Poliacrilamidas hidrossolúveis são polímeros orgânicos sintéticos que podem ser aplicados na desestabilização de sistemas coloidais, sendo assim utilizados como floculantes em diversas aplicações no âmbito ambiental, principalmente como floculantes no tratamento de efluentes. Devido à possibilidade da fabricação de poliacrilamidas com diferentes características, estas podem apresentar diferentes comportamentos em meio aquoso, variando sua eficiência em uma determinada separação sólido-líquido, sendo esta uma informação importante a ser investigada previamente a aplicação deste produto. O comportamento de poliacrilamidas hidrossolúveis em solução é alvo de diversas pesquisas devido ao fato destes polímeros apresentarem um comportamento diferenciado dos demais polímeros (exemplo: poliolefinas). Dentro deste contexto o presente trabalho buscou caracterizar cinco poliacrilamidas hidrossolúveis (FA 920 SH, AH 912 SH, AN 945 SH, FO 4115 SH e FO 4800 SH) e avaliar o efeito de suas características em seu comportamento em meio aquoso e eficiência de floculação. O comportamento das poliacrilamidas em solução foi investigado em diferentes valores de pH por análises de viscosimetria e de teste de jarros e buscou-se também compreender o efeito chamado de envelhecimento realizando estas análises. Os resultados demonstraram que a densidade de carga superficial reflete em diferentes comportamentos do polímero em solução, por exemplo, quanto maior a densidade de carga superficial maior a viscosidade da solução no pH natural das soluções (FA 920 SH pH 6,5; AH 912 SH pH 6,5; AN 945 SH pH 7; FO 4115 SH pH 4 e FO 4800 SH pH 4,2). A alteração de pH para ácido ou básico influenciou o comportamento dos polímeros em meio aquoso. A densidade de carga superficial das poliacrilamidas influenciou a eficiência dos ensaios de teste de jarros. Poliacrilamidas catiônicas apresentaram maior afinidade com partículas de caulim, logo apresentaram melhores resultados de remoção de turbidez percentual em sistemas contendo caulim (FO 4800 SH 85% e FO 4115 SH 77%). A realização de experimentos com o intuito de avaliar o efeito de envelhecimento demonstrou que a redução de viscosidade das soluções (De até 4,37 g. dL-1 para poliacrilamida FA 920 SH; 34,64 g.dL-1 para AH 912 SH; 141,2 g.dL-1 para AN 945 SH; 45,1 g.dL-1 para FO 4115 SH e 85,3 g.dL-1 para FO 4800 SH) em um período de uma semana não propiciou redução da capacidade de floculação, conforme comprovado pelos experimentos de teste de jarros. / Water-soluble polyacrylamides are synthetic organic polymers that can be applied in the destabilization of colloidal dispersions and are thus used as flocculants in various environmental applications mainly as flocculants in effluent treatment. Due to the possibility of the manufacture of polyacrylamides with different characteristics, these can present different behaviors in aqueous solution, varying its efficiency in a certain solid-liquid separation, this being an important information to be investigated prior to the application of this product. The behavior of water-soluble polyacrylamides in solution is the subject of several studies due to the fact that these polymers have a different behavior from other polymers. In this context, the present work aimed to characterize five water-soluble polyacrylamides (FA 920 SH, AH 912 SH, AN 945 SH, FO 4115 SH and FO 4800 SH) and to evaluate the effect of their intrinsic characteristics on their behavior in aqueous solution and flocculation efficiency. The behavior of the polyacrylamides in solution was investigated at different pH values by viscosimetry and jar test analyses and it was also sought to understand the effect called aging through these analyses. The results showed that the surface charge density characteristic reflects in different behavior in solution, for example, the higher the surface charge density the greater the viscosity of the solution in the natural pH of the solutions (FA 920 SH pH 6,5; AH 912 SH pH 6,5; AN 945 SH pH 7; FO 4115 SH pH 4 and FO 4800 SH pH 4,2). The change in pH to acidic or basic influenced its behavior of the polymers in aqueous solution. The charge density of the polyacrylamides influenced the efficiency of the jar tests. Polyacrylamides with cationic charges showed higher affinity with the kaolin particles, thus presenting better turbidity removal percentage results in systems containing kaolin (FO 4800 SH 85% e FO 4115 SH 77%). The performance of tests with the purpose of evaluating the effect of aging showed that the viscosity reduction (of up to 4,37 g. dL-1 for polyacrylamide FA 920 SH; 34,64 g. dL-1 for AH 912 SH; 141,2 g. dL-1 for AN 945 SH; 45,1 g. dL-1 for FO 4115 SH and 85,3 g.dL-1 for FO 4800 SH) in the viscosity tests for a period of one week does not reflect in reduction of the flocculation capacity ascertained by the jars tests.

