aula 4 - geração de efluentes e técnicas de tratamento

7/24/2019 Aula 4 - Gerao de Efluentes e Tcnicas de Tratamento

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PHD 2548PHD 2548 Uso Racional e Reso de guaUso Racional e Reso de gua

Aula 4Aula 4 Gerao de Ef luentes naGerao de Efluentes na

Indstria e Tcnicas deIndstria e Tcnicas deTratamento.Tratamento.

Gerao de EfluentesGerao de Efluentes Qualquer atividade que envolva aQualquer atividade que envolva a

utilizao de gua tem potencial deutilizao de gua tem potencial degerao de efluentes:gerao de efluentes: Processos de tratamento de gua;Processos de tratamento de gua;

Processos industriais diversos e atividadesProcessos industriais diversos e atividadesauxiliares.auxiliares.

Estes efluentes devem ser gerenciados deEstes efluentes devem ser gerenciados deforma a no causarem problemas ao meioforma a no causarem problemas ao meioambiente.ambiente.


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Efluentes Gerados nos Processos de TratamentoEfluentes Gerados nos Processos de Tratamentode guade gua

Todo processo de tratamento de gua geraTodo processo de tratamento de gua geraefluentes:efluentes: Operaes de contraOperaes de contra--lavagem de filtros;lavagem de filtros;

Regenerao dos leitos de resina de troca inica;Regenerao dos leitos de resina de troca inica;

Concentrados dos processos de separao porConcentrados dos processos de separao pormembranas;membranas;

Limpeza qumica das membranas e demaisLimpeza qumica das membranas e demaiscomponentes dos sistemas de tratamento;componentes dos sistemas de tratamento;

Atividades de manuteno em geral, onde ocorremAtividades de manuteno em geral, onde ocorremoperaes de lavagem.operaes de lavagem.

Gerao de Efluentes em Sistemas deGerao de Efluentes em Sistemas de

Refrigerao SemiRefrigerao Semi--abertosabertos

O principal efluente do sistema deO principal efluente do sistema derefrigerao refererefrigerao refere--se purga do sistema;se purga do sistema;

Esta purga visa manter sob controle aEsta purga visa manter sob controle acomposio da gua de resfriamento;composio da gua de resfriamento;

A purga necessria devido A purga necessria devido evaporao de uma parcela de gua queevaporao de uma parcela de gua quecircula no sistema.circula no sistema.


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Representao de um Sistema de Resfriamento Semi-aberto

gua deResfriamento (Fria)

gua de Resfr iamento(Aquecida)

Enchimento

Ar Ar

Processo de Troca Trmica

Dispositivo deTroca Trmica

Bacia da Torre de Resfriamento

Fludo deProcesso(Quente)

Fludo deProcesso (Frio)

Perda por Evapor ao (E)e Arraste (A)

Purga do Sistema (P)

Reposio(R)

Relaes Importantes no Sistema deRelaes Importantes no Sistema de

ResfriamentoResfriamento

P = purga do sistema, em % da vazo de circulaoP = purga do sistema, em % da vazo de circulao A = Arraste, em % da vazo de circulaoA = Arraste, em % da vazo de circulao

E = Evaporao, em % da vazo de circulaoE = Evaporao, em % da vazo de circulao N = Ciclos de concentrao, em % da vazo deN = Ciclos de concentrao, em % da vazo decirculaocirculao

1N

EAP 1

08,0

*185,0

P

tN


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0,0

0,5

1,0

1,5

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2,5

3,0

3,5

4,0

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Ciclos de Concentrao

PurgadoSistema

(%d

aVazodeRecirculao)

Variao de Temperatura - 5 oC




Variao da purga do sistema de resfriamentoem funodos ciclos de concentrao

Gerao de Efluentes em Sistemas deGerao de Efluentes em Sistemas de

Refrigerao SemiRefrigerao Semi--abertosabertos

Principais contaminantes dos efluentesPrincipais contaminantes dos efluentesgerados nos sistemas de resfriamento:gerados nos sistemas de resfriamento:

Compostos inicialmente presentes na guaCompostos inicialmente presentes na guade reposio, cuja concentrao de reposio, cuja concentrao proporcional ao ciclo de concentraes;proporcional ao ciclo de concentraes;

Produtos qumicos utilizados para o controleProdutos qumicos utilizados para o controlede qualidade da gua.de qualidade da gua.


