MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA DO AMBIENTE 2013/2014
O imização de um ea o à escala labo a o ial pa a
so ção de óleos e go du as em g anulados de co iça
ANDREIA GONÇALVES MARTINS
Disse ação subme ida pa a ob enção do g au de
MESTRE EM ENGENHARIA DO AMBIENTE
P esiden e do Jú i: Manuel Fe nando Ribei o Pe ei a
(P o esso Associado do Depa amen o de Engenha ia Química da Faculdade de
Engenha ia da Uni e sidade do Po o)
___________________________________________________________
O ien ado académico: Cidália Ma ia de Sousa Bo elho
(P o esso a Auxilia do Depa amen o de Engenha ia Química da Faculdade de
Engenha ia da Uni e sidade do Po o)
Supe iso a : A iana Maciel Ab anches Pin o
(P og ama Dou o al em Engenha ia do Ambien e do Depa amen o de Engenha ia
Química da Faculdade de Engenha ia da Uni e sidade do Po o)
(julho 2014)
O imização de um ea o à escala labo a o ial pa a so ção de óleos e go du as em g anulados de co iça
II
“ É mui o impo an e lança -se em busca de conquis as g andiosas, mesmo expondo-se
ao acasso, do que alinha -se com os pob es de espí i o, que nem gozam mui o nem
so em mui o, po que i em numa penumb a cinzen a, onde não conhecem nem i ó ia,
nem de o a.” (Theodo e Roose el )
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III
Ag adecimen os
Inicialmen e, gos a ia de ag adece às pessoas e ins i uições sem as quais a ealização
des e abalho não e ia sido possí el:
À p o esso a Cidália Bo elho pela o ien ação e ajuda e pelo p ecioso acompanhamen o
p es ado na ealização des e abalho.
À Engenhei a A iana Pin o ambém pela o ien ação, ajuda e comp eensão. Po odas as
ho as de labo a ó io e os ensinamen os adqui idos ao longo da ealização des a
disse ação.
À aculdade e em especial ao labo a ó io po odo o ma e ial e equipamen o
disponibilizado, sem o qual não se ia possí el a ealização de odo o abalho
expe imen al. E ainda, aos colegas de labo a ó io, pela ajuda p es ada de uma o ma ou
de ou a.
À Co icei a Amo im pela cedência dos g ânulos de co iça e à So ena Po ugal pela
cedência do e luen e u ilizado nes e abalho.
Po úl imo, mas não menos impo an es, gos a ia de ag adece a odos os que me apoia am
mais a ní el pessoal:
Aos meus pais pelo apoio incondicional, pelas condições o e ecidas e po udo o que po
mim ize am. À minha i mã pelos momen os de aleg ia.
Ao Diogo po odo o amo , apoio, conselhos e po es a semp e quando necessá io.
À Ca la e à Pa ícia po oda a amizade, con i ência, companhei ismo e ajuda p es ada
du an e odo es e longo pe cu so.
E a odos os colegas e amigos que de uma o ma ou de ou a se p eocupa am e me
incen i a am na ealização des e pe cu so.
O imização de um ea o à escala labo a o ial pa a so ção de óleos e go du as em g anulados de co iça
IV
Resumo
O g ande desen ol imen o indus ial, p incipalmen e nas indús ias me alú gica,
pe oquímica e de anspo es, ez com que a p odução de emulsões de óleo-em-água ou
água-em-óleo enha assumido um papel cada ez mais noci o na poluição de cu sos e
ese a ó ios de água. Pa a minimiza os p ejuízos ao meio ambien e aquá ico á ios
a amen os êm sido desen ol idos, de o ma a melho a os a amen os con encionais
que êm indo a e ela -se ine icazes. De ido às suas ca ac e ís icas hid o óbicas, a
co iça em sido ecen emen e al o de es udos com is a à sua u ilização como so en e,
numa me odologia al e na i a de a amen o de águas esiduais con endo óleos e
go du as. O p esen e es udo e e como obje i o aze a o imização de um ea o
pe ei amen e agi ado pa a so ção de óleos e go du as po g ânulos de co iça.
Fo am ca ac e izados dois e luen es eais, em e mos de pH, concen ação de O&G,
ca ência química de oxigénio (CQO), condu i idade, ca bono o gânico o al (COT) e
alguns aniões e ca iões. Fo am ainda ealizados alguns es udos de so ção, com ambos os
e luen es, usando g ânulos de co iça.
Com um e luen e p epa ado sin e icamen e ize am-se os p incipais es udos de so ção em
con ínuo. De e minou-se a iso é mica de equilíb io, a ciné ica de so ção e es udou-se o
p ocesso em ea o pe ei amen e agi ado, com di e en es condições expe imen ais. Pa a
a iso é mica de equilíb io ez-se um ajus e com um modelo linea (ob endo-se um 𝐾𝑝=
6,5±0,3 𝐿.𝑔−1) e com o modelo de F eundlich (ob endo-se um 𝐾𝐹=6±
3 mg(1−1/n).L1/n.g−1). À ciné ica de so ção ajus ou-se um modelo de pseudo-segunda-
o dem e um modelo de ans e ência de massa. Apesa do bom ajus e de ambos os
modeos, o modelo de pseudo-segunda-o dem é o que se ajus a melho . Como p incipais
a iá eis pa a o modelo de pseudo-segunda-o dem emos 𝑘=0,072±0,012 g.mg-1.h-1
e 𝑞𝑒𝑞=49±1 mg.g−1 e pa a o modelo de ans e ência de massa 𝑞0=1041 𝑚𝑔.𝑔−1,
𝝃𝑚=21,39, 𝜏𝑓=2193 ±331 𝑠 e 𝐾𝑓=(3,6±0,6)×10−3𝑐𝑚.𝑠−1. Concluiu-se que
o equilíb io oi a ingido ao im de 2 ho as de expe iência.
Fo am ealizadas 6 expe iências num ea o cilínd ico de 1,5 L em modo con ínuo, sendo
que duas delas o am b ancos (com e sem adição de sabão na emulsão). A a és dos
b ancos, concluiu-se que apenas com uma emulsão na p esença de sabão oi possí el
man e o ea o com boas condições de agi ação ( ea o pe ei amen e agi ado) e assim
modela uma en ada em deg au e calcula o empo de esidência, 𝜏=2,91±0,09 ℎ. As
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V
condições das expe iências o am a iadas, nomeadamen e na p esença de sabões na
emulsão, a in luência da dosagem de co iça e ainda da elocidade de agi ação. De en e
as expe iências em con ínuo no RPA, a que ob e e melho es esul ados oi com uma
dosagem de 3,4 g.L-1 de co iça no in e io do ea o , e com uma emulsão de alimen ação
p epa ada com 0,2 M de NaCl, 60% de sabão e 40% de óleo, a pH 2 e com uma elocidade
de ap oximadamen e 250 pm. Nes a expe iência pôde-se aze um ajus e linea pa a a
e olução da concen ação de saída du an e as 32 h de ope ação, e ainda se pôde calcula
a e olução da quan idade so ida com o empo, ob endo-se a equação 𝑞 (𝑚𝑔.𝑔−1)=
21,73.𝑡(ℎ). Concluiu-se que a é 8 ho as de expe iência oi possí el ope a com uma
concen ação de O&G à saída in e io ao VLE, e a quan idade so ida ao inal des e
pe íodo oi de 192±8 𝑚𝑔.𝑔−1. A quan idade de e luen e sin é ico a ada que espei a a
o VLE oi de 4,8 L nes a expe iência.

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VI
Abs ac
The majo indus ial de elopmen , pa icula ly wi hin he me allu gical, pe ochemical
and anspo indus ies, has made he p oduc ion o oil-in-wa e o wa e -in-oil emulsions
o assume an inc easingly ha m ul ole in he pollu ion o wa e s eams and ese oi s.
In o de o minimize he impac o he damage on he aqua ic en i onmen , se e al
ea men s ha e been de eloped in o de o imp o e upon o he con en ional ones, which
ha e been p o en ine ec i e. Due o i s hyd ophobic ea u es, co k has been he objec
o ecen s udies ega ding i s use as so ben in an al e na i e me hodology o ea ing
was ewa e s wi h oil and g ease. The p esen s udy aimed a an op imiza ion o a
con inuous s i ed- ank eac o model o so p ion o oil and g ease by co k g anules.
Two eal was ewa e s we e cha ac e ized acco ding o as pH, concen a ion o O&G,
chemical oxygen demand (COD), conduc i i y, o al o ganic ca bon (TOC) and some
anions and ca ions. A s udy o so p ion on o co k g anules was also ca ied ou in bo h
samples.
The main s udies in ol ed a syn he ically p epa ed was ewa e , and included he
de e mina ion o iso he mal equilib ia, kine ics and so p ion on a con inuous s i ed- ank
eac o , a a ied expe imen al condi ions. Fo he iso he mal equilib ia, i was possible
o i o he expe imen al da a a linea model (ob aining a pa i ion coe icien 𝐾𝑝=6.5±
0.3 𝐿.𝑚𝑔−1) and he F eundlich model (ob aining a 𝐾𝐹=5.8±
2.6 mg(1−1/n).L1/n.g−1). So p ion kine ics we e modelled by a pseudo-second-o de
equa ion and a mass ans e model. Bo h had a good i bu g aphically he model o
pseudo-second-o de p esen s a be e adjus men . Howe e , he model o mass ans e ,
as i is based on heo e ical concep s ela ed o he occu ence o a ilm a ound he so ben
pa icle, may be conside ed mo e co ec . The main a iables ob ained o he pseudo-
second-o de model we e 𝑘=0.072±0.012 g.mg−1.h−1 and 𝑞𝑒𝑞=49±1 mg.g−1
and o he mass ans e model we e 𝑞0=1041 𝑚𝑔.𝑔−1, 𝝃𝑚=21.39, 𝜏𝑓=2193 ±
331 𝑠 and 𝐾𝑓=(3.6±0,6)×10−3𝑐𝑚.𝑠−1. Equilib ium is eached a he end o 2 hou s
o expe imen .
