Principais equipamentos de uma estação de tratamento Físico-químico de efluentes industriais - PDF
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Carolina Igrejas de Escobar
1 MATÉRIAS TÉCNICAS Principais equipamentos de uma estação de tratamento Físico-químico de efluentes industriais Nesta matéria é descrito o estado atual tecnológico dos principais equipamentos utilizados numa ETE, como bombas pneumáticas e filtrosprensa, entre outros. Roberto Roberti Júnior Todos sabemos que o grande aumento na geração de efluentes líquidos industriais data de meados do século XX, mais precisamente após a segunda guerra mundial. Os Estados Unidos da América (EUA), que não tiveram o seu parque industrial afetado pela guerra, supriram os aliados durante a guerra de boa parte dos insumos e equipamentos bélicos, o que provocou um desenvolvimento fantástico do seu parque industrial, porém sem a preocupação com o meio ambiente. Após a guerra, este crescimento não desacelerou, pois havia a necessidade da reconstrução da Europa, que fora literalmente destruída durante a guerra. Foi apenas na década de sessenta que as primeiras preocupações com o meio ambiente começaram a surgir. No Brasil, apenas no começo da década de oitenta as pequenas e médias empresas começaram a ter acesso às tecnologias de tratamento de efluentes industriais. Impulsionadas pelo aumento da atuação dos órgãos ambientais, e posteriormente pelo surgimento de uma consciência ecológica e pela necessidade de adequação às normas ISO, as empresas começaram a instalar as suas ETEs, de forma que atualmente todas as empresas estão cientes da necessidade de produzir sem agredir o meio ambiente. Em se tratando de tecnologia, temos que destacar três frentes de atuação, a saber: Tecnologia de processos de tratamento Tecnologia de desenvolvimento de produtos químicos aplicados no tratamento dos efluentes Tecnologias de desenvolvimento de equipamentos. A Tecnologia de processo não evoluiu muito nos últimos anos, ou seja, atualmente tratamos cromo hexavalente ou cianetos da mesma forma que há 20 anos atrás. Já com os produtos químicos, tivemos uma evolução melhor. Atualmente temos uma gama muito maior de empresas dedicadas ao desenvolvimento temos uma gama muito maior de empresas dedicadas ao desenvolvimento destes produtos químicos, que tornam os processos antigos mais eficientes. Porém podemos dizer que destas, a tecnologia que mais evoluiu foi o aperfeiçoamento dos equipamentos utilizados nas ETEs. Sabendo que melhoria da eficiência no tratamento dos efluentes industriais está ligada a fatores humanos (ergonométricos), químicos (controle de processos) e mecânicos (qualidade de equipamento), as empresas fabricantes de equipamentos se dedicaram a produzir sistemas de tratamento mais fáceis de operar e mais seguros, tanto no controle de processo quanto mecanicamente, permitindo atender com mais segurança às legislações ambientais. Abaixo descreveremos o estado atual, tecnológico dos principais equipamentos utilizados num sistema de tratamento físico-químico de efluentes industriais. BOMBAS PNEUMÁTICAS As Bombas de Duplo Diafragma pneumáticas são muito utilizadas atualmente em uma infinidade de aplicações como: 38 Tratamento de Superfície nº 132 julho/agosto 2005
2 Transferência de fluídos; Alimentação de filtros-prensa; Aplicação de revestimentos; Alimentação e descarregamento de tanques; Dosagem volumétricas. As bombas de duplo diafragma do tipo pneumático são pilotadas por uma válvula de ar central que comanda a injeção de ar em cada diafragma. Estas bombas possuem inúmeras vantagens em relação aos demais tipos de bombas disponíveis no mercado. Dentre elas podemos destacar: Trabalham a seco; Manutenção simples, muito rápida (max. 30 minutos) e de baixo custo. Não possuem controles complexos Portáteis e fáceis de instalar Baixo custo inicial Velocidade variável, que permite fácil ajuste de vazão. Ampla faixa de pressão para trabalho (0,5 8,5 bar) Alta resistência a produtos abrasivos e corrosivos Grande compatibilidade química À prova de explosão As bombas de duplo diafragma podem trabalhar com pressão de