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Efluentes Gerados em Sistemas deEfluentes Gerados em Sistemas deProduo de VaporProduo de Vapor

No caso do sistema de gerao de vapor,No caso do sistema de gerao de vapor,os efluentes gerados referemos efluentes gerados referem--se:se:

Drenagem das linhas de vapor;Drenagem das linhas de vapor;

Purga para manter a concentrao de sais noPurga para manter a concentrao de sais nointerior da caldeira;interior da caldeira;

Efluentes originados na limpeza qumica doEfluentes originados na limpeza qumica dosistema.sistema.

gu aIndustrial

Sistema deTroca Inica

Caldeira

Pr-aquecedor

UsosDiversos

gua deRefrigerao gua d e

RefrigeraoCondensador

Condensado

Turbina

SistemasAux iliar es

Vapor

Vapor

Vapor

Vapor de Baixa Presso

Purga de Fundo

Drenagem

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1 e 2 - Tanques de "Fhash"

ProdutosQumicos

Representao esquemtica de um sistema para produo de vapor


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Efluentes Gerados nas DemaisEfluentes Gerados nas DemaisAtividades IndustriaisAtividades Industriais

Todas atividades nas quais a gua utilizadaTodas atividades nas quais a gua utilizadageram efluentes;geram efluentes;

A vazo e composio desses efluentesA vazo e composio desses efluentesdepende:depende: Ramo de atividade da indstria;Ramo de atividade da indstria; Capacidade de produo;Capacidade de produo; Tecnologias utilizadas;Tecnologias utilizadas; Capacitao dos profissionais.Capacitao dos profissionais.

A obteno desses dados deve ser feito porA obteno desses dados deve ser feito pormeio de avaliaes de campo.meio de avaliaes de campo.

NeutralizaoNeutralizao

Ajuste do pH do efluente para um valorAjuste do pH do efluente para um valoraceitvel 5 a 9;aceitvel 5 a 9;

Tem por objetivo reduzir a reatividade eTem por objetivo reduzir a reatividade ecorrosividade do efluente;corrosividade do efluente;

UtilizaUtiliza--se um cido ou um lcali;se um cido ou um lcali;

uma operao intermediria ou uma operao intermediria oucomplementar ao tratamento;complementar ao tratamento;


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FiltraoFiltrao

utilizado para separao de substncias utilizado para separao de substnciasinsolveis presentes em uma corrente lquida;insolveis presentes em uma corrente lquida;

Os sistemas de filtrao disponveis so:Os sistemas de filtrao disponveis so: Filtros cartuchoFiltros cartucho Baixa concentrao de slidosBaixa concentrao de slidos

( 0,5%)

Filtro Prensa


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CentrifugaoCentrifugao

Utilizado para a separao dos componentes deUtilizado para a separao dos componentes deuma mistura;uma mistura;

Alm da separao de slidos tambm Alm da separao de slidos tambm possvel separar lquidos de diferentespossvel separar lquidos de diferentesdensidades;densidades;

A separao resulta da fora centrfuga criadaA separao resulta da fora centrfuga criadapela rotao em alta velocidade;pela rotao em alta velocidade;

O material com maior densidade migra para aO material com maior densidade migra para aperiferia do dispositivo;periferia do dispositivo;

A concentrao de slidos deve ser superior aA concentrao de slidos deve ser superior a0,5%.0,5%.

Representao de umSeparador Centrfugo

Contnuo


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Precipitao QumicaPrecipitao Qumica

Converso de substncia dissolvidas emConverso de substncia dissolvidas eminsolveis, por meio da alterao do equilbrioinsolveis, por meio da alterao do equilbrioqumico;qumico; Reao qumica entre substanciais em soluo,Reao qumica entre substanciais em soluo,

formando um composto insolvel.formando um composto insolvel. Alterar o equilbrio de solubilidade de forma a noAlterar o equilbrio de solubilidade de forma a no

mais favorecer a permanncia dessa substncia emmais favorecer a permanncia dessa substncia emsoluo;soluo;

Adio de compostos que iro reagir entre siAdio de compostos que iro reagir entre siformando um precipitado, o qual ir arrastar ouformando um precipitado, o qual ir arrastar ouadsorver a substncia a ser removida (coadsorver a substncia a ser removida (co--precipitao).precipitao).

