This study aims to evaluate the environmental and energy effects of the reuse of 1.0 m³ of water in a cooling tower obtained from an oil refinery effluent. An arrangement comprising reverse osmosis (RO), evaporation (EV), and crystallization (CR) was created for water desalination. Six process routes were evaluated; for this purpose, each of them was converted into an specific scenario of analysis: S1: pre-treatment with Ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) + RO + EV (multi-effect distillation) + CR; S2: S1 with pre-treatment by BaSO4; S3: with Ca(OH)2/CaCO3/HCl; S4: S3 with waste heat to supply the thermal demand of EV; S5: S3 with steam recompression in EV; and, S6: S3 with HNO3 in place of HCl. The analysis was carried out by attributional LCA for primary energy demand (PED) and global warming (GW) impacts. The comparison was carried out for a reference flow (RF) of: add 1.0 m3 of reused water to a cooling tower with quality to proper functioning of this equipment. S4 presented the best performance among the analyzed possibilities (PED: 11.9 MJ/RF; and GW: 720 gCO2,eq/RF). However, dependence on other refinery sectors makes it inadvisable as a regular treatment option. Thus, S5 appears as the lowest impact scenario in the series (PED: 17.2 MJ/RF; and GW: 1.24 kgCO2,eq/RF), given the pre-treatment technique of RO-fed effluent, and the exclusive use of steam recompression to meet total EV energy demands. Finally, an intrinsic correlation was identified between RO water recovery efficiency and the accumulated PED and GW impacts on the arrangements that operate with heat and electricity.
RESUMO -Com uma gama de poluentes, a água produzida proveniente dos poços de petróleo requer tratamento para descarte em emissários, reuso ou reinjeção em poços. Ademais, no futuro, com mais restrições ambientais, novos processos de tratamento serão necessários. No presente estudo, desenvolveu-se uma alternativa para tratamento e reuso da água produzida, buscando-se um desempenho na eletrodiálise reversa (EDR) que não seja comprometido por incrustações em membranas. Para tanto, foram estudados processos de pré-tratamento aplicáveis à água de alimentação da EDR, como filtração para redução do teor de óleos e graxas (TOG) e precipitação para redução de sais pouco solúveis. Embora as incrustações nas membranas de EDR pela formação de fouling oleoso e scaling por sulfato de bário (BaSO 4 ) representam grandes desafios para aplicação dessa tecnologia em reuso da água produzida, com o pré-tratamento aqui proposto, é possível prevenir-se de tais inconvenientes. INTRODUÇÃOO termo água produzida designa água proveniente dos poços de exploração e produção de petróleo. Constituída de uma corrente de grande volume, a água produzida geralmente representa um volume similar ao de óleo produzido. Contendo uma gama de poluentes, tais como: orgânicos (óleos dispersos ou dissolvidos), sólidos dissolvidos totais (SDT-sais), amônia, boro, e metais pesados, esta requer tratamento para descarte em emissários ou reinjeção em poços. O tratamento convencional para descarte consiste de métodos físicos (tratamento primário) e biológicos (tratamento secundário). No entanto, para o reuso da água produzida, seja como água industrial ou irrigação, é necessário recorrer a tratamento terciário para redução adicional de salinidade, do teor de óleos e graxas (TOG) e de sólidos dissolvidos totais (SDT). Neste caso, a etapa mais importante é a de dessalinização, a qual pode ser realizada num processo por membranas, principalmente pelas técnicas de osmose reversa ou eletrodiálise reversa (EDR) (REAHL, 2006).Os sistemas de membrana requerem um pré-tratamento da alimentação para reduzir problemas de incrustação. A presença de óleos e graxas pode acarretar a formação de uma camada de resina oleosa que bloqueia a passagem de íons de e para os sítios de troca de iônica nas membranas, além de ocasionar obstrução severa da cama de resina e até mesmo danos Área temática: Engenharia Ambiental e Tecnologias Limpas 1
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