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Floculação: Poliacrilamidas aceleram remoção de sólidos suspensos dos efluentes tratados

Petroleo e Energia
28 de janeiro de 2016
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    Agentes desestabilizantes – Coagulação é um fenômeno complexo que envolve vários parâmetros, por isso é muito importante definir a forma como o coagulante funcionará (Akshaya Kumar Verma, 2012). Coagulantes inorgânicos (sais de metais polivalentes) estão sendo muito utilizados devido ao seu baixo custo e facilidade de utilização, como por exemplo, sulfato de alumínio, policloreto de alumínio ou cloreto férrico. No entanto, a sua aplicação é limitada, resultando em baixa eficiência de floculação e presença de resíduos de metais na água tratada (Chai Siah Lee J. R., 2014).

    Sólidos finamente dispersos (coloides) em águas residuais são estabilizados por cargas elétricas em suas superfícies, ocasionando repulsão entre si. Tais cargas impedem que essas partículas carregadas colidam para formar massas maiores (Pei WenWong, 2007). A Figura 3 esquematiza a estabilidade dos coloides suspensos em água residual, de acordo com a teoria de estabilidade coloidal.

    Figura3 – Característica de partículas coloidais (Stoukov, 2015).

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    Os produtos químicos são misturados com água residual para promover a agregação dos sólidos em suspensão para partículas grandes o suficiente para sedimentar ou serem removidas. Coagulantes catiônicos são geralmente adicionados para neutralizar as cargas negativas dos coloides, diminuindo os potenciais repulsivos entre os mesmos e favorecendo os potenciais atrativos de van der Waals. Uma vigorosa mistura é necessária para dispersar o coagulante em todo o líquido (Borchate S.S, 2014). A Figura 4 representa o diagrama de coagulação.

    Figura 4 – Diagrama de coagulação (Sasaki, 2015).

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    Os coagulantes químicos podem ser categorizados em três famílias, conforme a sua eficácia, como mostra a Figura 5.

    Figura 5 – Categorização de coagulantes químicos conforme a sua eficácia (Akshaya Kumar Verma, 2012).

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    Sais metálicos pré-hidrolisados são frequentemente reconhecidos por serem mais eficazes do que sais metálicos hidrolisados, devido à melhor remoção de partículas mesmo em baixa temperatura, podendo produzir um menor volume de lodo. Por outro lado, a adição de polieletrólitos em geral melhora o desempenho de remoção, no entanto, a geração de grande quantidade de lodo associado a este processo faz com que seja pouco atraente na etapa de coagulação. A grande quantidade de lodo se dá devido aos polieletrólitos serem moléculas relativamente grandes, quando comparadas aos sais, fazendo com que a partícula neutralizada incremente seu tamanho, sedimentando a velocidades e quantidades maiores do que as usualmente observadas (Bidhendi, 2007).

    A floculação é um dos processos de separação mais importantes que é extensivamente empregado em águas potáveis, tratamento de águas residuais domésticas ou industriais. Vários tipos de floculantes (sintéticos e naturais) têm sido desenvolvidos e comercializados para a remoção de parâmetros considerados passivos ambientais, tais como sólidos suspensos e dissolvidos, turbidez, demanda química de oxigênio (DQO), cor e corante mediante sedimentação (Lee, Robinson, & Chong, 2014). Os floculantes facilitam a aglomeração das partículas para formar grandes flocos e, assim, acelerar a sedimentação gravitacional (Pei WenWong, 2007) (Sharma, Dhuldhoya, & Merchant, 2006) (Chai Siah Lee J. R., 2014).

    O uso extensivo de polímeros iônicos como floculantes se explica pelos seus atributos característicos. Os polímeros são fáceis de utilizar, imediatamente solúveis em sistemas aquosos e não afetam o pH do meio. Eles são altamente eficientes com pequenas quantidades, e os flocos formados são maiores e mais fortes. Normalmente, um polímero adequado pode aumentar o tamanho do floco, e, assim, formar flocos fortes e densos de forma regular, possuindo boas características de sedimentação (Razali, 2011).A Tabela 1 traz a representação das características dos floculantes sintéticos.

    Tabela 1 – Principais características dos floculantes sintéticos (Chai Siah Lee J. R., 2014).

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    A dinâmica do processo de floculação envolve a adsorção do polímero sobre a superfície da partícula. Posteriormente, para superfícies parcialmente cobertas, o polímero já adsorvido em uma dada partícula pode anexar à superfície de outra partícula formando pontes (bridging flocculation) ou, alternativamente, pela aplicação de patching e mecanismos de neutralização de cargas (Gregory J. , 1989) (Gaudreault, 2009). Quando um floculante polimérico é dosado em uma suspensão de partículas, vários processos são iniciados; estes processos são ilustrados esquematicamente na Figura 6.



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