O estudo da remoção de Ba2+, Ni2+,Cd2+, Cu2+, Cr3+, Sr2+ e Zn2+ por eletrocoagulação em água associada à produção de petróleo permitiram as seguintes conclusões:
Reator batelada
a. Na eletrocoagulação a remoção de Zn2+, Ni2+ e Ba2+ nas condições experimentais testadas, foram de 78 % para o Zn2+, 59 % para o Ni2+ e 19 % para o Ba2+em efluentes sintéticos. b. A remoção do TOG do efluente real pelo processo eletroquímico foi de 60 %.
c. Houve uma redução no TOC de 50%, na eletrocoagulação.
Reator contínuo
a. pode ser usada como uma técnica alternativa no polimento da água associada à produção de petróleo, removendo Cd2+, Cu2+, Cr3+e Zn2+ em 100%, Sr2+ em 77%.
b. o processo da eletrocoagulação tem uma forte influência da natureza do material do eletrodo, alcançando maior eficiência de remoção com os eletrodos Fe e baixas vazão. c. O eletrodo de alumínio também favoreceu na remoção dos contaminantes presentes no
efluente, mas com menor eficiência, máxima foi de 67%. Enquanto que a eficiência atingida com o eletrodo de ferro foi de 100%.
d. o eletrodo de ferro, aumentou o pH do meio, devido a presença de OH- reagindo com o Fe2+, formando como produtos da reação, Fe(OH)2 e Fe(OH)n, à medida que o tempo
aumenta.
e. o aumento da turbidez foi em função do tempo e da presença de Fe(OH)2.
f. o planejamento fatorial foi importante para a realização dos experimentos, visto que proporcionou a redução do número de ensaios, por outro lado foi possível avaliar as variáveis de controle, e como elas puderam influenciar nos processos de tratamentos de batelada e no contínuo.
g. o uso de gráficos de superfície tridimensional obtido pelo planejamento fatorial 23 e pelo software Statistica7.0, com os dados da Tabela 5.2 do capítulo 5, permitiu que a analise dos fatores de maior influencia no processo da eletrocoagulação fossem identificados.
eletrostática favoreceram a redução da concentração desses metais no efluente semi- sintético.
i. no caso da remoção de Cu2+, o eletrodo de alumínio mostrou-se eficiência de 70 % usando baixas vazões, uma vantagem é que no final do processo gera menos resíduo.
j. o modelo estatístico apresentou um bom coeficiente de correlação para os 8 experimentos realizados indicando que a regressão foi estatisticamente significativa, esse comportamento é visto nos diagramas de dispersão, das Figuras 5.8, 5.13, 5.23 e 5.28 para o eletrodo de ferro.
k. pela taxa de remoção o tempo de 12 a 24 minutos foi o intervalo que a velocidade de redução da concentração dos contaminante foi mais rápida.
l. a maior concentração de resíduo gerado após o tratamento foi de 60 mg/L de Fe, em seguida 0,39 mg/L de Al, ambas ocorreram quando aplicou-se alta corrente.
m. COE (R$/m3) o consumo de energia torna inadequada para a completa eliminação de efluentes com metais pesados, mas pode ser uma alternativa viável como um processo de polimento da água associada à produção de petróleo. Levando em consideração um custo de energia elétrica de cerca de R$ 0,42/kWh (Agência Nacional de Energia Elétrica - ANEEL, Brasil), as despesas do processo foi estimado e apresentado na Tabela 5.15, mostrando a viabilidade do processo como um tratamento alternativo, a obtenção e custos modestos utilizando eletrodos de Fe.
n. do ponto de vista industrial o uso do eletrodo de ferro foi mais eficiente, porque promoveu maior % remoção dos contaminantes, além de ser mais barato, possui menor custo operacional de energia. Por outro lado, do ponto de vista ambiental, gerou mais resíduos. o. o resíduo de ferro gerado pode ser removido por filtração simples, dependendo da
substância formada após a eletrocoagulação, pode ser reutilizado em processos combinados, por exemplo, Fenton (POA).
p. o sistema de fluxo contínuo montado foi mais eficiente na remoção dos contaminantes que o sistema em batelada, devido a utilização de calhas promovendo a separação do efluente bruto do efluente tratado. Sendo que no sistema batelada não foi possível separar os efluentes após o tratamento.