Poliacrilamidas hidrossolúveis são polímeros orgânicos sintéticos que podem ser aplicados na desestabilização de sistemas coloidais, sendo assim utilizados como floculantes em diversas aplicações no âmbito ambiental, principalmente como floculantes no tratamento de efluentes. Devido à possibilidade da fabricação de poliacrilamidas com diferentes características, estas podem apresentar diferentes comportamentos em meio aquoso, variando sua eficiência em uma determinada separação sólido-líquido, sendo esta uma informação importante a ser investigada previamente a aplicação deste produto. O comportamento de poliacrilamidas hidrossolúveis em solução é alvo de diversas pesquisas devido ao fato destes polímeros apresentarem um comportamento diferenciado dos demais polímeros (exemplo: poliolefinas). Dentro deste contexto o presente trabalho buscou caracterizar cinco poliacrilamidas hidrossolúveis (FA 920 SH, AH 912 SH, AN 945 SH, FO 4115 SH e FO 4800 SH) e avaliar o efeito de suas características em seu comportamento em meio aquoso e eficiência de floculação. O comportamento das poliacrilamidas em solução foi investigado em diferentes valores de pH por análises de viscosimetria e de teste de jarros e buscou-se também compreender o efeito chamado de envelhecimento realizando estas análises. Os resultados demonstraram que a densidade de carga superficial reflete em diferentes comportamentos do polímero em solução, por exemplo, quanto maior a densidade de carga superficial maior a viscosidade da solução no pH natural das soluções (FA 920 SH pH 6,5; AH 912 SH pH 6,5; AN 945 SH pH 7; FO 4115 SH pH 4 e FO 4800 SH pH 4,2). A alteração de pH para ácido ou básico influenciou o comportamento dos polímeros em meio aquoso. A densidade de carga superficial das poliacrilamidas influenciou a eficiência dos ensaios de teste de jarros. Poliacrilamidas catiônicas apresentaram maior afinidade com partículas de caulim, logo apresentaram melhores resultados de remoção de turbidez percentual em sistemas contendo caulim (FO 4800 SH 85% e FO 4115 SH 77%). A realização de experimentos com o intuito de avaliar o efeito de envelhecimento demonstrou que a redução de viscosidade das soluções (De até 4,37 g. dL-1 para poliacrilamida FA 920 SH; 34,64 g.dL-1 para AH 912 SH; 141,2 g.dL-1 para AN 945 SH; 45,1 g.dL-1 para FO 4115 SH e 85,3 g.dL-1 para FO 4800 SH) em um período de uma semana não propiciou redução da capacidade de floculação, conforme comprovado pelos experimentos de teste de jarros. / Water-soluble polyacrylamides are synthetic organic polymers that can be applied in the destabilization of colloidal dispersions and are thus used as flocculants in various environmental applications mainly as flocculants in effluent treatment. Due to the possibility of the manufacture of polyacrylamides with different characteristics, these can present different behaviors in aqueous solution, varying its efficiency in a certain solid-liquid separation, this being an important information to be investigated prior to the application of this product. The behavior of water-soluble polyacrylamides in solution is the subject of several studies due to the fact that these polymers have a different behavior from other polymers. In this context, the present work aimed to characterize five water-soluble polyacrylamides (FA 920 SH, AH 912 SH, AN 945 SH, FO 4115 SH and FO 4800 SH) and to evaluate the effect of their intrinsic characteristics on their behavior in aqueous solution and flocculation efficiency. The behavior of the polyacrylamides in solution was investigated at different pH values by viscosimetry and jar test analyses and it was also sought to understand the effect called aging through these analyses. The results showed that the surface charge density characteristic reflects in different behavior in solution, for example, the higher the surface charge density the greater the viscosity of the solution in the natural pH of the solutions (FA 920 SH pH 6,5; AH 912 SH pH 6,5; AN 945 SH pH 7; FO 4115 SH pH 4 and FO 4800 SH pH 4,2). The change in pH to acidic or basic influenced its behavior of the polymers in aqueous solution. The charge density of the polyacrylamides influenced the efficiency of the jar tests. Polyacrylamides with cationic charges showed higher affinity with the kaolin particles, thus presenting better turbidity removal percentage results in systems containing kaolin (FO 4800 SH 85% e FO 4115 SH 77%). The performance of tests with the purpose of evaluating the effect of aging showed that the viscosity reduction (of up to 4,37 g. dL-1 for polyacrylamide FA 920 SH; 34,64 g. dL-1 for AH 912 SH; 141,2 g. dL-1 for AN 945 SH; 45,1 g. dL-1 for FO 4115 SH and 85,3 g.dL-1 for FO 4800 SH) in the viscosity tests for a period of one week does not reflect in reduction of the flocculation capacity ascertained by the jars tests.