até 8,4 bar. Estas bombas também possuem uma grande variedade de materiais de construção, o que permite 100% de compatibilidade com todos os tipos de produtos. SEPARADOR DE ÓLEO TIPO COALESCENTE Este equipamento é destinado a separar óleo não emulsivo contido em água ou efluente industrial. Totalmente fabricado em materiais não sujeitos a corrosão (polipropileno), pode operar em ph de 0 a 14, e temperatura de até 50ºC. Trabalha em regime contínuo com drenagem constante do óleo separado para u tambor ou tanque posicionado lateralmente ao equipamento. Especialmente desenhadas, as lamelas podem ser facilmente removidas para limpezas periódicas (a cada 60 a 90 dias). Para facilitar ainda mais esta operação, existem drenos de fundo instalados em pontos estratégicos, que serão interligados ao tanque de equalização do sistema de tratamento de efluentes. O separador de óleo possui lamelas especialmente projetadas, fabricadas em polietileno, de fácil montagem e limpeza. Orifícios localizados nas cristas das lamelas permitem a passagem do óleo retido, até que chegue à superfície na região de coleta. Forças vetoriais presentes em fluxos de regime laminar obrigam as microgotas de óleo a subirem através do módulo de lamelas, ficando retidas na superfície do equipamento. Este processo garante na saída do equipamento teores máximos de 15 ppm de óleos e graxas. REATOR DE TRATAMENTO As reações químicas ocorrem em reatores de tratamento com fundo cônico fabricados em polipropileno, com tempo de resistência testado em laboratório para maior eficiência do 40 Tratamento de Superfície nº 132 julho/agosto 2005
3 sistema. São dotados de sistema de dosagem manual ou automática de produtos químicos, e agitação por ar soprado que, além de ter menor custo de implantação e manutenção, favorece, entre outras coisas, a oxidação do ferro e de outros metais, assim como redução de DQO (Demanda Química de Oxigênio). O controle e ajuste da vazão das bombas dosadoras é fácil, preciso e feito através do potenciômetro (no caso das bombas acionadas eletromagnéticamente), ou por manoplas (no caso de bombas acionadas eletromecanicamente). SISTEMA DE AGITAÇÃO POR AR SOPRADO O sistema de agitação da ETE por ar soprado traz inúmeras vantagens operacionais, a saber: VANTAGENS DO SISTEMA DE AGITAÇÃO POR AR SOPRADO EM RELAÇÃO AO SISTEMA POR AGITAÇÃO MECÂNICA: TANQUES DE REAGENTES Os tanques de preparo e dosagem de produtos químicos da ETE são fabricados em polipropileno e são dotados de sistema de agitação por ar soprado, sensores de nível que acusam quando termina o produto, e bomba de dosagem automática. A dosagem de produtos químicos numa ETE automática é feita por bombas dosadoras monodiafragma, com acionamento eletromagnético ou eletromecânico, que permite o uso de produtos químicos na forma concentrada, exceto o leite de cal e polieletrólito, que devem ser diluídos em água os seus respectivos tanques de preparo. A possibilidade de se aplicar produtos químicos concentrados minimiza o risco de acidentes de trabalho, pois diminui o manuseio de produtos perigosos. 1 - Menor potência total instalada 2 - Menor custo de implantação 3 - Menor custo de manutenção, pois não está localizado sobre o tanque onde existem vapores corrosivos, que causam danos aos motores e rolamentos. 4 - Não tem problemas de incrustações em haste e hélices que provocam vibrações. 5 - De fácil ajuste do nível de agitação, bastando regular uma válvula. 6 - Um único equipamento abastece toda a ETE com agitação. 7 - Promove a oxidação da DQO e de metais como o ferro, sem a adição de produtos químicos. 8 - Confere ao efluente tratado maior teor de oxigênio dissolvido, o que minimiza a formação de sulfetos, principalmente em efluentes reciclados. 9 - Em caso de pane no soprador, pode-se utilizar ar comprimido, manipulando somente duas válvulas. 42 Tratamento de Superfície nº 132 julho/agosto 2005
