reúso de água.pdf
TRANSCRIPT
-
7/30/2019 Reso de gua.pdf
1/59
Escola Politcnica da USP
PHA 5749 Reso de gua
-
7/30/2019 Reso de gua.pdf
2/59
Introduo A prtica de reso mias uma opo
para a reduo da presso sobre osrecursos hdricos;
Contudo, ela apresenta limitaes;
necessrio um planejamentoadequado para a implantao do reso;
Negligenciar os fatores que limitam oreso pode conduzir a diversosproblemas.
-
7/30/2019 Reso de gua.pdf
3/59
Conceitos sobre ResoO conceito de Reso da gua no
novo;
Vrios trabalhos abordam esta questoe apresentam as opes relacionadas aesta prtica;
Pesquisadores que a muito se dedicam
pesquisa sobre reso:Takashi Asano, Ivanildo Hespanhol; Pedro
Mancuso; Menahem Rebhun, entre outros.
-
7/30/2019 Reso de gua.pdf
4/59
Fatores que Motivam a
Recuperao e Reso da gua reduo da poluio dos cursos dgua;
disponibilidade de efluentes tratados comelevado grau de qualidade;
promover, longo prazo, uma fonte confivelde abastecimento de gua;
gerenciamento da demanda de gua emperodos de seca, no planejamento global dos
recursos hdricos; encorajar a populao para conservar a gua e
adotar prticas de Reso
-
7/30/2019 Reso de gua.pdf
5/59
Definio do Conceito de
Reso de gua Classificao do reso:
Quanto forma:
Reso planejado;Reso no-planejado (inconsciente);Reso direto;Reso indireto.
Quanto aplicao (Usos):Urbanos; Industriais;Agrcola.
-
7/30/2019 Reso de gua.pdf
6/59
Definio do Conceito de
Reso de gua Reciclagem:
Uso dos efluentes de uma instalao, nos
processos desenvolvidos na prpriainstalao.
Definio ampla para reso: Uso de efluentes tratados ou no para fins
benficos, tais como irrigao, usoindustrial e fins urbanos no potveis.
-
7/30/2019 Reso de gua.pdf
7/59
ResoUtilizao de efluentes tratados, ou no,
em substituio fonte de guanormalmente utilizada;
Contribui para a reduo do volume degua captado e de efluentes lanadospara o meio ambiente;
Embora o volume de efluente seja
reduzido, a carga de contaminantes no alterada, a menos que no tratamentoocorra a reduo da mesma.
-
7/30/2019 Reso de gua.pdf
8/59
Fatores Favorveis ao Reso
nas Indstrias H uma exigncia para o tratamento dos
efluentes;
Em alguns casos a qualidade do efluentetratado apresenta caractersticas equivalentesquelas da gua bruta utilizada;
Podem ser gerados efluentes comcaractersticas adequadas para utilizao
direta; Possibilita a reduo dos custos associados
captao de gua e tratamento do efluentes.
-
7/30/2019 Reso de gua.pdf
9/59
Como Viabilizar o Reso Avaliao das atividades industriais; Verificao da qualidade da gua
disponvel, dos requisitos de qualidadepara uso e das caractersticas dosefluentes gerados;
Identificao das atividades com maiorpotencial para a aplicao da prtica de
reso; Elaborao de um balano material em
todo o sistema.
-
7/30/2019 Reso de gua.pdf
10/59
Implantao da Prtica de
ResoQue tipo de reso se pretende implantar:
Reso direto de efluentes uso de
efluentes originados em um processo,diretamente em outro (reso em cascata); Reso de efluentes tratados utilizao
de efluentes que foram submetidos a umprocesso de tratamento.
No caso do reso de efluentes tratadosexiste ainda a opo do reso comtratamento complementar.
-
7/30/2019 Reso de gua.pdf
11/59
Implantao da Prtica de
ResoDepende da complexidade do processo
ou atividade na qual se pretende fazer o
reso; Podem ser necessrias alteraes nos
procedimentos de coleta, armazenageme transporte de efluentes;
A elevao da concentrao de certoscontaminantes reduz o potencial dereso;
-
7/30/2019 Reso de gua.pdf
12/59
Implantao da Prtica de
Reso
A adoo da prtica de reso emcascata deve ser priorizada;
Os estudos sobre o potencial de resode efluentes tratados deve ser feita apsa avaliao e implantao das medidas
de otimizao do uso da gua e resoem cascata.
