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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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    Figura 6 – Etapas envolvidas na floculação de partículas por adsorção polimérica: (a) mistura, (b) adsorção, (c) Rearranjo das cadeias adsorvidas e (d) floculação por “bridging flocculation” (Brian Bolto, 2007).

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    Além disso, em ambiente turbulento, os flocos podem quebrar, pois obedecem ao mínimo secundário, segundo o balanço energético explicado anteriormente na teoria de estabilização coloidal. Após a quebra, as cadeias de polímero podem voltar a adsorver sobre a superfície das partículas e, subseqüentemente, voltar a se ligar a outras partículas ou agregados devido às colisões entre as partículas. Cada um destes processos depende das características do polieletrólito e das partículas, do tempo de contato, e da intensidade de turbulência (Maria G. Rasteiro, 2014).

    Como os floculantes desempenham o papel principal no processo de floculação, a busca por floculantes eficientes e de baixo custo se tornou o desafio em muitos estudos (Brostow, 2009). Segundo uma das principais fabricantes de floculantes, a Basf, o mercado global de floculantes catiônicos base poliacrilamida vale em torno de € 1,0 bilhão e está crescendo de 4% a 5% ao ano (Chai Siah Lee M. F., 2014). A poliacrilamida é um polímero muito utilizado como floculante porque é possível sintetizá-la com diferentes funções (carga positiva, negativa ou neutra), várias massas molares e densidades de carga, para que possa ser utilizada para ter bons desempenhos na sedimentação, com custos relativamente baixos (Ahmad, 2008).

    Acrilamida – A acrilamida foi sintetizada industrialmente pela primeira vez em 1949 e, desde então, a produção desta substância tóxica na União Europeia atingiu cerca de cem mil toneladas por ano. Ela é usada quase que exclusivamente para produção de poliacrilamidas (Bonneck, 2008) e sua comercialização teve início a partir da década de 1950. O principal processo de obtenção industrial empregava a reação da acrilonitrila com ácido sulfúrico hidratado e posterior separação do produto na forma de seu sal de sulfato. Este processo resultou em quantidades satisfatórias de monômero, como também produzindo sulfatos não desejados e outros subprodutos (Habermann, 1991). A hidratação catalítica da acrilonitrila com cobre metálico foi introduzida em 1971. Neste processo, uma solução de acrilonitrila em água é adicionada sobre um leito fixo de catalisador sob determinada temperatura, e a acrilonitrila é convertida diretamente à acrilamida. Os níveis de subprodutos são mínimos e dependem especificamente da pureza da acrilonitrila (Smith & Oehme, 1991).

    Em 1985, microrganismos começaram a ser utilizados para a produção de acrilamida a partir de acrilonitrila por um processo de hidratação enzimática. Esta é uma das primeiras utilizações de biocatalizadores na fabricação de produtos químicos na indústria petroquímica (Habermann, 1991) (IARC Monographs, 1994).

    Atualmente, o bioprocesso tecnológico para obtenção da acrilamida abrange a maioria dos produtores mundiais devido às grandes vantagens produtivas: processo fundamentalmente simples envolvendo condições brandas, custo eficaz e escalonável, catalisador altamente seletivo e ambientalmente favorável com baixo teor de acrilonitrila residual (Armitage, 2014).

    Poliacrilamidas – Nos últimos anos, especial atenção tem sido dedicada a polímeros solúveis em água. Os requisitos mais importantes para as aplicações tecnológicas destes polímeros tais como elevada solubilidade em água, rota produtiva simples e barata, o comportamento de resistência ao cisalhamento e a estabilidade química da estrutura do polímero se destacam de forma plausível. Entre os polímeros solúveis em água, homopolímeros e copolímeros base de acrilamida fornecem uma ampla variedade de funcionalidades e benefícios para uma diversidade de aplicações (Rabiee & Jamshidi, 2014).

    A classe diversificada de polímeros solúveis em água compreendendo as poliacrilamidas contém alguns dos materiais poliméricos sintéticos mais importantes utilizados para melhorar a qualidade de vida na sociedade moderna. Geralmente, estes polímeros são classificados em espécies não iônicas, aniônicas e catiônicas de acordo com a natureza dos seus grupos iônicos ligados covalentemente (Barajas & Hunkeler, 1997) (Sun-Yi Huang, 2001).



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