Prof. Dr. Marco Antônio Siqueira Rodrigues

TRATAMENTO DE EFLUENTE PETROQUÍMICO

COM PROCESSOS DE MEMBRANAS

REUSO DE EFLUENTE INDUSTRIAL

Cenário dos Recursos Hídricos

Escassez de água Contaminação da água

Polo petroquímico de Triunfo –RS, BRASIL

A produção do Polo começa com a nafta. Produção de Eteno, Propeno, Butadieno, MTBE e solventes, os quais são fornecido às empresas de 2ª Geração. 2ª Geração transformam em produtos como polietileno de alta densidade ou linear de baixa densidade, polipropileno, borracha sintética, metiletilcetona, etilbenzeno, estireno, e poliestireno.

BALANÇO HÍDRICO, CARACTERIZAÇÃO E REUSO DIRETO DE ÁGUA DO SETOR PETROQUÍMICO

Rodrigues, M. A. S. et all; Wastewater reuse in a cascade based system of a petrochemical industry for the replacement of losses in

cooling towers. Jounal of Enviromental Management, v. 181, p. 157-162, 2016.

Rodrigues, M.A.S. et all; Water and Wastewater Minimization in a Petrochemical Industry Through

Mathematical Programming. Journal of Cleaner Production, v. 172, p. 1814-1822, 2018.

6

C

A

F

A

CA C

P C

P

C C

TA

CA

MF

UF OR

LAGOA 8 CA

D

C

+

-

EDR

R2

Ze

ólita

R1

9

O tratamento com cloro pode prejudicar o desempenho da membrana devido a despolimerização da camada seletiva de membrana.

EFLUENTE TRATADO POR MF-OR

EFLUENTE TRATADO POR UF-OR

BIOENSAIOS DE FITOTOXICIDADE

Allium cepa Lactuca sativa

0h-24h 24h 72h

Metodologia Allium cepa

Água: 0h-24h Exposição ao efluente n x5 48h à 120h Temp: 22,5°C +/- 2°C Fotoperíodo: 12h/12h

Aferição das 3 maiores raízes

US EPA (1996); OECD (2003); SOBRERO et al (2004)

Metodologia Lactuca sativa

Exposição direta ao efluente (Papel filtro) 20 sementes em triplicata

Temp: 22,5°C +/- 2°C Fotoperíodo: 12h/12h

Aferição das raízes e da germinação

Seleção do organismo Juvenis ~7,0cm

Exposição ao efluente n=10

Quantificação dos sobreviventes Extração sangue periférico Tempo de ensaio: 72h à 168h

Temp: 21,0°C +/- 2°C Fotoperíodo: 12h/12h

Aclimatação (7dias)

Bioensaio em Astyanax jacuhiensis

Efeito avaliado: Sobrevivência

TOXICIDADE AGUDA – EFLUENTE CONVENCIONAL Germinação e crescimento

radicular

TOXICIDADE AGUDA – EFLUENTE CONVENCIONAL

Sobrevivência

Ausência de toxicidade aguda nos modelos animais

Allium cepa Astyanax jacuhiensis

Índice Mitótico Anormalidades Cromossômicas Anormalidades

Nucleares Micronúcleo

Verão Inverno Primavera Verão Inverno Primavera Primavera

12% 0,060±0,011 0,121±0,090 0,023±0,005 0,001±0,000 0,025±0,020 0,009±0,010 0,0002±0,0004 0,000±0,000

25% 0,053±0,007 0,165±0,081 0,013±0,012 0,001±0,000 0,044±0,034 0,005±0,005 0,0000±0,0000 0,000±0,000

50% 0,066±0,007 0,137±0,085 0,031*±0,011 0,002±0,001 0,029±0,024 0,012*±0,007 0,0002±0,0004 0,000±0,000

75% 0,038±0,005 0,042*±0,023 0,023±0,006 0,001±0,000 0,011±0,018 0,008±0,008 0,0000±0,0000 0,000±0,000

100% 0,042±0,010 0,150±0,083 0,015±0,010 0,003±0,002 0,026±0,019 0,007±0,008 0,0000±0,0000 0,000±0,000

