CONSELHO REGIONAL DE QUÍMICA - IV REGIÃO (SP) ?· • Fluxograma de Processos • Leitura de hidrômetros…

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  • CONSELHO REGIONAL DEQUMICA - IV REGIO (SP)

    Ministrante: Qumica Industrial Ana Elisa S. CaravettiGerente de projetos especiais da Kurita do BrasilContatos: ana.elisa@kurita.com.br

    So Paulo, 10 de setembro de 2009

    Princpios de reso degua na indstria

    Apoio

    Observao: A verso original desta apresentao, com slides coloridos, no formatoPDF, est disponvel na seo downloads do site do CRQ-IV (www.crq4.org.br)

  • Minicursos CRQ-IV - 2009

    PRINCPIOS DO RESO DE GUA NA INDSTRIA

    Conselho Regional de Qumica IV Regio (SP) Apoio: Caixa Econmica Federal

    Tipos de Reso de gua na Indstria Legislao Aplicada Balano Hdrico Industrial Tecnologias para Reso de gua Aproveitamento de gua de Chuva

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    PRINCPIOS DO RESO DE GUA NA INDSTRIA

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    Palestrante:

    Ana Elisa Sosa Caravetti Qumica Industrial (Fac. Oswaldo Cruz) Ps-graduada Administrao Industrial (FAAP) MBA em Gesto Ambiental (Proenco)

    15 anos de experincia em Indstria de Tratamento de guas Industriais; Atuou por 2 anos no Mxico, com projetos na rea de meio-ambiente e gua.

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    DEFINIES RESO

    OMS (1973)

    Reso Indireto: ocorre quando a gua j utilizada uma ou mais vezes para uso domstico ou industrial, descarregada em guas superficiais e utilizada novamente jusante;

    Reso Direto: uso planejado de esgotos tratados para certas finalidades como uso industrial, irrigao, recarga de aquferos, etc;

    Reciclagem Interna: reso planejado, utilizado internamente s instalaes industriais, tendo como objetivo a reduo no consumo de gua e o controle de efluentes. 3/37

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    DEFINIES RESO

    Westerhoff / ABES (1992)

    Reso Potvel Direto: quando o esgoto recuperado por meio de tratamento avanado reutilizado diretamente como gua potvel.Reso Potvel Indireto: quando o esgoto aps tratamento, disposto em guas superficiais ou subterrneas (para diluio, purificao natural) e posteriormente captado para tratamento e utilizao como gua potvel.

    Reso No Potvel: classificado em diversas categorias de acordo com a sua destinao, podendo ser para fins agrcolas, fins industriais, fins recreacionais, fins domsticos, manuteno de vazes, aquicultura, recarga de aquferos, etc.

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    RESO PARA FINS INDUSTRIAIS

    BENEFCIOS

    AMBIENTAIS

    SOCIAIS

    ECONMICOS

    AMBIENTAIS:

    Reduo do lanamento de efluentes industriais em corpo dgua;

    Aumento de disponibilidade de gua para usos mais exigentes.

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    RESO PARA FINS INDUSTRIAIS

    BENEFCIOS

    AMBIENTAIS

    SOCIAIS

    ECONMICOS

    ECONMICOS: Conformidade com a legislao e requisitos comerciais (aumento competitividade); Reduo nos custos de produo.

    SOCIAIS: Aumento de disponibilidade de gua;Reduo nos gastos com saneamento.

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    USOS DE GUA NA INDSTRIA

    Uso Domstico:

    Sanitrios, cozinha, vestirios, rega, etc

    ETA

    Uso Industrial:

    Matria-prima, gerao de energia, fluido, refrigerante ou de aquecimento, etc

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    USOS DE GUA NA INDSTRIA

    USO INDUSTRIAL:

    Matria-prima: indstria de cerveja, refrigerantes, higiene, indstria do cloro, etc Gerao de energia: caldeiras para acionamento de turbinas, hidreltricas, etc Fluido: lavagem de mquinas e equipamentos, etc Fluido refrigerante ou aquecimento: sistemas de resfriamento ou caldeiras Outros usos: gua de incndio, etc

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    USOS DE GUA NA INDSTRIA

    QUALIDADE DE GUA

    CADA APLICAO DE GUA INDUSTRIAL POSSUI PR-REQUISITOS QUANTO A QUALIDADE DE GUA NECESSRIA PARA AQUELE

    PROCESSO.

