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PetroquímicaTratamento de Esgoto

Warlen Librelon

Petroquímica Tratamento de Esgoto

Proposta AcadêmicaRevisãoTecnologias sociais aplicadas ao tratamento de esgotoEfluentes líquidos da indústria petroquímica Tratamento dos efluentes de indústria petroquímica;Tratamento de efluentes de postos de combustíveis

Distribuição de Pontos

Proposta Acadêmica

Descrição Valor

Conceito 5,0

Trabalho em Grupo 20,0

Prova Final 25,0

Organização das Atividades

Proposta Acadêmica

Exposição teóricaExercícios de fixaçãoDebates em salaApresentação de tema extraDesenvolvimento de um projeto com dados reaisVisita Técnica

Conceitos BásicosDefinição

Esgoto é o termo usado para caracterizar os despejos provenientes dos diversos usos da água.

Doméstico Comercial Industrial Agrícola

Conceitos BásicosObjetivo para o tratamento de esgoto

•Remoção de matéria orgânica•Remoção de sólidos suspensos•Remoção de organismos patogênicos•Remoção de nutrientes

Conceitos BásicosTipos de Sistemas de Esgotos

Sistema Unitário

Sistema Separador Parcial

Sistema Separador Absoluto

Conceitos BásicosPartes constituintes

Coletores

Interceptor

Sifão Invertido Sifão Normal

Corpo de água receptor

Estação elevatória

Estação de Tratamento

Conceitos BásicosCaracterizaç ão do esgoto

VazãoContribuição (População)Características FísicasCaracterísticas QuímicasCaracterísticas Biológicas

Físicas Cor Turbidez Temperatura Odor

Químicas Matéria orgânica pH Nitrogênio Alcalinidade Cloretos Óleos e graxas

Biológicas Bactérias Protozoários Fungos Vírus Helmintos

Tecnologias sociaisSaneamento Ecológico

Abordagem holísticaIntegração de soluções tecnológicas e de gestãoRedução da poluição como um processo de longo prazo

Estratégicas

Princípios do sistema Ecológico de tratamento de esgoto

•Converter a excreta humana em material seguro•Prevenir a contaminação, ao contrário de controlar depois de contaminar•Reusar na agricultura ou aquicultura os produtos seguros da excreta

Tecnologias sociais

Bases do sistema Ecológico de tratamento de esgoto

•Reduzir consumo de água•Reduzir quantidade de esgoto a ser coletado e transportado•Reduzir as distâncias de transporte•Reduzir os custos com escavação e infra-estrutura

Tecnologias sociais

Ciclo do saneamento ecológico

Tecnologias sociais

BanheiroSeco

Tecnologias sociais

Sistemas para coleta e transporteSistema Convencional

Sistemas para coleta e transporteSistema Condominial

Assemelha-se à dos ramais multifamiliares de edifícios

Sistemas para coleta e transporteSistema Condominial

Vantagens:•Redução no número de ligações à rede pública•Redução na extensão das tubulações•Baixo custo na construção dos coletores. (57,5%)•Menor custo de operação.

Desvantagens:•Uso indevido dos coletores dentro das residências•Menor atenção na operação•Dificuldade de inspeção pela empresa de manutenção

Sistemas para coleta e transporteRede de coleta e transporte de esgoto decantado

Sistema implantado na cidade de Brotas no Ceará

•Utilização de tanques sépticos domiciliares, com dispositivo para secagem de lodo •Substituição de poços de visita por tubo de inspeção e limpeza (menor custo)•Utilização de tubos plásticos com diâmetro mínimo de 40mm•Representa 1/5 do custo de uma rede convencional

Sistemas para coleta e transporteRede pressurizada

Ideal para topografia plana

Lançamento periódico na rede através da bomba

Elimina a necessidade de pequenas estações elevatórias

Sistemas para coleta e transporteRede pressurizada

Sistemas para coleta e transporteRede a vácuo

Sistemas para coleta e transporteDispositivo Gerador de Descarga (DGD)

Wolney Castilho Alves

Atividade

1- O que é sistema de esgotamento unitário? Apresente uma justificativa para implantação desse sistema.

