referências : f. 156-177 / Resumo: As indústrias de petróleo geram grandes quantidades de um resíduo oleoso denominado borra de petróleo ou borra oleosa, o qual é proveniente dos processos de exploração, transporte, armazenamento e refino do petróleo. Em geral, a borra de petróleo é um resíduo recalcitrante caracterizado como uma emulsão estável de água em óleo, sólidos, hidrocarbonetos do petróleo e metais. Tem sido relatado que mais de 60 milhões de toneladas de borras de petróleo são produzidas a cada ano e mais de 1 bilhão de toneladas deste resíduo foram acumulados em todo o mundo. No Brasil, as borras de petróleo são dispostas principalmente em lagoas, diques, aterros e landfarmings (biodegradação). A disposição destas borras é um problema para as indústrias petrolíferas, devido ao alto teor de compostos tóxicos na sua composição, como os hidrocarbonetos policíclicos aromáticos, compostos orgânicos voláteis e espécies fenólicas. Dentro dessa perspectiva, a Petrobras S/A em parceria com a Albrecht Equipamentos Industriais Ltda desenvolveram um processo para tratar as borras de petróleo, denominado tratamento térmico de resíduos multifásicos (TTRM). Após o tratamento da borra de petróleo no processo TTRM são geradas basicamente três frações: aquosa, oleosa e sólida. Os resíduos líquido e sólido são obtidos como produtos secundários no processo TTRM. O resíduo líquido se caracteriza por uma elevada concentração de espécies de caráter fenólico, enquanto que o resíduo sólido contém uma grande variedade de hidrocarbonetos policíclicos aromáticos. Desta forma, o presente trabalho objetiva avaliar a potencialidade dos processos de oxidação avançada (POAs) na remediação de resíduos líquidos e sólidos oriundos do tratamento térmico de borras de petróleo. O processo Fenton convencional e os seus análogos irradiados (foto-Fenton UV-A e UV-C) permitiram eficiente degradação de fenol (substrato modelo) em solução aquosa e subprodutos característicos, em tempos de reação da ordem de 10 min. O processo foto-Fenton UV-A permitiu eficiente degradação do resíduo líquido, com remoção de 99 % das formas fenólicas e redução da DQO da ordem de 95 %. Após o tratamento, o resíduo líquido tratado se enquadrou nos padrões estabelecidos pela legislação ambiental vigente, no que se refere aos parâmetros de fenóis totais, BTEXs e DQO. Dentre os POAs estudados (Fenton, foto-Fenton e fotocatálise heterogênea), o sistema de fotocatálise heterogênea com TiO2 assistido por radiação UV-A mostrou melhor desempenho na degradação dos HPAs totais do resíduo sólido, com remoção de aproximadamente 90 %. De maneira geral, foi possível concluir que os processos foto-Fenton UV-A e fotocatálise heterogênea com TiO2 fotoassistida por radiação UV-A apresentaram promissora potencialidade na remediação de resíduos líquidos e sólidos oriundos da indústria petrolífera. / Abstract: The oil industries generate large amounts of oily waste named oily sludge, which is from the exploration process, transportation, storage and refining of petroleum. In general, the oily sludge is a recalcitrant waste characterized as a stable oil in water emulsion, solids, hydrocarbon oil and metals. It has been reported that more than 60 million tons of oily sludge are produced each year and more than 1 billion tons of waste were accumulated throughout the world. In Brazil, the oily sludges have been mainly disposed in pounds, dykes, landfill and landfarms (biodegradation). Disposition of this type of waste is a major problem to oil industries due to the high content of toxic compounds, such as polycyclic aromatic hydrocarbons, volatile organic compounds and phenolic species. Recently a partnership between Petrobras (Brazilian Oil Company) and Albrecht Equipments Industrials developed a process to treat oily sludges named Multiphase Residues Thermal Treatment (MRTT). After treatment of the oily sludge in MRTT process are basically generated three fractions: aqueous, oily and solid. The liquid and solid wastes are obtained as byproducts in MRTT process. The liquid waste is characterized by a high concentration of phenolic species while the solid waste contains a wide variety of polycyclic aromatic hydrocarbons. Thus, the present study aims to evaluate the potential of advanced oxidation processes (AOPs) in the remediation of liquid and solid wastes from the thermal treatment of oily sludges. The conventional Fenton process and its analogs irradiated (photo-Fenton UV-A and UV-C) allowed efficient phenol degradation (model substrate) and byproducts in aqueous solution in order of 10 min reaction time. The photo-Fenton UV-A process allowed efficient degradation of waste liquid, removing 99 % of the phenolic species and COD reduction of 95 %. After treatment, the treated liquid waste was in accordance with the standards set by current environmental legislation in relation to the parameters of total phenols, BTEXs and COD. Among the studied POAs (Fenton, photo-Fenton and heterogeneous photocatalysis), the heterogeneous photocatalysis system with TiO2 assisted by UV-A radiation showed better performance in the degradation of total PAHs of solid waste, with the removal order of 90 %. In general, it can be concluded that the process photo-Fenton UV-A and heterogeneous photocatalysis with TiO2 photoassisted UV-A radiation have promising potential in remediation of liquid and solid wastes from the oil industry.

Dissertaçao (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduaçao em Engenharia - PIPE / Bibliografia : f. 57-60 / Orientador: Moacir Kaminski / Defesa: Curitiba, 2005 / Área de concentraçao: Engenharia de processos térmicos e químicos / Resumo: Nesse trabalho aplica-se o algoritmo de otimização contínua conhecido como Busca de cuco via voos de Lévy na estimação de parâmetros de sistemas não lineares. Com foco na estimação de parâmetros, propôs-se algumas melhorias no algoritmo Busca de cuco via voos de Lévy que também podem ser estendidas para qualquer problema de otimização contínua. Os resultados de estimação de parâmetros dos sistemas abordados demonstram a superioridade, em relação à acurácia, desse método em comparativo com o algoritmo genético de ordenação não dominado rápido. Palavras-chaves: estimação de parâmetros. algoritmo de otimização. otimização contínua. busca de cuco via voos de Lévy. algoritmo de ordenação não dominado rápido. NSGAII. / Abstract: In this work the optimization algorithm known as cuckoo search via Lévy flights was applied in the parameters estimation of non-linear systems. With focus on the parameters estimation, some improvements were made in the Cuckoo search via Lévy flights algorithm that can also be extended to any continuous optimization problem. The parameters estimation results from the systems dealt with show the superiority, regarding accuracy, of this method when compared with the fast nondominated sorting genetic algorithm. Palavras-chaves: parameters estimation. optimization algorithm. continuous optimization. cuckoo search via Lévy flights. nondominated sorting genetic algorithm. NSGAII.