Dimensionamento de wetland construído para separação água-derivados de petróleo
Ano de defesa: | 2016 |
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Instituição de defesa: |
Universidade Federal de Pernambuco
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Programa de Pós-Graduação: |
Programa de Pos Graduacao em Engenharia Quimica
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Departamento: |
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País: |
Brasil
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Palavras-chave em Português: | |
Link de acesso: | https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/28380 |
Resumo: | Grande consumidor de água, o setor industrial tem adotado práticas que minimizem os impactos nos recursos hídricos. Entre essas, o tratamento de efluentes garante que águas residuárias sejam corretamente descartadas e reutilizadas. Constantemente presentes nas atividades industriais, os derivados de petróleo compõem efluentes líquidos tóxicos, produzidos em larga escala. Águas residuárias com concentrações de óleos e graxas representam grande preocupação ambiental devido ao seu alto poder degradante e à dificuldade de separação água-óleo, além de serem nocivas à saúde do ser humano. Wetlands construídos, ou áreas alagadas artificiais, destacam-se no tratamento de efluentes oleosos, por possuírem uma tecnologia contendo mecanismos físicos, químicos e biológicos capazes de retirarem resíduos de óleo. Entre as possíveis adaptações, a adição de microbolhas apresenta grandes melhorias ao sistema, incluindo aumento da separação física e fornecimento de oxigênio. Neste trabalho avaliou-se o aumento na eficiência do tratamento de efluentes oleosos em wetlands construídos aerados (com adição de microbolhas). Foram realizadas simulações fluidodinâmicas dos protótipos, com e sem injetores de microbolhas, com auxílio do software ANSYS Versão 15, além de experimentos práticos, comparando as concentrações iniciais e finais de óleo lubrificante no efluente, auxiliado por monitoramento de parâmetros como número de Reynolds, tempo máximo de exposição ao óleo e tempo de poda. As simulações demonstraram que a flotação causada pela adição de microbolhas no wetland piloto foi capaz de proporcionar uma melhor separação da fração oleosa do efluente. Os tempos de poda e de máxima exposição proporcionaram melhores condições de operação. Os resultados dos testes experimentais no wetland construído sem microbolhas demonstraram que foi atingida uma redução de concentração volumétrica da fase oleosa de 22,16%, enquanto que o protótipo aerado apresentou uma redução de 74,41%, resultando em um efluente com concentração de óleos e graxas inferior ao limite de 20 mg/L exigido pela Resolução CONAMA 430/2011. Portanto, foi possível concluir que a adição de microbolhas proporcionou um aumento significativo na eficiência do tratamento de águas oleosas em wetlands construídos. Visando manter o nível de óleo na superfície do wetland em condições de sobrevivência das macrófitas flutuantes, foi elaborado um coletor regulável de óleo, o qual, juntamente com a inclusão da injeção de microbolhas deram origem a uma solicitação de patente para essa inovação tecnológica. |
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NASCIMENTO, Laís Alexandrehttp://lattes.cnpq.br/9871802211364949http://lattes.cnpq.br/2445243904431423BENACHOUR, MohandSANTOS, Valdemir Alexandre dos2019-01-02T19:34:30Z2019-01-02T19:34:30Z2016-02-25https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/28380Grande consumidor de água, o setor industrial tem adotado práticas que minimizem os impactos nos recursos hídricos. Entre essas, o tratamento de efluentes garante que águas residuárias sejam corretamente descartadas e reutilizadas. Constantemente presentes nas atividades industriais, os derivados de petróleo compõem efluentes líquidos tóxicos, produzidos em larga escala. Águas residuárias com concentrações de óleos e graxas representam grande preocupação ambiental devido ao seu alto poder degradante e à dificuldade de separação água-óleo, além de serem nocivas à saúde do ser humano. Wetlands construídos, ou áreas alagadas artificiais, destacam-se no tratamento de efluentes oleosos, por possuírem uma tecnologia contendo mecanismos físicos, químicos e biológicos capazes de retirarem resíduos de óleo. Entre as possíveis adaptações, a adição de microbolhas apresenta grandes melhorias ao sistema, incluindo aumento da separação física e fornecimento de oxigênio. Neste trabalho avaliou-se o aumento na eficiência do tratamento de efluentes oleosos em wetlands construídos aerados (com adição de microbolhas). Foram realizadas simulações fluidodinâmicas dos protótipos, com e sem injetores de microbolhas, com auxílio do software ANSYS Versão 15, além de experimentos práticos, comparando as concentrações