Poliacrilamidas hidrossolúveis são polímeros orgânicos sintéticos que podem ser aplicados na desestabilização de sistemas coloidais, sendo assim utilizados como floculantes em diversas aplicações no âmbito ambiental, principalmente como floculantes no tratamento de efluentes. Devido à possibilidade da fabricação de poliacrilamidas com diferentes características, estas podem apresentar diferentes comportamentos em meio aquoso, variando sua eficiência em uma determinada separação sólido-líquido, sendo esta uma informação importante a ser investigada previamente a aplicação deste produto. O comportamento de poliacrilamidas hidrossolúveis em solução é alvo de diversas pesquisas devido ao fato destes polímeros apresentarem um comportamento diferenciado dos demais polímeros (exemplo: poliolefinas). Dentro deste contexto o presente trabalho buscou caracterizar cinco poliacrilamidas hidrossolúveis (FA 920 SH, AH 912 SH, AN 945 SH, FO 4115 SH e FO 4800 SH) e avaliar o efeito de suas características em seu comportamento em meio aquoso e eficiência de floculação. O comportamento das poliacrilamidas em solução foi investigado em diferentes valores de pH por análises de viscosimetria e de teste de jarros e buscou-se também compreender o efeito chamado de envelhecimento realizando estas análises. Os resultados demonstraram que a densidade de carga superficial reflete em diferentes comportamentos do polímero em solução, por exemplo, quanto maior a densidade de carga superficial maior a viscosidade da solução no pH natural das soluções (FA 920 SH pH 6,5; AH 912 SH pH 6,5; AN 945 SH pH 7; FO 4115 SH pH 4 e FO 4800 SH pH 4,2). A alteração de pH para ácido ou básico influenciou o comportamento dos polímeros em meio aquoso. A densidade de carga superficial das poliacrilamidas influenciou a eficiência dos ensaios de teste de jarros. Poliacrilamidas catiônicas apresentaram maior afinidade com partículas de caulim, logo apresentaram melhores resultados de remoção de turbidez percentual em sistemas contendo caulim (FO 4800 SH 85% e FO 4115 SH 77%). A realização de experimentos com o intuito de avaliar o efeito de envelhecimento demonstrou que a redução de viscosidade das soluções (De até 4,37 g. dL-1 para poliacrilamida FA 920 SH; 34,64 g.dL-1 para AH 912 SH; 141,2 g.dL-1 para AN 945 SH; 45,1 g.dL-1 para FO 4115 SH e 85,3 g.dL-1 para FO 4800 SH) em um período de uma semana não propiciou redução da capacidade de floculação, conforme comprovado pelos experimentos de teste de jarros. / Water-soluble polyacrylamides are synthetic organic polymers that can be applied in the destabilization of colloidal dispersions and are thus used as flocculants in various environmental applications mainly as flocculants in effluent treatment. Due to the possibility of the manufacture of polyacrylamides with different characteristics, these can present different behaviors in aqueous solution, varying its efficiency in a certain solid-liquid separation, this being an important information to be investigated prior to the application of this product. The behavior of water-soluble polyacrylamides in solution is the subject of several studies due to the fact that these polymers have a different behavior from other polymers. In this context, the present work aimed to characterize five water-soluble polyacrylamides (FA 920 SH, AH 912 SH, AN 945 SH, FO 4115 SH and FO 4800 SH) and to evaluate the effect of their intrinsic characteristics on their behavior in aqueous solution and flocculation efficiency. The behavior of the polyacrylamides in solution was investigated at different pH values by viscosimetry and jar test analyses and it was also sought to understand the effect called aging through these analyses. The results showed that the surface charge density characteristic reflects in different behavior in solution, for example, the higher the surface charge density the greater the viscosity of the solution in the natural pH of the solutions (FA 920 SH pH 6,5; AH 912 SH pH 6,5; AN 945 SH pH 7; FO 4115 SH pH 4 and FO 4800 SH pH 4,2). The change in pH to acidic or basic influenced its behavior of the polymers in aqueous solution. The charge density of the polyacrylamides influenced the efficiency of the jar tests. Polyacrylamides with cationic charges showed higher affinity with the kaolin particles, thus presenting better turbidity removal percentage results in systems containing kaolin (FO 4800 SH 85% e FO 4115 SH 77%). The performance of tests with the purpose of evaluating the effect of aging showed that the viscosity reduction (of up to 4,37 g. dL-1 for polyacrylamide FA 920 SH; 34,64 g. dL-1 for AH 912 SH; 141,2 g. dL-1 for AN 945 SH; 45,1 g. dL-1 for FO 4115 SH and 85,3 g.dL-1 for FO 4800 SH) in the viscosity tests for a period of one week does not reflect in reduction of the flocculation capacity ascertained by the jars tests.