Six expe imen s we e pe o med in a 1.5 L cylind ical eac o , in con inuous mode, wo
o which we e con ols (wi h and wi hou addi ion o soap in he emulsion). Th ough he
con ols, i was concluded ha only an emulsion in he p esence o soap could keep he
eac o wi h good s i ing condi ions (con inuous s i ed- ank eac o ) and hus model a
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VII
s ep inpu and calcula e he esidence ime, 𝜏=2.91±0.09 ℎ. The condi ions o he
expe imen s we e a ied, especially ega ding he p esence o soap in he emulsion, he
in luence o he co k dosage and also he speed o agi a ion. Among he CSTR
expe imen s, he bes esul s we e ob ained wi h a dosage o 3.4 g.L-1 o co k inside he
eac o , and a eed emulsion p epa ed wi h 0.2 M NaCl, 60% o soap and 40% o oil a
pH 2, a a speed o abou 250 pm. In his expe imen , i was possible o make a linea i
o he e olu ion o he ou pu concen a ion du ing he 32 hou s o ope a ion. I was also
possible o calcula e he e olu ion o he amoun so bed o e ime, yielding he equa ion
𝑞 (𝑚𝑔.𝑔−1)=21,73.𝑡(ℎ). I was concluded ha , up o 8 hou s o expe imen , i was
possible o ope a e wi h a concen a ion o O&G lowe han he maximum discha ge limi .
The amoun so bed a he end o his pe iod was 192±8 𝑚𝑔.𝑔−1. The amoun o
syn he ic e luen ea ed in acco dance wi h he discha ge limi alue, was 4.8 L in his
expe imen .
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VIII
Índice
1. In odução ................................................................................................................. 1
1.1. Mo i ação e ele ância ...................................................................................... 1
1.2. Obje i os ............................................................................................................ 2
1.3. O ganização da ese ........................................................................................... 2
1.4. Águas esiduais con endo O&G ........................................................................ 2
1.4.1. Tipos de O&G ............................................................................................ 3
1.4.2. Fon es de O&G ........................................................................................... 4
1.4.3. T a amen o de águas esiduais con endo O&G .......................................... 5
1.5. T a amen o de águas esiduais con endo óleos e go du as po so ção ............ 10
1.5.1. Tipos e ca ac e ís icas de so en es .......................................................... 10
1.5.2. Desso ção/Recupe ação ............................................................................ 12
1.5.3. T a amen o em coluna e em RPA ............................................................. 13
1.6. Co iça .............................................................................................................. 15
1.6.1. Desc ição, p op iedades e usos ................................................................. 15
1.6.2. A co iça como biosso en e .................................................................... 17
1.7. Caso de es udo ................................................................................................. 18
2. Ma e iais e Mé odos ............................................................................................... 20
2.1. Ma e iais .......................................................................................................... 20
2.2. Mé odos ........................................................................................................... 21
2.2.1. Ins alação do ea o pe ei amen e agi ado (RPA) ................................... 21
2.2.2. Iso é mica de equilíb io e ciné ica de so ção............................................ 21
2.3. Mé odos analí icos ........................................................................................... 22
2.4. P ocedimen o Expe imen al ............................................................................. 23
2.4.1. Ca ac e ização dos e luen es eais ............................................................ 23
2.4.2. De e minação da iso é mica de equilíb io e ciné ica de so ção................ 24
2.4.3. Expe iências em ea o pe ei amen e agi ado (RPA) .............................. 25
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IX
3. Resul ados e Discussão ........................................................................................... 26
3.1. E luen e Real .................................................................................................... 26
3.1.1. Ca ac e ização .......................................................................................... 26
3.1.2. Ensaios de so ção ..................................................................................... 28
3.2. E luen e sin é ico ............................................................................................. 29
3.2.1. Iso é mica de equilíb io ............................................................................ 29
3.2.2. Ciné ica de so ção ..................................................................................... 31
3.3. P ocesso em con ínuo – Rea o Pe ei amen e Agi ado, RPA ......................... 35
3.3.1. Expe iência 1 ............................................................................................ 35
3.3.2. B anco ....................................................................................................... 36
3.3.3. B anco com sabões ................................................................................... 37
3.3.4. Expe iência 2 ............................................................................................ 39
3.3.5. Expe iência 3 ............................................................................................ 40
3.3.6. Expe iência 4 ............................................................................................ 42
4. Conclusão ............................................................................................................... 44
5. Suges ões pa a abalhos u u os ............................................................................ 46
6. Re e ências Bibliog á icas ...................................................................................... 47
O imização de um ea o à escala labo a o ial pa a so ção de óleos e go du as em g anulados de co iça
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go dos, sabões, ma é ias go das, ce as e ou os ma e iais ex aí eis simila es (Pa e son
1985).
Os óleos e go du as podem se ca ac e izados de ês o mas: pela pola idade, pela
biodeg adabilidade e pelas ca ac e ís icas ísicas. Pela pola idade, es es podem se
conside ados pola es e apola es. Os O&G pola es são de i ados de ma e iais animais ou
ege ais e são no malmen e encon ados nas águas esiduais p o enien es do
p ocessamen o de alimen os. Os apola es são de i ados de on es de pe óleo ou mine ais.
Quan o à biodeg adabilidade, os O&G pola es são biodeg adá eis, enquan o os apola es
são conside ados bio esis en es. Pelas ca ac e ís icas ísicas, os óleos que podem se
encon ados nas águas esiduais di idem-se em 5 o mas: óleo li e, que sobe
apidamen e à supe ície em condições de epouso; dispe sões mecânicas, que são
ca ac e izadas po pequenas go as que a iam em amanho, desde mic ons a é poucos
milíme os de diâme o e que es ão es abilizadas po ca gas elé icas ou ou as o mas
mas que não so em in luência de agen es a i os supe iciais; emulsões quimicamen e
es á eis, ca ac e izadas po go as simila es às das dispe sões mecânicas mas que
ap esen am uma maio es abilidade de ido às o ças dos agen es a i os da supe ície da
in e ace óleo/água; os óleos “dissol idos”, que são espécies solú eis no sen ido químico,
conjun amen e com uma ele ada quan idade de go ículas de óleo inamen e di ididas;
po im, sólidos oleosos, óleo ade ido à supe ície do ma e ial pa iculado p esen e nas
águas esiduais (Pa e son 1985).
1.4.2. Fon es de O&G
P a icamen e oda a e ina ia usa óleo nas ope ações de e inação, desde a des ilação
p imá ia a é ao a amen o inal á ias ações de óleos e compos os o gânicos de enxo e
são lançados nas águas esiduais (Rhee e al. 1989).
Nas ins alações de p odução de pe óleo b u o ambém são p oduzidos e luen es que
podem con e lamas de pe u ação, salmou a, óleo li e e emulsionado, gás na u al, en e
ou os (Rhee e al. 1989).
Segundo Pa e son (1985) exis em mui as on es indus iais de esíduos de óleos, oda ia
as maio es on es são as e ina ias de pe óleo, o ab ico e maquina ia de me ais e o
p ocessamen o de alimen os. Nas e ina ias de pe óleo p oduzem-se g andes quan idades
de esíduos de óleo e emulsões com óleo. Na indús ia dos me ais as duas maio es on es

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são o ab ico de aço e a manipulação do me al, p oduzindo óleo li e e emulsionado. A
e cei a maio on e de esíduos com óleo, e p incipalmen e de go du a, é a indús ia de
p ocessamen o de alimen os. Nes e ipo de indús ia p oduzem-se compos os oleosos e
go du osos du an e a ans o mação de ca ne, peixe e a es, p incipalmen e du an e o
aba e, limpeza e p ocessamen o de subp odu os (Pa e son 1985).
1.4.3. T a amen o de águas esiduais con endo O&G
As águas esiduais com óleos e go du as podem se conside adas esíduos pe igosos
po que são óxicas pa a os o ganismos aquá icos (Beni o e al. 2009), po isso de em se
usados p ocessos de a amen o adequados que ga an am desca gas sem pe igo pa a o
ambien e.
A ecnologia de emoção de óleos e go du as en ol e desde p ocessos básicos a p ocessos
de ecolha e ecupe ação de óleos iá eis e ainda a emoção de poluen es indesejá eis,
an es da desca ga pa a os sis emas de eceção (Rhee e al. 1989).
A emoção de óleos e go du as da água esidual é dependen e do ipo de mis u a óleo-
água e po isso o equipamen o pa a emoção de e se cuidadosamen e escolhido (Rhee e
al. 1989). Es a mis u a pode se classi icada de aco do com o es ado de óleos e go du as
p esen es, ou seja, se emos óleos em es ado li e, dispe so, emulsionado ou dissol ido
(Rhee e al. 1989, Decloux e al. 2007, Beni o e al. 2009). Es a classi icação, apesa de
an e io men e e sido explicada, segundo Rhee e al. (1989) pode se di e enciada pelo
amanho das go as na mis u a de óleo-água. O óleo li e ap esen a go as com amanho
supe io a 150 µm, o dispe so en e 20 e 150 µm e o emulsionado meno es de 20 µm.
Quando se e e e o óleo dissol ido signi ica que o óleo não es á em o ma de go as (as
pa ículas de óleo ap esen am um amanho in e io a 5 µm) (Rhee e al. 1989).
Podem-se en ão dis ingui qua o mé odos de a amen o, nomeadamen e mé odos
químicos, ísicos, biológicos e combinados.
Apesa de exis i em di e sos mé odos de a amen o de O&G é p eciso e em
conside ação que as águas esiduais podem con e ou os cons i uin es com impac o nos
p ocessos de a amen o, e po isso um mesmo ipo de a amen o pode á e e iciências
di e en es em di e en es ipos de esíduos (Pa e son 1985).
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Mé odos Químicos
Quando se a a de óleo dispe so, emulsionado ou dissol ido, que es á es abilizado po
o ças in e pa icula es e/ou agen es supe iciais a i os, de em se conside ados
a amen os químicos (Pa e son 1985).
Es es a amen os consis em basicamen e numa mis u a ápida de coagulan e na água
esidual, seguida de loculação e lu uação. Pode á ambém se ei a uma acidi icação
pa a queb a a emulsão óleo-água, sendo mais e icaz que a adição de sais coagulan es,
con udo os ácidos são mais ca os e no inal esul a um e luen e ácido que necessi a de se
neu alizado (Pa e son 1985).
Mui as ezes são adicionados coagulan es, como poliele óli os, pa a p omo e a
aglome ação das go ículas de óleo em locos maio es e que são mais acilmen e
emo idos (Rhee e al. 1989, Zouboulis and A anas 2000). O uso de coagulan es
químicos, como sais de alumínio ou e o, ambém são usados no p ocesso quando é
necessá io a queb a de emulsões (Pa e son 1985, Rhee e al. 1989, Zouboulis and
A anas 2000).
