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									 “SEPARAÇÃO ÁGUA ÓLEO”




MATÉRIA: TÓPICOS NO MEIO AMBIENTE –
       OPERAÇÕES UNITÁRIAS


ALUNO: CÉSAR ENRIQUE LEYTÓN
CERNA
                      INTRODUÇÃO
-Temos industrias que tem efluentes oleosos como
por exemplo: Industria de refino e processo do
Petróleo, água na fabricação de metais, águas
residuais, Efluentes pesqueiros. outros.




      Ind. Petróleo                Ind. Petróleo
                Águas residuais
Ind. Petróleo
                EFLUENTES PESQUEIROS


                 PEIXE


ARMAZENAMENTO
                                     Água do mar + peixe

                                                           CAPTURA
                          RECEPÇÃO




                         EFLUENTE
                 INTRODUÇÃO
-A descarrega destes efluentes oleosos tem efeitos
indesejáveis, mala aparência das águas, consumo
de OD, efeito tóxico nos peixes, efeito negativo na
fotossínteses.
                INTRODUÇÃO
-De acordo ao CONAMA a teor de óleo no efluentes
é de 20 mg/L.
PROCESSO DE SEPARAÇÃO ÁGUA ÓLEO
OLEO EM ÁGUA
-ÓLEO LIVRE em água ascende
rapidamente na superfície de água num
corto período de tempo.
-ÓLEO LIVRE é aquele que não é
misturado com água, é ademais é visível.
 PROCESSO DE SEPARAÇÃO ÁGUA ÓLEO
OLEO EM ÁGUA
-ÓLEO EMULSIONADO em água é aquele que
está misturado e intimamente ligado á água.
-ÓLEO EMULSIONADO é visível e a mistura água

óleo é monofásico.
-ÓLEO ADHERIDO que são aqueles óleos que são

aderidos a sólidos úmidos formando colóides.
PROCESSO DE SEPARAÇÃO ÁGUA ÓLEO


ÓLEO EM ÁGUA




                     ÓLEO
                     EMULSIFICADO
                     EM ÁGUA
 PROCESSO DE SEPARAÇÃO ÁGUA ÓLEO
1. DE-EMULSIFICAÇÃO
-  Agentes químicos são principalmente usados
   para quebrar as emulsões água óleo.
-  Aqueles podem ser ácidos, coagulantes, sal.
 PROCESSO DE SEPARAÇÃO ÁGUA ÓLEO
2. SEPARAÇÃO POR GRAVIDADE
-  È o tratamento mais utilizado.
-  Ele acontece pela diferença de densidades de
   água e óleo livre.
-  O equipamento mais conhecido é o separador
   API. (Americam Petroleum Institute)
    PROCESSO DE SEPARAÇÃO ÁGUA ÓLEO
-    A efetividade deste equipamento é aquele bom
     dimensionamento onde não aconteça
     turbulências.
-    Considera que o tempo de residência incrementa
     a separação água óleo.
-    A velocidade de Ascenso dos glóbulos de óleo
     tem um comportamento vetorial.
-    Estes equipamento reportam na saída de eles,
     efluentes de 20 – 100 mg/L.
-    A resolução da CONAMA para descarte de
     efluentes é de 20 mg/L de óleo.
 PROCESSO DE SEPARAÇÃO ÁGUA ÓLEO
3. SEPARAÇÃO POR FLOTAÇÃO
-  Aquela operação utiliza o conceito de separação
   por diferenças de densidades, alem de isso é
   mais efetiva.
-  È apropriado para separação de óleos
   emulsificados e aderidos em sólidos.
-  Aquela separação é incrementada por o
   levantamento e Ascenso dos glóbulos de óleos
   no meio aquoso.
-  Incrementa a eficiência nestes equipamento o
   uso de coagulantes e floculantes.
-  Estes equipamento reportam na saída de eles,
   efluentes de 1 – 20 mg/L.
PROCESSO DE SEPARAÇÃO ÁGUA ÓLEO
4. TRATAMENTO COM CARVÃO ATIVADO
   PROCESSO DE SEPARAÇÃO ÁGUA ÓLEO
                          óleo                óleo



 Influente.         Separador gravidade     Flotação



De-emulsificantes




                         Efluente         Carvão ativado
     METODOLOGÍA DE
DIMENCIONAMENTO PARA UM
      SEPARADOR API
  (AMERICAM PETROLEUM
        INSTITUTE)
CONSIDERAÇÕES GERAIS
- O tamanho nominal do glóbulo de óleo livre
é de 0,015 cm = 150 µm.
- A velocidade horizontal VH é quinze vexeis

mais que a velocidade de ascenso dos
glóbulos de óleo.
- A profundidade do separador (d) de água
tem que ser de 1 m.
- A relação profundidade (d) / largura (B)=
d/B = 0,3 a 0,5.
- A largura do separador é de 1,8 a 6 m.
-A relação comprimento (L) / largura (B) =
L/B ≥ 5
- Considerar a temperatura de dimensionam.
LEI DE
STOKE        Vt 
                   g
                      ρ W  ρO D 2

                  18μ


Onde:
Vt = Velocidade vertical de ascenso, cm/s.
g = Aceleração da gravidade (980 cm/s2).
µ = Viscosidade absoluta do efluente a
temperatura de dimensionamento, P. (g/cm.s)
ρW, ρO = Densidade da água e óleo a temp. de
dimens. (g/cm3).
D = Diâmetro de glóbulo de óleo (cm).
     SEQUÊNCIA DE DIMENCIONAMENTO
1. VELOCIDADE HORIZONTAL (VH)

VH = 15Vt ≤ 1,5 cm/s.