-
7/30/2019 Reso de gua.pdf
13/59
Reso em Cascata
ETA
Processo 1
Processo 2
Processo 3Estao deTratamento
-
7/30/2019 Reso de gua.pdf
14/59
Reso em Cascata A caracterstica do efluente gerado em
um processo qualquer compatvel com
o requisito de qualidade a gua utilizadaem outro processo; Exige que os procedimentos de coleta,
armazenagem e transporte do efluentesejam reavaliados;
Deve ser dada nfase aos processosque apresentem elevada gerao deefluentes;
-
7/30/2019 Reso de gua.pdf
15/59
Reso em CascataQualquer que seja a forma de reso a
ser implantada devem ser realizadosensaios;
Nos casos onde a concentrao doefluente sofre variaes, recomenda-seum controle automatizado;
Tambm deve ser mantida a opo pelautilizao da gua proveniente dosistema de abastecimento.
-
7/30/2019 Reso de gua.pdf
16/59
Reso Parcial de Efluentes Sistema de lavagem de equipamentos e
dispositivos de grande porte apresentamgrande potencial para esta prtica;
Durante a operao de lavagem, aconcentrao do contaminante vaidiminuindo; No incio da operao a concentrao
elevada; Ao trmino, a concentrao do efluente
fica prxima a da gua de lavagem.
-
7/30/2019 Reso de gua.pdf
17/59
Reso Parcial de Efluentes
Demonstrao por balano de massa;
Desenvolvimento de uma expresso querelaciona a variao da concentrao do
contaminante no efluente com o tempo.
-
7/30/2019 Reso de gua.pdf
18/59
Representao do processo de lavagem dereatores e tanques
-
7/30/2019 Reso de gua.pdf
19/59
Dados:Vazo de gua = 50 L/minuto.
Cgua = 40 unidadesC0 = 3000 unidadesTempo de deteno = 3 minutos
Representao da variao da concentrao de contaminanteno efluente em uma operao de lavagem
-
7/30/2019 Reso de gua.pdf
20/59
Hipteses para a Avaliao Lavagem do equipamento = 30 minutos;
Concentrao mxima do contaminante
para viabilizar o reso = 100 unidades;Dados:
Vazo de gua = 50 L/minuto.
Cgua = 40 unidades
C0 = 3000 unidades
Tempo de deteno = 3 minutos
-
7/30/2019 Reso de gua.pdf
21/59
Processo de Lavagem Modificado
-
7/30/2019 Reso de gua.pdf
22/59
Modelagem do SistemaNo Reator:
VA = constante
QLAV = QEFL
-
7/30/2019 Reso de gua.pdf
23/59
Modelagem do SistemaNo tanque de Reso:
-
7/30/2019 Reso de gua.pdf
24/59
Modelo para determinao da variao daconcentrao de contaminantes no reator e no
tanque de gua para reso
-
7/30/2019 Reso de gua.pdf
25/59
Resultados da Simulao
Tempo deLavagem(minutos)
Concentrao doContaminante no
Efluente doReator (unidades)
Volume deEfluente
Acumuladono Tanque deReso (litros)
Concentrao doContaminante no Tanque
de Reso(unidades)
0 3000,00 0 3000,0
5 599,12 250 1480,6
10 145,51 500 896,1
15 59,91 750 627,8
20 43,76 1000 483,3
25 40,71 1250 395,0
30 40,13 1500 335,9Dados para simulao:Tempo total de lavagem = 30 minutosTempo de deteno hidrulico = 3 minutosVazo de gua de lavagem = 50 L/minutoConcentrao do contaminante na gua de lavagem do reator = 40 unidadesConcentrao do contaminante no incio da operao de lavagem = 3000 unidades
-
7/30/2019 Reso de gua.pdf
26/59
Tempo deLavagem(minutos)
Concentrao doContaminante no
Efluente doReator
(unidades)
Volume deEfluente
Acumulado noTanque de
Reso (litros)
Concentrao doContaminante no
Tanque deReso
(unidades)
5 599,03 0 599,0310 145,50 250 311,98
15 59,91 500 201,64
20 43,76 750 150,99
25 40,71 1000 123,70
30 40,13 1250 107,04Dados para simulao:Mesmos que os utilizados na simulao anterior.
Tempo em que o efluente descartado aps o incio da lavagem = 5 minutos
Resultados da Simulao com Descarteparcial de Efluente
-
7/30/2019 Reso de gua.pdf
27/59
Reso de Efluentes Tratados
Pode ser viabilizada por meio de duasformas: Reso direto do efluente tratado:
Encaminhamento do efluente nas condiesque se encontra, para o reservatrio dedistribuio;
Reso com tratamento adicional:Tratamento adicional do efluente tratado,
visando a remoo de algum contaminante
especfico;O reso com tratamento adicional pode
evoluir para o conceito de descarga zero deefluentes.