Es e em-se e elado assim um p ocesso de sepa ação e icien e, p á ico e con iá el pa a
a emoção de óleos e ou os con aminan es, como iões dissol idos, biomoléculas e sólidos
suspensos da água (Zouboulis and A anas 2000).
Mé odos Físicos
Um ipo de a amen o ísico consis e na sepa ação do óleo li e das águas esiduais,
a a és da di e ença de densidades en e o O&G e a água (Pa e son 1985). Os p ocessos
de sepa ação po densidade, con udo, não sepa am as pa ículas de meno amanho nem
queb am as ligações das emulsões (Pa e son 1985, Rhee e al. 1989), podendo se usados
como um a amen o p elimina de sepa ação.
A sepa ação do óleo li e ou dispe so na água dá-se quando se a inge um es ado de
epouso da solução e se dá empo su icien e pa a que as go as de óleo se aglu inem,
sepa ando-se da água esidual e o mando uma camada de óleo na supe ície que pode á
se e i ada (Pa e son 1985, Rhee e al. 1989). O es ado de epouso é a ingido quando o
e luen e é colocado num anque de e enção que pe mi e a sepa ação do óleo po
densidade (Pa e son 1985).
O imização de um ea o à escala labo a o ial pa a so ção de óleos e go du as em g anulados de co iça
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Quando a sepa ação po densidade, os mé odos químicos e os ele oquímicos não são
su icien es ou en ão são pe igosos, exis em mé odos ísicos que podem se uma solução
pa a o a amen o de águas esiduais com óleos e go du as, endo po base o conhecimen o
das ca ac e ís icas ísicas que das águas que dos óleos e go du as.
Um dos mé odos ísicos é a cen i ugação. Es a queb a as emulsões de óleo po sepa ação
de ases (óleo e água) a a és de uma o ça cen í uga. Es e mé odo é o mais e icaz pa a
lamas com óleo mas ge almen e não é aplicada aos ípicos e luen es mais diluídos, exce o
quando o olume é pequeno (Pa e son 1985).
Ou o p ocesso ísico é a il ação po memb anas, que é uma ecnologia cada ez mais
u ilizada pa a o a amen o de e luen es com óleos e go du as. Es a ecnologia ap esen a
inúme as an agens, quando compa adas com o a amen o con encional, como a
qualidade inal de e luen e, a não necessidade de adição de p odu os químicos, a pequena
quan idade de sólidos esul an es e que eque em eliminação, o ac o de as ins alações
se em bas an e compac as, a simples au oma ização e con olo do p ocesso e ainda as
baixas necessidades de uncionamen o e manu enção (Decloux e al. 2007). Exis em
á ias ecnologias de memb ana, ais como a mic o il ação (MF), a ul a il ação (UF),
a nano il ação (NF) e a osmose in e sa (OI) (Decloux e al. 2007).
A OI é um p ocesso mui o e icaz na emoção de óleos dissol idos ou emulsionados. Nes e
p ocesso é usada uma memb ana semipe meá el pa a il a a ma é ia dissol ida a a és
de p essões mui o ele adas (Rhee e al. 1989). Es e p ocesso consegue ejei a
sele i amen e solu os, com a o dem de g andeza de moléculas de água, possibili ando a
ecupe ação da água e do óleo (Pa e son 1985).
A UF, po sua ez, é um p ocesso de e enção de moléculas numa memb ana, com base
no amanho des as, ou seja, moléculas maio es que os po os da memb ana são e idas
(Rhee e al. 1989). Essencialmen e, nes e p ocesso as moléculas de água passam a a és
da memb ana, enquan o moléculas maio es ou micelas de óleo são ejei adas (Pa e son
1985).
Es es equipamen os como são mui o ca os e ap esen am um cus o de ope ação mui o
ele ados são pouco u ilizados (Rhee e al. 1989).
Dois ou os mé odos de a amen o de águas esiduais são a lu uação po a , que seja
dissol ido ou induzido. A lu uação po a é comummen e u ilizada pa a a sepa ação do
óleo da água e consis e num aumen o da sa u ação de uma po ção da água esidual com
O imização de um ea o à escala labo a o ial pa a so ção de óleos e go du as em g anulados de co iça
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a dissol ido sob g ande p essão ( lu uação po a dissol ido, FAD) ou pela dispe são de
bolhas de a po um mecanismo dis ibuido ( lu uação po a induzido, FAI) (Pa e son
1985).
A lu uação po a dissol ido (FAD) u iliza o concei o de sepa ação po densidade pa a
emo e óleos e go du as das águas esiduais onde o di e encial de lu uabilidade é
aumen ado pelas bolhas de a mic oscópicas in oduzidas no p ocesso (Rhee e al. 1989),
esul an e de uma p essão epen inamen e libe ada (Pa e son 1985). As pa ículas
suspensas são sepa adas pela adesão à supe ície das bolhas em ascensão, c iando-se uma
camada na supe ície que é pos e io men e emo ida (Pa e son 1985, Zouboulis and
A anas 2000). Como a adesão à supe ície das bolhas é condicionada pela química da
supe ície das pa ículas, ma e iais na u almen e hid o óbicos são os ideais (Zouboulis
and A anas 2000).
A lu uação com a induzido (FAI) é en ão um p ocesso que consis e na injeção de
milhões de bolhas (um pouco maio es que as da FAD) po um o o de agi ação mecânica
que ão sendo disseminadas po uma coluna de lu uação e que sa u am as águas esiduais
com a . Os óleos e sólidos suspensos ão en ão liga -se às bolhas de a e ão se
anspo ados pa a a supe ície onde o mam uma espuma que se á pos e io men e a ida
po uma pá pa a uma ou a câma a (Rhee e al. 1989).
Os dois mé odos são mui os semelhan es mas a FAI ep esen a um meno cus o de
in es imen o e eque um meno espaço do que a FAD (Pa e son 1985).
Mé odos Elé icos
Dois exemplos de mé odos elé icos, que podem conside ados como in eg an es dos
mé odos ísicos, são a elec o lu uação e a elec ocoagulação. Es es podem se is os
como um complemen o aos mé odos químicos i ando an agem dos p ocessos
ele oquímicos pa a aumen a a e iciência dos an e io es (Pa e son 1985).
A elec o lu uação u iliza a indução da o mação de pequenas bolhas de gás a a és da
ele ólise da água com p odução de oxigénio e hid ogénio, con udo o desen ol imen o
de elé odos de dióxido de chumbo melho ou a economia des e p ocesso (Pa e son 1985).
A ele ocoagulação (EC) é um p ocesso a a i o de ido à sua e sa ilidade e
compa ibilidade ambien al, e é bas an e e icaz e iá el. Em elação aos mé odos
O imização de um ea o à escala labo a o ial pa a so ção de óleos e go du as em g anulados de co iça
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con encionais de a amen o ap esen a an agens, na medida em que ap esen a um
equipamen o simples e ácil de ope a , um meno empo de e enção, uma edução ou
mesmo ausência de adição de p odu os químicos, uma sedimen ação ápida dos locos
ge ados e uma meno p odução de lamas (Un e al. 2009). Nes e p ocesso usam-se
elé odos consumí eis de alumínio ou e o que ão se oxidados po uma co en e
elé ica de o ma a p oduzi em iões me álicos coagulan es (Pa e son 1985, Un e al.
2009). As espécies me álicas eagem com as pa ículas que ica am ca egadas
nega i amen e na água e o mam locos insolú eis. Pos e io men e, são os gases
p oduzidos no cá odo, du an e a edução da água, e a dissolução do me al que pe mi em
que os locos p oduzidos lu uem. Como há ge ação de coagulan es in si u, não há a
necessidade de adição de p odu os químicos na EC (Un e al. 2009).
Mé odos Biológicos
Os p ocessos biológicos são no malmen e mais e icazes quando o óleo es á dissol ido,
ou em emulsões es á eis que não podem se des abilizadas po coagulan es químicos. Em
con apa ida, es e a amen o só pode se u ilizado em águas esiduais bas an e diluídas,
uma ez que os óleos de base mine al são mais apidamen e adso idos pelos
mic o ganismos do que me abolizados (Rhee e al. 1989).
Nes e ipo de a amen o os óleos e go du as pola es biodeg adá eis são decompos os. Os
apola es, po sua ez, ou são emo idos numa cla i icação p imá ia ou inco po am-se nos
locos biológicos sendo pos e io men e emo idos com as lamas esiduais (Pa e son
1985).
Num es udo ealizado po Al es e al. (2005), oi ealizado um a amen o anae óbio de
e luen es com ele ados eo es de lípidos. A p incipal conclusão do es udo diz espei o à
eno me capacidade da biomassa anae óbia em deg ada ácidos go dos de cadeia longa,
quando associados à biomassa po mecanismos de p ecipi ação, adso ção ou e enção no
in e io dos locos, o que não oco e ão e icien emen e quando es es es ão dispe sos em
emulsões. É e e ido, como p incipal esul ado p á ico, que a mine alização des es
compos os a me ano só é possí el po p ocessos descon ínuos com base na ecnologia de
ea o es echados e não po p ocessos con ínuos.

O imização de um ea o à escala labo a o ial pa a so ção de óleos e go du as em g anulados de co iça
10
Mé odos Combinados
No malmen e as ecnologias de a amen o são es udadas singula men e, con udo há
au o es que combinam á ios p ocessos pa a en a em ob e melho es esul ados.
Decloux e al. (2007) es uda am uma combinação de es a égias de a amen os pa a
eduzi a ca ga de go du a en iada pa a a es ação de a amen o biológico e ambém pa a
melho a a ecupe ação de go du a no p ocesso de ab ico. Pa a isso, e po o ma a não
al e a em excessi amen e o p ocesso já exis en e na áb ica em ques ão, in oduzi am um
a amen o de pu i icação adicional en e os a amen os ísicos e biológicos. Os au o es
in oduzi am uma ecnologia de memb anas ap o ei ando o ac o de es a não eque e a
u ilização de p odu os químicos (Decloux e al. 2007).
Po sua ez Beni o e al. (2009) u iliza am uma combinação de 3 es a égias de
a amen o, a des abilização/cen i ugação, ul a il ação e e apo ação a ácuo pa a o
a amen o de emulsões óleo-água da indús ia me alú gica.
1.5. T a amen o de águas esiduais con endo óleos e go du as po
so ção
1.5.1. Tipos e ca ac e ís icas de so en es
O ipo de ma e ial so en e a usa depende do meio e das p op iedades da subs ância que
i á so e , nomeadamen e a iscosidade, a densidade e o ângulo de con ac o com o
so en e (Wahi e al. 2013).
