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Tratamento de água produzida em plataformas de petróleo e gás, com desnitrificação autotrófica com sulfeto, associada à lavagem de biogás produzido em reator anaeróbio

Processo: 17/22952-4
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Doutorado
Vigência (Início): 01 de julho de 2018
Vigência (Término): 31 de maio de 2021
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Sanitária - Saneamento Ambiental
Pesquisador responsável:Márcia Helena Rissato Zamariolli Damianovic
Beneficiário:Cristiane Arruda de Oliveira
Instituição-sede: Escola de Engenharia de São Carlos (EESC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:15/06246-7 - Aplicação do conceito de biorrefinaria a estações de tratamento biológico de águas residuárias: o controle da poluição ambiental aliado à recuperação de matéria e energia, AP.TEM
Assunto(s):Tratamento de águas residuárias   Plataforma continental   Reservatórios de petróleo   Gás natural   Matéria orgânica   Desnitrificação   Nitrificação   Reatores anaeróbios

Resumo

A água produzida plataformas de extração de petróleo e gás é um dos principais passivos ambientais dessa indústria. Essa água residuária é caracterizada por possuir baixo teor de matéria orgânica, elevada salinidade, compostos orgânicos aromáticos, nitrogênio amoniacal (N-NH4) e sulfato (SO42-). O processo de digestão anaeróbia apresenta potencial de remover a matéria orgânica, compostos aromáticos e reduzir SO42 a sulfeto de hidrogênio (H2S). Porém, para remoção dos compostos nitrogenados, encontrados em concentrações relevantes nessas águas, uma etapa adicional de tratamento é requerida, a partir dos processos subsequentes de nitrificação e desnitrificação. Os elétrons necessários para desnitrificação podem advir do residual de matéria orgânica (desnitrificação heterotrófica) presente no efluente do reator anaeróbio e do biogás (desnitrificação autotrófica), contendo sulfeto, presente na fase gasosa desse reator. É crescente o desenvolvimento de processos/tecnologias capazes de aproveitar subprodutos provenientes de outras etapas do tratamento de águas residuárias, com a finalidade de minimizar o impacto gerado ao meio ambiente, bem como a redução de despesas nos sistemas de tratamento. Assim, propõe-se neste projeto de pesquisa, o estudo da viabilidade do tratamento da água produzida em plataformas em sistema combinado anaeróbio, aeróbio e anóxico. Para tanto, um reator anaeróbio de leito estruturado será utilizado como unidade prévia de remoção de matéria orgânica e compostos orgânicos aromáticos Esse reator será seguido de duas unidades de pós-tratamento, sendo um aeróbio, de leito estruturado, com baixa aeração (0,30 -1,00 mgO2/L), visando o processo simultâneo de Nitrificação e Desnitrificação (NDS) e um reator anóxico, para complementar a desnitrificação, pela via autotrófica, concomitantemente à lavagem do biogás, oxidando o sulfeto gasoso. Para avaliar as condições de aeração e os limites de toxicidade de compostos aromáticos na via anaeróbia e aeróbia, será realizado planejamento fatorial. Ao final do trabalho, pretende-se definir as melhores concentrações de oxigênio dissolvido, e o potencial de utilização de sulfeto, para remoção simultânea de nitrogênio e compostos sulfurosos, assim como a remoção da matéria orgânica em geral, bem como compostos aromáticos presentes na água produzida em plataforma de petróleo e gás. (AU)