-
7/30/2019 Reso de gua.pdf
28/59
Reso de Efluentes TratadosQualquer que seja a opo selecionada,
deve haver uma preocupao com o seu
planejamento; Este planejamento visa garantir a
obteno do mximo benefcio, a umcusto exeqvel;
importante que a prtica de resotambm seja sustentvel.
-
7/30/2019 Reso de gua.pdf
29/59
Elementos Necessrios para a
Avaliao do Potencial de Reso Conhecimento das atividades
desenvolvidas; Caractersticas da gua utilizada no
processo e dos efluentes tratados; Identificao dos requisitos mnimos de
qualidade para a gua a ser utilizada emcada atividade;
Determinao da carga decontaminantes incorporada nosprocessos.
-
7/30/2019 Reso de gua.pdf
30/59
Representao do Esquema Utilizado para a Obteno daCarga de Contaminantes Incorporada no Efluente
-
7/30/2019 Reso de gua.pdf
31/59
Elementos Necessrios para a
Avaliao do Potencial de Reso Reorganizao do sistema em anlise,
visando:
distino das atividades que exigem o usode gua potvel das demais; Implementao das linhas de recirculao
de efluentes para as atividades compotencial de reso;
Elaborao do balano de massa evazes para determinar a taxa de resode efluentes.
-
7/30/2019 Reso de gua.pdf
32/59
Diagrama esquemtico para a obteno da variao daconcentrao de SDT no efluente e na gua de reso, com o
reso de efluentes
-
7/30/2019 Reso de gua.pdf
33/59
Exemplo para Determinao doPotencial de Reso Direto deEfluentes Tratados
At ividade ou Aplicao
gua Efluentes
Demanda(m3/dia)
SDT(mg/L)
Gerao(m3/dia)
SDT(mg/L)
Uso Potvel 300 60 240 250
Sistema de Resfriamento 600 60 100 360
Processo A 250 20 240 200
Processo B 300 60 300 550
-
7/30/2019 Reso de gua.pdf
34/59
Informaes RelevantesTodos os efluentes gerados, com exceo da
purga do sistema de resfriamento, soconduzidos a uma estao de tratamento por
sistema biolgico; No h reduo da concentrao de sais
dissolvidos; Os limites de qualidade para a gua para o
Processo B e Sistema de Resfriamento so
250 e 200 mg/L; A concentrao de sais na purga pode ser
elevada at 1000 mg/L.
-
7/30/2019 Reso de gua.pdf
35/59
Indicao dos fluxos de gua e efluentes na indstriaavaliada
-
7/30/2019 Reso de gua.pdf
36/59
Dados Complementares Perdas no Sistema:
Vazo de gua alimentada ao processo
menos a parcela do efluente gerado; Concentraes de sais dissolvidos nas
perdas:gua Potvel 60 mg/L
Processo A
20 mg/L Sistema de Resfriamento 0,0 mg/L
-
7/30/2019 Reso de gua.pdf
37/59
Determinao da Carga de
Sais Incorporada no Sistema Equaes para o balano:
Carga de Sais = quantidade de sais que sai -quantidade de sais que entra
Quantidade de sais que sai = (Qefl*Cefl + Qpurga *Cpurga + Qperda 1 * Cperda 1 + Qperda 2 * Cperda 2)
Quantidade de sais que entra = (Qpot*Cpot +QA*CA + QB*CB + Qresfr * Cresfr)
Quantidade de sais que sai = 305.200 g/dia Quantidade de sais que entra = 77.000 g/dia
Carga de Sais = 228.200 g/dia
-
7/30/2019 Reso de gua.pdf
38/59
Determinao do Potencial de
Reso Reorganizar o diagrama, visando a implantao
da prtica de reso;
Determinao das novas condies deoperao do sistema de resfriamento;
Elaborao do balano de massa no sistemaresultante;
Obteno da variao da concentrao de sais
dissolvidos no efluente do sistema e gua dereso, para definir a taxa mxima de reso.