Os so en es podem se classi icados como sin é icos ou na u ais, sendo os na u ais
di ididos em mine ais e o gânicos. Os so en es sin é icos, como é o caso do
polip opileno e das espumas de poliu e ano, no malmen e ap esen am uma maio
lipo ilicidade e hid o obicidade e po isso uma boa e iciência de emoção de óleo.
Con udo, como após a u ilização cons i uem um esíduo não biodeg adá el e como não
são acilmen e incine á eis (uma ez que p oduzem gases óxicos), es es so en es
e elam des an agens ambien ais cla as. Os so en es na u ais mine ais são uma opção
de baixo cus o mas a sua baixa e iciência de emoção e a limi ação ao uso em sis emas
aquá icos ( is o ap esen a em baixa lu uabilidade) azem deles uma al e na i a pouco
iá el. Os so en es na u ais o gânicos ambém são ma e iais de baixo cus o, uma ez que
podem se ob idos como esíduos da ag icul u a ou de p ocessos de ans o mação de
O imização de um ea o à escala labo a o ial pa a so ção de óleos e go du as em g anulados de co iça
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lo es a. Podem se conside ados a al e na i a mais co e a is o que ap esen am melho
capacidade de so ção que os ma e iais na u ais mine ais e uma eliminação mais ácil que
os sin é icos (Wahi e al. 2013).
Ca ão a i ado
Os ca ões a i ados, pela sua es u u a po osa e pelas p op iedades da supe ície, são
ma e iais com di e sas aplicações, desde a medicina a ins indus iais, ou mesmo
a amen o de águas esiduais e e luen es gasosos. Podem ainda e a an agem de e em
um cus o de p odução eduzido, quando os pe cu so es de ca bono são esíduos de ou os
p ocessos, o que con ibui ambém pa a a eliminação desses esíduos (Pin o e al. 2012).
A co iça pode á se um pe cu so de ca ão a i ado, po que em ca ac e ís icas essenciais
que a dis ingue das madei as ou de ou os ma e iais lignocelulósicos. Nes e caso, os
ca ões a i ados p oduzidos podem se u ilizados, po exemplo, no a amen o de águas
esiduais, de águas e de e luen es gasosos, po o ma a emo e uma g ande a iedade de
poluen es (Pin o e al. 2012).
O p ocesso de p epa ação dos ca ões a i ados en ol e a a i ação ísica e/ou química. O
p imei o passo en ol e a ca bonização, seguida de gasei icação sob apo de água ou
dióxido de ca bono, enquan o o segundo en ol e a sa u ação do p ecu so com um agen e
químico, seguido de ca bonização. Os mé odos de p epa ação e a i ação do ca ão ão
de e mina as suas p op iedades, como á ea de supe ície e olume e dis ibuição dos
po os (Pin o e al. 2012).
No caso da capacidade de adso ção, es a é in luenciada pela dis ibuição do amanho dos
po os. Es es são conside ados como locais com ele ado po encial de adso ção. Con udo,
quando se a a de poluen es o gânicos, os mic opo os podem se demasiado pequenos
pa a acomoda as moléculas e, po an o, o a o de e minan e é a exis ência de mac opo os
(> 50 nm) (Pin o e al. 2012).
Ou os so en es
Pa a o a amen o de águas esiduais com O&G podem-se u iliza ou os so en es.
Wahi e al (2013) es uda am a emoção de óleo de águas esiduais com so en es ib osos
na u ais. Conside a am es a uma al e na i a a a i a pa a o a amen o de águas esiduais
O imização de um ea o à escala labo a o ial pa a so ção de óleos e go du as em g anulados de co iça
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de ido às suas excelen es p op iedades pa a emoção de óleo, espei o pelo ambien e,
ácil disponibilidade e iabilidade e ainda simplicidade dos ma e iais. Es es so en es são
de i ados de esíduos de plan as e animais (so en es o gânicos) ou mine ais (so en es
ino gânicos) e podem se exemplos as ib as de ma umei a, casca de a oz, bagaço de
cana-de-açúca , palha de ce ada, algodão, esíduos de madei a, lã e ou os ma e iais
p o enien es de plan as e animais. Nes e es udo p o a am que es es so en es e am
e icazes na emoção de óleo de águas esiduais e ainda ize am uma modi icação química
da supe ície que aumen ou a capacidade de so ção do óleo.
Num ou o es udo, Ib ahim e al. (2009) u iliza am um biop odu o da ag icul u a, a palha
de ce ada, quimicamen e modi icado com um su ac an e ca iónico (CPC – clo e o de
hexadecilpi idina) como so en e de emulsões com óleo. O su ac an e u ilizado c ia uma
camada não pola na palha melho ando a capacidade de adso ção do óleo nas emulsões.
No inal consegui am ob e uma capacidade de so ção de 576,0±0,3 𝑚𝑔.𝑔−1 a 25ºC.
S ini asan and Vi a agha an (2008) es uda am ambém a capacidade de so ção de um
so en e, nes e caso a casca de noz, e mos a am que é possí el usa es e so en e pa a
emoção de óleo, sendo um p odu o de ácil acesso uma ez que é um biop odu o
abundan e na ag icul u a, p incipalmen e na indús ia de p ocessamen o de noguei as.
Um ou o es udo mos a que a casca de ca anguejo como so en e de óleo ap esen a uma
boa e iciência de emoção. Es e so en e pode aze pa e do a amen o do e luen e de
uma áb ica de óleo ege al, uma ez que o qui osano em excelen es p op iedades, ais
como biodeg adabilidade, biocompa ibilidade, adso ção, p op iedades an ibac e ianas e
não óxicas. Pa a além des as, as maio es an agens como adso en e de em-se à sua
disponibilidade, na u eza ambien al e en abilidade (De i e al. 2012).
1.5.2. Desso ção/Recupe ação
Após odo o a amen o das águas esiduais con endo óleos e go du as é impo an e en a
uma desso ção/ ecupe ação dos óleos e go du as p esen es nos so en es pa a, po um
lado, ob e no amen e óleos e go du as que possam se eu ilizados, e po ou o lado, pa a
en a egene a o so en e pa a no as aplicações. Pa a além disso o es udo da desso ção
é ú il pa a de e mina a quan idade de óleo que é lixi iado ou desso ido quando os
so en es são expos os aos agen es na u ais de e osão (como a água) (Ib ahim e al. 2009).
O imização de um ea o à escala labo a o ial pa a so ção de óleos e go du as em g anulados de co iça
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Inagaki e al. (2002) es uda am a ecupe ação de óleos a a és de ib as de ca bono po
il ação com sucção, la agem com sol en es, cen i ugação e o ção. Nes e es udo
consegui am-se pe cen agens de ecupe ação bas an e ele adas sem p ejuízo da
capacidade de so ção dos so en es.
Também Ib ahim e al. (2009) ize am es es de desso ção mas concluí am que o óleo
es a a o emen e ligado ao so en e (palha de ce ada), ob endo no inal uma
pe cen agem de emoção mui o pequena (1-2% em 24h).
S ini asan and Vi a agha an (2008) ize am es es de ecupe ação do so en e (casca de
noz) po comp essão a i mando que se a a de um mé odo de ecupe ação económico e
p á ico e que pode ap esen a esul ados bas an e posi i os. No a am ambém que o
p ocesso de ecupe ação oi mais e icien e quando a so ção oi ei a com óleo pu o.
Al es e al. (2012) es uda am a desso ção de óleo adso ido em co iça. Em p imei o
luga ize am es udos de equilíb io de desso ção usando di e en es eluen es,
nomeadamen e uma solução ácida de HNO3, uma solução básica de NaOH, duas soluções
de su ac an es ca iónicos, uma solução de su ac an e aniónico e ainda soluções de
me anol. Concluí am que só as soluções de me anol ap esen a am pe cen agens de
emoção signi ica i as. Con udo, de ido ao ele ado cus o dos sol en es, à sua
pe igosidade e ambém às quan idades de sol en e necessá ias pa a a ecupe ação, o
p ocesso não é aplicá el à escala indus ial, po isso o am in es igadas ou as soluções,
nomeadamen e es udos mecânicos de cen i ugação e comp essão. A cen i ugação não
oi e icien e na ecupe ação do óleo so ido na co iça. A comp essão, po sua ez,
e elou-se um mé odo mais adequado, apesa de não p oduzi ele adas pe cen agens de
ecupe ação (Al es e al. 2012).
1.5.3. T a amen o em coluna e em RPA
Recen emen e as in es igações na á ea da sepa ação de O&G de águas esiduais es ão
ocadas nos mé odos de coalescência e pa a isso êm sido usados lei os ib osos e
g anula es. Algumas ib as na u ais (como algodão, lã ou se alha), que podem ap esen a
uma maio capacidade de so ção do que algumas ib as come ciais sin é icas e melho
biodeg adabilidade, ambém êm sido es udadas (Kundu and Mish a 2013).
Os lei os de coalescência são basicamen e uma melho ia aos sis emas de il ação usando
um meio de il ação p oje ado, cons i uído no malmen e po esinas de políme os que
O imização de um ea o à escala labo a o ial pa a so ção de óleos e go du as em g anulados de co iça
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2. MATERIAIS E MÉTODOS
2.1. Ma e iais
Pa a a ealização do abalho expe imen al u iliza am-se dois e luen es eais e um e luen e
sin é ico, p oduzido com sabão, óleo de gi assol, clo e o de sódio (NaCl) e ácido sul ú ico
(H2SO4).
Os dois ipos de e luen es eais ha iam sido an e io men e ecolhidos numa e ina ia de
óleo ege al em Po ugal que abalha a com óleo de gi assol aquando da colhei a das
amos as. As amos as o am man idas no congelado a é à u ilização. Uma água esidual
oi ecolhida do anque de homogeneização (TH) da es ação de a amen o de águas
esiduais indus iais e ou a da saída de e luen e da linha de ce as (C), ep esen ando es a
só uma pa e do caudal o al que alimen a o anque de homogeneização. A p imei a
amos a ep esen a uma mis u a de odos os ipos de águas esiduais que são p oduzidas
na e ina ia, incluindo os passos de win e ização, sepa ação de ce as e la agem de
cen í ugas. A segunda amos a oi selecionada de ido à p e isão de ap esen a um
ca ác e ácido, que se espe a que acili e a emoção de O&G do e luen e. A ca ac e ização
des es dois e luen es se iu de base pa a a p epa ação do e luen e sin é ico.