2- Quais elementos compõe o sistema unitário? Qual é a função de cada um?

3- Diferencie o sistema de coleta separador parcial do absoluto.

4- Considerando um sistema de coleta de esgoto com suas partes constituintes, coloque a ordem lógica de acordo com suas funções.Interceptor – coletor – corpo receptor – ETE

Atividade5- Cite duas propriedades para cada característica de um esgoto (Física – Química e Biológica)

6- Apresente 3 vantagens para um sistema ecológico de tratamento de esgoto.

7- Represente em forma de desenho esquemático o sistema de coleta e transporte de esgoto convencional e condominial.

8- Apresente duas vantagens para o sistema de coleta e transporte condominial.

9- Apresente duas condições para a implantação de sistema com dispositivo gerador de descarga.

Trabalho avaliativoTemas para os projetos:

1. Tratamento de efluente com contaminação de óleo e graxa.

2. Reuso de água de efluente de sistema de resfriamento.3. Solução para descarte de efluente não contaminado,

mas com temperatura acima do limite tolerado.4. Tratamento de efluente com alta carga orgânica5. Tratamento de efluente de sistema de monitoramento

de corrosão6. Tratamento de efluente de regeneração de resina de

troca iônica

LegislaçãoEsgotamento industrial

Lançamento no Corpo Hídrico

Lançamento na Rede de Esgoto

Efluente

Legislação EspecíficaEmpresa que trata o

esgoto

CONAMA 357

PRECENDPrograma de recebimento e controle de efluentes não

doméstico

LegislaçãoPRECEND - COPASA

Programa de recebimento e controle de efluentes não domésticoObjetivo:

• Reduzir os riscos relacionados à saúde dos trabalhadores que lidam com o sistema público de esgotos;• Assegurar a integridade das tubulações que recebem todos efluentes;• Proteger o sistema coletor contra corrosão, incrustação, obstrução e vapores tóxicos;• Evitar a ocorrência de explosões e inflamabilidade;• Prevenir a introdução de poluentes que passam pela ETE e continuam a poluir os cursos d’água;• Viabilizar o atendimento aos padrões legais referentes às características do efluente final e lodos produzidos nas ETEs;• Viabilizar a utilização do efluente final das ETEs para reúso industrial.

Lançamento de efluente em rede coletora

Programa de recebimento e controle de efluentes não doméstico

Procedimentos:•Preencher Formulário de Caracterização do Empreendimento;•Apresentar Projeto Técnico conforme Norma Técnica T.187•Executar o Projeto Proposto após sua aprovação.•Assinar o contrato de Prestação de Serviços com a COPASA•Envio à COPASA dos relatórios de automonitoramento dos efluentes líquidos a serem lançados na rede coletora.

Caracterização do efluenteAnálise laboratorial do efluente conforme norma

Fator de carga poluidora - K

K = 0,63+0,19*(DQO/450)+0,18*(SST/300)Para transporte pela rede coletora

K = 0,26+0,38*(DQO/450)+0,36*(SST/300)Para transporte por caminhão até unidade da COPASA

Cálculo da taxa de esgoto

Exemplo

K = 0,63+0,19*(DQO/450)+0,18*(SST/300)Para transporte pela rede coletora

K = 0,26+0,38*(DQO/450)+0,36*(SST/300)Para transporte por caminhão até unidade da COPASA

Exercício

Em uma indústria foi constatado o índice de DQO de 1600 mg/L e Sólidos Suspensos totais de 950 mg/L. Qual será a taxa de esgoto pago por essa indústria com base no PRECEND?