Cont. 0,045±0,013 0,193±0,070 0,007±0,006 0,001±0,000 0,023±0,034 0,001±0,002 0,002±0,004 0,000±0,000

GENOTOXICIDADE– EFLUENTE CONVENCIONAL

Ausência de genotoxicidade

TOXICIDADE AGUDA – PERMEADOS PSM Germinação e crescimento

radicular

Ausência de toxicidade aguda nos modelos vegetais

OR>EDR-OR

TOXICIDADE AGUDA – PERMEADOS PSM Sobrevivência

Ausência de toxicidade aguda nos modelos animais

TOXICIDADE AGUDA – REJEITO OR Germinação e crescimento

radicular

Síntese dos resultados da avaliação de toxicidade aguda

• Ausência de toxicidade aguda no sistema convencional, PSM e rejeito

• Rejeito + EDR não foi considerado toxico para 3 dos 4 organismos avaliados, toxicidade atribuída ao baixo valor de pH.

• A integração do processo hibrido de EDR-OR com o sistema de tratamento convencional de estabilização do efluente, mostrou os melhores resultados, sendo considerada uma tecnologia promissora, gerando um produto de excelente qualidade, ausência de toxicidade e baixo volume de rejeito.

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FONTE: ASHOOR et al., 2016; BASILE; FIGOLI; KHAYET, 2015; CRISCUOLI, 2017; CURCIO; DRIOLI, 2005; KHAYET; MATSUURA, 2011

DESTILAÇÃO POR MEMBRANA

DESTILAÇÃO POR MEMBRANA DE BANCADA

T conc. =+/- 60ºC P conc. = 0,2 kgf/cm² Vazão de recirculação =

1,69 Kg/min = 28 g/s

T permeado = +/- 28ºC P conc. = 0,05 kgf/cm² Vazão de recirculação = 0,59 Kg/min = 10 g/s

EXPERIMENTOS

0 2000 4000 6000 8000 100000.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0F

luxo

de p

erm

eado

(norm

aliz

ado)

Time (min)

concentrado EDR

concentrado EDR filtrado

concentrado EDR filtrado com ajuste de pH

limpeza

da membrana

O maior fluxo transmembrana obtido com o uso de filtração e ajuste de pH permitiu recuperar 74 % da água disponível no efluente concentrado de EDR.

COEFICIENTE DE TRANSFERÊNCIA DE MASSA

0 2000 4000 6000 8000 100000.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

Coeficie

nte

de tra

nsfe

rência

(norm

aliz

ado)

Time (min)

concentrado EDR

concentrado EDR filtrado

concentrado EDR filtrado com ajuste de pH

limpeza

da membrana

COEFICIENTE DE POLARIZAÇÃO POR TEMPERATURA

0 2000 4000 6000 8000 100000.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

CP

T

Tempo (min)

concentrado de EDR

concentrado de EDR filtrado

concentrado de EDR filtrado com ajuste de pH

limpeza

da membrana

MEMBRANA LIMPA CONCENTRADO EDR

CONCENTRADO EDR FILTRADO CONCENTRADO EDR FILTRADO + pH

CARACTERIZAÇÃO DO PERMEADO DA DM

Parâmetro Unidade

Permeado da

DM de

concentrado

EDR

Permeado da

DM de

concentrado

EDR filtrado

Permeado da

DM de

concentrado

EDR filtrado

+ ajuste pH

Cálcio mg L-1 1,004 0,747 0,744

Carbono Orgânico mg L-1 0,0 2,3 N.R.

Condutividade µS/cm 8,60 5,90 3,52

Ferro mg L-1 0,054 0,021 0,024

Fósforo mg L-1 0,030 0,025 < LQ

Magnésio mg L-1 0,166 0,177 0,105

pH - 5,06 5,45 5,22

Sílica mg L-1 0,5 0,57 0,22

Sódio mg L-1 0,5 0,5 0,6

Sólidos Dissolvidos Totais mg L-1 39,5 16,3 17,7

Sólidos Totais mg L-1 56,5 32,7 30,9

Turbidez NTU 1,257 0,724 1,65

Zinco mg L-1 0,032 0,041 0,037

N.R. – análise não realizada.