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-18T21:20:45Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-09T01:36:34Z : No. of bitstreams: 1 144528.pdf: 28679952 bytes, checksum: 9fc6bd4b8c120fdef909ec45e7017b0b (MD5)

No presente trabalho, é investigado um método alternativo para remover as impurezas coloridas contidas no caulim ultrafino do Rio Jari (AP), mediante a adsorção seletiva com polímeros aquosolúveis. Apesar desse método (floculação seletiva) ser considerado inovador no tratamento de minérios ultrafinos, problemas como a alta sensibilidade do meio e o baixo rendimento, freqüentemente comprometem a sua aplicação em sistemas naturais. Nesse contexto, o presente trabalho enfatiza questões envolvendo a seletividade do processo, bem como os mecanismos e os fenômenos envolvidos na adsorção seletiva de uma das fases minerais, A caracterização do minério define o tipo de contaminante (anatásio) e as suas relações de contato com a caulinita (ausência de adesão física). Tal informação é útil na avaliação do rendimento ativo do processo. A eficiência na remoção do anatásio, frente ao ambiente específico do meio e em combinação com a intensidade de carga aniônica do polímero floculante, define a condição mais favorável em termos de adsorção e seletividade. Tal condição prevê a utilização de poliacrilamidas fracamente aniônicas em meio alcalino (pH = 10). o aumento da concentração de hexametafosfato-Na (dispersante de atividade eletrostática) provoca uma redução nos níveis de adsorção da caulinita, pelo aumento da sua carga superficial. A seletividade do processo atinge o seu nível máximo com a adição de poliacrilato-Na (dispersante que combina a atividade eletrostática com o efeito estérico). Nessas condições, remoções consideráveis de anatásio são obtidas, fazendo com que o teor de Ti02 contido no caulim caia de 1,3% para 0,2% e com que a recuperação permaneça em níveis satisfatórios (57%). o nível de adição química do meio também condiciona o grau de consistência dos flocos gerados, aumentando a cinética de sedimentação. Nos ambientes considerados altamente seletivos, a sedimentação dos flocos chega a atingir uma velocidade de 18 mm/minuto em polpa com 30% de sólidos.