Trabalhos futuros
• Análise de Voltametria Cíclica e Pontenciometria do sistema de tratamento por eletrocoagulação;
• Determinação do potencial de corrosão e de remoção para cada eletrodo (ferro, alumínio, inox) em meio salino, a partir das curvas de polarização de Tafel;
• Determinação das áreas específica onde ocorre a reação eletroquímica;
• Simulação e modelagem matemática dos valores de potencial, área, e de outras variáveis eletroquímicas, a fim de ampliar os experimentos para escala piloto; • Realização de testes toxicológicos para avaliar os efeitos causados pelos
contaminantes e resíduos gerados;
• Realizar outros experimentos para otimizar a técnica de tratamento; • Realizar o tratamento com outros tipos de eletrodos.
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Anexos
Anexo 1 – Tabela do potencial padrão de redução das principais reações a 25°C. (Fonte:
Anexo 2 – Valores codificados das variáveis e a média dos resultados experimentais do percentual de remoção de Cd2+ inseridos no software
Statistica 7.0.
Eletrodo Valores codificados Variável resposta Corrente Vazão % Remoção Cd2+
ALUMÍ N IO -1 1 57 -1 -1 54 -1 -1 64 1 -1 62 1 -1 64 -1 -1 54 1 1 51 1 1 54 1 -1 54 -1 1 53 -1 1 63 1 1 53 FERRO -1 1 65,7 -1 -1 100 -1 -1 99,8 1 -1 100 1 -1 99,9 -1 -1 100 1 1 69,4 1 1 69 1 -1 100 -1 1 65 -1 1 65,5 1 1 69,3
Anexo 3 – Valores codificados das variáveis e a média dos resultados obtido
através do planejamento fatorial 2³ e a média dos resultados experimentais do percentual de remoção de Cu2+ inseridos no software Statistica 7.0.
Eletrodo Valores codificados Variável resposta Corrente Vazão % Remoção Cu2+
ALUMÍ N IO 1 -1 68% 1 1 42% -1 -1 69% 1 1 42% -1 -1 66% 1 -1 65% -1 1 40% 1 -1 68% 1 1 43% -1 1 44% -1 -1 64% -1 1 43% FERRO -1 1 69% -1 -1 100% -1 -1 100% 1 -1 100% 1 -1 100% -1 -1 100% 1 1 71% 1 1 68% 1 -1 100% -1 1 69% -1 1 70% 1 1 68%
Eletrodo Valores codificados Variável resposta Corrente Vazão % Remoção Cr3+
ALUMÍ N IO 1 -1 51% 1 1 52% -1 -1 63% 1 1 53% -1 -1 64% 1 -1 51% -1 1 51% 1 -1 51% 1 1 54% -1 1 54% -1 -1 64% -1 1 54% FERRO -1 1 100% -1 -1 100% -1 -1 100% 1 -1 100% 1 -1 100% -1 -1 100% 1 1 100% 1 1 100% 1 -1 100% -1 1 100% -1 1 100% 1 1 100%
Anexo 4 – Valores codificados das variáveis de processo para o planejamento
fatorial 2³ e a média dos resultados experimentais do percentual de remoção de Cr3+ inseridos no software Statistica 7.0.
Anexo 5 – Valores codificados das variáveis de processo para o planejamento fatorial
2³ e a média dos resultados experimentais do percentual de remoção de Sr2+ inseridos no software Statistica 7.0.
Eletrodo Valores codificados Variável resposta Corrente Vazão % Remoção de Sr2+
ALU M ÍN IO 1 -1 54% 1 1 55% -1 -1 62% 1 1 55% -1 -1 62% 1 -1 54% -1 1 52% 1 -1 54% 1 1 55% -1 1 54% -1 -1 62% -1 1 55% FERRO -1 1 56% -1 -1 75% -1 -1 76% 1 -1 77% 1 -1 77% -1 -1 76% 1 1 58% 1 1 58% 1 -1 77% -1 1 56% -1 1 55% 1 1 58%
Anexo 6 – Valores codificados das variáveis de processo para o planejamento
fatorial 2³ e a média dos resultados experimentais do percentual de remoção de Zn2+ inseridos no software Statistica 7.0.
Eletrodo Valores codificados Variável resposta
Corrente Vazão % Rem Zn2+
ALU M ÍN IO 1 -1 56% 1 1 45% -1 -1 61% 1 1 55% -1 -1 62% 1 -1 55% -1 1 43% 1 -1 55% 1 1 45% -1 1 45% -1 -1 61% -1 1 45% FERRO -1 1 78% -1 -1 100% -1 -1 100% 1 -1 100% 1 -1 100% -1 -1 100% 1 1 75% 1 1 75% 1 -1 100% -1 1 78% -1 1 78% 1 1 75%