APLICAÇÃO DA ELETROFLOTAÇÃO PARA REMOÇÃO DE ÓLEO EMULSIONADO EM ÁGUAS DE PRODUÇÃO DE CAMPOS DE PETRÓLEO

APLICAÇÃO DA ELETROFLOTAÇÃO PARA REMOÇÃO DE ÓLEO

EMULSIONADO EM ÁGUAS DE PRODUÇÃO DE CAMPOS DE PETRÓLEO

J. C. A. Leite1, E. O. Vilar2, E. B. Cavalcanti3 e I. de O. Sales Filho4 1

Doutorando (UFCG/CCT/CDEP) - Av. Aprígio Veloso, 882, Bodocongó, 58109-970 Campina Grande PB, Tel.: (83) 310 1314, e-mail: cleidimario@yahoo.com.br

2

Professor Doutor (UFCG/CCT/UAEQ), e-mail: vilar@deq.ufcg.edu.br 3

Professora Doutora (UNIT/ITP), e-mail: eliane@itp.org.br 4

Graduando em Engenharia Química (UFCG/CCT/UAEQ), e-mail: ivanildo_lp@yahoo.com.br

Resumo: Na atividade de extração de petróleo são gerados grandes volumes de água de produção contaminada

com substâncias orgânicas, entre elas o óleo, que tornam o efluente inapto para uma utilização mais nobre ou seu descarte no meio ambiente. Diversos processos têm sido desenvolvidos para remoção deste óleo emulsionado, porém alguns deles ainda são pouco utilizados na indústria petroquímica pelas limitações que apresentam como: custos de implantação, operação, manutenção, tempo prolongado de separação do óleo ou pela produção de mais resíduos. Neste contexto, o presente trabalho tem por objetivo contribuir com o estudo de um processo eletroquímico utilizando um reator “airlift” modificado, utilizado no pós-tratamento por eletroflotação da água de produção tornando-a útil, por exemplo, para fins de irrigação de vegetais não comestíveis, mas de alto valor comercial, como a algaroba. O processo utiliza a produção eletroquímica dos gases hidrogênio (H2) e cloro (Cl2)

gerados a partir de um conjunto de células formadas por cátodos de aço 316 e ânodos de DSA®1

(Ti/Ru0,3Ti0,7O2) dispostos na base do reator. Durante o processo de eletroflotação, as bolhas de gás aderem-se às partículas de óleo da emulsão que por sua vez sãoarrastadas para o reservatório de separação situado na parte superior do reator, onde a película de óleo formada por diferença de densidade é removida. A partir deste estudo, pretende-se aperfeiçoar este processo sob os aspectos tecnológico, econômico e ambiental, possibilitando assim sua viabilidade em escala piloto e finalmente industrial. As variáveis independentes investigadas no presente trabalho foram: densidade de corrente elétrica e altura de alimentação no reator. O consumo energético e parâmetros cinéticos de remoção do óleo foram avaliados como respostas do desempenho do processo. De acordo com os resultados, o sistema apresentou boa eficiência de separação apresentando uma taxa de remoção da ordem de 83,07 % para consumo energético da ordem de 1,10 kWh.m-3 e densidade de corrente de 0,2 kA.m-2. A concentração final de óleo ficou abaixo de 20,0 ppm, valor máximo recomendado pela resolução ambiental n°. 357 do CONAMA/05.

Palavras-chaves: eletroflotação, meio ambiente, emulsão óleo-água, tratamento de efluentes, processos de

separação.

1. INTRODUÇÃO

Entre os principais problemas existentes no tratamento de efluentes oriundos da extração e processamento do petróleo destaca-se a separação de suspensões sólidas e emulsões ou de partículas coloidais de petróleo presentes no efluente.