O e luen e sin é ico u ilizado oi p epa ado po mis u a de uma solução de NaCl com
óleo de gi assol e sabões (es es úl imos, con o me a expe iência em ques ão). Es e oi
u ilizado pa a o p ocedimen o expe imen al na ins alação com o ea o pe ei amen e
agi ado assim como pa a a ob enção da iso é mica de equilíb io e da ciné ica de so ção.
A emulsão oi p epa ada po mis u a de solução de 0,2 M de NaCl com óleo e sabões (de
modo a ob e -se uma concen ação inal de 200 mg.L-1 O&G) num agi ado mecânico
(TURRAX Micc a RT D-15) em 3 ciclos de 10 minu os (com in e alos de 10 minu os
en e ciclos, pa a não sob eaquece o apa elho) à elocidade de 11600 pm.
Rela i amen e aos cons i uin es do e luen e sin é ico:
 O óleo de gi assol p o eio da e ina ia já e e ida e ep esen a o p odu o inal des a,
ou seja, o óleo e inado. Es e é u ilizado como cons i uin e do e luen e sin é ico
mencionado pa a simulação do e luen e p oduzido na e ina ia.
 Os sabões o am adicionados em algumas emulsões de e luen e sin é ico, pa a uma
simulação mais eal do e luen e da e ina ia e pa a es abilização da p óp ia emulsão,
ad ie am da mesma e ina ia.

O imização de um ea o à escala labo a o ial pa a so ção de óleos e go du as em g anulados de co iça
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 Clo e o de sódio (NaCl), com pu eza ce ca de 99,9%, oi u ilizado no e luen e eal e
no sin é ico pa a aumen a a o ça iónica das soluções.
 Ácido sul ú ico (H2SO4) oi u ilizado nas concen ações de 0,5 e 5 M pa a acidi icação
das emulsões de e luen e sin é ico e do e luen e eal (TH) pa a ob e o pH desejado.
A co iça u ilizada na ins alação expe imen al e nos es es de iso é mica e ciné ica oi
o necida pela Co icei a Amo im SGPS. Es a consis e num g anulado expandido neg o
que é ob ido como subp odu o duma ans o mação da co iça na cadeia indus ial de
p odução, onde a co iça é subme ida a um a amen o é mico com apo de água a
400ºC, seguido do co e das p anchas em i as, i u ação e sepa ação
g anulomé ica/densi omé ica. O g anulado de co iça u ilizado ap esen a a uma
g anulome ia en e 1 e 2 mm (GACE 1-2) e na Tabela 1 podem-se e mais algumas
ca ac e ís icas do g anulado.
Tabela 1 - Resul ados da análise elemen a de e minados po (Al es e al. 2012)
G anulado
C (%)
H (%)
N (%)
Cinza (%)
O (%) es .
Densidade
“a g anel”
(g.cm-3)
Densidade
es u u al
(g.cm-3)
GACE 1-2
70,22
7,66
0,58
1,24
20,30
0,071
0,54
2.2. Mé odos
2.2.1. Ins alação do ea o pe ei amen e agi ado (RPA)
Foi usado um RPA com capacidade de 1,5 L, com uma camisa de
a e ecimen o/aquecimen o com ci culação de água des ilada, de modo a man e a
empe a u a cons an e a 25ºC. A en ada do e luen e az-se pela pa e in e io do ea o e
a saída pela pa e supe io . A ci culação do caudal é p opo cionada po uma bomba
pe is ál ica a uma elocidade de 10 mL.min-1. A co iça é inse ida den o do ea o e a
agi ação é man ida com um agi ado mecânico.
2.2.2. Iso é mica de equilíb io e ciné ica de so ção
Pa a a de e minação da iso é mica de equilíb io e ciné ica de so ção u iliza am-se ubos
de id o com ce ca de 45 mL de e luen e em cada um e quan idades de co iça a iá eis.
Es es e am agi ados num agi ado o a i o pa a ubos a uma elocidade de 20 pm du an e
O imização de um ea o à escala labo a o ial pa a so ção de óleos e go du as em g anulados de co iça
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empos de agi ação a iados, con o me a expe iência a execu a . Es e agi ado es a a
inse ido numa cabine e mos á ica à empe a u a cons an e de 25ºC.
2.3. Mé odos analí icos
Pa a a de e minação dos óleos e go du as (O&G) o mé odo u ilizado oi a
Espec o o ome ia de In a e melhos po T ans o mada de Fou ie (FTIR), com a
ex ação líquido-líquido com ma iz de e aclo oe ileno, co espondendo à no ma 5520-
C do S anda d Me hods. O equipamen o usado oi o FTIR IRA ini y-1 da Shimadzu com
calib ação ei a com óleo de gi assol e uma aquisição dos espec os na gama de núme os
de onda en e 2700 e 3200 cm-1 e com 30 a imen os po cada medição.
Nes e mé odo não é possí el a de e minação de uma subs ância especí ica, mas sim de
g upos de subs âncias com ca ac e ís icas ísicas semelhan es que são de e minadas
quan i a i amen e com base nas solubilidades comuns num sol en e o gânico. Os “óleos
e go du as” são assim de inidos como qualque ma e ial que é ecupe ado como
subs ância solú el no sol en e, endo a des an agem de inclui ou os ma e iais ex aídos
pelo sol en e da amos a acidi icada e que não ola ilizam du an e o p ocesso (APHA
2001).
Pa a a de e minação de aniões em solução o mé odo u ilizado oi a C oma og a ia
Iónica, pela no ma 4110-B da APHA, 1998 com o equipamen o Dionex ICS-2100 com a
coluna AS 11-HC 4x250 mm e o sup esso ASRS®300 4 mm pa a os aniões e a coluna
CS12A 4x250mm e o sup esso CSRS®300 4 mm pa a os ca iões.
A de e minação do ca bono o gânico o al (COT) oi ei a pelo mé odo de oxidação
ca alí ica po combus ão e de eção pelo p incípio de in a e melho não dispe si o, pela
no ma 5310-B do S anda d Me hods (APHA 2001). O equipamen o usado oi o TOC-
VCSN To al O ganic Ca bon Analyse da Shimadzu.
O pH oi medido com um medido po á il HANNA HI 83141 ligado a um elé odo de
pH de plás ico e enchimen o em gel com dupla junção (HI 1230B) e um e mopa em aço
inoxidá el (HI 7669AW).
A condu i idade oi de e minada com um condu i íme o da ma ca CRISON e modelo
GLP31.
O imização de um ea o à escala labo a o ial pa a so ção de óleos e go du as em g anulados de co iça
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A Ca ência Química de Oxigénio (CQO) oi de e minada pelo mé odo o omé ico com
diges ão a 148º C po duas ho as e espec ome ia com o equipamen o COD Cell Tes da
Me ck, os ki s u ilizados o am os do modelo 1.14541.0001 ambém da Me ck.
O cálculo da p opagação de e os a é ao esul ado inal pode se e e uado de duas
o mas, dependendo se o cálculo en ol e adições/sub ações ou mul iplicações/di isões.
No caso de uma soma ou sub ação, o cálculo da p opagação do e o dá-se pela Equação
1, já no caso de uma mul iplicação ou di isão a p opagação de e se calculada pela
Equação 2 (Ellison and Williams 2012).
𝑢𝑐(𝑧(𝑝,𝑞,…))=√𝑢(𝑝)2+𝑢(𝑞)2+⋯ (1)
𝑢𝑐(𝑧(𝑝,𝑞,…))=𝑧√(𝑢(𝑝)
𝑞)2+(𝑢(𝑞)
𝑝)2+⋯ (2)
Onde 𝑢𝑐(𝑧(𝑝,𝑞,…)) é a ince eza s anda d combinada de z; p, q,… são os pa âme os
calculados e u(p), u(q),… são as ince ezas s anda d das a iá eis p, q, ….
2.4. P ocedimen o Expe imen al
2.4.1. Ca ac e ização dos e luen es eais
Pa a a ca ac e ização das duas amos as do e luen e eal p ocedeu-se ao descongelamen o
das amos as p ese adas, pôs-se a agi a de o ma a ga an i uma boa homogeneização e
de e mina am-se di e sos pa âme os, ais como: pH, concen ação de O&G, ca ência
química de oxigénio (CQO), condu i idade, ca bono o gânico o al (COT), e alguns
aniões e ca iões. Pa a a de inição des es pa âme os u iliza am-se os mé odos analí icos e
equipamen os e e idos an e io men e.
Es udo de so ção
Com os e luen es eais ez-se ambém um es udo de so ção. Es e ensaio oi elabo ado
com uma dosagem de co iça de 1 g.L-1, a pH 2 e com o ça iónica a iá el, endo sido
compa adas a o ça iónica na u al dos e luen es e após a adição de 0,1 M NaCl. Pa a isso
ez-se uma homogeneização da amos a (que da TH, que da C), adição de 0,1 M de
NaCl em me ade das amos as de cada e luen e e po im um ajus e de pH pa a 2 na
amos a TH (a amos a C já ap esen a a um pH p óximo de 2 po isso não oi necessá io
ajus e). Tal como e e ido an e io men e, nos ascos de id o adicionou-se a co iça e 45
O imização de um ea o à escala labo a o ial pa a so ção de óleos e go du as em g anulados de co iça
24
mL de e luen e ( azendo-se semp e um duplicado e b anco pa a cada amos a) e colocou-
se no agi ado du an e 24 ho as. Passado o empo p e is o e i ou-se a co iça das
amos as (com ajuda de uma espá ula), e eu-se pa a um balão de 100 mL e comple ou-
se o olume com água des ilada. As amos as o am analisadas pa a de e minação de
O&G pelo mé odo mencionado na secção 2.3..
2.4.2. De e minação da iso é mica de equilíb io e ciné ica de so ção
Os ensaios pa a de e minação da iso é mica de equilíb io o am p epa ados usando
di e sas dosagens de co iça pa a um mesmo empo de agi ação (24 ho as) e pa a uma
empe a u a cons an e de 25ºC. P epa ou-se uma emulsão de e luen e sin é ico com uma
azão de 60% de sabão pa a 40% de óleo de gi assol (pa a O&G o al de 200 mg.L-1) e
0,2 M de NaCl, ajus ou-se o pH des a pa a ap oximadamen e 2 e colocou-se ce ca de 45
mL em ubos de id o com dosagens de co iça en e 0,4 e 2,2 g.L-1 (pa a cada dosagem
ez-se um duplicado e iplicado e 6 b ancos no o al da expe iência). Como mencionado
an e io men e os ubos o am colocados no agi ado du an e 24 ho as. Ao im des e empo
a co iça oi e i ada e o olume ansladado pa a um balão de 100 mL, pe azendo-se es e
com água des ilada. Cada amos a oi analisada pa a de e minação da concen ação de
O&G pelo mé odo FTIR.