LegislaçãoLançamento de efluente em corpo hídrico

Referência com base na norma 357 e 430 do CONAMA

Para cada classe de enquadramento do corpo hídrico existem os limites toleráveis para os parâmetros.

Exemplo para Classe I:

Parâmetro

Limite

DBO 3mg/L

pH 6 a 9

OD >= 6mg/L

Exemplo para Classe II:

Parâmetro

Limite

DBO 5mg/L

pH 6 a 9

OD >= 5mg/L

Efluentes industriaisRede coletora de efluente Industrial

Observações importantes:

•Avaliar a topografia•Menor traçado da rede•Separação de tubulação para cada tipo de efluente

Efluentes industriaisAtividade

Considere uma planta industrial hipotética como mostra a figura abaixo. Identifique os locais das atividades geradoras de efluentes de forma coerente para ser transportado para uma ETE instalada na empresa ou direto para a rede de esgoto pública. A ETE também deverá ser identificada no local apropriado. Representar o traçado do transporte dos efluentes, identificando de forma diferente cada efluente e seu destino. E por fim representar a conexão com a rede pública. Como conclusão, justifique a escolha de cada local para as atividades.Atividades:Escritório: Efluente de banheiro e cozinha.Produção. Gera resíduo de alimento que cai no chão, onde diariamente é lavado com produtos químicos.Manutenção de equipamentos: Efluente de óleo e graxa.Obs: Os valores representados nas extremidades equivalem a altitude do terreno. Considere também a existência de banheiros na produção e na manutenção.

Efluentes industriaisAtividade

Qualidade de águaIQA – Índice de qualidade de água

Parâmetros para análise

•OD•DBO•pH•Coliformes•Nitrogênio

•Fósforo•Turbidez•Sólidos totais•Temperatura

Percentual que indica a qualidade da água

Informações necessárias para calcular o IQA.

Nota com base no valor analisado em laboratório ou em campoPeso de importância de cada parâmetro

Parâmetro Peso

Coliformes 15

DBO 10

Nitrato 10

Parâmetro Peso

Fósforo 10

Temperatura 10

Turbidez 8

Sólidos Totais 8

Fórmula para cálculo do IQA.

n = Nº de parâmetros (number)q = Nota (quality)w = Peso (weigth)i = iésimo parâmetro

II = Representa o produto dos valores (q ) de 1 a nw

Qualidade de águaExempo de IQA – Índice de qualidade de águaParâmetro Peso Resultad

o AnáliseNota Nota

OD 17 7,1 96,2 2,17

Coliformes 15 160.000 3,0 1,18

pH 12 7,5 92,2 1,72

DBO 10 13,0 69,5 1,53

Nitrato 10 0,41 96,7 1,58

Fósforo 10 0,35 38,4 1,44

Temperatura 10 26,1 94,0 1,58

Turbidez 8 26,7 55,0 1,38

Sólidos Totais 8 232 69,4 1,40

IQA = 46,7

Qualidade de águaIQA – Índice de qualidade de água - Comportamento dos

Parâmetros

Coliformes

Parâmetros

Fósforo

Parâmetros

Nitrogênio

Parâmetros

Oxigênio Dissolvido

Temp. = 26,1ºCAltitude = 685m7,51mg/L = 100%5,00mg/L = 66,6%10,0mg/L = 133%

Parâmetros

Sólidos Totais

Parâmetros

Temperatura

Parâmetros

Turbidez

Interpretação

Atividade

Estação AV005

Parâmetro Unidade Resultados da análise de água

Nota Pesoqi w

(0 a 100)

Coliformes NMP/100mL 50 47,2 0,15pH 6,40 77,0 0,12DBO5 mg/L 2 78,1 0,10Nitrato mgN/L 0,07 99,4 0,10Fósforo total mgP/L 0,02 93,6 0,10Temperatura oC 20,6 94,0 0,10Turbidez NTU 2,45 93,9 0,08Sólidos totais mg/L 85 86,0 0,08OD % satur 92,5 94,8 0,17