Diversos processos de separação têm sido utilizados no tratamento desses efluentes, porém muitos ainda apresentam pouca aplicação em escala industrial, devido a limitações de ordem técnica ou econômica. Um processo bastante usado é o que utiliza a “flotação convencional”, que consiste na produção de bolhas de ar, geralmente por meios mecânicos como compressores, que são inseridas na base de uma coluna de separação, em que as bolhas de ar entram em contato com as partículas de óleo, são adsorvidas e transportadas para a superfície da coluna, onde ocorre a remoção do óleo. Este processo, por sua vez, apresenta limitações como o tamanho, controle e distribuição uniforme de bolhas.

Outro processo tradicionalmente usado é conhecido como eletrocoagulação em que bolhas de gás hidrogênio, oxigênio ou cloro são geradas eletroquimicamente a partir de eletrodos sacrificiais como ânodos consumíveis que acarretam a formação de hidróxidos (Al ou Fe). Segundo Koren e Syversen (1995) o grau de separação em uma célula operando com eletrocoagulação atinge valores acima de 99,0 % na maior parte dos casos. Porém, durante a aplicação deste processo são gerados grandes quantidades de resíduos (Rubio et al. (2002); Nascimento, 2003), sendo necessário a manutenção e substituição constante dos eletrodos. Sendo assim, ocorre um maior risco de poluição ambiental e um aumento nos custos do processo.

Um processo que vem sendo estudado é a eletroflotação, que consiste na geração eletroquímica de bolhas de gás (H2, O2 ou Cl), na base de um reator eletroquímico, que propiciam a separação das partículas coloidais presentes no efluente. A principal diferença entre este processo e a eletrocoagulação é o uso de eletrodos fabricados com materiais que não apresentam geração de resíduos, como o chumbo e DSA®, por exemplo.

Diante do contexto apresentado, necessário se faz o estudo e desenvolvimento de novos processos, bem como a otimização dos já existentes, para que estes possam ser utilizados em escala industrial, com maior eficiência de separação, redução de custos e dos riscos de poluição ao meio ambiente.

Neste trabalho é proposto o estudo de um processo de tratamento de efluentes contaminados com óleo, a eletroflotação, em um reator eletroquímico modificado tipo “airlift”, projetado e construído em laboratório, em que se utilizou eletrodos constituídos de material que não apresenta geração de resíduos (ânodos de DSA®), o que irá proporcionar uma redução acentuada no risco ambiental, bem como no custo de manutenção do sistema, uma vez que será reduzida sua substituição, devido ao seu tempo de vida útil que é em torno de 6 a 8 anos.

2. REVISÃO DA LITERATURA

Segundo Souza Filho (2002), a concentração de óleo presente na água de produção oriunda do processo de extração do petróleo varia entre 2 e 565,0 mg.L-1 no mundo.

Devido ao aumento na geração de efluentes, está havendo uma intensificação nas exigências da legislação ambiental com relação ao grau de concentração máximo que estes podem apresentar, tanto para um possível reuso em diversas atividades quanto para o seu descarte na água ou no solo. Para o caso específico de efluentes contaminados com óleo, a concentração máxima permitida para o lançamento em água do mar é 20,0 mg.L-1, e para água doce o valor máximo permitido é 0,5 % do volume do efluente (CONAMA, 2005).

Diversos processos de tratamento de efluentes oriundos do processamento primário do petróleo são apresentados na literatura. Entre estes, os mais conhecidos são: flotação convencional ou gravitacional, flotação a gás disperso e flotação a gás dissolvido (Souza Filho, 2002); eletrocoagulação, eletrofloculação e eletroflotação (Hosny,1992; Koren e Syversen, 1995; Hosny, 1996; Rubio et al. (2002), Nascimento, 2003).

A flotação é uma operação unitária utilizada na separação entre fases líquidas ou entre fase líquida e fase sólida, podendo ser aplicada no tratamento de água de abastecimento, tratamento de águas residuárias e no meio industrial: indústrias de mineração, metalúrgicas, papel e celulose, etc (Souza Filho, 2002). Segundo Koren e Syversen (1995) a utilização dos processos de flotação teve início em 1904 para “flotar” minerais em efluentes.

