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Relatório de Avaliação Preliminar de Tratabilidade de efluentes oleosos.
1. OBJETIVO
O objetivo deste relatório é apresentar o resultado qualitativo do estudo de avaliação comparativa entre a tratabilidade dos efluentes gerados á partir de emulsões oleosas de origem vegetal e mineral, não levando-se em consideração a quantificação dos parâmetros de contaminantes, que serão abordados nas próximas etapas do estudo.
2. INTRODUÇÃO
Água Oleosa é um termo genérico usado para descrever todas as águas que apresentam quantidades variáveis de óleos, graxas e lubrificantes, além de uma variedade de outros materiais em suspensão, que podem incluir areia, terra, argila e outros, e uma gama de substâncias coloidais e dissolvidas, tais como detergentes, sais, metais pesados, etc.
Os óleos e graxas podem estar presentes na água oleosa em duas formas distintas: livres ou emulsionados.
O óleo livre é aquele que corresponde a uma fase visivelmente distinta da fase aquosa, isto é, ele não se mistura com a água, e pela sua densidade aparece flutuando na superfície da água ou como gotículas em suspensão, sendo facilmente identificável na água oleosa (de uma maneira simples, o óleo livre é aquele que você é capaz de "ver" na água).
Quando a água oleosa contém óleo emulsionado, o óleo se encontra tão intimamente misturado e estabilizado na água que a sua presença não pode ser distinguida a olho nu.
Visualmente, tem-se um sistema "monofásico" água-óleo, que é conhecido como emulsão. Por sua vez, uma emulsão é composta por inúmeras micelas, que são as unidades básicas que compõe esse sistema.
Separação do Óleo Emulsionado
O óleo que se encontra emulsionado, no entanto, é muito mais difícil de ser separado da água.
Ele está microscopicamente disperso no meio, e cada gotícula de óleo, que é invisível ao olho nu, se encontra altamente estabilizada junto à água devido à presença de agentes surfactantes. Em um sistema desse tipo, apenas o emprego de equipamentos de separação gravitacional (decantadores ou flotadores sem o auxílio de produtos químicos, os quais são sistemas físicos), estejam eles equipados ou não com placas, lamelas ou colméias hidrofóbicas coalescentes, não surte qualquer efeito apreciável sobre a remoção do óleo presente na água oleosa. Para promover a separação do óleo que se encontra emulsionado é fundamental que se tenha no processo uma etapa inicial de desestabilização da emulsão.
A desestabilização da emulsão é feita através de um tratamento químico da água oleosa contendo o óleo emulsionado, mediante a adição de eletrólitos capazes de deslocar os surfatantes da interface água-óleo sob condições específicas de pH e de potencial iônico que variam de acordo com cada tipo de água oleosa. Isso permite que as microscópicas gotículas de óleo presentes no meio se aproximem umas das outras e se unam (coalesçam) para formar gotículas maiores, que "aparecem" na água oleosa como óleo livre. Entretanto, esses eletrólitos, além de deslocar o surfatante, podem também atuar como um agente coagulante, criando uma ponte forte e estável entre as micro-gotículas de óleo, que assim crescem mais rapidamente e de forma irreversível. Após as gotículas de óleo terem coalescido e "aparecido", a sua separação gravitacional torna-se possível. Em conclusão, a separação do óleo que está emulsionado passa, obrigatoriamente, por um processo de separação físico-químico.
3. ENSAIOS DE TRATABILIDADE
A desestabilização da emulsão é feita através de um tratamento químico da água oleosa contendo o óleo emulsionado, mediante a adição de eletrólitos capazes de deslocar os surfatantes da interface água-óleo sob condições específicas de pH e de potencial iônico que variam de acordo com cada tipo de água oleosa.
Tipicamente as emulsões oleosas de base mineral são desestabilizadas em pH fortemente ácido ( entre pH 2,00 e pH 3,00), o que requer uma grande quantidade de reagentes , além de uma etapa de correção de pH da água após a separação do óleo, fato que não ocorre em emulsões de base vegetal que tem a emulsão desestabilizada em pH mais próximo ao neutro ( entre pH 5,50 e pH 6,50), o que dispensa uma etapa do tratamento além de consumir menos reagentes para se processar.
Os ensaios de tratabilidade foram realizados em escala laboratorial, foram utilizados diversos tipos de floculantes a base mineral ( Cloretos e Sulfatos) e vegetais a base de (Tanino), bem como foram utilizados polímeros de alta carga e de grande espectro, auxiliando a floculação em diversas faixas de pH diferentes.
Em todos os ensaios, as quebras químicas das emulsões de óleos de base vegetal se mostraram mais eficientes dos que as quebras das emulsões de base mineral.
A quebra da emulsão a base de óleos vegetais se processa de forma mais fácil requerendo a utilização de menos reagentes químicos e gerando uma água sobrenadante com melhor clarificação.
No processo de quebra de emulsões oleosas de base mineral é possível diferenciar as fases após o tratamento, entretanto o processo não apresenta uma remoção completa da turbidez do efluente, gerando uma água de processo de aspecto amarelado, que requer um tratamento de clarificação e remoção de contaminantes tais como metais oriundos de processos de usinagem, além de haver a necessidade de corrigir o pH, antes de poderem ser encaminhadas para um tratamento biológico para remoção da Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO).
No caso do tratamento dos efluentes oleosos de base vegetal o processo de quebra química gera uma porção sólida de aspecto coloidal que encapsula os contaminantes proporcionando uma água com turbidez mais baixa, facilitando a separação dos contaminantes através da flotação, além de fornecer uma água com turbidez mais baixa fornece também com pH mais próximo da neutralidade dispensando mais uma etapa de tratamento da água separada, antes de encaminhá-la para o tratamento biológico.
4. CONCLUSÃO
Foram realizados testes de tratabilidade comparando os resultados obtidos no tratamento das emulsões a base de óleo mineral e a base de óleo vegetal.
Os ensaios de tratabilidade apresentaram um resultado consistente em relação ao processo de tratamento, trazendo resultados significativamente diferentes em ambos os casos.
Foram utilizados floculantes á base de sais metálicos e tanino, além de polímeros de alta carga e de grande espectro, auxiliando a floculação em diversas faixas de pH diferentes.
No caso do óleo de base mineral, a quebra da emulsão ocorreu na faixa de pH entre 2 e 3, mesmo separando uma grande quantidade de óleo, o efluente tratado restante apresentou uma turbidez alta e uma coloração amarelada, além de pH altamente ácido que necessita uma correção antes de ser encaminhado para o processo de tratamento biológico de efluentes.
No caso do óleo de base vegetal, a quebra da emulsão ocorreu na faixa de pH entre 5,50 e 6,50 e se processou de forma mais rápida, consumindo menos reagentes e dispensando a necessidade de correção de pH para se encaminhado para o processo de tratamento biológico de efluentes.
A separação do óleo se mostrou mais eficiente, formando uma fase coloidal que contribuiu para a clarificação do efluente tratado final apresentando características melhores das do tratamento da emulsão á base mineral em ambos os testes, tanto quanto com o floculante mineral quanto com o floculante orgânico.
Em todos os aspectos o efluente gerando á partir de emulsões de óleos com base vegetal se mostraram mais fáceis de serem tratados, requerendo menor gasto de reagentes e fornecendo um efluente tratado final com qualidade superior ao efluente tratado oriundo de emulsões de óleos de base mineral facilitando o tratamento biológico dá água resultante do processo de separação do óleo, além de dispensar a necessidade de correção de pH no final do processo.
Download: Tratabilidade de emulsões.