ETE e ETA - Apostilas - Engenharia Química, Notas de estudo de Engenharia Química

Baixe ETE e ETA - Apostilas - Engenharia Química e outras Notas de estudo em PDF para Engenharia Química, somente na Docsity! Tratamento de águas e efluentes industriais Bruna W. Freiberger Dison Franco Marcelo de Alcino Mateus Guimarães Yara P. Dias Processos industriais Inorgânicos – 2010/01 Engenharia Química CAPTAÇÃO A água pode carregar diversas substâncias tóxicas, além de organismos como vírus e bactérias. Tudo em razão da poluição de rios, córregos, lagos e até mesmo do lençol freático. TRATAMENTO DE ÁGUAS E EFLUENTES - PII 2010/01 ETE e ETA básico Está dividido nas seguintes etapas físicas: Gradeamento Desarenação Separação de Gordura Decantação ETE Estação de Tratamento de Efluentes ETA Estação de Tratamento de Água TRATAMENTO DE ÁGUAS E EFLUENTES - PII 2010/01 GRADEAMENTO Esta etapa tem principal objetivo de separar objetos de grande e médio porte, através de grades na qual fluxo de água a ser tratada passa. TRATAMENTO DE ÁGUAS E EFLUENTES - PII 2010/01 TRATAMENTO DE ÁGUAS E EFLUENTES - PII 2010/01 Separador de gordura TRATAMENTO DE ÁGUAS E EFLUENTES - PII 2010/01 DECANTAÇÃO A etapa de decantação consiste na remoção de partículas em suspensão mais densas que a água por ação da gravidade. Para uma maior eficiência, o percurso da água floculada para os decantadores deve ser o menor possível e em condições que evitem a quebra dos flocos ou que impeçam a sedimentação das partículas. TRATAMENTO DE ÁGUAS E EFLUENTES - PII 2010/01 Decantador TRATAMENTO DE ÁGUAS E EFLUENTES - PII 2010/01 FLOCULAÇÃO/FLOTAÇÃO Floculação é a aglutinação, em flocos, das partículas de um precipitado ou de um sistema coloidal; freqüentemente ocasionada pela alteração do pH do sistema. Agentes aglutinantes: Al2(SO4)3 e FeCl3 Tanque de floculação TRATAMENTO DE ÁGUAS E EFLUENTES - PII 2010/01 FLOCULAÇÃO/FLOTAÇÃO Há um pH em que melhor se dá essa união e conseqüente melhor floculação – “o pH ótimo de floculação”, aprox. 5 e 6. O descontrole desse pH comprometerá a eficiência do tratamento resultando maior consumo do floculante, menor remoção de cor e turbidez, pior decantação com conseqüente sobrecarga dos filtros, aumentando a alumina residual e até a dissolução completa dos flocos formados. Chicanas: divisores de fluxo TRATAMENTO DE ÁGUAS E EFLUENTES - PII 2010/01 FILTRAÇÃO A água, quase isenta de flocos, passa aos filtros que eliminam flocos remanescentes e partículas em suspensão (não-floculadas). Há grande variedade de filtros. Tipos de filtros: Filtros de fluxo (areia, carvão ativado e brita); Filtros à gravidade (abertos); Filtros à pressão (fechados); TRATAMENTO DE ÁGUAS E EFLUENTES - PII 2010/01 OSMOSE REVERSA Aplicações: •Dessalinização da água para caldeiras; •Desmineralização da água para processos de industrias alimentícias, bebidas, químicas e farmacêuticas; Equipamento: As membranas são formadas por um conjunto de filtros semi- permeáveis, geralmente de poliamida com polisulfona, enroladas em forma de espiral. TRATAMENTO DE ÁGUAS E EFLUENTES - PII 2010/01 Equipamento Osmose reversa – Industria de bebidas Equipamento Osmose reversa – Industria de papel e celulose. TRATAMENTO