Na eletroflotação, os gases produzidos (H2, O2 ou Cl) são gerados a partir da eletrólise da água. Nos reatores de eletroflotação são usadas baixas densidades de corrente elétrica (0,1 a 10 mA.cm-2) e os potenciais de célula são inferiores a 10,0 V (cátodo-ânodo) (Hosny, 1996).

De acordo com Pletcher e Walsh (1990), o tamanho de bolhas geradas determina a eficiência de separação no processo, sendo influenciado de forma direta pela densidade de corrente elétrica aplicada, bem como pelas características do efluente e da superfície do eletrodo.

Nascimento (2003) estudou o processo de eletroflotação na remoção de óleo em efluentes da indústria do petróleo, onde as principais variáveis estudadas foram: concentração inicial de óleo, concentração do agente floculante, densidade de corrente elétrica e concentração de NaCl. De acordo com os resultados, a remoção de óleo foi fortemente influenciada pela variável concentração inicial do efluente e pouco afetada pela concentração do agente floculante. A eficiência de remoção máxima foi de 98,76 %, utilizando uma densidade de corrente de 23,25 A.m-2, e o consumo de energia ficou na ordem de 0,167 kWh.m-3.

3. METODOLOGIA

O presente trabalho foi desenvolvido no Laboratório de Engenharia Eletroquímica (LEEq), da Unidade Acadêmica de Engenharia Química (UAEQ), na Universidade Federal de Campina Grande (UFCG).

3.1. Equações Governantes 3.1.1. Taxa de remoção de óleo

A taxa de remoção do óleo presente no efluente foi determinada por meio da Equação 1: (1)

100

⎟⎟

⎠

⎜⎜

⎝

⎛

=

C

R

C

− C

⎞

Co - concentração inicial de óleo, mg.L-1;

Cf - concentração final de óleo, mg.L-1.

3.1.2. Consumo energético

O consumo de energia por m3 de efluente tratado foi calculado a partir da Equação 2, de acordo com Nascimento (2003): (2)

1000

1

⎟⎟

⎜⎜

⎠

⎞

⎝

⎛

=

Q

UI

CE

I - Intensidade corrente elétrica, A;

Q - vazão volumétrica de alimentação, m3.h-1.

3.1.3. Constante cinética de remoção

Segundo Mansour e Chalbi (2006), os dados experimentais da cinética de remoção do óleo podem ser correlacionados a partir de um modelo cinético de primeira ordem, em que a taxa de remoção de óleo de uma emulsão óleo-água pode ser representada pela Equação 3.

o

.kC

A

dt

dC

V

=

−

k - constante cinética de remoção, m.s-1;

Co - concentração inicial de óleo no efluente, mg.L-1;

t - tempo de flotação, s;

V - volume da célula de eletroflotação, m3;

A - área dos eletrodos, m2;

A solução da Equação 3 pode ser obtida a partir da sua integração, resultando na Equação 4:

t

k

C

C

ln

_⎟⎟

=

−

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛

Onde k´ é dado por:

V

k

A

k

=

.

3.2 Aparato Experimental

O sistema experimental usado no estudo é formado por um reator eletroquímico tipo “air-lift” modificado, uma fonte estabilizadora de tensão Tectrol (modelo TCA 15-20 XR1A), uma bomba centrífuga de ½ CV, marca Kohlbach, sistemas hidráulico e elétrico, um tanque de alimentação (20,0 L) e um rotâmetro com capacidade para 1,164 L.min-1, como está apresentado na Figura 1.

Rotâmetro Alimentação do sistema Tanque de separação Tubo de coleta Fonte de Alimentação Cilindros concêntricos Eletrodos Altura de alimentação, H Tanque de alimentação Bomba Centrífuga

Figura 1. Montagem experimental do sistema de tratamento de efluente óleo-água.