Os es udos de ciné ica de so ção o am ealizados com um e luen e sin é ico com a
mesma composição (60% de sabão, 0,2 M de NaCl e pH 2). A concen ação de co iça
oi man ida em odas as amos as (ce ca de 3,4 g.L-1) e a iou-se o empo de agi ação
(en e 0,5 e 6 ho as). Tal como na iso é mica, p epa ou-se a emulsão e adicionou-se 45
mL des a a cada ubo de id o, no qual inha sido adicionada a co iça (pa a cada empo
oi ambém p epa ado um duplicado e um b anco). Os ubos de id o o am pos os a
agi a no agi ado du an e os empos de e minados. No inal dos empos a co iça oi
e i ada e o e luen e anspo ado pa a um balão de 100 mL sendo pos e io men e
p eenchido com água des ilada e analisado pa a de e minação da concen ação de O&G
pelo mé odo de FTIR.
O imização de um ea o à escala labo a o ial pa a so ção de óleos e go du as em g anulados de co iça
25
2.4.3. Expe iências em ea o pe ei amen e agi ado (RPA)
No RPA o am ei as 6 expe iências, onde se a ia am di e sos a o es, nomeadamen e a
p esença ou não de sabões, a dosagem de co iça, o pH e a elocidade de agi ação. Des a
o ma se ia possí el de e mina a in luência de alguns des es a o es na so ção do óleo na
co iça e implici amen e no a amen o do e luen e em si.
Numa p imei a expe iência adiciona am-se ap oximadamen e 6 g de co iça ao ea o
(ce ca de 4 g.L-1) o qual oi alimen ado po uma emulsão com 0,2 M de NaCl, ce ca de
200 mg.L-1 de óleo (sem sabões) e ajus ada a pH 6, que inha sido emulsionada po
agi ação no TURRAX a 11600 pm. Nes a expe iência e i a am-se amos as ao longo de
76 ho as na en ada e saída do ea o , sendo es as pos e io men e analisadas pa a
de e minação da concen ação de O&G pelo mé odo FTIR.
Fize am-se uma segunda e e cei a expe iência sem co iça (designadas B ancos). Na
segunda expe iência a emulsão p epa ada oi semelhan e às duas an e io es, ou seja, uma
concen ação de NaCl de 0,2 M, 200 mg.L-1 de óleo e pH 6. Na e cei a muda am-se
algumas condições da emulsão, nomeadamen e a adição de sabões (pa a se en a ob e
uma emulsão mais es abilizada) com uma p opo ção de 60% pa a 40% de óleo no o al
de O&G e o pH oi acidi icado pa a 2. Es a úl ima e e uma du ação de 11 ho as.
Pa a a qua a expe iência oi p epa ada uma emulsão com 60% de sabões e 40% de óleo,
uma solução de 0,2 M de NaCl e pH 2. No ea o adiciona am-se ce ca de 1,5 g de co iça
(de o ma a ob e uma meno dosagem de co iça). O empo de du ação da expe iência
oi de 32 ho as, du an e o qual se e i a am amos as que o am pos e io men e analisadas
pelo mé odo FTIR.
Pa a a quin a expe iência a emulsão oi p epa ada com sabões (ce ca de 60%), 0,2 M de
NaCl e acidi icada pa a pH 2. No ea o o am adicionados ap oximadamen e 5,1 g de
co iça (3,4 g.L-1 de o ma a se a mesma concen ação que o es udo da ciné ica). Es a
expe iência e e a du ação de 32 ho as, du an e es e empo e i a am-se amos as na
en ada e saída do ea o , pa a se em pos e io men e analisadas pelo mé odo FTIR.
Po úl imo ez-se uma expe iência onde se a iou a elocidade de agi ação den o do
ea o , passando de ce ca de 250 pm pa a 500 pm. A emulsão oi p epa ada exa amen e
como a da expe iência an e io . A du ação des a expe iência oi de 12 ho as, du an e esse
empo e i a am-se di e sas amos as pa a análise da concen ação de O&G pelo mé odo
FTIR.

O imização de um ea o à escala labo a o ial pa a so ção de óleos e go du as em g anulados de co iça
26
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO
Nes a secção ap esen am-se os p incipais esul ados ob idos do abalho labo a o ial
desen ol ido. Es a secção di ide-se em 3 subcapí ulos, onde se ap esen am os esul ados
da ca ac e ização do e luen e eal, ensaios de so ção com o e luen e eal e com o e luen e
sin é ico e as expe iências com o ea o pe ei amen e agi ado (RPA).
3.1. E luen e Real
3.1.1. Ca ac e ização
Tal como oi e e ido an e io men e, pa a a ca ac e ização do e luen e eal medi am-se
á ios pa âme os, como o pH, condu i idade, ca ência química de oxigénio (CQO),
ca bono o gânico dissol ido (COD), iões e concen ação de O&G. Pa a isso u iliza am-
se as duas amos as e e idas de e luen e eal, uma ecolhida do anque de
homogeneização (TH) da es ação de a amen o de águas esiduais indus iais e ou a da
saída de e luen e da linha de ce as (C).
Na Tabela 2 são ap esen ados os esul ados dos pa âme os pH, condu i idade, COD,
CQO, p incipais iões e concen ação de O&G.
Tabela 2 - Ca ac e ização dos e luen es: pH, condu i idade, COD, CQO, p incipais iões e O&G.
Amos a
C
TH
pH
1,95 ± 0,01
7,37 ± 0,01
Condu i idade (mS.cm-1) a 25ºC
9,84 ± 0,01
5,28 ± 0,01
COD (mg C.L-1)
190 ± 2
372 ± 2
CQO (mg O2.L-1)
1677 ± 53
4470 ± 131
Na+ (g.L-1)
1,27 ± 0,07
1,41 ± 0,07
Cl- (g.L-1)
1,36 ± 0,03
0,85 ± 0,03
SO42- (g.L-1)
1,34 ± 0,05
0,97 ± 0,05
PO43- (mg.L-1)
114 ± 8
139 ± 8
O&G (mg.L-1)
484 ± 55
1448 ± 159
O imização de um ea o à escala labo a o ial pa a so ção de óleos e go du as em g anulados de co iça
27
Uma obse ação ele an e des es esul ados em a e com a di e ença de pH en e as
duas amos as, a qual e a espe ada endo em con a a o igem dos e luen es. Tal como oi
explicado an e io men e, o e luen e C p o ém da la agem da cen í uga de win e ização
com ácidos o es pa a des abilização da emulsão e ecupe ação das ce as e po isso já se
p e ia que ap esen a ia um ca ác e ácido.
Quan o à condu i idade, es a é maio pa a o e luen e C de ido, em pa e, ao ca ác e
ácido, uma ez que os iões H+ ap esen am ele ada condu i idade (Sawye e al. 2003).
O COD é supe io na amos a TH apesa de a gama de g andeza pa a as duas amos as
se a mesma.
A CQO de e minada é bas an e supe io pa a a amos a TH suge indo que es a amos a
ap esen a maio quan idade de ma é ia o gânica susce í el de se oxidada po meios
químicos.
Os p incipais iões encon ados o am os mesmos pa a as duas amos as, com quan idades
semelhan es, e são o sódio (Na+), o clo e o (Cl-), o sul a o (SO42-) e ainda, apesa de em
meno quan idade, o os a o (PO43-). Ou os iões o am de e ados mas em concen ações
demasiado pequenas pa a se em conside ados.
Po im, a concen ação de óleos e go du as pa a as duas amos as ambém oi
con abilizada. Apesa de ele ada pa a os dois ipos de amos as, a concen ação de O&G
é cla amen e supe io na amos a p o enien e do anque de homogeneização, al como se
espe a a uma ez que nes e anque se jun am odos os e luen es dos á ios p ocessos da
e inação.
Com os p incipais iões de e ados nas amos as calculou-se a o ça iónica de cada amos a,
como o ma de de e minação da concen ação de iões e das in e ações ele os á icas en e
eles, pela equação 3:
𝐼=1
2∑𝑐𝑖.𝑧𝑖2
𝑛
𝑖=1 (3)
Onde 𝐼 é a o ça iónica, 𝑐𝑖 é a concen ação mola do ião (mol.L-1) e 𝑧𝑖 é a ca ga do ião.
O imização de um ea o à escala labo a o ial pa a so ção de óleos e go du as em g anulados de co iça
28
Tabela 3 – Con ibuição pa a a o ça iónica dos p incipais iões.
Iões
Na+
Cl-
SO42-
PO43-
To al
I (C) (mol.L-1)
0,028
0,019
0,028
0,005
0,080
I (TH) (mol.L-1)
0,031
0,012
0,020
0,007
0,069
Na
Tabela 3 ap esen am-se os esul ados da con ibuição pa a a o ça iónica de cada um dos
iões analisados e a o ça iónica de cada amos a. De aco do com a abela, os iões que mais
con ibuem pa a a o ça iónica são o sódio e o sul a o.
3.1.2. Ensaios de so ção
Após a ealização de ensaios de so ção com cada amos a, sem e com ajus e da o ça
iónica, ob i e am-se os esul ados ap esen ados na Figu a 2.
Figu a 2 - Ensaios de so ção nas amos as com e sem ajus e da o ça iónica.
Ve i ica-se que o ajus e da o ça iónica não in luencia mui o signi ica i amen e a
capacidade de so ção do óleo po pa e da co iça. Com a amos a TH, após o ajus e com
0,1 M de NaCl a capacidade de so ção aumen a um pouco, mas o aumen o e i icado es á
no limi e do e o, pelo que se pode conclui que o aumen o da o ça iónica não a e a
signi ica i amen e a capacidade de so ção.
0
200
400
600
800
1000
1200
Amos a C Amos a TH
q (mg.g-1)
Sem ajus e da o ça iónica
Ajus e da o ça iónica com
0,1M de NaCl
O imização de um ea o à escala labo a o ial pa a so ção de óleos e go du as em g anulados de co iça
29
Os esul ados indicam capacidades de so ção di e en es pa a as duas amos as de e luen e.