O objetivo geral do presente trabalho foi a concepção e o desenvolvimento de um sistema compacto de floculação em linha, em escala semipiloto, com o aproveitamento da energia cinética do fluxo hidráulico para promover a agitação necessária à dispersão de um polímero floculante e a geração dos flocos ao longo de um reator tubular helicoidal. O sistema denominado de Reator Gerador de Flocos (RGF), foi desenvolvido para a geração de flocos aerados ou não (com o uso de um colóide de Fe(OH)3, como modelo) e uma poliacrilamida catiônica de alto peso molecular (Mafloc 490C). Foram testados 5 modelos diferentes de RGFs (variação no comprimento/volume) para a geração dos flocos em diferentes vazões de alimentação e foi selecionado o reator mais eficiente em termos de separação sólido/líquido. Os estudos de avaliação da eficiência de floculação do RGF foram realizados comparativamente através da caracterização dos flocos formados e do comportamento dos flocos numa etapa posterior de separação sólido/líquido. Nos ensaios de geração de flocos não aerados foram medidos o tempo de sedimentação, a turbidez do sobrenadante e o volume sedimentado em cone Imhoff. Ainda, análise fotográfica possibilitou a medição do tamanho dos flocos não aerados e através da correlação logarítmica com a massa dos mesmos, foi possível determinar a dimensão fractal (dF) destes flocos de Fe(OH)3. A eficiência na geração de flocos aerados no RGF com o emprego de microbolhas (diâmetros inferiores a 70 mm) foi avaliada através da velocidade de ascensão dos flocos em uma célula cilíndrica fixa à uma coluna de flotação posterior ao RGF. Estudos de caracterização do regime hidráulico do reator com o emprego de traçadores (azul de metileno) e a determinação do gradiente de velocidade (G) e do número de Reynolds (Re) foram realizados. A curva de resposta do traçador apresentou um pico intenso e estreito, no perfil de velocidade investigado (3L.min-1), caracterizando um fluxo do tipo pistão para o RGF. Ainda, um regime turbulento (Re > 5000) e um G de 1420 s-1 foram determinados. O RGF 3 (modelo 3, com 12m/1,2 L) apresentou a melhor eficiência na geração dos flocos, com e sem o emprego de microbolhas. Nos ensaios de sedimentação, os melhores resultados em termos de velocidade de separação foram obtidos nas seguintes condições experimentais: 4 L.min-1 de vazão de alimentação, 5 mg.L-1 de Mafloc 490C, atingindo velocidade da ordem de 19 m.h-1, turbidez residual de 1 NTU, e volume de sólidos sedimentáveis de 7 mL.L-1. As análises fotográficas permitiram estimar flocos com diâmetros num intervalo entre 400 e 2000 mm. A partir do emprego da equação de sedimentação para fluxo laminar de Stokes, foi constatado o decréscimo da densidade flocos de Fe(OH)3 com o aumento do tamanho dos mesmos, atingindo um valor médio de 1019 kg.m-3. Um dF de 2,98 foi obtido, caracterizando um floco esférico, de baixa porosidade e com estrutura densa. Os melhores resultados na velocidade de ascensão dos flocos aerados foram obtidos com os seguintes parâmetros: vazão de alimentação de 2 L.min-1, concentração de 5 mg.L-1 de Mafloc 490C, sendo obtidas velocidades na ordem de 112 m.h-1. Esses flocos aerados ascendem com velocidades equivalentes à bolhas com diâmetros entre 185 e 240 mm (D50 entre 30-70 mm para as microbolhas individuais e isoladas). A alta velocidade de separação sólido/líquido obtida nos estudos com flocos aerados comparativamente com os flocos não aerados mostram claramente a viabilidade de emprego das microbolhas na separação por floculação- flotação (flutuação). Os resultados obtidos permitem prever um elevado potencial de aplicação em nível industrial do RGF, principalmente por apresentar um baixo tempo de residência, ausência de partes móveis (agitadores), pequena área ocupada, uma mistura do tipo pistão (ideal para floculação), ausência de curto-circuitos ou zonas mortas e um crescimento uniforme com elevada cinética na geração dos flocos.

No presente trabalho, é investigado um método alternativo para remover as impurezas coloridas contidas no caulim ultrafino do Rio Jari (AP), mediante a adsorção seletiva com polímeros aquosolúveis. Apesar desse método (floculação seletiva) ser considerado inovador no tratamento de minérios ultrafinos, problemas como a alta sensibilidade do meio e o baixo rendimento, freqüentemente comprometem a sua aplicação em sistemas naturais. Nesse contexto, o presente trabalho enfatiza questões envolvendo a seletividade do processo, bem como os mecanismos e os fenômenos envolvidos na adsorção seletiva de uma das fases minerais, A caracterização do minério define o tipo de contaminante (anatásio) e as suas relações de contato com a caulinita (ausência de adesão física). Tal informação é útil na avaliação do rendimento ativo do processo. A eficiência na remoção do anatásio, frente ao ambiente específico do meio e em combinação com a intensidade de carga aniônica do polímero floculante, define a condição mais favorável em termos de adsorção e seletividade. Tal condição prevê a utilização de poliacrilamidas fracamente aniônicas em meio alcalino (pH = 10). o aumento da concentração de hexametafosfato-Na (dispersante de atividade eletrostática) provoca uma redução nos níveis de adsorção da caulinita, pelo aumento da sua carga superficial. A seletividade do processo atinge o seu nível máximo com a adição de poliacrilato-Na (dispersante que combina a atividade eletrostática com o efeito estérico). Nessas condições, remoções consideráveis de anatásio são obtidas, fazendo com que o teor de Ti02 contido no caulim caia de 1,3% para 0,2% e com que a recuperação permaneça em níveis satisfatórios (57%). o nível de adição química do meio também condiciona o grau de consistência dos flocos gerados, aumentando a cinética de sedimentação. Nos ambientes considerados altamente seletivos, a sedimentação dos flocos chega a atingir uma velocidade de 18 mm/minuto em polpa com 30% de sólidos.