-
7/30/2019 Reso de gua.pdf
39/59
Condies de Operao do
Sistema de Resfriamento Vazo de gua evaporada = Vazo de
alimentao purga;
Vazo evaporada = 600 100 = 500 m3
/dia; Carga de sais na purga = Vazo de reposio *
concentrao de sais na reposio;
Carga de sais na purga = Vazo da purga *concentrao de sais na purga;
Vazo de reposio = Vazo de evaporao +vazo da purga;
-
7/30/2019 Reso de gua.pdf
40/59
Condies de Operao do
Sistema de Resfriamento
Vazo da purga = (Vazo de evaporao *
concentrao na reposio)/(Concentraoda purga concentrao da reposio)
Vazo da purga = (500 * 200)/(1000 200)
Vazo da purga = 125 m3/dia
Vazo de reposio = 625 m3/dia
-
7/30/2019 Reso de gua.pdf
41/59
Arranjo para a determinao do potenc ial de reso de efluentes
-
7/30/2019 Reso de gua.pdf
42/59
Balano de Massa
A vazo de reso uma parcela doefluente tratado na estao;
-
7/30/2019 Reso de gua.pdf
43/59
Resultados da Variao da Concentrao doContaminante no Efluente e gua de Reso
% Recic lo em Relao Demanda paraResfriamento e
Processo B
Qgua(m3/d)
QReso(m3/d)
Cefl (mg/L)Creso
(mg/L)QMA
(m3/d)Qfinal Cfinal
% deReciclo doEfluente
0% 925,00 0,00 209,29 60,00 850,00 975,00 310,67 0%
5% 878,75 46,25 217,88 67,89 803,75 928,75 323,15 5%
10% 832,50 92,50 227,52 76,75 757,50 882,50 336,94 11%15% 786,25 138,75 238,42 86,76 711,25 836,25 352,26 16%
20% 740,00 185,00 250,83 98,17 665,00 790,00 369,37 22%
25% 693,75 231,25 265,09 111,27 618,75 743,75 388,61 27%
30% 647,50 277,50 281,66 126,50 572,50 697,50 410,39 33%
35% 601,25 323,75 301,14 144,40 526,25 651,25 435,28 38%
40% 555,00 370,00 324,38 165,75 480,00 605,00 463,97 44%
45% 508,75 416,25 352,56 191,65 433,75 558,75 497,40 49%
50% 462,50 462,50 387,48 223,74 387,50 512,50 536,88 54%
60% 370,00 555,00 490,17 318,10 295,00 420,00 641,90 65%
70% 277,50 647,50 686,67 498,67 202,50 327,50 806,26 76%
80% 185,00 740,00 1213,64 982,91 110,00 235,00 1100,00 87%
90% 92,50 832,50 7311,43 6586,29 17,50 142,50 1775,09 98%
-
7/30/2019 Reso de gua.pdf
44/59
Anlise dos Resultados
Potencial de reso de efluentes no sistema49 % do efluente tratado na estao;
Reduo do consumo de gua em relao demanda para os processos 45 %;
Reduo global na demanda de gua 29 %
-
7/30/2019 Reso de gua.pdf
45/59
Reso com a Utilizao de
Tratamento Complementar uma alternativa prtica de reso
direto de efluentes;
Utilizar uma tcnica adicional detratamento, para remoo decontaminantes especficos;
Dependendo da eficincia de remoodo contaminante o potencial de reso ampliado.
-
7/30/2019 Reso de gua.pdf
46/59
Reso com a Utilizao de
Tratamento Complementar A avaliao do potencial de reso segue o
mesmo roteiro que o desenvolvido para resodireto;
Basta acrescentar ao diagrama de fluxos oprocesso de tratamento selecionado; Caso ocorra a destruio do contaminante,
deve acrescentar um fluxo fictcio saindo dosistema;
No atual estgio de desenvolvimentotecnolgico pode ser obtido um efluente comcaractersticas equivalentes gua dealimentao do sistema.
-
7/30/2019 Reso de gua.pdf
47/59
Consideraes Finais sobre
ResoQualquer prtica de reso de gua, ou
efluente, deve considerar as limitaesde ordem tcnica, operacional e
econmica;Deve haver compatibilidade entre a
qualidade da gua ou efluente de reso,com os requisitos de processo;
A avaliao da viabilidade tcnica podeser feita, inicialmente, por anlisessimples e balanos de massa.
-
7/30/2019 Reso de gua.pdf
48/59
Consideraes Finais sobre
Reso Em um esquema de reso, ocorre a
elevao da concentrao doscontaminantes;
O reso de efluentes tratados requer odescarte de uma parcela do efluente,para manter a sua composioadequada;
O uso de tcnicas avanadas detratamento possibilita um melhoraproveitamento do efluente.
