Otimização de Quebra de Emulsão por Banho Ultrassônico em efluentes sintéticos de Sistemas de Separação de Água e Óleo de Postos de Combustíveis, para a determinação do TOG.

ISBN 978-85-85905-10-1

Área

Ambiental

Autores

Sales, M.E.S. (UFRN) ; Bacural, A.A.M. (UFRN) ; Araújo, N.K.C. (UFRN) ; Anjos, R.B. (UFRN) ; Anjos, A.S.D. (UFRN) ; Silva, D.R. (UFRN)

Resumo

Na cidade de Natal o Ministério Público tem utilizado o parâmetro do teor de óleos e graxas (TOG) como limite de lançamento dos efluentes advindos do pré-tratamento dos Sistemas de Separação de Água e Óleo (SSAO) nos Postos de Combustíveis. Esses afluentes são oriundos de abastecimento de veículos, descarga de combustíveis, lavagem de veículos, troca de óleo e serviços gerais que possam contribuir com resíduos oleosos. O presente trabalho discute algumas técnicas para quebra de emulsões gerada no processo de extração de efluentes sintéticos de SSAO para determinação do TOG, buscando melhorar a metodologia já utilizada no laboratório da Central Analítica/NUPPRAR-UFRN.

Palavras chaves

Emulsões; Óleos e graxas; Postos de Combustíveis

Introdução

Na cidade de Natal os Postos de Revenda de Combustíveis vem passando pelo processo de Adequação Ambiental desde 2009, e uma das obrigatoriedades na adequação é a Instalação dos Sistemas de Separação de Água e Óleo (SSAO), para pré-tratamento dos afluentes oriundos de abastecimento de veículos, descarga de combustíveis, lavagem de veículos, troca de óleo e serviços gerais que possam contribuir com resíduos oleosos.A 45ª Promotoria de Justiça de Defesa do Meio Ambiente em parceria com a Universidade Federal do Rio Grande do Norte – UFRN e a Secretaria Municipal de Meio Ambiente e Urbanismo de Natal – SEMURB adotaram o parâmetro do teor de óleos e graxas (TOG) baseado na resolução de nº 430/11 do CONAMA como padrão limite de lançamento do efluente do SSAO (TOG ≤20 mg.L-1). Segundo a norma D7678-11 da ASTM para análise de TOG por infravermelho médio, a extração das amostras deve ser feito pelo método líquido-líquido (ELL). Os efluentes dos SSAO nos Postos de Combustíveis apresentam vários agentes coadjuvantes, como solventes, detergentes, desengraxantes, combustíveis(SECRON, 2009; 2010) e os mesmos agem como emulsificantes para óleo em água (O/W), interferindo negativamente e muitas vezes impossibilitando a extração do TOG. De acordo com USEPA Method 1664:10 em caso de emulsão formada deve-se aplicar uma técnica para quebra de emulsão para completar a separação das fases, como acidificação, adição de sais, adição de sulfato de magnésio, entre outros. Este trabalho tem como finalidade testar os métodos para a quebra de emulsões presentes em um efluente de SSAO sintetizada em laboratório, para a determinação do TOG.

Material e métodos

*Efluente Sintético Para a preparação do efluente sintético, foram adicionados em um béquer 2000 mL de água da torneira, 30 mL de óleo lubrificante e 20 mL de Extran, em seguida uma agitação vigorosa, utilizando um agitador mecânico por cerca de 24h, com rotação de 1000 rpm. *Extração Líquido-líquido (ELL) O efluente sintético preparado previamente (2000 mL) foi divido em oito alíquotas de 100 mL e transferidos para funis de separação de 500 mL. Os funis foram nomeados de A1 a A8, e para cada um aplicado um métodos para quebra da emulsão com adição de ácido, sal de cozinha e sulfato de magnésio. Em seguida adicionou-se 10 mL de hexano. Realizou-se também a extração com o efluente puro, sem utilizar métodos para quebra de emulsão, como comparativo. Métodos de Quebra de Emulsão de A1 a A8: A1- Efluente + Hexano (Agitação manual) A2 - Efluente pH ≤ 2 + Hexano (Agitação manual) A3 – Efluente com MgSO4 + Hexano (Agitação manual) A4 - Efluente com NaCl + Hexano (Agitação manual) A5- Efluente + Hexano Banho ultrassônico por 15 minutos A6 - Efluente pH ≤ 2 + Hexano (Banho ultrassônico) A7 – Efluente com MgSO4 + Hexano (Banho ultrassônico) A8 - Efluente com NaCl + Hexano (Banho ultrassônico) Após todas as extrações, separou a fase orgânica da fase aquosa. Em seguida filtrou-se a fase orgânica utilizando papel filtro e sulfato de sódio anidro em um funil simples, para remoção de água.