Os eletrodos utilizados foram ânodos expandidos dimensionalmente estável (DSA®) com área total efetiva de 350,02 cm2 e cátodos de placas perfuradas de aço inox 316 AISI, com área total efetiva de 351,14 cm2. O processo de eletroflotação foi realizado em regime semicontínuo para a remoção de óleo presente numa emulsão sintética de óleo-água, preparada em laboratório. A emulsão foi colocada e recirculada no reator durante um tempo de eletrólise de 2,0 h, sendo realizada a análise da concentração de óleo nas amostras coletadas a cada 30

min, por meio de um espectrofotômetro de infravermelho (HORIBA OCMA-350). A vazão volumétrica de

alimentação no reator foi mantida constante (0,0037 m3.h-1) durante a eletrólise para todos os experimentos.

3.2.1. Produção da emulsão óleo-água

A emulsão óleo-água usada nos experimentos foi produzida a partir de um sistema implementado no Laboratório de Engenharia Eletroquímica da UFCG, de acordo com Melo et al. (2005). O sistema é composto basicamente por um mecanismo de bombeamento (bomba centrifuga, 1,0 CV), um atomizador de partículas (1/18 JBC-SS + SU12A-SS Spraying Systems do Brasil, Ltda.), uma bomba peristáltica (Masterflex LS) e um reservatório de circulação do fluido (100 L). O princípio de formação da emulsão baseia-se na dispersão de gotículas de óleo por meio do atomizador, que são inseridas na água em agitação, durante um período de 30,0 min. A estabilidade da emulsão não foi testada, uma vez que os experimentos de eletroflotação eram realizados logo após a preparação da emulsão, assim como as análises de concentração. A temperatura também não interferiu no processo visto que a concentração inicial da emulsão era medida quando a mesma já estava no reator sob agitação, ou seja, o aquecimento ocorrido durante a preparação da emulsão não contribuiu para a separação. Da mesma forma, o aquecimento da emulsão durante o processo no reator também não influenciou na separação, uma vez que a variação de temperatura antes e após o processo era pequena para proporcionar uma desestabilidade da emulsão.

3.2.1.1. Composição da emulsão

A emulsão produzida é composta por um volume de 78,0 L de água, 150,0 ml de óleo (Lubrax MG1) e 5000

ppm de NaCl. As concentrações de óleo obtidas ficaram entre 73,5 e 194,0 mg.L-1. O óleo utilizado tem massa específica de 0,8775 g.cm-3 e viscosidade de 4,52 g.(cm.s)-1, na temperatura em que foi realizado o experimento (25,0 CO).

3.2.2. Planejamento experimental

O planejamento experimental adotado foi o Fatorial nk, em que “n” é o número de níveis e “k” é o número de variáveis independentes (Barros Neto et al. (1996)).

As variáveis investigadas foram a altura de alimentação (H) e a densidade de corrente elétrica (j), cujos valores reais e codificados estão apresentados na Tabela 1. As variáveis dependentes ou respostas foram: taxa de remoção de óleo (R), constante cinética de remoção (k) e consumo energético (CE).

Tabela 1. Valores reais e codificados das variáveis investigadas

Variável -1 0 +1

j (A.m-2) 150 200 250

H (cm) 26,0 41,5 57,5

Na Tabela 2 encontra-se apresentada a matriz de planejamento experimental com duas repetições no ponto central. A seqüência dos ensaios foi estabelecida a partir de sorteios para evitar erros sistemáticos.

Tabela 2. Matriz de planejamento experimental Ordem de execução Ensaios j H 2 1 -1 -1 6 2 +1 -1 4 3 -1 +1 3 4 +1 +1 1 5 0 0 5 6 0 0 4. RESULTADOS E DISCUSSÃO 4.1. Remoção de Óleo

Os resultados obtidos para a cinética da taxa de remoção de óleo expressa pela concentração normalizada em função do tempo de eletrólise, nos experimentos 2, 3 e 4, são apresentados nas Figuras 2 e 3.