DE ÁGUAS E EFLUENTES - PII 2010/01 ABRANDAMENTO Processo de tratamento da água dura para a retirada de cálcio e magnésio. Precipitação química CaO  Eleva o pH da água. Na2CO3 Fornece os íons carbonato. FORMAÇÃO DE PRECIPITADO Troca catiônica Utilização de resina catiônica que captura os íons Ca2+ e Mg2+ substituindo-os por íons formadores de compostos solúveis e não danosos. PRÓS CONTRAS Tecnologia bem estabelecida Produção de lodo PRÓS CONTRAS Sem formação de lodo A resina satura TRATAMENTO DE ÁGUAS E EFLUENTES - PII 2010/01 Tratamento de água de processo TRATAMENTO DE ÁGUAS E EFLUENTES - PII 2010/01 TRATAMENTO DE ÁGUAS E EFLUENTES - PII 2010/01 SISTEMA DE GERAÇÃO DE VAPOR TRATAMENTO DE ÁGUAS E EFLUENTES - PII 2010/01 TROCADOR DE CALOR Íons de cálcio e magnésio, Carbonatos, bicarbonatos, cloretos, sulfatos e silicatos Precipitam com o aumento de temperatura. TRATAMENTO DE ÁGUAS E EFLUENTES - PII 2010/01 INCRUSTAÇÕES Incrustações INCRUSTAÇÕES DE CARBONATO DE CÁLCIO TRATAMENTO DE ÁGUAS E EFLUENTES - PII 2010/01 TRATAMENTO DE ÁGUAS E EFLUENTES - PII 2010/01 ÁGUAS BRANDAS Cal Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 → 2H2O + 2CaCO3 (s) CaSO4 + Na2CO3 → CaCO3 (s) + Na2SO4 Barrilha Mg(HCO3)2 + 2Ca(OH)2 Mg(OH)2(s) + 2CaCO3(s) + 2H2O Gases dissolvidos como: Oxigênio Gás carbônico TRATAMENTO DE ÁGUAS E EFLUENTES - PII 2010/01 CORROSÃO Desaeração Mecânica É feito aquecendo-se a água com vapor em contracorrente. Jateamento ou escoamento da água em uma grande superfície em contra corrente com vapor; Desaeração a vácuo. TRATAMENTO DE ÁGUAS E EFLUENTES - PII 2010/01 REMOÇÃO DE GASES TRATAMENTO DE ÁGUAS E EFLUENTES - PII 2010/01 PURIFICAÇÃO • Aumento de combustível • Desgaste de materiais • Problemas não solucionados • Perdas enormes de dinheiro TRATAMENTO DE ÁGUAS E EFLUENTES - PII 2010/01 CONSEQUÊNCIAS Água como material essencial ao setor produtivo Proximidade com fontes fluviais Poluição EFLUENTE ... apropriada para o controle da poluição nos corpos hídricos, procurando forçar as indústrias a instalarem estações de tratamento de efluentes (ETEs) antes de despejá-los nos rios. Em 1976 : sistema de licenciamento ambiental. CRIADA A LEGISLAÇÃO AMBIENTAL... TRATAMENTO DE ÁGUAS E EFLUENTES - PII 2010/01 Substâncias orgânicas ou inorgânicas possivelmente nocivas e/ou apresentando alto teor de carga orgânica. De uma forma geral, os efluentes gerados pela atividade industrial provém de duas fontes: esgoto sanitário e dos processos produtivos. i) Provenientes de esgoto sanitário ii) Provenientes de processos industriais O QUE SÃO EFLUENTES INDUSTRIAIS? TRATAMENTO DE ÁGUAS E EFLUENTES - PII 2010/01 Os efluentes industriais que mais preocupam: provenientes de indústrias "naturais“ ou indústrias agro-alimentares. A indústria química é a maior responsável pela poluição por elementos tóxicos (mais de 50%) sendo seguida pela indústria de metais (mais de 35%). Os efluentes industriais são águas de resfriamento que são despejados em temperatura elevada. Outros elementos como os metais pesados, tais como cobre, zinco, chumbo e mercúrio chegam a atingir indiretamente os seres vivos e produzir efeitos cumulativos TRATAMENTO DE ÁGUAS E EFLUENTES - PII 2010/01 Tratar