iniciais e finais de óleo lubrificante no efluente, auxiliado por monitoramento de parâmetros como número de Reynolds, tempo máximo de exposição ao óleo e tempo de poda. As simulações demonstraram que a flotação causada pela adição de microbolhas no wetland piloto foi capaz de proporcionar uma melhor separação da fração oleosa do efluente. Os tempos de poda e de máxima exposição proporcionaram melhores condições de operação. Os resultados dos testes experimentais no wetland construído sem microbolhas demonstraram que foi atingida uma redução de concentração volumétrica da fase oleosa de 22,16%, enquanto que o protótipo aerado apresentou uma redução de 74,41%, resultando em um efluente com concentração de óleos e graxas inferior ao limite de 20 mg/L exigido pela Resolução CONAMA 430/2011. Portanto, foi possível concluir que a adição de microbolhas proporcionou um aumento significativo na eficiência do tratamento de águas oleosas em wetlands construídos. Visando manter o nível de óleo na superfície do wetland em condições de sobrevivência das macrófitas flutuantes, foi elaborado um coletor regulável de óleo, o qual, juntamente com a inclusão da injeção de microbolhas deram origem a uma solicitação de patente para essa inovação tecnológica.ANPThe industrial sector, one of the largest consumers of water, has been adopting efficient ways to minimize their impact on the environment. Among them is the wastewater treatment, which allows that the water is properly discarded and reused. Constantly present in industrial activities, petroleum derivatives which contain toxic effluents are produced on a large scale. Oily wastewater represents a large environmental concern due to its degrading power and the difficulty of water-oil separation, in addition to being harmful to the human’s health. Constructed wetlands are highlights in the treatment of oily wastewater, by having a technology containing physical, chemical and biological mechanisms capable of withdrawing oily waste. Among the possible adjustments, the addition of microbubbles shows great improvements to the system, including an increased physical separation and supply of oxygen. The aim of this study was to evaluate a possible increase in treatment efficiency of oily wastewater in constructed wetlands with addition of microbubbles. Fluid dynamic simulations of the prototypes were performed with and without microbubbles in ANSYS Version 15, in addition to practical experiments comparing the initial and final concentrations of lubricating oil, following parameters such as Reynolds number, maximum exposure to oil and pruning time. Simulations showed that the flotation caused by microbubbles addition would be able to provide better separation of the oily fraction of the effluent. The pruning and maximum exposure times allowed better operations conditions. The results of experimental tests at the constructed wetland without microbubbles demonstrate a reduction of 22.16%, while the aerated prototype decreased the oil concentration by 74.41%, resulting in an effluent with a concentration of oil and grease under the limit of 20 mg/L of Brazilian legislation CONAMA 430/2011. Therefore, it was possible to conclude that the addition of microbubbles provided a significant increase in the efficiency of treatment of oily wastewater with constructed wetlands. To keep the oil level in the wetland surface in living conditions of the floating macrophytes, was designed an adjustable oil collector, which, together with the inclusion of microbubbles injection, resulted in a patent application for this technological innovation.porUniversidade Federal de PernambucoPrograma de Pos Graduacao em Engenharia QuimicaUFPEBrasilAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessEngenharia QuímicaTratamento de efluentesÁreas alagadas artificiaisCFDAdição de microbolhasColetor regulável de óleoEfluentes oleososDimensionamento de wetland construído para separação água-derivados de petróleoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesismestradoreponame:Repositório Institucional da UFPEinstname:Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)instacron:UFPETHUMBNAILDISSERTAÇÃO Laís Alexandre Nascimento.pdf.jpgDISSERTAÇÃO Laís Alexandre Nascimento.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg2177https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/28380/5/DISSERTA%c3%87%c3%83O%20La%c3%ads%20Alexandre%20Nascimento.pdf.jpg069914c5ab4768f3a8bd517d54662595MD55ORIGINALDISSERTAÇÃO Laís Alexandre Nascimento.pdfDISSERTAÇÃO Laís Alexandre Nascimento.pdfapplication/pdf1428759https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/28380/1/DISSERTA%c3%87%c3%83O%20La%c3%ads%20Alexandre%20Nascimento.pdf4faf660b5030377821b2d000fe497714MD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; 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