Observa-se na Figura 2 que há uma maior redução da concentração normalizada, para densidade de corrente constante, com o aumento da altura de alimentação. Isso ocorre devido a existência de uma camada ascendente de gás completamente desenvolvida na parte superior de cilindro interno favorecendo o maior contato com as partículas de óleo dispersas. Na Figura 3, onde a altura de alimentação é constante nos dois experimentos, ocorre uma maior redução da concentração normalizada com o aumento da densidade de corrente, uma vez que a produção de bolhas de gás aumenta com a corrente elétrica, e consequentemente a eficiência de remoção do óleo no efluente, sem a influência agora da altura de alimentação.

Figura 2. Redução da concentração normalizada de óleo em função do tempo de eletrólise para os experimentos 2 (H = 26 cm, j = 250 A.m-2 e C0 = 73,5 ppm) e 4(H = 57,5 cm, j = 250 A.m-2 e C0 = 190 ppm). 0 20 40 60 80 100 120 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 C/ C t (min)

Figura 3. Redução da concentração normalizada de óleo em função do tempo de eletrólise para os experimentos 3 (H = 57,5 cm, j = 150 A.m-2 e C0 = 151 ppm) e 4 (H = 57,5 cm, j = 250 A.m-2 e C0 = 190 ppm). Exp 2 Exp 4 0 20 40 60 80 100 120 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 Exp 3 Exp 4 C/C 0 t (min) 0

Os resultados obtidos para a taxa de remoção de óleo em função do tempo de eletrólise, para os experimentos 2, 3 e 4, são apresentados nas Figuras 4 e 5, respectivamente, em que se obteve uma redução da concentração de óleo entre 58,94 e 83,07 % (Tabela 3).

0 20 40 60 80 100 120 0 10 20 30 40 50 60 70 80 Exp 2 Exp 4 0 20 40 60 80 100 120 0 10 20 30 40 50 60 70 80 Exp 3 Exp 4 R (%) t (min) ) R (% t (min)

Figura 5. Taxa de remoção de óleo em função do tempo de eletrólise para os experimentos 3 (H = 57,5 cm, j = 150 A.m-2 e C0 = 151 ppm) e 4 (H =

57,5 cm, j = 250 A.m-2 e C0 = 190 ppm).

Figura 4. Taxa de remoção de óleo em função do tempo de eletrólise para os experimentos 2 (H = 26

cm, j = 250 A.m-2 e C0 = 73,5 ppm) e 4 (H = 57,5 cm,

j = 250 A.m-2e C0 = 190 ppm).

4.2. Constante Cinética

As constantes cinéticas da taxa de remoção foram obtidas a partir de um ajuste linear das curvas de ln(C/C0)

versus t, em que se avaliou a influência da altura de alimentação e da densidade de corrente no processo de remoção (Figuras 6 e 7). 0 20 40 60 80 100 120 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 Exp 3 Exp 4 -l n ( C/C 0 ) t (min) 1, 0 2 4 6 8 0 2 4 6 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0 20 40 60 80 100 120 Exp 2 Exp 4 -ln ( C/C 0 ) t (min)

Figura 7. Influência da densidade de corrente na constante cinética de remoção. Experimentos 3 (H = 57,5 cm, j = 150 A.m-2 e C0 = 151 ppm) e 4 (H =

57,5 cm, j = 250 A.m-2 e C0 = 190 ppm).

Figura 6. Influência da altura de alimentação na constante cinética de remoção. Experimentos 2 (H = 26 cm, j = 250 A.m-2 e C0 = 73,5 ppm) e 4 (H = 57,5

cm, j = 250 A.m-2 e C0 = 190 ppm).

As Figuras 6 e 7 apresentam um aumento da constante cinética com o aumento da altura de alimentação para a mesma densidade de corrente elétrica, devido a uma maior aglomeração de bolhas geradas. Para uma altura de alimentação constante, ocorre também um aumento no percentual de remoção, com o aumento da densidade de corrente, devido a maior formação de bolhas de gás.

Na Tabela 3 é apresentado um quadro resumo com os resultados obtidos para as variáveis estudadas.

