Remoção de óleos emulsificados por flotação por ar dissolvido

Abstract

Neste trabalho estuda-se o processo de flotação por ar dissolvido (FAD) como método de remoção de óleos emulsificados. Realizou-se uma revisão bibliográfica tanto do processo de flotação como dos fundamentos físico-químicos envolvidos na estabilidade e flotação de emulsões. Foram realizados testes de estabilidade de emulsões, de FAD descontínuos e contínuos, utilizando-se emulsões de 1000 mg/l de Óleo diesel e heptano. Verificou-se a eficiência do sulfato de alumínio e de compostos poliméricos como agentes desestabilizantes. Estudou-se a influência do tipo e concentração dos agentes desestabilizantes, pH da emulsão, do tipo de água e agitação nos testes de estabilidade como também na flotação por ar dissolvido. Os resultados obtidos indicaram a viabilidade técnica da aplicação do processo para a clarificação de efluentes oleosos atingindo valores de turbidez residual satisfatórios (menores que 5 UNT). O sulfato de alumínio mostrou-se mais eficiente como agente desestabilizante de ambas emulsões nos estudos de estabilidade e testes de PAD descontínuos, mas o polímero catiônico C-505 apresentou melhores resultados nos testes de flotação contínuos. O presente trabalho ainda apresenta um estudo de dimensionamento e do custo da unidade de FAD para remoção de óleos emulsificados que leva em consideração os custos de investimentos e de operação da unidade. Verifica-se que o custo total da unidade depende da vazão de alimentação, taxa de recirculação, taxa ar/sólido em massa e concentração inicial de óleos. Conclui-se que para as taxas de ar/sólido usados na indústria (geralmente menores que 0,1) o custo operacional do reagente é o parâmetro determinante do custo total atualizado da unidade. Isto faz com que o custo total atualizado seja essencialmente independente da relação taxa de aplicação - taxa ar/sólido.

The dissolved air flotation (DAF) process has been studied as a method for emulsified oil removal. A literature survey of the process was made and the physical chemistry fundamentais involved in thest ability and flotation of emulsion were reviewed. Tests of emulsions stability, batch and continous DAF were carried out using 1000 mg/l emulsions of diesel oil and heptane. Aluminium sulphate and varios polymeric coagulants were studied as destabilizing agents of the emulsions. The effect of the type and concentration of the destabilizing reagents, pH, type of water and agitation was determined. The results obtained indicated that the process was viable for the clarification of oily effluents yielding very low lewels of residual turbidity in the clarified liquid (less than 5 NTU). Aluminium sulphate showed high efficiency for both emulsions in the stability and batch DAF test, but the use of cationic polyacrilamides resulted in better performance in the continuous flotation studies. This work presents also a study for design and cost analysis of DAF units for emulsified oil removal that takes into account capital and operational costs. It was shown that the capitalized total cost of the unit depends on feed flowrate, racycle ratio, air/solids mass ratio and initial oil concentration. It was concluded that for the air/solid mass ratios used industrially (less than 0,1) the capitalized operational cost of the desestabilizing reagent is the determining item of total capitalized cost. This implied that the total capitalized cost is essentialy independent of the relationship between overflow flotation rate and air/solid mass ratio.