4 DECANTADOR LAMELAR Os decantadores lamelares atualmente são amplamente utilizados em estações de tratamento de água e de efluente industrial, além de sistemas de separação de lodos de fosfatização e na indústria de mineração, entre outras. Nas estações automáticas, a floculação ocorre de modo contínuo no compartimento de floculação do flocodecantador de lamelas, e a decantação ocorre de modo contínuo no decantador. O clarificado sai continuamente por gravidade até o tanque elevatório de efluente tratado, de onde será recalcado para o filtro de polimento de efluente (filtro de areia, carvão e/ou zeólitos). O lodo é extraído também continuamente do fundo do decantador através de uma bomba de duplo diafragma pneumática com acionamento temporizado, e é encaminhado para o tanque de adensamento de lodo para posterior desidratação no filtro-prensa. O ajuste do temporizador da bomba de extração de lodo é feito em função do percentual de lodo gerado no sistema de tratamento. Pelo estudo de Reynolds de um líquido em movimento dentro de uma tubulação ou calha, em regime laminar de fluxo (velocidade baixa), observou-se que no centro da tubulação a velocidade é máxima e na parede, a velocidade do líquido é zero. Esta propriedade, aliada ao estudo das forças vetoriais no interior do módulo lamelar, explica o ótimo funcionamento e desempenho deste tipo de decantador. Ocupando uma área dez vezes menor do que um tanque de decantação, permite a instalação de estações compactadas em pequenas áreas. De fácil limpeza e manutenção, este equipamento apresenta uma extensa gama de aplicação. FILTROS DE POLIMENTO Os filtros de polimento de efluente tratado são vasos de pressão fabricados em aço-carbono revestidos interna e externamente com pintura especial a base de epóxi, e são dotados de cargas filtrantes responsáveis pela remoção de pequenas parcelas de alguns contaminantes presentes ainda no efluente tratado, que, apesar de estarem com os seus parâmetros dentro das legislações ambientais, dificultam a sua aplicação para re-uso. As principais cargas filtrantes aplicadas neste tipo de equipamento são: Areia classificada, responsável pela retenção de partículas sólidas em suspensão. Zeólitos, também aplicados para retenção de partículas sólidas, além de promoverem a adsorção de resíduos de óleos e graxas e de organoclorados. Promovem também a diminuição da dureza e adsorvem cátions diversos, entre outros contaminantes. Carvão ativo mineral para adsorção de compostos orgânicos e cloro e que reduz substancialmente a DQO, entre outros contaminantes. Filtros com leitos mistos podem ser aplicados para finalidades múltiplas. 44 Tratamento de Superfície nº 132 julho/agosto 2005
5 FILTROS-PRENSA A desidratação do lodo gerado no sistema de tratamento é feita através de um filtro-prensa, capaz de reduzir o volume do lodo em até 20 vezes. Exemplo: Para 1000 litros de lodo gerado na ETE, após a desidratação em filtro-prensa teremos apenas cerca de 50 litros de torta (com 40% de sólidos). A operação é feita em ciclos e o equipamento é especificado de acordo com a necessidade de cada cliente. O tanque de adensamento de lodo recebe o lodo bombeado automaticamente do fundo do decantador de lamelas, e através de outra bomba de duplo diafraqma pneumática é injetado no filtro-prensa para que ocorra a desidratação. Após o final de cada ciclo, o filtroprensa é aberto para a retirada das tortas, que caem por ação da gravidade para dentro de tambores ou caçambas, onde serão armazenadas até a destinação final, dependendo de sua caracterização. A utilização do filtro-prensa para desaguar o resíduo sólido permite grande redução do custo na disposição final, em função da diminuição substancial do volume final. Embora o filtro-prensa seja um equipamento utilizado mundialmente há muitos anos na área ambiental, no Brasil somente se tornou economicamente viável para as pequenas e médias empresas a partir da última década, com o surgimento de novas empresas fabricantes deste tipo de equipamento, porém, ao se adquirir um filtro-prensa, é necessário prestar a atenção em certos detalhes construtivos que a princípio podem parecer irrelevantes mas que são de muita importância para o melhor desempenho operacional. Roberto Roberti Júnior Gerente Técnico da Tecitec Tecidos Inds Ltda 46 Tratamento de Superfície nº 132 julho/agosto 2005