Resultado e discussão

Os extratos orgânicos obtidos após a filtração com sulfato de sódio de A1 a A4 formaram emulsão, mesmo como a utilização dos métodos citados pela literatura, a quebra de emulsão não foi tão eficaz. Na amostra A1 foi aplicado o método mais fácil para a desestabilização das emulsões formadas, onde a amostra permanecesse estática durante aproximadamente meia hora, neste verificou-se visualmente que a emulsão formada permaneceu inalterada. No efluente A2 o pH foi ajustado para ≤2 utilizando H2SO4, a fim de modificar a carga do surfactante, o qual deixara de agir como emulsificador.Já para os ensaios A3 e A4 foram utilizados 3g dos sais NaCl e MgSO4, respectivamente nos efluentes, promovendo o favorecimento das interações hidrofóbicas, formando camadas limpas particionadas. Nos extratos de A5 a A8 que utilizarão além dos métodos para quebra de emulsão, citados acima o banho ultrassônico (BU) para auxiliar a extração, apresentando potencialidade de um processo auxiliar para a separação das amostras emulsionada. Isso se deve ao fato de que o processo para a separação das fases de emulsões do tipo O/W pela aplicação direta de banho ultrassônico com frequência entre 50 Hz e 60 Hz. Nesta concepção, o banho é aplicado a uma amostra de efluente emulsionada que transmite as vibrações do ultrasson à emulsão a ser tratada, desestabilizando a emulsão e provocando a separação das fases oleosa e aquosa que compõe a emulsão.O emprego direto do banho ultrassônico resultou em uma considerável separação da fase aquosa previamente emulsionada, com e sem a utilização de desemulsificante (MgSO4, NaCl e acidificadas). Na Figura 1 pode-se visualizar os extratos após os tratamentos já citados com e sem a utilização do banho ultrassônico.

As imagens mostram os extratos após filtragem em Sulfato de Sódio Anidro, onde é possível perceber a eficiência do método auxiliar(ultrasson).

Conclusões

Foi possível observar que os métodos para quebra de emulsão não responderam de forma satisfatória, sendo necessária a utilização de métodos auxiliares para a quebra eficaz das emulsões, como o banho ultrassônico em Efluente Sintético de Sistemas Separadores de Água e Óleo. O trabalho abriu perspectiva de submeter outras metodologias de extração, como a Extração Assistida por Microondas (MAE), ou ainda a utilização de Centrifugação, Extração em Fase Sólida (SPE) e Microextração Líquido-Líquido Dispersiva (DLLME).

Agradecimentos

A central Analítica- NUPPRAR e a FUNPEC.

Referências

ASTM D7678-11 - Standard Test Method for Total Petroleum Hydrocarbons (TPH) in Water and Wastewater with Solvent Extraction using Mid-IR Laser Spectroscopy. ASTM – American Society for TestingandMaterials, 2011.

CONAMA- CONSELHO NACIONAL DO MEIO AMBIENTE. Resolução de n°430, de 13 de Maio de 2011.

SECRON, M.B. Controle da poluição hídrica gerada pelas atividades automotivas -SÉRIE GESTÃO E PLANEJAMENTO AMBIENTAL.Estado do Rio de Janeiro, 2010.

SECRON, M.B. Avaliação de sistemas separadores água e óleo do tratamento de efluentes de lavagem, abastecimento e manutenção de veículos automotores. Dissertação (Mestrado em Engenharia Ambiental) da Universidade do Estado do Rio de Janeiro –UERJ, 2009.

USEPA – United States Enviromental Protection Agency. Method 1664, Revision B: n-Hexane Extractable Material (HEM; Oil and Grease) and Silica Gel Treatedn-Hexane Extractable Material (SGT-HEM; Non-polar Material) by Extraction and Gravimetry, 2010.