A separação/remoção de óleos emulsificados em água foi estudada, utilizando um novo processo baseado nas técnicas de floculação pneumática em linha, seguida de separação por flotação (denominado de processo de Floculação-Flotação ou processo FF). A primeira etapa do estudo foi o projeto, construção e montagem de um sistema piloto de geração de emulsões, floculação pneumática em linha e de separação por flotação, instalado no Laboratório de Águas Oleosas, na Refinaria Alberto Pasqualini (REFAP S.A.), Canoas-RS. Após esta etapa, foram realizados estudos utilizando água oleosa sintética, visando caracterizar e otimizar os principais parâmetros da floculação pneumática, fase determinante no processo FF. Os resultados mostraram que a melhor eficiência, 93 %, foi obtida quando da utilização de um floculador tipo serpentina de 20 elementos de mistura (MS-20), uma concentração de 2 mg/L de floculante (PVA) e uma vazão de ar de 40 L/min. Esta eficiência correspondeu a uma concentração residual de óleo na água tratada de 10 mg/L. Foi demonstrado ainda que, independentemente do tipo de floculador e da vazão de água oleosa, a remoção de óleo é determinada pela perda de carga resultante da injeção de ar antes do floculador. No estudo do tratamento do efluente oleoso proveniente da saída do separador PPI (REFAP S.A.), os melhores resultados foram obtidos utilizando-se o Mafloc-489 (floculante catiônico de alto peso molecular), em uma concentração de 6 mg/L, proporcionando uma concentração residual de óleo no efluente tratado de 8 mg/L (91 % de remoção) O processo de Floculação-Flotação estudado, demonstrou ser também eficiente na remoção de outros poluentes do efluente, além do óleo. Nas melhores condições operacionais, foram removidos 87 % da turbidez, 90 % dos sólidos suspensos, 91 % do óleo e 56 % da demanda química de oxigênio (DQO), proporcionando, em apenas uma etapa de tratamento, um efluente tratado com níveis de poluentes analisados abaixo do padrão exigido pelo órgão ambiental Estadual (FEPAM). Os principais mecanismos envolvidos no processo FF estão relacionados com a irreversibilidade na adsorção do polímero sob turbulência e a conformação deste na interface óleo/água/ar. O alto grau de cisalhamento, resultado dos fluxos volumétricos de ar e água, e a maior “insolubilidade” (precipitação) do polímero na interface ar/água, facilitam a geração de grandes flocos aerados de estrutura fibrosa. Esses resultados e outros obtidos com diferentes efluentes reais e suspensões sólidas mostraram que o processo FF possui um elevado potencial como nova operação unitária de separação líquido1/líquido2, sólido/líquido ou sólido/líquido1/líquido2. As principais vantagens do FF são os baixos custos envolvidos (investimento e operacional), a simplicidade dos elementos construtivos (compactos), a confiabilidade nos resultados e sua elevada capacidade de tratamento (> 60 m3/m2/h).