Atividade

Estação BV105

Parâmetro Unidade Resultados da análise de água

Nota Pesoqi w

(0 a 100)

Coliformes NMP/100mL 160000 3,0 0,15pH 7,30 92,5 0,12DBO5 mg/L 12 70,6 0,10Nitrato mgN/L 0,14 98,9 0,10Fósforo total mgP/L 0,44 34,3 0,10Temperatura oC 24,6 94,0 0,10Turbidez NTU 16,6 66,3 0,08Sólidos totais mg/L 282 62,4 0,08OD % satur 88,2 91,7 0,17

Petroquímica Tratamento de Efluente

Fluxo Hídrico na IndústriaEntrada

Uso/Consumo

Tratamento

Possível Reuso?

SimNão

Parâmetros dentro

do limite?

TratamentoLançamento em Rede ou corpo

hídrico

Análise da água

Precisa Tratamento

Fluxo Hídrico na Indústria

Entrada

Água Captada?

Uso/Consumo

TratamentoSim

Produção Operacional

Uso/Consumo

Pessoal/Administrativo

Produção Insumo

Descarte para rede de esgoto

Análise da água para reuso

Existe coleta

de esgoto?

Tratamento

Descarte em corpo hídrico

Sumidouro

Exemplo de um fluxo hídrico

Uma empresa capta água em um rio, faz o tratamento adequado e utiliza na administração para consumo humano e na produção. Na produção a água é usada para geração de energia através de caldeiras. Para reduzir consumo de água, a empresa reserva a água da caldeira para reuso na lavação de peças. O descarte final do efluente impróprio para reuso é lançado na rede pública após o tratamento obedecendo os limites tolerados pela legislação. O esgoto do escritório e dos banheiros da produção também são lançados na rede pública.

Fluxo Hídrico na IndústriaExemplo de um fluxo hídrico

Fluxo Hídrico na IndústriaAtividade - 4A empresa XYZ possui uma atividade produtiva que demanda água para resfriamento. Com o objetivo de reduzir o consumo de água tratada fornecido por uma concessionária, a empresa capta água subterrânea para usar no processo de resfriamento. Para uso dessa água, apenas um processo de filtragem como forma de tratamento será o suficiente. Após o uso no resfriamento, essa água será armazenada e reusada para lavação de piso. A empresa possui escritório onde demanda água tratada e gera efluente com característica de esgoto doméstico. Porém na região que a empresa está instalada não possui rede coletora de esgoto. Montar um fluxo hídrico para demonstrar a melhor gestão das águas e seus efluentes da situação apresentada acima.

Tratamento de água Bruta para a Indústria

Captação

Superficial Subterrâneo

Gradeamento

Processos de Tratamento

Coagulação/Floculação

Sedimentação

Filtragem

•Filtros lentos por areia•Filtros rápidos por gravidade•Filtros pressurizados

Filtro lento de areia

Filtro rápido por gravidade

Filtro pressurizado

Tratamento de água Bruta para a IndústriaProcessos de Tratamento

https://www.youtube.com/watch?v=8YsdaY6Q-10

https://www.youtube.com/watch?v=P2ShcHsEGts

Efluentes da Indústria petroquímicaCategorias

•Águas residuárias contendo a matéria-prima principal ou produto; •Águas residuárias contendo subprodutos produzidos durante as reações; •Provenientes de derrames, fugas por gotejamentos e outros, lavagem de reatores ou pontos de transbordamento; •Provenientes de torres de resfriamento, da condensação de vapor, de água de lavagem geral; •Provenientes de águas pluviais.

Efluentes da Indústria petroquímicaCaracterização do Efluente

Tipos de caracterização:

Física(temperatura, cor, turbidez, sólidos etc.)

