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Produced water (PW) is an oil and gas extraction byproduct that contains a variety of contaminants. PW was traditionally disposed of in deep injection wells or released into the environment. However, these practices may have environmental consequences. The reuse of PW for power water injection (PWI) can help to reduce these impacts by providing a renewable source of water that can be used to maintain production pressure and increase oil recovery. Additionally, the reuse of PW can save oil companies money on water treatment, transporting and disposal costs. Ultrafiltration membranes are used to separate oil from water in produced water. However, ultrafiltration membranes are susceptible to severe fouling by oil molecules, which can reduce their performance. This research investigated the use of Pebax® coating to improve the performance of ultrafiltration membranes for oily-water mixture. The results showed that Pebax® coating can enhance the resistance of membranes to fouling to fouling. The optimal balance between fouling resistance and water flux was found to be achieved by applying very thin coating layers and using appropriate solvents (e.g., n-Butanol). The Pebax® coating creates an essentially defect-free layer on the membrane surface, as seen by the SEM images. Additionally, the coated membranes outperformed the untreated membranes in terms of fouling resistance. This result demonstrated that oil molecules showed less adhesion on the surface and penetration inside membrane pores, thus reducing fouling. Overall, the findings of this research point to PEBAX® coating as a potential means of enhancing the ability of ultrafiltration membranes to resist fouling in the process of separating oil from water. To analyze the long-term performance of coated membranes and to optimize the coating procedure, additional research is required.

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Made available in DSpace on 2014-12-17T15:42:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JonasAB_DISSERT.pdf: 1695862 bytes, checksum: 814d00e46b0fb400b2ca97afa17cf2f1 (MD5) Previous issue date: 2014-03-31 / Petr?leo Brasileiro SA - PETROBRAS / This work is directed to the treatment of organic compounds present in produced water from oil using electrochemical technology. The water produced is a residue of the petroleum industry are difficult to treat , since this corresponds to 98 % effluent from the effluent generated in the exploration of oil and contains various compounds such as volatile hydrocarbons (benzene, toluene, ethylbenzene and xylene), polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), phenols, carboxylic acids and inorganic compounds. There are several types of treatment methodologies that residue being studied, among which are the biological processes, advanced oxidation processes (AOPs), such as electrochemical treatments electrooxidation, electrocoagulation, electrocoagulation and eletroredution. The electrochemical method is a method of little environmental impact because instead of chemical reagents uses electron through reactions of oxide-reducing transforms toxic substances into substances with less environmental impact. Thus, this paper aims to study the electrochemical behavior and elimination of the BTX (benzene, toluene and xylene) using electrode of Ti/Pt. For the experiment an electrochemical batch system consists of a continuous source, anode Ti/Pt was used, applying three densities of current (1 mA/cm2, 2,5 mA/cm2 and 5 mA/cm2). The synthetic wastewater was prepared by a solution of benzene, toluene and xylene with a concentration of 5 ppm, to evaluate the electrochemical behavior by cyclic voltammetry and polarization curves, even before assessing the removal of these compounds in solution by electrochemical oxidation. The behavior of each of the compounds was evaluated by the use of electrochemical techniques indicate that each of the compounds when evaluated by cyclic voltammetry showed partial oxidation behavior via adsorption to the surface of the Ti/Pt electrode. The adsorption of each of the present compounds depends on the solution concentration but there is the strong adsorption of xylene. However, the removal was confirmed by UV-Vis, and analysis of total organic carbon (TOC), which showed a percentage of partial oxidation (19,8 % - 99,1 % TOC removed), confirming the electrochemical behavior already observed in voltammetry and cyclic polarization curves / O presente trabalho ? dirigido ao tratamento de compostos org?nicos presentes na ?gua produzida de petr?leo usando a tecnologia eletroqu?mica. A ?gua produzida ? um res?duo da ind?stria do petr?leo de dif?cil tratamento, j? que este efluente corresponde a 98 % do efluente gerado na explora??o do petr?leo e cont?m v?rios compostos, tais como hidrocarbonetos vol?teis (benzeno, tolueno, etilbenzeno e xileno), hidrocarbonetos polic?clicos arom?ticos (HPAs), fen?is, ?cidos carbox?licos e compostos inorg?nicos. Existem v?rios tipos de metodologias de tratamento desse res?duo sendo estudadas, dentre elas est?o os processos biol?gicos, os processos de oxida??o avan?ados (POAS), tratamentos eletroqu?micos como eletroxida??o, eletrocoagula??o, eletroflota??o e eletroredu??o. O tratamento eletroqu?mico ? um m?todo ambientalmente correto, pois em vez de reagentes qu?micos utiliza o el?tron que atrav?s de rea??es de oxido redu??o transforma as subst?ncias t?xicas em subst?ncias de menor impacto ambiental. Assim, este trabalho se prop?e a estudar o comportamento eletroqu?mico e a degrada??o dos BTX (benzeno, tolueno e xileno) usando o eletrodo de Ti/Pt. Para os experimentos foi utilizado um sistema eletroqu?mico em batelada composto por uma fonte de corrente cont?nua, ?nodo de Ti∕Pt, aplicando tr?s densidades de corrente (1,0 mA/cm2, 2,5 mA/cm2 e 5,0 mA/cm2). O efluente sint?tico foi preparado mediante uma solu??o de benzeno, tolueno e xileno com concentra??o de 5 ppm, com objetivo de avaliar o comportamento eletroqu?mico atrav?s de voltametria c?clica e curvas de polariza??o, antes mesmo de avaliar a remo??o desses compostos em solu??o atrav?s de oxida??o eletroqu?mica. O comportamento de cada um dos compostos foi avaliado mediante o uso de t?cnicas eletroqu?micas indicando que cada um dos compostos quando avaliado por voltametria c?clica, mostrou um comportamento de oxida??o parcial via adsor??o na superf?cie do eletrodo de Ti/Pt. A adsor??o de cada um dos compostos depende da concentra??o presente em solu??o, mas destaca-se a forte adsor??o do xileno. Entretanto, a remo??o foi comprovada atrav?s de espectrofotometria UV-Vis, e analises de carbono org?nico total (COT), os quais mostraram um percentual de oxida??o parcial (de 19,8 a 99,1% de COT removido), confirmando o comportamento eletroqu?mico j? observado na voltametria c?clica e curvas de polariza??o

