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Previous issue date: 2008-08-01 / The production of water has become one of the most important wastes in the petroleum industry, specifically in the up stream segment. The treatment of this kind of effluents is complex and normally requires high costs. In this context, the electrochemical treatment emerges as an alternative methodology for treating the wastewaters. It employs electrochemical reactions to increase the capability and efficiency of the traditional chemical treatments for associated produced water. The use of electrochemical reactors can be effective with small changes in traditional treatments, generally not representing a significant additional surface area for new equipments (due to the high cost of square meter
on offshore platforms) and also it can use almost the same equipments, in continuous or batch flow, without others high costs investments. Electrochemical treatment causes low environmental impact, because the process uses electrons as reagent and generates small amount of wastes. In this work, it was studied two types of electrochemical reactors: eletroflocculation and eletroflotation, with the aim of removing of Cu2+, Zn2+, phenol and BTEX mixture of produced water. In eletroflocculation, an electrical potential was applied
to an aqueous solution containing NaCl. For this, it was used iron electrodes, which promote the dissolution of metal ions, generating Fe2+ and gases which, in appropriate pH, promote also clotting-flocculation reactions, removing Cu2+ and Zn2+. In eletroflotation, a
carbon steel cathode and a DSA type anode (Ti/TiO2-RuO2-SnO2) were used in a NaCl solution. It was applied an electrical current, producing strong oxidant agents as Cl2 and HOCl, increasing the degradation rate of BTEX and phenol. Under different flow rates, the
Zn2+ was removed by electrodeposition or by ZnOH formation, due the increasing of pH during the reaction. To better understand the electrochemical process, a statistical protocol factor (22) with central point was conducted to analyze the sensitivity of operating
parameters on removing Zn2+ by eletroflotation, confirming that the current density affected the process negatively and the flow rate positively. For economical viability of these two electrochemical treatments, the energy consumption was calculated, taking in account the kWh given by ANEEL. The treatment cost obtained were quite attractive in comparison with the current treatments used in Rio Grande do Norte state. In addition, it could still be reduced for the case of using other alternative energy source such as solar, wind or gas generated directly from the Petrochemical Plant or offshore platforms / A produ??o de ?gua tem sido a maior corrente de res?duos da ind?stria do petr?leo no segmento de Explora??o e Produ??o E&P. O tratamento deste efluente al?m de ser complexo, requer um alto custo. Neste contexto, surge o tratamento eletroqu?mico como uma metodologia alternativa que empregando rea??es de eletr?lise possibilita aumentar a capacidade e a efici?ncia do tratamento f?sico-qu?mico tradicional da ?gua produzida. A implanta??o de reatores eletroqu?micos pode ser efetivada com pequena modifica??o numa esta??o de tratamento tradicional, sem demandar ?rea significativa (tendo em vista o alto custo do metro quadrado nas plataformas em alto mar), aproveitando os equipamentos existentes, podendo realizar tratamento cont?nuo ou em bateladas, sem a necessidade de investimentos elevados. O tratamento eletrol?tico causa baixo impacto ambiental, pois o processo utiliza el?trons como reagente e gera poucos res?duos. Neste trabalho foram estudados dois tipos de reatores eletroqu?micos: um eletrofloculador e um eletroflotador, tendo como objetivo a remo??o de Cu2+, Zn2+ , fenol e BTEX presentes na ?gua produzida.
No eletrofloculador aplicou-se um potencial el?trico a uma solu??o aquosa contendo NaCl, atrav?s de eletrodos de ferro, que promovendo a dissolu??o deste metal com a gera??o de ?ons Fe2+ e gases que em pH apropriado formou rea??es de coagula??o-flocula??o removendo Cu2+ e Zn2+. No eletroflotador utilizou-se c?todo de a?o carbono e ?nodo do tipo DSA de Ti/TiO2-RuO2-SnO2, em solu??o contendo NaCl, que atrav?s de uma corrente
el?trica produziu agentes oxidantes fortes como Cl2 e HOCl que ajudaram a degradar o BTEX e fenol em diferentes vaz?es; o Zn2+ foi removido por eletrodeposi??o ou pela forma??o de ZnOH devido ao aumento de pH durante a rea??o. Para compreender o
processo eletroqu?mico foi realizado um planejamento fatorial 22 com ponto central para avaliar a sensibilidade dos par?metros operacionais que influenciaram no processo de remo??o de Zn2+ na eletroflota??o, de forma que a densidade de corrente influenciou positivamente e a vaz?o negativamente. Como indicador da viabilidade econ?mica do tratamento eletroqu?mico foram analisados os consumos energ?ticos dos reatores tomando como base o valor kWh cobrado pela ANEEL. Os custos dos tratamentos desta pesquisa foram mais atrativos quando comparados ao utilizado atualmente no Rio Grande do Norte, podendo ser reduzidos caso seja utilizada fontes de energia alternativas, como solar, e?lica
ou a g?s gerada no pr?prio P?lo Petroqu?mico ou plataformas
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufrn.br:123456789/12886 |
| Date | 01 August 2008 |
| Creators | Ramalho, Adriana Margarida Zanbotto |
| Contributors | CPF:13893734449, http://lattes.cnpq.br/2791074318745945, Mata, Wilson da, CPF:09453210404, http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4781404Z6, Barillas, Jennys Lourdes Meneses, CPF:00946709947, http://lattes.cnpq.br/4637897380055777, Mirapalheta, Almir, CPF:01999567404, http://lattes.cnpq.br/7027480155616282, Silva, Djalma Ribeiro da |
| Publisher | Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Programa de P?s-Gradua??o em Ci?ncia e Engenharia do Petr?leo, UFRN, BR, Pesquisa e Desenvolvimento em Ci?ncia e Engenharia de Petr?leo |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFRN, instname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte, instacron:UFRN |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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