Químicas (pH, alcalinidade, teor de matéria orgânica, metais

Biológicas (bactérias, protozoários, vírus)

Efluentes da Indústria petroquímicaCaracterização do Efluente

Caracterização de um efluente industrial de um processo de produção de etileno (Fonte: World Bank Group, 1998). Obs: O limite Classe 3 é um comparativo para corpo hídrico enquadrado nessa classe.

Efluentes da Indústria petroquímicaFluxo do Processo de tratamento de Efluentes

Efluentes da Indústria petroquímicaTipos de Efluentes Líquidos

Efluente de sistema de água de resfriamento

Utiliza trocadores de calor com torre de resfriamentoVentilação

Característica inorgânica

Efluente de sistema de geração de vapor

Gerados em fornos de caldeirasAlta concentração de sais (corrosão)Boa qualidade de efluente

Drenagem de água de processo

São águas que fazem parte da produçãoContato direto com as correntes de processo

Característica orgânica

Efluente de regeneração de resina de troca iônica

Processo de desmineralização por troca iônicaLimpeza das resinas após saturação

Característica pH muito ácido ou muito alcalino

Condensado de Purgador

Perda de calor no transporte do vapor d’águaOcorre o golpe de Aríete

Drenagem de Amostrador

Coleta de amostras para análises

Característica inorgânica ou orgânica

Água de resfriamento de drenagem quente

Alta temperatura

Limite da legislação em 40ºCFonte: Resolução CONAMA 20, 357 e 430

Água de lavagem de filtro

Geração de alta concentração de sólidos

Condensado de trocador de calor

Processo de troca térmica utiliza valorRetorno para o sistema de geração

Quando distante, será drenado para o efluente

Efluente de sistema de monitoramento de corrosão

Adição de produtos químicos para controle da corrosãoA medição da corrosão é através de tiras metálicas

Água de selagem de equipamento rotativo

Limpeza de eixos dos equipamentos

Drenagem de testes Hidrostático

Testes em equipamentos após a manutençãoAvaliar possíveis vazamentos

Efluentes da Indústria petroquímicaProcessos de Tratamento

Físico

•Tamanho de partícula•Peso específico•Viscosidade •Temperatura

•Gradeamento Sedimentação•Filtração•Flotação•Regularização/equalização

Químico

•Propriedades químicas dos contaminantes

•Propriedades químicas dos reagentes incorporados.

•Coagulação•Precipitação•Troca iônica•Oxidação•Neutralização•Osmose reversa•Ultrafiltração.

Biológico

•Reações bioquímicas para a eliminação dos contaminantes.

•Podem ser anaeróbicos ou aeróbicos.

•Lodos ativados•Lagoas aeradas•Biodiscos•Filtro percolador•Valas de oxidação•Reatores sequenciais descontínuos.

Efluentes da Indústria petroquímica

Processos Físicos - Separação de Água e Óleo

CSAO – Caixa de Separação de água e óleo

Separador API (American Petrolium Institute)

Separador TPI (Tilted Place Interceptor)

Processos Físicos - Flotação

Processos Físicos - Filtração

Processos Físicos - Sedimentação

Processos Físicos - Temperatura

Torre de Resfriamento

Processos Químicos - Coagulação

Processos Químicos - Osmose reversa

Eliminação de: sal, bactérias, vírus, sabores, metais, algas, turbidez e odores

Processos Químicos - Troca Iônica

Resina Catiônica Resina Aniônica

CálcioMagnésioSódio

Alcalinidade de BicarbonatosCloretosSilicatos

Res = Polímero fundamental da resinaA = ânion ligado ao esqueleto poliméricoB = cátion ativo ou móvelC = Cátion em solução

