As águas residuais da produção de biodiesel resultam da produção de biodiesel por transesterificação de óleos vegetais ou gorduras animais com álcool (frequentemente metanol) e um catalisador (por exemplo, hidróxido de sódio ou hidróxido de potássio). Estes processos conduzem à formação de águas residuais que contêm impurezas específicas, tais como glicerina, metanol, sabões, ácidos gordos, óleos e sais. Estas águas residuais colocam exigências especiais ao tratamento, uma vez que tanto os contaminantes orgânicos como as substâncias tóxicas têm de ser removidos antes de as águas residuais poderem ser eliminadas em segurança.
Índice
Contexto técnico
As águas residuais da produção de biodiesel são constituídas principalmente pelos seguintes componentes:
Água de processo: Contém resíduos da conversão química, incluindo metanol, glicerina, catalisadores, ácidos gordos livres e sabões. Estas substâncias orgânicas e químicas conduzem a uma elevada carência bioquímica (CBO5) e química de oxigénio (CQO).
Água de lavagem: A água de lavagem é utilizada para remover a glicerina, o metanol e o excesso de químicos do biodiesel bruto, resultando numa elevada concentração de gorduras dissolvidas e emulsionadas e de resíduos inorgânicos.
Tratamento de águas residuais da produção de biodiesel
O tratamento das águas residuais da produção de biodiesel requer uma combinação de processos para remover a elevada carga orgânica e os contaminantes químicos potencialmente nocivos.
1. pré-tratamento - instalações de flotação e separadores de gorduras
Um pré-tratamento eficaz é crucial para preparar as águas residuais para os processos de limpeza subsequentes. Devido à elevada concentração de óleos, gorduras e sólidos em suspensão, a flotação é um processo muito eficiente para separar estas substâncias.
Instalações de flotação: A flotação por ar dissolvido (por exemplo, o nosso ALMA NeoDAF) é um processo comum no tratamento de águas residuais para a produção de biodiesel. Neste processo, o ar pressurizado é introduzido nas águas residuais. Durante a despressurização subsequente, são criadas bolhas de ar finas que se ligam a gorduras, óleos e sólidos em suspensão e os transportam para a superfície da água. Aí são desnatadas e removidas. Este processo permite uma separação muito eficiente de substâncias hidrofóbicas, que ocorrem em grandes quantidades na produção de biodiesel.
Separadores de gorduras: Para além da flotação, os separadores de gord uras são utilizados para remover óleos e gorduras das águas residuais antes de estas entrarem nos processos de tratamento biológico. Os separadores de gorduras utilizam as diferenças de densidade entre a água e as gorduras para recolher as gorduras à superfície, onde podem ser removidas.
A combinação de instalações de flotação e separadores de gorduras é particularmente importante, uma vez que as águas residuais da produção de biodiesel têm uma elevada concentração de óleos residuais e substâncias gordurosas, que não só prejudicam o processo de purificação biológica, como também podem ter um grande impacto no ambiente se não forem removidas corretamente.
Foto: A nossa instalação de flotação ALMA NeoDAF
2. tratamento biológico
Após o pré-tratamento mecânico e a remoção de gorduras e óleos, as águas residuais podem ser tratadas biologicamente. Isto envolve a utilização de microrganismos que decompõem compostos orgânicos como a glicerina e o metanol. No entanto, em muitos casos, devido à elevada toxicidade das águas residuais, é necessário um pré-tratamento completo para remover substâncias nocivas que possam inibir o processo de degradação biológica.
- Processo de lamas activadas: Devido à elevada carga orgânica, o processo de lamas activadas é adequado para reduzir as impurezas orgânicas nas águas residuais. Os microrganismos decompõem a glicerina, o metanol e outras substâncias orgânicas, reduzindo significativamente a CBO5 e a CQO.
- Tratamento anaeróbio: Em muitos casos, o tratamento anaeróbio(visão geral dos processos de tratamento anaeróbio) pode ser vantajoso para a conversão de substâncias orgânicas em metano (biogás), que pode ser utilizado para gerar energia. Estes processos são particularmente eficientes para águas residuais altamente contaminadas.
Foto: Tanque de arejamento para águas residuais de uma refinaria(ALMA BHU BIO)
Desafios e caraterísticas especiais
Metanol: O metanol é um composto potencialmente tóxico que é utilizado em grandes quantidades na produção de biodiesel. A sua remoção ou degradação é essencial, uma vez que o metanol não só prejudica os processos de purificação biológica, como também pode poluir gravemente o ambiente.
Óleos e gorduras: A elevada proporção de gorduras e óleos nas águas residuais requer um pré-tratamento robusto, de modo a proteger os sistemas a jusante e os processos biológicos de sobrecarga. A combinação de separadores de gorduras e sistemas de flotação é particularmente eficaz neste caso.
Elevada carga orgânica: A elevada CBO5 e CQO nas águas residuais da produção de biodiesel torna necessária (dependendo das condições de descarga) a utilização de processos de tratamento biológico eficientes. Deve ter-se o cuidado de assegurar que a toxicidade das águas residuais é reduzida antes do tratamento biológico, de modo a não prejudicar os microrganismos.
Conclusão
Devido à sua composição específica, em particular a elevada proporção de gorduras, óleos e compostos tóxicos como o metanol, as águas residuais da produção de biodiesel colocam desafios particulares ao tratamento de águas residuais. Um pré-tratamento minucioso utilizando instalações de flotação (por exemplo, o nosso ALMA NeoDAF) e separadores de gorduras é essencial para proteger os processos de purificação biológica subsequentes, como o processo de lamas activadas (por exemplo, o ALMA BHU BIO) e para reduzir a carga poluente das águas residuais.