    OBVIAMENTE A GUA INCORPORADA A UM MEDICAMENTE DEVE POSSUIR UM GRAU DE QUALIDADE (E CONSEQUENTEMENTE

    CONTROLE) SUPERIOR A UMA GUA DESTINADA PARA UM SISTEMA DE RESFRIAMENTO.

    UM ESTUDO DE RESO DE GUA INDUSTRIAL DEVE AVALIAR CRITERIOSAMENTE TODOS AS APLICAES E O REQUISITOS DE

    QUALIDADE DE GUA DE CADA UMA DELAS.

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    LEGISLAO

    O conhecimento sobre a legislao e regulamentos relativos ao uso da gua e descarte de efluentes fundamental para uma viso sobre as possibilidades de reso industrial. Cita-se algumas:

    Sistema Nacional de Gerenciamento de Recursos Hdricos (Lei 9.433/97)

    Outorga de gua

    Cobrana pelo Uso da gua

    Enquadramento de Corpos dgua

    Descarte de Efluentes

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    LEGISLAO

    Outorga:

    A outorga ordena e regulariza os usos da gua em uma bacia hidrogrfica;

    concedida pelo poder pblico avaliando os aspectos quantitativos e qualitativos do uso da gua;

    Refere-se tanto quanto captao quando ao lanamento em corpos dgua.

    O reso industrial em si, no objeto de outorga, pois no interfere diretamente no recurso hdrico. Entretanto indiretamente haver alteraes

    quantitativas e talvez qualitativas na outorga original, e nestes casos recomendvel solicitar-se a reviso da mesma.

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    LEGISLAO Cobrana:

    Apesar de ainda no implementada por completo, a gua passou a possuir valor econmico, e a cobrana pelo seu uso e descarte ponto fundamental para avaliao econmica de projetos de reso de gua industrial.

    Enquadramento de Corpos dgua e Descarte de Efluentes:Em algum momento do reso, o descarte de gua ser necessrio, e a legislao de descarte de efluentes, assim como de classificao dos corpos dgua parte integrante de um projeto de reso de gua industrial.

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    PROJETOS DE RESO GUA INDUSTRIAL

    ETAPA 1ETAPA 1INVESTIGAINVESTIGAOO

    ETAPA 2ETAPA 2ANANLISE DE DADOSLISE DE DADOS

    ETAPA 3ETAPA 3PROJETO BPROJETO BSICOSICO

    ETAPA 4ETAPA 4ANANLISE VIABILIDADELISE VIABILIDADE

    ETAPA 5ETAPA 5IMPLANTAIMPLANTAOO

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    PROJETOS DE RESO GUA INDUSTRIAL

    Quais so os objetivos almejados pelo industrial? Atendimento a requisitos? Imagem? Reduo de Custos?

    Quais os dados que j existem? Existem dados sobre vazes, qualidade de gua tratada e sem tratamento, padro de qualidade exigido para cada processo? Estes dados so confiveis?

    ETAPA 1ETAPA 1INVESTIGAINVESTIGAOO

    Quais o(s) processo(s) que consome(m) mais gua?Existem perdas? So controlveis?Existe algum tipo de Tratamento implementado (ETA, ETE, outros)?Qual as fontes de captao? Existe Outorga de gua?

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    PROJETOS DE RESO GUA INDUSTRIAL

    ETAPA 1ETAPA 1INVESTIGAINVESTIGAOO

    Anlise Documental Fluxograma de Processos Leitura de hidrmetros Contas de gua Laudos de Anlise de gua e Efluentes Outros

    Avaliao em Campo Confirmar os dados levantados atravs de documentao Avaliar consistncia do fluxograma hdrico Identificar fidedignidade dos dados levantados (abrangncia, sazonalidade, etc) Identificar perdas Retirar amostras para anlise Outros

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    PROJETOS DE RESO GUA INDUSTRIAL

    ETAPA 1ETAPA 1INVESTIGAINVESTIGAOO

    ETAPA 2ETAPA 2ANANLISE DE DADOSLISE DE DADOS

    ETAPA 3ETAPA 3PROJETO BPROJETO BSICOSICO

    ETAPA 4ETAPA 4ANANLISE VIABILIDADELISE VIABILIDADE

    ETAPA 5ETAPA 5IMPLANTAIMPLANTAOO

    Mapa do Uso dos Recursos Hdricos na Indstria (fluxograma e quantificao)

    Ranking de criticidade no Uso do Recurso Hdrico

    Perdas no intencionais

    Descartes

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    PROJETOS DE RESO GUA INDUSTRIAL