Os valores obtidos para a constante cinética de remoção apresentam uma diferença na ordem de grandeza de 10 vezes maior que os apresentados por Ben Mansour e Chalbi (2006). Porém, esta diferença pode ser atribuída às diferentes condições experimentais na realização dos trabalhos, como por exemplo, a concentração de cloreto

de sódio utilizada por estes autores da ordem de 35000 ppm ou ainda a concentração inicial de óleo que foi de 1000 ppm, valores esses bem superiores aos utilizados neste trabalho.

Tabela 3. Quadro resumo dos resultados obtidos Experimento j (A.m-2) Potencial de célula (V) Co (mg.L-1) R (%) k (m.s-1x 10-5) CE (kWh.m-3) 1 150 5,30 73,80 58,94 1,87 0,75 2 250 6,96 73,50 67,21 2,96 1,64 3 150 5,37 151,00 64,24 2,40 0,76 4 250 6,96 190,00 76,68 3,95 1,63 5 200 5,90 101,00 83,07 4,76 1,10 6 200 5,80 194,00 72,58 3,16 1,08 4.3. Consumo Energético

A partir dos dados experimentais obteve-se um modelo matemático estatístico que descreve a variação do consumo energético em função das variáveis de entrada, altura de alimentação e densidade de corrente (Equação 6). Para tanto, fez-se uso do programa STATISTICA 5.5.

CE [kWh.m-3] = -0,6303 + 0,0089[j] + 0,00077[H] + 0,000003[j][H] (6) De acordo com a Equação 6, o coeficiente mais significativo mostrado em negrito para a densidade de corrente elétrica (j), indica que esta variável apresentou maior influência significativa para o consumo energético.

A validade da Equação 6 foi averiguada a partir de uma análise de variância (ANOVA) apresentada na Tabela 4.

Tabela 4. Análise da Variância (ANOVA) Análise Estatística VVaalloorreess

% de variância explicada 98,10 %

Coeficiente de Correlação 0,981

Teste F Calculado 34,64

Teste F Tabelado c/ 95% de confiança 19,16

FCalculado/FTabelado 1,8

De acordo com o teste F, que verifica se o modelo explica uma quantidade significativa da variação nos dados obtidos pela simulação, verifica-se que o valor de Fcalculado é 1,8 vezes maior que o valor Ftabelado para um nível de confiança de 95 %, o que indica que a Equação 6 é estatisticamente significativa, não sendo, todavia, preditiva.

A superfície de resposta que apresenta a influência da altura de alimentação e densidade de corrente no consumo energético encontra-se na Figura 8.

1,6 1,4 1,2 1,0 0,8

Figura 8. Superfície de resposta do consumo energético em função da altura de alimentação (H) e densidade de corrente elétrica (j)

Com base na Figura 8 verifica-se que, como era esperado, o consumo energético é fortemente influenciado com a densidade de corrente, não apresentando, praticamente, nenhuma influência com altura de alimentação. O maior consumo energético encontrado foi 1,64 kWh.m-3, para uma densidade de corrente de 250,0 A.m-2. e taxa de remoção equivalente de 67,21 %.

5. CONCLUSÃO

Com a análise dos resultados obtidos, conclui-se que:

1. As variáveis densidade de corrente elétrica e altura de alimentação apresentaram grande influência no processo aumentando a taxa de remoção de óleo com o aumento de seus valores, independentemente da concentração inicial de óleo no efluente;

2. A constante cinética relacionada à remoção do óleo aumentou com a densidade de corrente e altura de alimentação;

3. O modelo estatístico para o consumo energético mostra que este parâmetro depende significativamente da densidade de corrente elétrica e independe da altura de alimentação;

4. O maior percentual de remoção de óleo foi de 83,07 %, encontrado para a uma densidade de corrente de 200

A.m-2, altura de alimentação de 41,5 cm e concentração inicial 101,0 mg.L-1. Para esta condição, obteve-se o maior valor da constante cinética de remoção, 4,75 m.s-1x 10-5, e um consumo energético de 1,10 kWh.m-3. A concentração final obtida foi de 16,10 mg.L-1, valor abaixo do recomendado pela legislação ambiental (20,00

mg.L-1).

