Estudo do impacto da utilização de água recuperada no fabrico de resinas síntéticas de ureia-formaldeído

Abstract

A preocupação atual da humanidade com a escassez de água potável tem estimulado a academia e a indústria (um dos maiores consumidores de água) na procura de soluções para redução da pegada ambiental, procurando novas maneiras de reutilizar os efluentes fabris, com ou sem tratamentos adicionais. Esta abordagem, além de reduzir o caudal de efluentes diminui o consumo de água. Esta dissertação contribui diretamente para este fim uma vez que se estudou o impacto da reutilização de águas fabris na produção de resinas ureia-formaldeído (UF) na empresa Bresfor Indústria do Formol, S.A. Para esse fim foram produzidas num reator laboratorial resinas utilizando água bruta, usualmente utilizada no processo fabril (ensaio de referência e para verificar a reprodutibilidade do método de síntese implementado) e águas recuperadas de vários pontos da empresa: (i) do efluente que segue para a SIMRIA (Saneamento Integrado dos Municípios da Ria) para tratamento; (ii) do tanque de contacto com o sedimentador; (iii) da estação de água desmineralizada (EAD); (iv) da lavagem e regeneração do permutador iónico que remove a acidez ao formol; (v) do tanque de equalização. Todas as amostras de água foram previamente caracterizadas tendo sido medidos o pH, a condutividade, a carência química de oxigénio (CQO), o azoto total, o teor de formaldeído e o teor de sólidos suspensos. Após o processo de produção das resinas UF estas foram caracterizadas de forma a avaliar se as suas propriedades se encontravam de acordo com as especificações. Em particular, o pH deveria situar-se entre 7,5 e 8,5, a viscosidade entre 200 cP e 300 cP, a densidade entre 1,270 g/cm³ e 1,280 g/cm³, o tempo de gel entre 40 s e 70 s, e o teor de sólidos entre 63 %(m/m) e 64 %(m/m). Avaliou-se ainda a evolução da viscosidade e do pH ao longo de várias semanas. A análise das propriedades finais das várias resinas UF permitiu concluir que as águas recuperadas testadas são alternativas viáveis para a sua produção, com exceção da água de lavagem do permutador iónico. Esta fonte de água foi descartada devido à grande quantidade de soda cáustica e de ácido fórmico, necessária para acertos de pH durante a produção da resina, e à baixa reatividade da resina produzida. Todas as outras águas deram origem a resinas UF com propriedades idênticas e com os parâmetros de controlo dentro das especificações.

The current concern of humanity with the scarcity of potable water has stimulated the academy and the industry (one of the largest consumers of water) for the search of strategies to reduce the environmental footprint, namely looking for new ways to reuse factory effluents, with or without additional water treatments. This approach, besides reducing the volume of effluents reduces the water consumption. This dissertation contributes directly to this end since it focuses the impact of reusing industrial wastewater in the production of urea-formaldehyde (UF) resins at Bresfor Indústria do Formol, S.A. For this purpose, UF resins were produced in a laboratory reactor using the water normally usually used in the manufacturing process (reference test and to verify the reproducibility of the synthesis method implemented) and water recovered from several points in the company, namely: (i) from the effluent that goes for treatment to SIMRIA (Saneamento Integrado dos Municípios da Ria); (ii) from the sedimentation contact tank; (iii) from the demineralized water station (EAD); (iv) from washing and regeneration of the ion exchanger that removes acidity to formalin; (v) from the equalization tank. All these water samples were previously characterized in order to evaluate the characteristic parameters of pH, conductivity, chemical demand of oxygen (CDO) and the content of total nitrogen, formaldehyde and suspended solids. After the production process, the resins were characterized in order to assess if their properties were in accordance with specifications. In the case of UF resins the required specifications are: pH between 7.5 and 8.5, viscosity between 200 cP and 300 cP, density between 1,270 g/cm³ and 1,280 g/cm³, gel time between 40 s and 70 s, and solid content between 63 %(w/w) and 64 %(w/w). The evolution of viscosity and pH over several weeks was also evaluated. The results obtained for the final properties of the resins produced with reused waters indicate that all sources are viable alternatives for the production of UF resins, with the exception of the waste water from the ion exchanger unit. This source was discarded due to the large amounts of caustic soda and formic acid needed for pH adjustment during resin production and to the low reactivity of the resin produced. All the other waters gave rise to identical resins with the parameters within the required specifications.