Alterao da temperatura de uma soluo saturada,Alterao da temperatura de uma soluo saturada,ou prxima saturao, no sentido de diminuir aou prxima saturao, no sentido de diminuir asolubilidade da substncia presente.solubilidade da substncia presente.

CompostoQumicoUtilizado

CompostosRemovidos

pH Vantagens Desvantagens

Hidrxidode Clcio(Cal)

As; Cd; Cr(III);Cu; Fe; Mn; Ni; Pbe Zn.Eficincia deRemoo:- > 99,0 % paraCr; Cu; Pb e Fe;- 98,6 % para oZn; e- 97,0 % para o Ni

9,4 - Comumenteutilizado- Efetivo- Econmico- O lodo desidratadofacilmente.

- Gera um grande volumede lodo.- Interferncia comagentes complexantesquando da estabilizaoda lama de hidrxidos.- Dosagem excessiva podereduzir a qualidade deefluentes- A lama gerada no adequada para arecuperao do metal.

Hidrxidode Sdio(SodaCaustica)

As; Cd; Cr(III);Cu; Fe; Mn; Ni;Pb; Zn e Ag.Eficincia deremoo:- > 99 % para oCd; Cr; Pb; Ni; eZn;- 98 % para o Cu;- 76% para a Ag

9 a 11 - Gera um menorvolume de lodo- Apresenta umaexcelenteefi cincia deneutralizao.- O lodo adequado para arecuperao demetais.

- Mais caro que o xido declcio.- Necessita deequipamentos de grandeparte para a separaodos slidos, em funo domaterial precipitado sermuito fino.

Processos usuais de precipitao qumica


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CompostoQumico

Utilizado

CompostosRemovidos

pH Vantagens Desvantagens

xido ouHidrxidodeMagnsio

As; Cd; Cr(III);Cu; Fe; Mn; Ni;Pb e Zn.

8 a 9 - Efetivo para otratamento de efluentescom baixa concentraode metais (50mg/l).- Pequeno volume delodo;- Fcil desidratao dolodo.- Mais eficiente quandorealizado em bateladas.

- Reagente de custobastante elevado.- Deve-se utilizar umaquantidade de trs aquatro vezes superior estequiomtrica,para elevar o pH paravalores entre 8 e 9.

Sulfetossolveis.(Sulfeto deSdio)

As; Cd; Cr(III);Fe; Mn; Pb; e Zn.Efi cincia deremoo:- 82% para o Pb;- 88% para o Cr;- 93% para o Zn;- 95% para o Cd;- 98% para o Cue Ni;

9 - A solubilidade dossulfetos metlicos menor que a doshidrxidos.- Os cromados norequerem a etapa dereduo:- No afetado pelamaioria dos agentesquelantes.- Lodo adequado para arecuperao dos metais.

- Pode ocorrer agerao de gssulfdrico emcondies cidas.- O efluente tratadopode apresentarexcesso de sulfetoaps o tratamento.- A formao rpidade precipitado podedificultar aprecipitao.

Processos usuais de precipitao qumica

Oxidao ou Reduo QumicaOxidao ou Reduo Qumica Envolve a alterao do estado de oxidao deEnvolve a alterao do estado de oxidao de

dois elementos qumicos;dois elementos qumicos;2 MnO2 MnO44-- + CN+ CN-- 2 MnO2 MnO4422-- + CNO+ CNO-- + H+ H22OO

NaNa reao,reao, oo estadoestado dede oxidaooxidao dodo cianetocianeto elevadoelevado dede 11 parapara ++11,, enquantoenquanto oo dodopermanganatopermanganato diminuidiminui dede 11 parapara --22;;

TmTm porpor objetivoobjetivo diminuirdiminuir aa toxicidadetoxicidade dede umaumadeterminadadeterminada correntecorrente lquidalquida;;

PodemPodem serser utilizadosutilizados parapara compostoscompostos orgnicos,orgnicos,metaismetais ee algunsalguns compostoscompostos inorgnicosinorgnicos..