os efluentes significa reduzir seu potencial poluidor através de processos físicos, químicos ou biológicos, adaptando-os aos padrões determinados pela legislação de controle da poluição. TRATAMENTO DE EFLUENTES TRATAMENTO DE ÁGUAS E EFLUENTES - PII 2010/01 A precipitação de metais ocorre pela formação de hidróxidos metálicos, devendo ser verificada a curva de solubilidade dos metais (pH x solubilidade). A maior dificuldade é a precipitação concomitante de diversos metais, sem que as curvas de solubilidade apresentem coincidências entre as concentrações mínimas. Deve-se observar também se as concentrações mínimas obtidas pelo tratamento quando a precipitação ocorre em um pH comum a diversos metais são inferiores aos limites estabelecidos para lançamento nos corpos receptores ou na rede coletora. PRECIPITAÇÃO QUÍMICA TRATAMENTO DE ÁGUAS E EFLUENTES - PII 2010/01 Lodos Ativados Mas afinal o que é? • Processo biológico que faz uso de bactérias removendo matéria orgânica dissolvida e em suspensão. TRATAMENTO DE ÁGUAS E EFLUENTES - PII 2010/01 A FORMAÇÃO DO LODO É FUNDAMENTADA PELA PRESENÇA DE: • Nutrientes: N e P • Micronutrientes: Ca, Mg, Fe, Cu, Zn, Cr, Co e Mo • Variando de região para região! TRATAMENTO DE ÁGUAS E EFLUENTES - PII 2010/01 Lodo ativado convencional; Aeração prolongada; Valo de oxidação; Lodo ativado por batelada; Lagoa aerada aeróbia; Lagoa aerada facultativa; VARIANTES DO PROCESSO TRATAMENTO DE ÁGUAS E EFLUENTES - PII 2010/01 Lodo Digestão: Aeróbia; Anaeróbia Processo Físico: Adensamento Processo Físico: coagulação Tratamento Complementar PROCESSO DE DESAGUAMENTO DE LODO TRATAMENTO DE ÁGUAS E EFLUENTES - PII 2010/01 Secagem Mecânica Exigem diferentes tratamentos ao lodo: Filtro a vácuo: pré-capa e tela; Prensa desaguadora contínua: Adição de polieletrólito para desestabilização de colóides e conseqüente formação de grumos. Centrifugação:adição de polieletrólito. A cada operação deve ser lavado Filtro-prensa: diversos tipos de tecidos e telas; opera em diversas pressões; a desvantagem é que o sistema é descontínuo TRATAMENTO DE ÁGUAS E EFLUENTES - PII 2010/01 adensamento: remoção de umidade; condicionamento: preparação para desidratação; desidratação: remoção de umidade; higienização TRATAMENTO DE ÁGUAS E EFLUENTES - PII 2010/01 PRA ONDE VAI O LODO? Lodo biológico (secundário) já estabilizado • adensadores • leitos de secagem • aplicação no solo • aterramento TRATAMENTO DE ÁGUAS E EFLUENTES - PII 2010/01 Tratamento com ozônio TRATAMENTO DE ÁGUAS E EFLUENTES - PII 2010/01 OXIDANTE Matéria orgânica; Microorganismos contaminantes; Metais (Fe e Mn)‏; TRATAMENTO DE ÁGUAS E EFLUENTES - PII 2010/01 PRINCIPIO BÁSICO TRATAMENTO DE ÁGUAS E EFLUENTES - PII 2010/01 Oxidação imediata; Garantir segurança para contaminação futuras; TRATAMENTO DE ÁGUAS E EFLUENTES - PII 2010/01 COMPARAÇÕES Cloro •Sub-produtos cancerígenos •Atuação lenta •Possui odor •Maior quantidade •Oxidação prolongada Ozônio •Não cancerígeno •Atua rapidamente •Sem odor •Menor quantidade •Oxidação imediata TRATAMENTO DE ÁGUAS E EFLUENTES - PII 2010/01 FINALIDADE DO TRATAMENTO •Piscina; •Consumo humano; •Indústria alimentícia; •Efluente; •Água de processo(caldeira e resfriamento);