-
7/30/2019 Reso de gua.pdf
49/59
Atividade Determinar a evoluo da concentrao deSDT em funo da taxa de reso.
Dados sobre demanda de gua egerao de efluentes
Atividade Demanda(m3/dia)
Gerao(m3/dia)
Concentrode Sais (mg/L)
Torres de resfriamento 550 50,0 336,0
Processo 1 190 182,1 640,0
Processo 2 160 146,5 710,0
Uso domstico 500 421,0 460,0
Total 1400 799,6 --x--
-
7/30/2019 Reso de gua.pdf
50/59
Dados Adicionais: Concentrao de sais na gua disponvel 46,0
mg/L Adotar a prtica de reso apenas para os
processos 1 e 2; Utilizar o efluente tratado em uma estao de
clarificao convencional, que trata: Purga da torre; Efluente do processo 1; Efluente do processo 2; Esgoto domstico aps tratamento biolgico.
No sistema de tratamento no h reduo daconcentrao de sais dissolvidos.
-
7/30/2019 Reso de gua.pdf
51/59
Estudos de Caso
-
7/30/2019 Reso de gua.pdf
52/59
Aeroporto de Guarulhos
Ampliao da capacidade do aeroporto;
Construo do TPS n 3;
reaConsumo Previsto
(L/d)
Sistema de Ar Condicionado (Torres de Resfriamento) 480.000
Lavagem de Pisos 14.700
Lavagem de Aeronaves 50.000Irrigao de reas Verdes 10.000
Descargas em Vasos Sanitrios e Mictrios 2.037.315
Total 2.592.015
Demandas previstas para fins no potveis
-
7/30/2019 Reso de gua.pdf
53/59
Aeroporto de Guarulhos
Gerao de esgotos TPSs 1, 2 e 3:
Volume dirio: 6.437,21 m3
; Concentrao de SDT: 270 mg/L.
Sistema complementar de tratamento:
Fsico-qumico.
-
7/30/2019 Reso de gua.pdf
54/59
Arranjo do Sistema de Tratamento para Reso
-
7/30/2019 Reso de gua.pdf
55/59
Resultados do Balano de Massa
Foi considerado como uso limitante a reposio na torre de resfriamento
-
7/30/2019 Reso de gua.pdf
56/59
Observaes
No programa de reso proposto o usolimitante foi a reposio em sistema deresfriamento (SDT < 300 mg/L);
Se fosse admitida uma concentrao deSDT de at 500 mg/L, o potencial dereso seria muito superior;
Para o aumento do limite de SDT natorre seria necessrio recalcular a purgado sistema.
-
7/30/2019 Reso de gua.pdf
57/59
Reso no Condomnio
CETENCO Plaza 25 andares;
3 subsolos;
2 pavimentos de casa demquinas;
1 heliponto.
Estimativa do consumo degua
reas potenciais para reso:Descarga em sanitrios;Torre de resfriamento.
-
7/30/2019 Reso de gua.pdf
58/59
Reso no Condomnio CETENCO Plaza
QRP =Volume de reposio nas torres de resfriamento Qsanit =Volume de gua necessrio para descargas em sanitrios
QR1 =Volume de esgoto tratado para reso nas torres de resfriamento QE =Volume de gua evaporado nas torres de resfriamento
QR2 =Volume de esgoto tratado para descarga em sanitrios Qpot =Volume de gua para fins potveis
QA1 =Volume de gua de poo para reposio nas torres deresfriamento QA =Volume de gua perdida por arraste nas torres de resfriamento
QA2 =Volume de gua de poo para descarga em sanitrios Msais =Carga de sais incorporada ao esgoto
Qpoo =Volume total de gua extrada do poo Cesginicial =Concentrao de sais no esgoto sem a aplicao da prtica de reso
QP =Volume de purga das torres de resfriamento Csanit =Concentrao de sais dissolvidos na gua para descarga em sanitrios
QD =Volume de esgoto a ser lanado na rede da SABESP N =Nmero de ciclos de concentrao nas torres de resfriamento
Cesgoto =Concentrao de sais dissolvidos no esgoto %R1 =QR1/QRP
CRP =Concentrao de sais dissolvidos na gua de reposio nastorres. %R2 =QR2/(Qesgoto - QR1)
Qesgoto =Volume de esgoto gerado no condomnio
-
7/30/2019 Reso de gua.pdf
59/59
Estimativa de investimentos, reduo de custo etempo de amortizao