Pa a a amos a C em-se uma capacidade de so ção de 439 ±77 𝑚𝑔.𝑔−1 sem ajus e
iónico e 411±53 𝑚𝑔.𝑔−1 com ajus e iónico, enquan o pa a a amos a TH a capacidade
de so ção sem ajus e é de 919±140 𝑚𝑔.𝑔−1 e com ajus e é de 1068 ± 143 𝑚𝑔.𝑔−1. A
amos a TH ap esen a maio capacidade de so ção, o que es á de aco do com a maio
concen ação de O&G em solução.
Pode-se ainda ap esen a os esul ados em pe cen agem de emoção de óleos e go du as
em cada amos a, al como mos a a Figu a 3.
Figu a 3 - Pe cen agem de emoção de O&G pa a as amos as sem e com ajus e da o ça iónica.
3.2. E luen e sin é ico
3.2.1. Iso é mica de equilíb io
Pa a a alia a azão sólido/líquido mais a o á el à so ção oi e e uada uma iso é mica
de equilíb io com concen ações de g anulado de co iça en e 0,4 e 2,2 mg.L-1 (Figu a
4).
Pa a o ajus e des a iso é mica u ilizou-se uma equação linea do ipo
𝑞𝑀=𝐾𝑝.𝐶𝑀 (4)
onde 𝑞𝑀 é a quan idade de adso a o po unidade de massa de adso en e no equilíb io,
mg.g-1; 𝐾𝑝 é o coe icien e de pa ição, L.g-1 e 𝐶𝑀 é a concen ação de equilíb io do
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Amos a C Amos a TH
Remoção de O&G (%)
Sem ajus e da o ça iónica
Ajus e da o ça iónica com
0,1M de NaCl
O imização de um ea o à escala labo a o ial pa a so ção de óleos e go du as em g anulados de co iça
36
a co iça es i esse a abso e odo o óleo a é ao pon o de sa u ação, con udo, es udos de
iso é micas ei os an e io men e p e iam que o pon o de sa u ação osse an es das 76
ho as, logo as ou as azões se iam mais p o á eis.
Aquando da ecolha de amos as na en ada e saída do ea o ao longo do empo oi
ambém medido o pH, man endo-se es e ela i amen e cons an e à en ada e à saída na
gama de 6,00 ± 0,07.
3.3.2. B anco
Pa a se e i ica se e a a co iça que es a a a so e o óleo na expe iência an e io ou se
es e des abiliza a ou ica a e ido ao longo das ubagens e pa edes do ea o , p ocedeu-
se a uma expe iência sem co iça, com a emulsão p epa ada só com óleo, com uma
concen ação média de en ada de O&G de 106,6 mg.L-1. Os esul ados ob idos nes a
expe iência es ão ap esen ados na Figu a 9.
Figu a 9 - Concen ações à en ada e saída do ea o sem co iça (emulsão 0,2M NaCl, óleo, pH 6;Q= 10 ml.min-
1; T= 25ºC; V ea o = 1,5 L).
Ve i ica-se que apesa de no início da expe iência e ha ido um aumen o da concen ação
de óleo na saída do ea o es a concen ação ol ou a diminui e a é às 24 ho as de
expe iência man e e-se p a icamen e nula (4 mg.L-1 em = 24 h). Apesa de na
concen ação de en ada ambém e ha ido a iações bas an e signi ica i as, não se ia de
espe a que após 24 ho as a concen ação de saída se man i esse mui o p óxima de ze o.
Assim, al como mencionado an e io men e, podem-se suge i algumas causas, como a
0
50
100
150
200
250
300
0 5 10 15 20 25
C (mg.L-1)
(h)
En ada
Saída
Média En ada

O imização de um ea o à escala labo a o ial pa a so ção de óleos e go du as em g anulados de co iça
37
des abilização da emulsão ou mesmo o óleo ica e ido nas ubagens e pa edes do ea o
esul ando em concen ações de saída p a icamen e nulas.
P ocedeu-se ambém nes e ensaio à medição do pH na en ada e saída do ea o em cada
pon o de amos agem. Os alo es de pH medidos man i e am-se na gama 6,0 ± 0,1
du an e oda a expe iência.
3.3.3. B anco com sabões
Como com a emulsão an e io men e expe imen ada não se ob inha condições de agi ação
co esponden es a um ea o pe ei amen e agi ado, expe imen ou-se uma no a emulsão,
que se p e ia mais es á el que a an e io , na qual es a am ambém dissol idos sabões.
Com es a no a emulsão, ez-se inicialmen e uma expe iência sem co iça, com uma
concen ação média de en ada de O&G de 208,2 mg.L-1.
Figu a 10 - - Concen ações à en ada e saída do ea o sem co iça (emulsão 0,2M NaCl, 60% sabão, 40%
óleo, pH 2; Q= 10 ml.min-1 e T= 25ºC; V ea o =1,5 L).
Obse a-se ago a uma subida da concen ação de O&G c escen e na saída do ea o , al
como se ia espe ado, a é a ingi a concen ação de en ada. Consegue-se assim ob e um
esul ado acei á el pa a o ensaio sem co iça.
0
50
100
150
200
250
300
350
0246810 12
C (mg.L.-1)
(h)
En ada
Saída
Média En ada
O imização de um ea o à escala labo a o ial pa a so ção de óleos e go du as em g anulados de co iça
38
Com os esul ados ob idos nes a expe iência oi possí el calcula o empo de esidência
das moléculas de óleo no ea o pela cu a F de Danckwe s.
A cu a de Danckwe s que ep esen a a en ada em deg au num RPA pode se dada po :
𝐹(𝑡)=1−exp (−1
𝜏𝑡) (12)
Com 𝐹(𝑡)=𝐶𝑠
𝐶𝑒 onde 𝐶𝑠 é a concen ação à saída do ea o no empo , mg.L-1; 𝐶𝑒 é a
concen ação média de en ada, mg.L-1; 𝜏 é o empo de esidência, h e 𝑡 é o empo de
expe iência, h.
A a és do so wa e Fig.P ez-se o ajus e do modelo aos dados expe imen ais e ob e e-
se a cu a ep esen ada na Figu a 11.
Figu a 11 - Rep esen ação da cu a F de Danckwe s.
A pa i da cu a de Danckwe s ob e e-se um empo de esidência 𝜏=2,91±0,09 ℎ
com um 𝑟2=0.995.
Calculou-se ainda o empo de esidência eó ico pela ó mula 𝜏𝑡𝑒ó𝑟𝑖𝑐𝑜=𝜀𝑉
𝑄 (onde V é o
olume do ea o , L, Q o caudal, L.h-1 e 𝜀 é 𝑎 𝑑𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑑𝑜 ó𝑙𝑒𝑜). Ob e e-se assim um
empo de esidência eó ico de 2,5 ho as. O empo de esidência de e minado
expe imen almen e é maio do que o eó ico, possi elmen e de ido a pe das nas ubagens
e pa edes do ea o e de ido à ince eza expe imen al na de e minação de O&G, mas
como a di e ença não é mui o ele ada, assumiu-se que o ea o es á bem agi ado.
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
0 2 4 6 8 10 12
F ( )
(h)
O imização de um ea o à escala labo a o ial pa a so ção de óleos e go du as em g anulados de co iça
39
Nes a expe iência o ea o oi alimen ado com uma solução a pH=2. O alo do pH oi
medido em cada pon o, à en ada e à saída, ob endo-se alo es na gama de pH=2,0 ± 0,1.
O ajus e do pH pa a 2 oi esul ado de expe iências ealizadas an e io men e com o
e luen e com sabões onde de e mina am que a melho emoção de óleos e go du as se ia
com es e ca ác e ácido.
3.3.4. Expe iência 2
Após o es udo dos b ancos, ez-se mais uma expe iência com co iça no RPA (dosagem
de 1 g.L-1) e com uma concen ação média de en ada de O&G de 227,0 mg.L-1.
Figu a 12 - Concen ações de O&G à en ada e saída do ea o (emulsão 0,2M NaCl, 60% sabão, 40% óleo;
Q=10ml.min-1; pH=2; T=25ºC e mco iça=1,5g; V ea o =1,5 L)
Nes a expe iência os alo es de concen ação ob idos o am p a icamen e iguais à cu a
do b anco, calculada a pa i do empo de esidência de e minado expe imen almen e e
da concen ação média de en ada nes a expe iência, ambém ep esen ada na Figu a 12,
podendo a i ma -se que nes as condições não se e i ica emoção de O&G po pa e da
co iça.
Também nes a expe iência os alo es de pH nas co en es de en ada e de saída
man i e am-se cons an es, p óximos do pH inicial da solução de alimen ação, pH= 2,0 ±
0,1.
0
50
100
150
200
250
300
350
0 1 2 3 4 5 6
C (mg.L-1)
(h)
VLE
En ada
Saída
Média En ada
B anco
O imização de um ea o à escala labo a o ial pa a so ção de óleos e go du as em g anulados de co iça
40
3.3.5. Expe iência 3
Como na expe iência an e io não se e i icou so ção de O&G po pa e da co iça, op ou-
se o aze mais uma expe iência com uma dosagem de co iça supe io (5,1 g,
co espondendo a uma dosagem de 3,4 g.L-1) man endo-se as ou as condições
expe imen ais.
Figu a 13 - Concen ações de O&G na en ada e saída do ea o (emulsão 0,2M NaCl, 60% sabão, 40% óleo,
pH 2; Q=10ml.min-1; T=25ºC e mco iça=5,1g; V ea o =1,5 L).
Com es a dosagem de co iça já é possí el e e i que oco e so ção de óleo, mesmo po
compa ação da cu a do b anco, calculada a pa i do empo de esidência de e minado
expe imen almen e e da concen ação média de en ada nes a expe iência, ambém
ep esen ada.
Ao im de 32 ho as deu-se po e minada a expe iência po que a concen ação de saída já
e a bas an e supe io ao alo limi e de emissão es ipulado pelo Dec e o-Lei nº236/98.
Ve i ica-se que às 8 ho as de expe iência a concen ação de O&G à saída ainda e a
in e io ao VLE, ce ca de 14±2 𝑚𝑔.𝐿−1, mas às 12 ho as es e limi e já e ia sido
ul apassado, sendo ce ca de 20±2 𝑚𝑔.𝐿−1, não azendo sen ido po isso con inua com
o a amen o.