A separação/remoção de óleos emulsificados em água foi estudada, utilizando um novo processo baseado nas técnicas de floculação pneumática em linha, seguida de separação por flotação (denominado de processo de Floculação-Flotação ou processo FF). A primeira etapa do estudo foi o projeto, construção e montagem de um sistema piloto de geração de emulsões, floculação pneumática em linha e de separação por flotação, instalado no Laboratório de Águas Oleosas, na Refinaria Alberto Pasqualini (REFAP S.A.), Canoas-RS. Após esta etapa, foram realizados estudos utilizando água oleosa sintética, visando caracterizar e otimizar os principais parâmetros da floculação pneumática, fase determinante no processo FF. Os resultados mostraram que a melhor eficiência, 93 %, foi obtida quando da utilização de um floculador tipo serpentina de 20 elementos de mistura (MS-20), uma concentração de 2 mg/L de floculante (PVA) e uma vazão de ar de 40 L/min. Esta eficiência correspondeu a uma concentração residual de óleo na água tratada de 10 mg/L. Foi demonstrado ainda que, independentemente do tipo de floculador e da vazão de água oleosa, a remoção de óleo é determinada pela perda de carga resultante da injeção de ar antes do floculador. No estudo do tratamento do efluente oleoso proveniente da saída do separador PPI (REFAP S.A.), os melhores resultados foram obtidos utilizando-se o Mafloc-489 (floculante catiônico de alto peso molecular), em uma concentração de 6 mg/L, proporcionando uma concentração residual de óleo no efluente tratado de 8 mg/L (91 % de remoção) O processo de Floculação-Flotação estudado, demonstrou ser também eficiente na remoção de outros poluentes do efluente, além do óleo. Nas melhores condições operacionais, foram removidos 87 % da turbidez, 90 % dos sólidos suspensos, 91 % do óleo e 56 % da demanda química de oxigênio (DQO), proporcionando, em apenas uma etapa de tratamento, um efluente tratado com níveis de poluentes analisados abaixo do padrão exigido pelo órgão ambiental Estadual (FEPAM). Os principais mecanismos envolvidos no processo FF estão relacionados com a irreversibilidade na adsorção do polímero sob turbulência e a conformação deste na interface óleo/água/ar. O alto grau de cisalhamento, resultado dos fluxos volumétricos de ar e água, e a maior “insolubilidade” (precipitação) do polímero na interface ar/água, facilitam a geração de grandes flocos aerados de estrutura fibrosa. Esses resultados e outros obtidos com diferentes efluentes reais e suspensões sólidas mostraram que o processo FF possui um elevado potencial como nova operação unitária de separação líquido1/líquido2, sólido/líquido ou sólido/líquido1/líquido2. As principais vantagens do FF são os baixos custos envolvidos (investimento e operacional), a simplicidade dos elementos construtivos (compactos), a confiabilidade nos resultados e sua elevada capacidade de tratamento (> 60 m3/m2/h).

Made available in DSpace on 2016-08-29T15:09:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_2706_Danieli Soares Oliveira.pdf: 1261622 bytes, checksum: a1488491056c439b63b46d5002aec2d7 (MD5) Previous issue date: 2008-08-25 / O emprego de floculadores hidráulicos é bastante comum em estações de tratamento de água de pequeno e médio porte, visto que a própria energia da corrente líquida é aproveitada para promover o choque entre as partículas. No entanto, os floculadores hidráulicos geralmente empregados são constituídos de compartimentos, obrigando a corrente líquida a mudar de direção e sentido a cada mudança de compartimento. Tais mudanças promovem aumentos locais no gradiente médio de velocidade, o que pode promover o rompimento dos flocos anteriormente formados. Neste contexto, alguns trabalhos têm apresentado um sistema de floculação formado por um reator tubular helicoidal, que apresenta uma melhor distribuição de energia no seu interior, minimizando as mudanças nas características do escoamento. No entanto, verificou-se que em grande parte dos trabalhos os comprimentos dos reatores são mantidos constantes, sendo analisados apenas outros parâmetros, tais como vazão, gradiente médio de velocidade e tempo de detenção. Além disso, muitos trabalhos não avaliam os processos de agregação e ruptura dos flocos, que está diretamente relacionado com a eficiência da floculação. Diante disso, foram definidos como objetivos deste trabalho avaliar a influência do comprimento do reator na eficiência de remoção de turbidez, bem como avaliar os processos de agregação e ruptura de flocos. Para isso, foram utilizadas as vazões de alimentação de 1 e 2 L/min para os diâmetros de reatores de 3/8e 1/2 e de 4 L/min para o diâmetro de reator de 5/8, sendo que para cada um foram fabricados oito reatores com comprimentos distintos. Foi verificado que, para todas as configurações estudadas, a eficiência de remoção de turbidez aumenta até um valor máximo e depois decresce com o aumento do comprimento dos reatores. Com relação aos coeficientes de agregação e ruptura, foi verificada uma redução nos valores destes coeficientes com o aumento do gradiente médio de velocidade, o que concorda com o resultado obtido no trabalho de Brito (1998). Ao final foi proposto um modelo de previsão de eficiência de remoção de turbidez utilizando os dados obtidos neste trabalho e no trabalho de Silva (2007), obtendo uma correlação entre os dados experimentais e calculados de 0,82, indicando que esse modelo pode ser uma ferramenta útil para um melhor entendimento deste tipo de reator.