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Oxidante Reao Parcial Potencial de

Oxidao

Eo (Volts).

Flor F2+ 2 H+ + 2 e- => 2 HF (aq) 3,060

Oznio O3+ 2 H+ + 2 e- => O2+ H2O 2,070

Perxido deHidrognio

H2O2+ 2 H+ + 2 e- => 2 H2O 1,770

Permanganato MnO4- + 4 H+ + 2 e- => MnO2+ 2 H2O 1,695

Cloro Cl2+ 2 e- => 2 Cl- 1,359

Dicromato Cr2O72- + 14 H+ + 6 e- => 2 Cr3

+ + 7 H2O 1,330

Principais agentes oxidantes utilizados para o tratamento deefluentes

Oxidante Contaminante

Oznio Sulfeto;Odores;Cianetos;Compostos orgnicos.

Ar SulfitosSulfetosons ferrosos (muito lentamente)

Cloro gs Sulfeto;Mercaptanas.

Cloro gs em meio alcalino Cianeto (CN).

Dixido de cloro Cianeto;Pesticidas {Diquat e Paraquat.}

Hipoclorito de sdio CianetoChumbo

Hipoclorito de clcio Cianeto

Aplicao dos agentes de oxidao para o tratamento deefluentes


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OxidanteOxidante ContaminantesContaminantes

Permanganato de potssio

Permanganato

Cianeto;Odores;Chumbo;Fenol;Pesticidas{Diquat/Paraquat;}Compostos orgnicos contendoenxofre;Formaldedo;Mangans.

Perxido de Hidrognio Fenol;Cianeto;

Compostos contendo enxofre;Chumbo

Aplicao dos agentes de oxidao para o tratamento de efluentes

Areia paraDisposio em

Aterro

Slidos GrosseirosDisposio em Aterro

Cmara deChegada deEsgotos

Cmara de Desinfeo

Decantador PrimrioCaixa de Areia

Gradeamento

Espessadorde Lodo

Digestor Anaerbico

Filtro Prensa

Sada de GsMetano

Reator Biolgico

Ar

DecantadorSecundrio

Lodo espessado

Efluente Decantado

Lodo

Cmara deMistura de Lodos

Lodo

RetornodeLodo

Efluente Tratado(Para o Meio Ambiente)

EfluenteFiltrado

Lodo Digerido e Desidratado(Para Dispo sio)

Adio deCloro

Lo

do

Representao esquemtica do processo de tratamento deesgotos por lodos ativados


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Adsoro em Carvo AtivadoAdsoro em Carvo Ativado

Qualquer forma de carvo amorfo que tenhaQualquer forma de carvo amorfo que tenhasido tratado para apresentar alta capacidade desido tratado para apresentar alta capacidade deadsoro;adsoro;

um processo fsico um processo fsico--qumico, atravs do qual oqumico, atravs do qual ocomposto que se deseja remover mantido nacomposto que se deseja remover mantido nasuperfcie do carvo;superfcie do carvo;

Geralmente utilizado para a remoo deGeralmente utilizado para a remoo decompostos orgnicos;compostos orgnicos;

Aps a saturao do carvo, este deve serAps a saturao do carvo, este deve serregenerado ou substitudo.regenerado ou substitudo.

Processo de Separao TrmicaProcesso de Separao Trmica Consiste na separao dos contaminantes daConsiste na separao dos contaminantes da

gua por meio da utilizao de energia trmica;gua por meio da utilizao de energia trmica;

EvaporaoEvaporao Converso da fase lquida,Converso da fase lquida,geralmente gua em vapor para separao dosgeralmente gua em vapor para separao doscontaminantes solveis ou em suspenso;contaminantes solveis ou em suspenso; O fator de descontaminao pode variar de 10O fator de descontaminao pode variar de 1044 a 10a 1066;;

Alguns dispositivos so capazes de promover aAlguns dispositivos so capazes de promover acristalizao dos sais presentes;cristalizao dos sais presentes;

DestilaoDestilao Separao de lquidos comSeparao de lquidos comdiferentes pontos de ebulio;diferentes pontos de ebulio;


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Representao Esquemtica do Processo de Evaporao

Energia

Entrada degua

Condensador

gua

Tratada

Resfriador

Evaporador

Descarte

gua

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