A exploração de petróleo é uma das mais importantes atividades industriais da sociedade moderna e seus derivados tem inúmeras aplicações em relação processos industriais.A água que é separada do petróleo é chamada água de produção de petróleo. A composição da água de produção de petróleo é muito complexa, sendo a alta salinidade sua característica marcante podendo chegar a 120 g .L-1. em cloretos. Devido ao volume e a complexidade da água de produção de petróleo o seu tratamento é um grande problema para as indústrias petrolíferas. Neste trabalho foi possível concluir que a combinação das técnicas de coagulação/floculação, microfiltração e processos oxidativos avançados (TiO2/UV/H2O2) foi eficiente para a remoção de fenol da água de produção de petróleo. Na etapa de coagulação/floculação o tempo de repouso, a interação entre o agente coagulante e o pH assim como a interação dos três parâmetros analisados foi estatisticamente significativa para remoção de turbidez considerando um grau de 95% de confiança. Nesta etapa a maior redução de turbidez foi obtida utilizando PAC como agente coagulante em pH 3 e tempo de repouso da amostra de 10 min. A seqüência de tratamentos proposta (coagulação/floculação; membranas; POAs) não se mostrou economicamente viável devido à necessidade de remoção do TiO2 no final do processo. / Oil exploration is one of the most important industrial activities of modern society and their products have numerous applications in industrials process. The water that is separated from oil production is called produced water. The composition of this water is very complex, high salinity and phenol are it principal characteristic, chlorides may reach 120 g.L-1. Due to the volume and complexity of the produced water it treatment is the major problem of the oil industries. In this study it was concluded that the combination of the techniques of coagulation / flocculation, microfiltration and advanced oxidation processes (TiO2/UV/H2O2) was efficient for phenol removal. During the coagulation / flocculation step, the rest time, the interaction between coagulant agent and pH as well as the interaction of the three analyzed parameters was significant for turbidity removal considering a 95% of confidence. At this stage the greatest reduction of turbidity was obtained using PAC as coagulant agent at pH 3 and 10 minutes sample of rest time. The proposed treatment sequence (coagulation / flocculation; membranes; AOPs) was not economically viable due to necessity of TiO2 removal at the end of the process.

A exploração de petróleo é uma das mais importantes atividades industriais da sociedade moderna e seus derivados tem inúmeras aplicações em relação processos industriais.A água que é separada do petróleo é chamada água de produção de petróleo. A composição da água de produção de petróleo é muito complexa, sendo a alta salinidade sua característica marcante podendo chegar a 120 g .L-1. em cloretos. Devido ao volume e a complexidade da água de produção de petróleo o seu tratamento é um grande problema para as indústrias petrolíferas. Neste trabalho foi possível concluir que a combinação das técnicas de coagulação/floculação, microfiltração e processos oxidativos avançados (TiO2/UV/H2O2) foi eficiente para a remoção de fenol da água de produção de petróleo. Na etapa de coagulação/floculação o tempo de repouso, a interação entre o agente coagulante e o pH assim como a interação dos três parâmetros analisados foi estatisticamente significativa para remoção de turbidez considerando um grau de 95% de confiança. Nesta etapa a maior redução de turbidez foi obtida utilizando PAC como agente coagulante em pH 3 e tempo de repouso da amostra de 10 min. A seqüência de tratamentos proposta (coagulação/floculação; membranas; POAs) não se mostrou economicamente viável devido à necessidade de remoção do TiO2 no final do processo. / Oil exploration is one of the most important industrial activities of modern society and their products have numerous applications in industrials process. The water that is separated from oil production is called produced water. The composition of this water is very complex, high salinity and phenol are it principal characteristic, chlorides may reach 120 g.L-1. Due to the volume and complexity of the produced water it treatment is the major problem of the oil industries. In this study it was concluded that the combination of the techniques of coagulation / flocculation, microfiltration and advanced oxidation processes (TiO2/UV/H2O2) was efficient for phenol removal. During the coagulation / flocculation step, the rest time, the interaction between coagulant agent and pH as well as the interaction of the three analyzed parameters was significant for turbidity removal considering a 95% of confidence. At this stage the greatest reduction of turbidity was obtained using PAC as coagulant agent at pH 3 and 10 minutes sample of rest time. The proposed treatment sequence (coagulation / flocculation; membranes; AOPs) was not economically viable due to necessity of TiO2 removal at the end of the process.