    ETAPA 1ETAPA 1INVESTIGAINVESTIGAOO

    Mapa do Uso dos Recursos Hdricos na Indstria

    Linha gua de Rede

    Cx dguaFI

    Refeitrio, Banheiros, Vestirios

    Sistema gua Gelada

    Mquinas

    Torre de Resfria-mento

    Linha EsgotoLavagem Mquinas e Pisos

    ETE

    Tanque de Efluentes Industriais

    FI

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    PROJETOS DE RESO GUA INDUSTRIAL

    ETAPA 1ETAPA 1INVESTIGAINVESTIGAOO

    Quantificao

    Criticidade

    Perdas no intencionais

    Descarte

    176m3/ms

    280m3/ms

    FI

    0,5m3/ms

    Torre de Resfriamento

    ETE

    Tq de Efluentes Industriais

    FI

    86m3/ms

    25m3/h

    ???

    ???

    320m3/ms

    ???

    ???

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    PROJETOS DE RESO GUA INDUSTRIAL

    ETAPA 2ETAPA 2ANANLISE DE DADOSLISE DE DADOS

    Com os dados obtidos possvel estabelecer uma balano hdrico coerente? possvel estabelecer-se os critrios de qualidade de gua para cada processo e sub-processo?Perdas foram identificadas?

    Caso negativo, deve-se retornar a fase de investigao, pois os dados so importantssimos para um projeto de reuso de gua.

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    PROJETOS DE RESO GUA INDUSTRIAL

    ETAPA 2ETAPA 2ANANLISE DE DADOSLISE DE DADOS

    Usos na Indstria XX (m3/ms)

    60020

    35

    40

    1805

    Matria-primaLimpezaResfriamento

    CaldeiraFins domsticos

    Irrigao

    Outros problemas comuns: Descoberta de contaminantes em alguns processos. Ex: coliformes na gua utilizada para limpeza da Fbrica; Descarte total maior do que a captao; Mistura de gua pluvial com gua de rede ou processo.

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    PROJETOS DE RESO GUA INDUSTRIAL

    ETAPA 2ETAPA 2ANANLISE DE DADOSLISE DE DADOS

    Linha gua de Rede

    Cx dguaRefeitrio, Banheiros,

    Vestirios

    Sistema gua Gelada Mquinas

    Torre de Resfriamento

    Linha EsgotoLavagem, Mquinas e Pisos

    ETE

    Tq de Efluentes Industriais

    200 m3/ms

    60 m3/ms5 m3/ms

    120 m3/ms

    15 m3/ms

    75 m3/ms

    63 m3/ms

    115 m3/ms

    12 m3/ms

    Desconsidervel

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    PROJETOS DE RESO GUA INDUSTRIAL

    ETAPA 2ETAPA 2ANANLISE DE DADOSLISE DE DADOS

    Linha gua de Rede

    Cx dgua Refeitrio, Banheiros,

    Vestirios

    Sistema gua Gelada Mquinas

    Torre de Resfriamento

    Linha EsgotoLavagem, Mquinas e Pisos

    ETE

    Tq de Efluentes Industriais

    Qualidade A

    Qualidade B

    Qualidade C

    Qualidade D

    Qualidade E

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    PROJETOS DE RESO GUA INDUSTRIAL

    ETAPA 3ETAPA 3PROJETO BPROJETO BSICOSICO

    Priorizar as linhas que sero estudadas para Reso Tentar utilizar o Water Pinch Investigar quais as tecnologias que podem ser utilizadas para tratar a gua para uso posterior

    Filtrao Desmineralizao Osmose Reversa Abrandamento Tratamento de Efluente Convencional Conjunto de vrias tecnologias

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    PROJETOS DE RESO GUA INDUSTRIAL

    ETAPA 3ETAPA 3PROJETO BPROJETO BSICOSICO

    Water Pinch

    A tecnologia Water Pinch busca identificar as possibilidades de reso (reciclo) durante o processo produtivo, identificando possveis redues no volume de efluente gerado e at mesmo a reduo na carga de contaminantes.