2. ÁREA TRANSVERSAL (AC)

                 Onde:
     Q m X 100   Ac = Área transversal, m2.
AC 
        VH       Qm = Vação entrada efluente, m3/s.
                 VH = Velocidade horizontal, cm/s.
3. PROFUNDIDADE DO SEPARADOR(d)
      AC
   d
      B
Onde:
d = Profundidade do separador, m.
Ac =Área transversal do separador, m2.
B = largura do separador, m.

4. COMPRIMENTO DO SEPARADOR (L)
                  Onde:
      VH   
L  F
     V     d
            
                  L = comprimento separadora, m.
      t         F = Fator turbulência.
5. TEMPO DE RESIDENÇIA θ

       di   100d i       100Q m
  Vt                          Vo
       Ti   L i Bi d i    L i Bi
             Qm
Onde:
di = Profundidade do efluente no separador ideal, m.
ti =Tempo de retenção no separador ideal, s.
Li = Comprimento no separador ideal, cm.
Bi = Largura no separador ideal, cm.
Vo = velocidade de óleo saída no separador, cm/s.
5. TEMPO DE RESIDENCIA θ

θ = LxdxB / Qm

θ = Volume / Qm
           EXEMPLO DE APLICAÇÃO
Calcular:
A)  as dimensões de um separador API, que tem um
    influente com uma vazão de 17 900 barriles
    americanos/día, considerar que tem uma relação
    testada no laboratório de um fator de turbulência de
    1,52 Considerar ademais que o diâmetro mínimo dos
    glóbulos de óleo é de 0,015 cm e a temperatura de
    dimensionamento é de 20 ºC. E que a viscosidade
    absoluta do efluente é de 0,01225 Poise.
B)  Calcular O tempo de residência deste equipamento.
DADOS
F = 1,52
D = 0,015 cm
Qm = 17 900 barr/día = (17 900 barr/dia)(1m3/6,29 barr)
                        (1 dia/24 h)(1 h/3 600s)
                   = 0,033 m3/s.
                EXEMPLO DE APLICAÇÃO
 SOLUCÃO A:
 De acordo a figura F = 1,52 corresponde a uma relação de
 VH/Vt= 10..........(1)
 Mais para uma D= 0,015 cm temos:


   Vt 
         g
            ρ W  ρO D2   Onde a 20 ºC temos que:
        18μ                 Vt = Velocidade vertical, cm/s.
                            g = Aceler. gravidade (980 cm/s2).
                            µ = Viscosidade absoluta=0,01225
                            P. (g/cm.s)
                            ρW = Densidade da água= 0,999
Vt = 0,12 cm/s
                            (g/cm3).
                            ρO = Densidade de óleo= 0,90
                            (g/cm3)
           EXEMPLO DE APLICAÇÃO

Subst. Em equação (1)
   temos:
VH=10Vt = 10(0,12 cm/s)
VH= 1,2 cm/s

a) AREA TRASVERSAL



Ac = (Qm x 100) / VH
Ac = (0,33 m3/s x 100) / 1,2
    cm/s
Ac = 2,75 m2
          EXEMPLO DE APLICAÇÃO

b) Largura B e profundidade d do separador:
Consideramos o seguinte:
- 1,8 m ≤ B ≤ 6 m
- 0,3 ≤ d/B ≤ 0,5
Então:
0,3 = d/B
d =0,3B......(2)
Agora:
d =Ac/B
Da equação (2) temos:
0,3B = Ac/B
0,3B2 =AC
          EXEMPLO DE APLICAÇÃO

B =√2,75/0,3
B =3,03 m
 Aquele na equação (2) da:
d =0,3(3,03 m)
d = 0,9 m ~ 1 m

c) COMPRIMENTO L
L= F(VH/Vt)d
L= 1,52(10)1m
L= 15,2 m
         EXEMPLO DE APLICAÇÃO

SOLUÇÃO B
Tempo de residência θ
θ =Vo / Qm
Onde Vo= volume do separador, m3

Vo= LxBxd = 15,2 m x 3,03m x 1m
Vo= 46,06 m3
Subst.
θ =46,06 m3 / 0,033 m3/s
θ = 1 395,6 s
θ = 23 min
                BIBLIOGRAFÍA
API publication 421- desing and operation of oil
-

water separators

-WASTEWATER TREATMENT TECHNOLOGY Paul N.
Cheremisinoff, editor in collaboration with W. Banning
-FUNDAMENTOS de Engenharia de Petróleo/José

Eduardo Thomas/Editoria Interciencia/2001.

INDUSTRIAL Water Pollution Control/W.Wesley
-
Eckenfelder/Editorial Mc Graw-Hill/1989

-WASTERWATER ENGINEERING Tratament,
disposal and Reuse/Metcalf and Eddy/Editorial
Mc Graw-Hill/1991.

								
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