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Organic matter removal from oil-water emulsions by electrocoagulation - 1: thermodynamic analysis Remoção de matéria orgânica de emulsões óleo-água por eletrocoagulação - 1: análise termodinâmica

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Author(s): Rodolfo Maia Rangel | Roberto José de Carvalho | Maurício Leonardo Torem

Journal: Rem : Revista Escola de Minas
ISSN 0370-4467

Volume: 66;
Issue: 1;
Start page: 77;
Date: 2013;
Original page

Keywords: Eletrocoagulação | emulsões óleo-água | matéria orgânica (DQO) | termodinâmica | Electrocoagulation | oil-water emulsions | organic matter (COD) | thermodynamics

ABSTRACT
A thermodynamic analysis of the organic matter (chemical oxygen demand - COD) removal from synthetic oil-water emulsions by the electrocoagulation process was performed with the objective of determining the most stable ionic species under diverse pH and aluminum concentration conditions and identifying possible removal mechanisms. The analysis suggests that the predominant species during the reactive stage are the amorphous aluminum hydroxide (for the mononuclear speciation of aluminum) and the positively charged trimeric species, Al3(OH)45+ (for the polynuclear speciation of aluminum). The emulsion destabilization probably occurs by charge neutralization, carried out jointly by the polynuclear species and by positively charged aluminum hydroxide. This sorption mechanism is likely to be the primary coagulation mechanism during the reactive stage. The formation of aluminum hydroxide and/or oxide during the stabilization stage may also take place, which indicates the gradual change of the dominant removal mechanism to sweep flocculation.Uma análise termodinâmica da remoção de matéria orgânica (DQO) de emulsões sintéticas óleo-água, pelo processo de eletrocoagulação, foi feita com o objetivo de determinar as espécies iônicas mais estáveis, em diferentes condições de pH e concentração de alumínio, de modo a identificar os possíveis mecanismos de remoção. A análise sugere que as espécies predominantes, durante o estágio reativo, são o hidróxido de alumínio amorfo (para a especiação mononuclear do alumínio) e a espécie trimérica positivamente carregada, Al3(OH)4(5+) (para a especiação polinuclear do alumínio). A desestabilização da emulsão, provavelmente, ocorre por meio de neutralização de carga, conduzida, conjuntamente, pela espécie polinuclear e por partículas de hidróxido de alumínio positivamente carregadas. Esse mecanismo de sorção deve ser o mecanismo primário de coagulação, durante o estágio reativo. Pode haver também a formação de precipitados de hidróxido e/ou óxido de alumínio, durante o estágio de estabilização, o que sugere a modificação gradual do mecanismo dominante de remoção para floculação por varredura (sweep flocculation).

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