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Avaliação do processo eletrolítico em corrente alternada no tratamento de água de produção

Introdução

As atividades de exploração de petróleo, devido à crescente preocupação com o meio ambiente e ao surgimento de novas leis e resoluções ambientais mais restritivas, precisam se enquadrar dentro das novas exigências. Uma das questões mais preocupantes envolve a água de produção gerada nessa atividade, a qual aumenta gradativamente em volume à medida que os poços vão envelhecendo e que novos poços são perfurados.

Normalmente, essa água corresponde a mais de 90% de todos os efluentes gerados na indústria do petróleo: em média, para cada m³/dia de petróleo produzido são gerados de 3 a 4 m³/dia de água, podendo chegar a 7 ou mais, nas atividades de exploração, perfuração e produção.2 No Brasil, o volume de água de produção descartado no mar vem aumentando gradativamente ao longo dos anos, tendo sido registrados volumes de 58,3 milhões de m3 em 2004, 66 milhões de m3 em 2005 e 73,3 milhões de m3 em 2006.

Para que a água produzida possa ser descartada em corpos receptores ou utilizada na reinjeção em poços de petróleo, é necessário o seu tratamento prévio para enquadrá-la na legislação vigente. A Resolução CONAMA 357/2005,4 estabelece que para o descarte em corpos receptores, o limite de óleos e graxas na água produzida é de até 20 mg/dm3 . Especificamente, para descarte em plataformas off-shore, aplica-se a Resolução CONAMA 393/2007,5 que estabelece a média aritmética simples mensal do teor de óleos e graxas de até 29 mg/dm3 , com valor máximo diário de 42 mg/dm3 . Para reinjeção em poços de petróleo, a água deverá ter no máximo 5 mg/dm3 de óleos e graxas

Uma parte do óleo presente na água de produção está na forma de emulsão devido às partículas sólidas finamente divididas oriundas da perfuração, assim como os produtos químicos residuais utilizados na desestabilização de emulsões óleo/água (O/A) e as moléculas surfactantes naturais do petróleo.6 Neste caso, o diâmetro das gotas situa-se abaixo de 50 μm, o que dificulta a sua separação por meios gravitacionais. A separação do óleo emulsificado requer a desestabilização da emulsão O/A, a qual é governada por quatro diferentes fenômenos: coagulação, floculação, sedimentação (creaming) e coalescência.

O creaming é o deslocamento gravitacional das gotas para a superfície da fase contínua em função da diferença de densidade entre as duas fases, não necessariamente após a coagulação e/ou floculação das gotas.

A colisão entre as gotas pode levar à coalescência com a formação de grandes agregados até se tornar novamente uma fase contínua separada do meio dispersante por uma simples interface.

A coagulação, seguida ou não da floculação, tem por objetivo aumentar a quantidade de material suspenso que será removida por sedimentação. Consiste essencialmente na introdução no meio líquido de um produto capaz de anular as cargas geralmente eletronegativas dos coloides presentes, de forma a gerar um precipitado.

A floculação é a aglomeração dos coloides sem carga eletrostática causada, normalmente, por um processo de agitação mecânica. Um floculante é, portanto, um estimulante de coagulação que acelera a formação, a coesão e a densidade do floco.

A técnica de eletrofloculação (EF) é um processo que envolve a geração de coagulantes in situ a partir de eletrodos de ferro e/ou alumínio, pela ação da corrente elétrica aplicada a esses eletrodos. A EF tem se mostrado uma alternativa promissora para o atendimento à legislação ambiental, além de ser versátil e competitiva para instala versátil e competitiva para instalações em tanques que requerem grandes volumes de água a ser tratada. As unidades de EF são pequenas e compactas, além de requererem pouca manutenção e custos operacionais menores quando comparados a outras unidades de flotação.

Além disso, a EF tem despertado bastante interesse, devido à sua simplicidade de operação e aplicação para o tratamento de diversos tipos de efluentes, dentre os quais se destacam: a indústria de processamento de coco,9 de esgotos sanitários,10 de restaurantes,11 de siderurgias,12 de indústrias têxteis,13,14 de curtumes,15, além de facilitar a remoção de íon fluoreto,16 de boro17 e de óleos.

Autores: Alexandre Andrade Cerqueira; Monica Regina da Costa Marques e Carlos Russo .


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