    Pureza

    Volume de gua

    EfluenteFresh WaterPureza

    Volume de gua24/37

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    PROJETOS DE RESO GUA INDUSTRIAL

    ETAPA 3ETAPA 3PROJETO BPROJETO BSICOSICO

    Water Pinch

    Pureza

    Volume de gua

    Efluente

    Fresh Water

    Zona de Reso

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    PROJETOS DE RESO GUA INDUSTRIAL

    ETAPA 3ETAPA 3PROJETO BPROJETO BSICOSICO

    Water Pinch

    10800400D

    4080050C

    10010050B

    201000A

    Volume de gua

    Condies mximas de sada (ppm de contaminantes)

    Requisitos de entrada (ppm de contaminantes)

    Pontos de Uso

    A

    B

    C

    D

    170

    10

    40

    100

    20 20

    100

    40

    10

    170

    Qualidade real do efluente final: 241 ppm

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    PROJETOS DE RESO GUA INDUSTRIAL

    ETAPA 3ETAPA 3PROJETO BPROJETO BSICOSICO

    Water Pinch

    A

    B

    C

    D

    16040

    100

    20

    100

    40

    10

    160 150

    10

    Qualidade real do efluente final: 256 ppm

    A

    B

    C

    D

    170

    10

    40

    100

    20 20

    100

    40

    10

    170

    ETE

    Qualidade real do efluente final: 241 ppm

    50 (241 ppm)

    120 (0 ppm)

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    PROJETOS DE RESO GUA INDUSTRIAL

    ETAPA 3ETAPA 3PROJETO BPROJETO BSICOSICO

    Water Pinch20

    Qualidade real do efluente final: 456 ppm

    A

    B

    C

    D

    40 80

    50

    2020

    10

    90

    100

    50

    50

    40

    90 10

    A C

    B

    1402020 4050

    10 10

    30

    ETE (100 p/ 56 ppm)

    90 DC

    40

    50

    Qualidade real do efluente final: 740 ppm

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    PROJETOS DE RESO GUA INDUSTRIAL

    ETAPA 3ETAPA 3PROJETO BPROJETO BSICOSICO

    Abrandamento

    Utilizado para remoo dos sais catinicos (Clcio e Magnsio) que so os ons determinantes da dureza da gua. A gua passa por leito de resina catinica e os ons de Ca e Mg so permutados por ons Na presentes da resina. A resina deve ser regenerada frequentemente, usualmente com soluo de cloreto de sdio.

    Normalmente necessrio um pr-tratamento com filtro de areia ou carvo;

    gua abrandada pode ser utilizada para diversas finalidades, sendo prioritrio o uso para caldeiras/sistemas de gerao de vapor.

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    PROJETOS DE RESO GUA INDUSTRIAL

    ETAPA 3ETAPA 3PROJETO BPROJETO BSICOSICO

    Desmineralizao

    Remoo de sais dissolvidos, tanto os catinicos quanto os aninicos. So utilizadas resinas de troca inica especficas para ctions e nions, em leitos individuais ou mistos. A regenerao das resinas obtida com solues bsicas (soda custica) e solues cidas (cidos sulfrico ou clordrico).

    A gua gerada utilizada para diversos processos, entretanto sendo usual como alimentao em sistemas de gerao de vapor de alta presso.

    Na regenerao gerado um efluente cido e outro alcalino que necessita tratamento antes de seu descarte.

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    PROJETOS DE RESO GUA INDUSTRIAL

    ETAPA 3ETAPA 3PROJETO BPROJETO BSICOSICO

    Filtrao

    Genericamente a filtrao realizada para remover a quantidade de particulados presentes na gua, entretanto esta uma definio simplista e existem n tipos de filtrao e de filtros. Na filtrao convencional, a gua passa por um leito no fluxo ascendente, sob presso ou no, e os particulados ficam retidos no leito. Quando da saturao do leito filtrante deve ser realizada uma retrolavagempara retirada destes particulados.

    Filtros de areia: remoo de particulados em geral.

    Filtros de carvo ativado:remoo de cloro, de odor e at de cor;

    Filtros de tela/manga: remoo de partculas grandes (maiores que 10 );

    Filtros de cartucho: remoo de partculas grandes (maiores que 1 ).

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    PROJETOS DE RESO GUA INDUSTRIAL

    ETAPA 3ETAPA 3PROJETO BPROJETO BSICOSICO

    Osmose Reversa um sistema de remoo de sais, onde utilizam-se membranas permeveis que atuam com base no conceito de presso osmtica. A gua, sob presso, forada a passar pelas membranas. Os sais ficam retidos de um lado da membrana, enquanto que gua purificada passa para o outro lado. Frequentemente a membrana deve passar por um processo de limpeza para remoo de material orgnico, impurezas, etc.

    Utilizada para diversas finalidades, tais como dessalinizao de gua do mar, gua ultra-pura (indstria de eletro-eletrnicos), indstria farmacutica, etc.

    32/37

  • Minic

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