H H Ca2+

OH OH 2Cl+ 2OH-

Resina Catiônica

Resina Aniônica

Resina Catiônica

R-Na2 + CaSO4 <-> R-Ca + Na2SO4

2R-H + Ca(HCO3)2 <-> R2Ca + 2H2O + 2CO2

Bicarbonato de cálcio

Sulfato de Cálcio

Resina Aniônica

R-Na2 + CaSO4 <-> R-Ca + Na2SO4

2R-H + Ca(HCO3)2 <-> R2Ca + 2H2O + 2CO2

Bicarbonato de cálcio

Sulfato de Cálcio

Processos Químicos - Eletrodiálise reversa

A Eletrodiálise é um processo de desionização de águas e efluentes líquidos, através de membranas especiais, quando submetidos a um campo elétrico

Processos Químicos - Clarificação

Processos Biológicos – Lodos Ativados

Processos Biológicos – Filtro biológico

Processos Biológicos – Filtro Biológico Rotativo (Biodisco)

Processos Biológicos – Lagoas de Estabilização)

•Lagoa facultativa•Lagoa Anaeróbica•Lagoa Aerada facultativa•Lagoa de Maturação

Lagoa facultativa

Lagoa anaeróbica

Lagoa aerada Facultativa

Dimensão reduzidaOxigenação controlada

Lagoa de maturação

Fatores para remoção de patógenos

•Temperatura•Insolação•pH•Escassez de alimento•Organismos predadores•Competição•Compostos tóxicos

Processos Biológicos – Carvão Ativado

Elimina

•Purificação de águas•Cor•Odor•Mau gosto•Substâncias orgânicas dissolvidas•Sólidos em suspensão

Processos Biológicos – Ozonização

Atua diretamente na parede celular

Processos Biológicos – Ultra violeta

•Seguro; •Não adiciona produtos químicos; •Não produz subprodutos; •Operador não requer licença nem treinamento especial; •Eficiente contra bactéria, fungos, vírus e algas; Barato e de baixa manutenção;•Redução da necessidade de biocidas

Eficiência de 99,99%

Trabalho escrito 2ª parte- Organização estrutural.- Metodologia (Parte complementar da 2ª parte) .Demonstrar como o efluente é gerado; .Apresentar a caracterização do efluente para o estudo de caso; .Relacionar os valores médios dos parâmetros com limites para descarte em rede pública e corpo hídrico classe 3. Caso o efluente tratado seja para reuso, apresentar os limites esperados para esse reuso.- Conclusões de todo projeto. .Apresentar a eficiência esperada de redução dos poluentes; .Citar os valores de cada parâmetro que se espera reduzir para o tratamento; .Apresentar a eficiência média geral do tratamento (%);

Atividade com ponto extra

-Trazer apostila e/ou material de consulta referente a todo conteúdo estudado-Tabela de limites toleráveis dos parâmetros da norma técnica COPASA T.187-Tabela de limites toleráveis dos parâmetros da resolução CONAMA 357 e 430 para corpo hídrico classe 3.

Efluentes de Postos de Combustíveis

Estudo de caso

Tratamento de efluentes de postos de combustíveis para o reuso.

Daniela V. Vasconcelos 1Anderson Gomes

Centro Universitário de Volta Redonda

Estudo de caso – Caracterização do Efluente

Amostra Bruta

Amostra Decantada

DQO 12130 350

Ferro 976,1 62,8

Óleos/Graxas 164,52 30,96

Surfactantes 1,69 1,61

Amônia 1,04 1,03

Cor 470 462

Turbidez 538 327

Estudo de caso – Processos de Tratamento

LavadorGradea-mento

CSAOCaixa

deAreia

Tanque de Recalque

Filtro deAreia

Carvão Ativado

Medidorde vazão

Ultra-Violeta

Tanque de Neutralização

NaOH Hidróxido de

sódio

Tanque de

reusoReservatório

Tratamento Primário

Tratamento Secundário

Tratamento Terciário

Estudo de caso – Perfil do Processos de Tratamento

Lavador Tratamento Primário

Tanque de Recalque

Filtros deAreia e carvão

Medidorde

vazãoUltra-

VioletaTanque de

Neutra-lização

Tanque de reuso

Reservatório

Bomba Bomba

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