Análise comparativa de tecnologias para tratamento de efluentes no processo de produção de dimetil éter

Abstract

Este trabalho realizou uma análise comparativa entre tecnologias para o tratamento de efluentes contendo metanol residual oriundos da produção de dimetil éter (DME). O estudo faz parte do projeto de uma planta industrial desenvolvido na graduação em Engenharia Química da UFRGS, cuja rota de síntese adotada foi a via indireta a partir do metanol. O efluente gerado apresenta alta carga orgânica, com concentração de metanol em torno de 9500 ppm, o que pode comprometer a eficiência de tratamentos convencionais. Por meio de uma revisão bibliográfica detalhada, foram comparados dois métodos principais: reator anaeróbio de fluxo ascendente (UASB) e ozonização. O reator UASB demonstrou altas taxas de remoção de DQO (84–98%) e geração de biogás, mas apresenta sensibilidade à concentração elevada de metanol. Já a ozonização mostrou-se eficiente na degradação de contaminantes orgânicos e aumento da biodegradabilidade, embora limitada na remoção de carbono orgânico total (até 21%) e com alto custo operacional. A análise sugere a integração das duas tecnologias como solução viável para o tratamento do efluente, utilizando a ozonização como pré-tratamento para viabilizar a aplicação do UASB. Essa estratégia visa maximizar a remoção da carga orgânica e aproveitar a geração de energia renovável, conciliando eficiência ambiental e viabilidade industrial. Dessa forma, recomenda-se o aprofundamento em estudos de dimensionamento, viabilidade econômica e estratégias de aproveitamento do biogás como trabalhos futuros.

This work presents a comparative analysis of technologies for treating effluents containing residual methanol produced during dimethyl ether (DME) manufacturing. The study is part of an industrial-plant design project developed in the Chemical Engineering undergraduate program at UFRGS, which adopted the indirect synthesis route from methanol. The effluent generated has a high organic load, with a methanol concentration of approximately 5,362 ppm, which can undermine the efficiency of conventional treatments. Through an in-depth literature review, two main methods were compared: the upflow anaerobic sludge blanket (UASB) reactor and ozonation. The UASB reactor showed high chemical oxygen demand (COD) removal rates (84 98 %) and biogas generation, but it is sensitive to elevated methanol concentrations. Ozonation proved effective in degrading organic contaminants and increasing biodegradability, although it is limited in total organic carbon removal (up to 21 %) and has high operational costs. The analysis suggests integrating the two technologies as a viable solution for effluent treatment, using ozonation as a pre-treatment to enable the application of the UASB. This strategy aims to maximize organic-load removal while harnessing renewable-energy generation, reconciling environmental efficiency with industrial feasibility. Further research into reactor sizing, economic viability, and biogas-utilization strategies is therefore recommended.