Como funcionam as caixas separadoras água e óleo?

Também conhecidos como SAO ou CSAO, essas caixas recebem a água contaminada (efluente) e são capazes de separar as frações correspondentes de água, resíduos oleosos e sólidos diversos.

O funcionamento desses sistemas ocorre primeiramente pela separação dos líquidos por diferença de densidade e posteriormente no recolhimento individual de cada um dos líquidos separados.

Quando existente a mistura de óleo e água, desde que não emulsionados, e armazenados em um reservatório por determinado tempo de detenção, e submetidos a processos para separação de moléculas, a água, com densidade maior que o óleo, tende a se acumular nas camadas inferiores do reservatório. O óleo, por ser mais leve que a água, tende a ascender e formar um filme na camada superior da mistura. Dessa forma, é possível recolher individualmente esse filme de óleo e obter água mais limpa na parte inferior do reservatório.

Experimento separação de fases: água e óleo

Fonte: Google Imagens 2019

Das partes separadas tem-se a água e o óleo. O óleo será devidamente recolhido e armazenado, precisará ser destinado à empresa que faça o devido tratamento e descarte.

A água remanescente poderá ser lançada junto à rede coletora de esgoto, à rede pluvial ou até mesmo infiltração no solo.

No entanto, para o lançamento da água, recaem exigências para garantir o atendimento de uma série de parâmetros de qualidade, que devem ser comprovados por laudo de análise química, e então o lançamento ser autorizado previamente pela concessionária de saneamento ou pelo órgão competente do poder público.

A Legislação Federal que versa sobre os padrões ambientais permitidos para o lançamento de efluente é a CONAMA 430/2011. Os Estados e Municípios podem legislar e adotar padrões de lançamento a seu critério, desde que sejam mais restritivos que os padrões que constam na Lei Federal.

Os sistemas separadores água-óleo podem ser projetados especificamente para as características de vazão e controle específicos de determinado processo, e fabricados in loco de artefatos de concreto.

Exemplo de sistema separador pré-moldado em concreto

Fonte: Google Imagens 2019

Existem também sistemas móveis e compactos, geralmente para pequenas vazões, e mais utilizados em processos de baixa complexidade, como oficinas mecânicas e lava car.

Nos dois casos, a água contaminada é escoada até uma série de compartimentos, onde ocorre a coalescência das moléculas de óleo e a separação das fases óleo-água, sendo possível recolher individualmente as porções correspondentes de óleo e água.

Esquema de funcionamento de um sistema separador óleo-água

Fonte: Google Imagens 2019

As características construtivas dos sistemas devem favorecer o aglutinamento das moléculas de óleo, desprendendo-as das moléculas de água. Esse processo pode ser promovido pelas placas coalescentes.

Os sistemas construídos em concreto funcionam basicamente com três ou mais estágios, que podem ser feitos de manilhas de concreto, interligada uma a outra, caixas pré-moldadas ou construídos em alvenaria.

Exemplo de sistema feito com manilhas de concreto

Fonte: Google Imagens 2019

A água contaminada é escoada até o primeiro compartimento, que pode servir também como filtro de sólidos, quando adaptado, podendo esse filtro ser construído de areia e brita, ou de acordo com as características do projetista. Nessa etapa já é possível reter uma parcela do óleo.

No próximo compartimento ocorre a detenção do líquido e a coalescência das moléculas de óleo. Ao longo desse processo se formará um filme de óleo na parte superior da mistura. Esse filme de óleo será drenado para fora desse compartimento, na porção limite superior do compartimento, através de tubos chamados skimmers, que funcionam da mesma forma que um ladrão em uma caixa d´água: conforme ocorre a entrada do novo efluente no sistema, o efluente já armazenado é empurrado para cima e a jusante, resultando na expulsão do óleo do compartimento.

Esse óleo é captado, normalmente armazenado em tambores e precisa ser gerenciado e esvaziado periodicamente. O recolhimento e destinação devem ser realizados por empresa especializada, o óleo nunca deve lançado no esgoto infiltração ou rede pluvial.

A água remanescente passará ao próximo compartimento pela parte inferior desse, através de uma ligação feita por tubulação. Esse e os próximos compartimentos poderão executar os mesmos processos descritos na etapa anterior, se assim for projetado para garantir melhor eficiência do sistema.

Ao final, o último compartimento, que também serve como uma caixa de inspeção deverá armazenar a água já com condições adequadas para lançamento, apesar de possivelmente ainda apresentar vestígios de óleo, mas que deve estar dentro dos parâmetros para lançamento.

Normalmente a coleta da água no último compartimento é também realizada pela parte inferior, onde a presença de resquícios de óleo são menores nas cotas mais profundas do líquido e também se evita a captação de manchas de óleo sobrenadantes da superfície, mesmo que em baixas concentrações.

Exemplo de sistema feito com manilhas de concreto

Fonte: Google Imagens 2019

O funcionamento das caixas separadoras móveis e compactas é o mesmo descrito dos sistemas de concreto e alvenaria. A diferença é que todas as etapas de funcionamento estão construídas internamente em um só bloco, facilitando a instalação e reduzindo os custos, apesar da menor capacidade de vazão e menor capacidade de tratamento.

Ilustração de caixa separadora móvel e compacta

Fonte: Google Imagens 2019

O recolhimento e armazenamento do óleo nas caixas compactas pode ser realizado em reservatórios internos, e que precisam ser conferidos e esvaziados com grande frequência.

Vista superior do interior de uma caixa compacta. Detalhe para o coletor de óleo.

 Fonte: Arquivo

Imagem de caixa instalada e operando. Caixa coletora de óleo na porção centro-direita da imagem

Fonte: Arquivo

Há também o recolhimento do óleo para reservatórios externos através de skimmers, no mesmo princípio de funcionamento dos sistemas de concreto.

Imagem de caixa instalada e operando. Detalhe para o skimmers na parte superior. Imagem antes do tratamento.

Fonte: Arquivo

Imagem de caixa instalada e operando. Imagem depois do tratamento, água tratada ao lado direito.

Fonte: Arquivo

Um detalhe importante para o funcionamento do sistema é que o óleo não pode estar emulsionado na água. Se houver emulsão o simples processo físico não é capaz de separar as moléculas de óleo e água. Para esse tipo de tratamento o processo requer produtos químicos e maior tempo de detenção, processo não alcançado pela caixa separadora SAO.

As caixas móveis precisam ser instaladas em uma estrutura, construída preferencialmente em alvenaria e com dimensões que possibilitem a movimentação da caixa e do operador, para os casos de manutenção. Recomenda-se que a caixa não seja envelopada.

Imagem da estrutura construída para suportar a caixa separadora.

Fonte: Arquivo

É importante manter a limpeza periódica da caixa, com a remoção de corpo de fundo acumulado e da película formada nas paredes da caixa.

Elaborado por Bruno A. Ferreira

Eng. Ambiental

CREA-PR 154050/D