A aliou-se ainda a capacidade de so ção da co iça a a és da in eg ação pela eg a dos
apézios com sub ação do olume que ica den o do ea o (Figu a 14). A quan idade
so ida q, em mg.g-1, após um empo de eação n, oi calculada pela in eg ação da á ea
0
50
100
150
200
250
300
0 5 10 15 20 25 30
C (mg.L-1)
(h)
VLE
En ada
Saída
Média En ada
B anco
O imização de um ea o à escala labo a o ial pa a so ção de óleos e go du as em g anulados de co iça
41
en e os pe is da concen ação de en ada e saída pela eg a dos apézios, sub aída do
olume de e luen e a ado den o do ea o , pela equação:
𝑞=∑
(
𝑄×((𝐶𝑒𝑡𝑖−𝐶𝑠𝑡𝑖)+(𝐶𝑒𝑡𝑖−1−𝐶𝑠𝑡𝑖−1))
2×(𝑡𝑖−𝑡𝑖−1)
)
𝑛
𝑖=2 −𝐶𝑠𝑡𝑛×𝑉𝑟
𝑚𝑐 (13)
Onde n ep esen a o pon o expe imen al e i ado no empo n, i os pon os expe imen ais
an e io es e iguais ao pon o n, Ce as concen ações de en ada (mg.L-1), Cs as
concen ações de saída (mg.L-1), V o olume do ea o (L), e mc a massa de co iça (g).
Figu a 14 – Quan idade so ida na co iça na expe iência 3.
P ocedeu-se a um ajus e linea da a iação da quan idade so ida na co iça com o empo,
ob endo-se a equação 𝑞=21,73. (onde q é a quan idade so ida, mg.g-1 e é o empo,
h) com 𝑟2=0,996. Pelo coe icien e de co elação ê-se que a quan idade so ida nes e
caso ap esen a um ó imo ajus e a uma equação linea , podendo a i ma -se que es a
capacidade aumen a de o ma linea com o empo. Pode-se ainda e e i que nas 8 ho as
de expe iência (an es do alo de saída ul apassa o VLE) a quan idade so ida oi de
192±8 𝑚𝑔.𝑔−1 e no inal da expe iência, às 32 ho as, e a de 673±23 𝑚𝑔.𝑔−1.
Como nas expe iências an e io es, o pH man e e-se cons an e nas co en es de en ada e
saída e na gama pH=2,0 ± 0,1.
0
100
200
300
400
500
600
700
800
0 5 10 15 20 25 30 35
q (mg.g-1)
(h)

O imização de um ea o à escala labo a o ial pa a so ção de óleos e go du as em g anulados de co iça
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3.3.6. Expe iência 4
De o ma a ap esen a ou as condições de ope ação, ez-se um es udo onde se aumen ou
a elocidade de agi ação da co iça no in e io do ea o man endo odas as ou as
condições da expe iência p eceden e.
Figu a 15 - Concen ação de O&G à en ada e saída do ea o (emulsão 0,2M NaCl, 60% sabão, 40% óleo, pH
2; Q=10 ml.min-1; T=25ºC; mco iça= 5,1g; =500 pm; V ea o =1,5 L).
Nas p imei as 4 ho as de expe iência o aumen o de concen ação de O&G à saída oi
mui o baixo, apesa de semp e c escen e. En e as 4 e as 6 ho as de expe iência e i ica-
se um c escimen o ab up o da concen ação na saída (passando de 3,0±0,6 𝑚𝑔.𝐿−1 em
=4 h pa a 40±5 𝑚𝑔.𝐿−1 em =6 h) aumen ando subs ancialmen e a pa i desse empo.
No a-se con udo uma endência de es abilização no inal da expe iência. Ve i ica-se ainda
que a pa i das 4 ho as de expe iência o alo de concen ação de saída é supe io ao
VLE, não azendo sen ido a pa i desse pon o con inua com o a amen o.
Nas ubagens de saída do ea o no ou-se uma maio p esença de pó de co iça, suge indo
que o aumen o da elocidade de agi ação le ou a uma maio deg adação da co iça,
podendo es e ac o explica os esul ados e o ápido aumen o da concen ação de saída a
pa i das 4 ho as de expe iência. Po ou o lado, ao con á io do que acon ecia com a
agi ação mais baixa, não ha ia uma camada de co iça no opo do ea o , jun o à ede.
Es e ac o de e-se à melho agi ação da co iça mas ambém suge e que a camada que se
o ma a com a agi ação mais baixa a ua a como uma espécie de “ il o” nos seus
in e s ícios aumen ando a quan idade so ida da co iça.
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50
100
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200
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0 2 4 6 8 10 12 14
C (mg.L-1)
(h)
VLE
En ada
Saída
Média en ada
B anco
O imização de um ea o à escala labo a o ial pa a so ção de óleos e go du as em g anulados de co iça
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Foi calculada ambém a quan idade so ida ao longo do empo, ep esen ada na Figu a
16.
Figu a 16 – Quan idade so ida na co iça na expe iência 4.
Fez-se um ajus e linea à quan idade so ida na co iça nes a expe iência e ob e e-se a
cu a 𝑞=20,85.𝑡 (onde q é a quan idade so ida, mg.g-1 e é o empo, h) com 𝑟2=
0,915. Pode-se ainda e e i que às 4 ho as de expe iência ( alo medido no empo
an e io ao VLE e sido ul apassado) a quan idade so ida na co iça e a de 105±
7 𝑚𝑔.𝑔−1 e no inal da expe iência, às 12 ho as, es e alo e a de 228±12 𝑚𝑔.𝑔−1.
O pH man e e-se cons an e, nas co en es de en ada e de saída, du an e o empo da
expe iência, com pH= 2,00 ±0,05.
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q (mg.g-1)
(h)
O imização de um ea o à escala labo a o ial pa a so ção de óleos e go du as em g anulados de co iça
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4. CONCLUSÃO
Foi ei a uma ca ac e ização de um e luen e eal da indús ia de e inação de óleos
ege ais de i ados e equipa ados pa a alimen ação, com de e minação do pH,
concen ação de O&G, ca ência química de oxigénio (CQO), condu i idade, ca bono
o gânico o al (COT), e alguns aniões e ca iões. Es udou-se o e ei o da o ça iónica na
so ção dos O&G do e luen e eal e concluiu-se que a o ça iónica não a e a
signi ica i amen e a capacidade de so ção.
Com o e luen e sin é ico ez-se um es udo da iso é mica de equilíb io e da ciné ica de
so ção e ainda seis expe iências no ea o pe ei amen e agi ado, incluindo duas
expe iências sem co iça.
A iso é mica de equilíb io ob ida pôde se de inida pelo modelo linea (𝑞𝑀=𝐾𝑝.𝐶𝑀) e
pelo modelo de F eundlich (𝑞𝑀=𝐾𝐹.𝐶𝑀1𝑛
⁄). Pa a o modelo linea ob e e-se um 𝐾𝑝=
6,5±0,3 𝐿.𝑚𝑔−1 e pa a o de F eundlich um 𝐾𝐹=6±3 mg(1−1/n).L1/n.g−1 e 𝑛=
1,0±0,1. Ob e e-se ainda um alo máximo de emoção pa a a dosagem de 2,2 g.L-1 de
92±5%.
A ciné ica de so ção oi ajus ada a dois modelos, o de pseudo-segunda-o dem e o modelo
de ans e ência de massa. O modelo de pseudo-segunda-o dem oi de inido com 𝑘=
0,07±0,02 g.mg−1.ℎ−1, enquan o o modelo de ans e ência de massa oi po 𝜏𝑓=
2193 ± 331 s e 𝐾𝑓=(3,6 ± 0,6)×10−3cm.𝑠−1. A capacidade máxima de emoção da
ciné ica de so ção ealizada com uma dosagem de co iça de 3,4 g.L-1 oi ce ca de 96±
1%. Dos dois modelos, o de pseudo-segunda-o dem oi o que ajus ou melho
g a icamen e.
Ace ca das expe iências ealizadas no ea o pe ei amen e agi ado ob e e-se um empo
de esidência eal de ce ca de 2,91±0,09 h e um alo eó ico de 2,5 h. Como es es empos
não são mui o dis in os concluiu-se que o ea o pe manece bem agi ado.
Pode-se ainda conclui que as melho es condições es udadas pa a a so ção de óleo em
co iça o am: 𝑝𝐻=2,𝑚𝑐𝑜𝑟𝑡𝑖ç𝑎=5,1𝑔 (𝑑𝑜𝑠𝑎𝑔𝑒𝑚 𝑑𝑒 3,4 𝑔.𝐿−1) 𝑒 𝑣=250 𝑟𝑝𝑚, com
as condições ope a ó ias 𝑄=10 𝑚𝑙.𝑚𝑖𝑛−1,𝑇=25º𝐶 e a solução p epa ada com 0,2M
de NaCl, 60% de sabão e 40% de óleo. Es as condições le a am à ob enção de uma
concen ação à saída de apenas 14±2 𝑚𝑔.𝐿−1 às 8 ho as de expe iência (ho a a pa i
da qual a concen ação inal ul apassa o alo limi e de emissão (VLE) de 15 𝑚𝑔.𝐿−1).
O imização de um ea o à escala labo a o ial pa a so ção de óleos e go du as em g anulados de co iça
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A capacidade de so ção da co iça oi ambém calculada pa a es a expe iência,
conseguindo-se um bom ajus e linea com a equação 𝑞 (𝑚𝑔.𝑔−1)=21,73.𝑡(ℎ) e
ob endo-se uma capacidade de so ção, ao im de 8 ho as de expe iência, de 192±
8 𝑚𝑔.𝑔−1.
Ou as expe iências o am ealizadas con udo os esul ados não o am ão sa is a ó ios.
A úl ima expe iência oi ealizada com uma elocidade de agi ação supe io pa a e i ica
se a a iação des e pa âme o in luencia ia o p ocesso. Nes a úl ima expe iência hou e
um aumen o súbi o da concen ação de saída a pa i das 4 ho as, passando a concen ação
de 3,3±0,7 𝑚𝑔.𝐿−1 às 4 ho as de expe iência pa a 40±6 𝑚𝑔.𝐿−1 às 6 ho as de
expe iência, azendo ambém com que o alo ul apassasse o VLE. Concluiu-se que os
esul ados podem se explicados po uma desag egação da co iça de ido à elocidade de
agi ação demasiado ele ada ou à não exis ência de uma camada de co iça no opo do
ea o como se e i icou nas ou as expe iências.
Os g ânulos de co iça mos a am se um bom so en e no a amen o de água poluída
com O&G, usando um ea o con ínuo e pe ei amen e agi ado.