Aplicação da eletrodeionização para produção de água desmineralizada a partir de efluente petroquímico

Abstract

Os efluentes terciários petroquímicos possuem um grande potencial para reúso nos processos produtivos. Entretanto, apresentam compostos que não permitem seu reúso direto, sendo necessária a realização de tratamentos adicionais para enquadramento aos parâmetros exigidos pela indústria petroquímica. Um dos processos petroquímicos que demanda água de qualidade e com alta pureza é a geração de vapor. A característica da água desmineralizada, utilizada na alimentação de caldeiras de alta pressão, deve ser alcançada para permitir o reúso. Portanto, esta tese tem por objetivo desenvolver um processo integrado de tratamento, baseado em tecnologias de membrana, para produção de água desmineralizada a partir de efluente petroquímico terciário. Para tal, foram investigados processos de separação por membranas, como ultrafiltração, osmose reversa e eletrodeionização em uma unidade piloto com capacidade de tratamento de 1 m³.h-1 aplicados no tratamento de efluente petroquímico terciário. Foram realizadas as caracterizações do efluente de alimentação, permeados e diluídos para comparação com o padrão de qualidade da água desmineralizada. Os principais parâmetros operacionais monitorados foram: fluxo de permeado, pressão de operação e corrente elétrica aplicada. Para a eletrodeionização foi realizada a investigação da influência dos parâmetros (vazão, corrente elétrica e condutividade elétrica da água de alimentação), com a utilização da metodologia de superfície de resposta. Foram testadas as vazões de 6,6 e 10 L.min-1. O desenvolvimento desta tese permitiu a definição da rota tecnológica de tratamento do efluente terciário, resultando na produção de água desmineralizada com condutividade elétrica de 0,22 µS.cm-1, pH 6,63 e concentrações de 0,09, 0,048, 0,009, 0,002 mg.L-1 de cálcio, ferro, magnésio e sílica, respectivamente, equivalente à qualidade da água desmineralizada utilizada no Polo Petroquímico do Sul.

Tertiary petrochemical effluents present a great potential for using in the production processes. However, they present compounds that do not allow their direct reuse, making it necessary to carry out additional treatments to comply with the restrictions required by the petrochemical industry. One of the petrochemical processes that require high purity water is the generation of steam. A characteristic of the demineralized water used to feed high pressure boilers must be achieved to allow its reuse. Therefore, this thesis aims to develop an integrated treatment process, based on membrane technologies, to produce demineralized water from tertiary petrochemical effluent. To this end, membrane separation processes were investigated, such us ultrafiltration, reverse osmosis and electrodeionization in a pilot unit with a treatment capacity of 1 m³ h-1 applied in the treatment of tertiary petrochemical effluent. Characterizations of feed permeated and diluted effluents were carried out for comparison with the quality standards of demineralized water. The main operating parameters monitored were permeate flow, operating pressure and applied electrical current. For electrodeionization, the influence of parameters (flow, electric current and electrical conductivity of the feed water) was investigated using the response surface methodology. They were tested at flow rates of 6.6 and 10 L.min-1. The development of this thesis allowed the definition of the technological route for treating tertiary effluent, resulting in the production of demineralized water with electrical conductivity of 0.22 µS cm-1, pH 6.63 and concentrations of 0.09, 0.048, 0.009, 0.002 mg L-1 of calcium, iron, magnesium, and silica, respectively, equivalent to the quality of demineralized water used in the Southern Petrochemical Complex.