6. AGRADECIMENTOS

Ao CNPq/CTHidro pelo apoio financeiro à pesquisa.

7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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Ben Mansour, L.; Chalbi, S. Renoval of oil from oil/water emulsions using electroflotation process, Journal of

Applied Electrochemistry. v.36, p.577-581, 2006.

CONAMA. Conselho Nacional do Meio Ambiente. Diário Oficial, seção 01, n°. 53, Resolução n°. 357, de 17 de março de 2005.

Hosny, A. Y. Separation of Oil from Oil/Water Emulsions Using an Electroflotation Cell with Insoluble Electrodes. Filtration & Separation. v.29, n.5, p.419 - 423,1992.

Hosny, A. Y. Separation of Oil from Oil/Water Emulsions by electroflotation technique. Filtration &

Separation. v.6, n.1, p.9 - 17, 1996.

Koren, J. P. F.; Syversen, U. State-of-the-Art Electroflocculation. Filtration & Separation. p.153-156, 1995. Melo, M. V.; Pereira Jr., O. A.; Santos L. A. D.; Jesus, R. F. Non-conventional flotation aiming to reduce the

installation area in off-shore platforms. In: 2nd Mercosur Congress on Chemical Engineering and 4th Mercosur Congress on Process Systems Engineering, EPROMER, 2005, Costa Verde/RJ, 2005.

Nascimento, M. R. A Utilização da Eletroflotação como Alternativa na Remoção de Óleos Emulsificados em Efluentes da Indústria de Petróleo”. Dissertação de Mestrado. Universidade Federal de Campina Grande - UFCG, Campina Grande/PB, 2003.

Pletcher, D.; Walsh, F. C. Industrial Electrochemistry. 2ª Ed. Chapman & Hall, 1990.

Rubio, J.; Souza, M. L.; Smith, R. W. Overview of flotation as a wastewater treatment technique. Minerals

Engineering. v.15, p.139-155, 2002.

Souza Filho, J. E. Processamento Primário de Fluídos: Separação e Tratamento (Notas de aula) - Programa Trainees. PETROBRAS. Salvador/BA, 353 p., 2002.

PAPER TITLE

APPLICATION OF THE ELETROFLOTATION TO REMOVAL EMULSIFIED OIL IN PRODUCED WATER IN THE PETROCHEMICAL INDUSTRY

Abstract: In the activity of oil extraction great volumes of production water contaminated with organic

substances are generated, between them the oil, that become the effluent inapt for a nobler use or its discarding in the environment. Diverse processes have been developed for removal of this emulsified oil, however some of them are still little used in the petrochemical industry for the limitations that present such as: costs of implantation, operation, maintenance, long time of oil separation or for the production of more residues. In this context, the present work has for objective to contribute with the study of an electrochemical process using a reactor “airlift” modified, used in the post treatment for electroflotation of the production water becoming it useful, for example, for irrigation of not eatable vegetables, but some of them with high commercial value as “algarroba”. The process uses the electrochemical production of hydrogen (H2) and chlorine (Cl2) generated from a set of cells formed for cathodes of steel 316 and anodes of DSA® (Ti/Ru0.3Ti0.7O2) assembled in the base of the reactor. During the eletroflotation process, the gas bubbles adhere to the oil particles of the emulsion that in turn are dragged for the separation reservoir, where the oil film formed by difference of density are removed. From this study, it is intended to optimize this process under the aspects technological, economic and environmental, thus making possible its viability in pilot scale and finally industrial scale. The investigated independent variable in the present work had been: current density and height of feeding in the reactor. The energy consumption and kinetic parameters of oil removal had been evaluated in the performance of the process. In accordance with the results, the system presented good efficiency of separation presenting a removal rate of 83.07 % for energy consumption of order 1.10 kWh.m-3 and current density of 0.2 kA.m-2. The final oil concentration was below of 20.0 mg.L-1, maximum value recommended by the ambient resolution n°. 357 do CONAMA/05.