Recentemente, uma empresa líder na produção de produtos de limpeza, detergentes, cápsulas e produtos de higiene pessoal confiou aos serviços da J. Huesa o tratamento dos efluentes da produção, nomeadamente para completar o sistema de purificação existente na fábrica.
J.huesa realiza teste piloto para reduzir níveis de DQO, O&G e SS e melhorar a operação e a manutenção do sistema existente
Para aprofundar ainda mais neste sentido, abaixo, fornecemos um histórico da situação inicial, uma vez que a corrente principal apresentava altos teores de DQO, O&G e SS que afetaram negativamente a O&M (sigla em inglês ara Operação e Manutenção) da linha de tratamento existente.
Para resolver este problema e, tendo em conta que este setor tem requisitos cada vez mais exigentes, a equipa técnica propôs a instalação de um pré tratamento constituído por uma ultrafiltração tubular que fosse capaz de eliminar praticamente todos os O&G e SS , reduzindo significativamente a carga DQO entrando na estação de tratamento existente. Para comprovar a adequação desta solução, em uma etapa inicial do projeto, foi realizado um teste piloto no laboratório da J. Huesa.
Piloto de laboratório
Foto: Iagua – Detalhe planta piloto UF tubular
Este projeto piloto foi realizado em duas fases, inicialmente vários módulos de membrana de ultrafiltração foram testados para escolher o modelo adequado a ser incluído na planta final . Para tanto, diferentes módulos foram testados a uma velocidade de crossflow (fluzo cruzado) de 4m/s, até atingir valores de concentração de no máximo 16,7 no fluxo de projeto adequado para uma solução industrial.
A partir deste fator, a diminuição do fluxo caiu drasticamente e ocorreu a formação de espuma abundante, afetando a recirculação do sistema. Além disso, verificou-se a eliminação quase total de SS e O&G e uma redução drástica da DQO na água ultrafiltrada obtida.
Em uma segunda etapa, foi construída uma unidade piloto com um MO P1 (1,2 mm) 66,03 PVDF 18, constituído de um IBC para lagoa de concentração e um tanque de água tratada de 200 litros , a fim de verificar o comportamento da solução em uma planta semelhante à solução industrial, bem como para avaliar o desempenho em um período de tempo maior do que no teste inicial.
Os objetivos definidos para esta planta
Sob condições de filtração inicial:
- Para verificar a remoção de A&G e SS no filtrado obtido
- Para verificar o desempenho de remoção de COD do filtrado obtido
- Para atingir um fator de concentração de aprox. 10, e trabalhar por uma semana em condições estacionárias de projeto para avaliar:
- Se a qualidade do filtrado mantém os níveis de desempenho em A&G, SS e COD
- Efeito de uma semana de operação em TMP e fluxo
Considerando que a água bruta do cliente contém água de diferentes riachos, nas proporções normalmente utilizadas no processo de produção, foi realizada uma análise específica da qualidade do permeado para cada riacho, individualmente, com os mesmos objetivos do caso anterior.
Uma vez que a planta piloto foi configurada, a pilotagem foi realizada em três fases diferentes:
- Fase 1 : concentração da água bruta para trazer o tanque de alimentação às mesmas condições da planta industrial. Essa fase ocorreu durante 4 semanas, 24 horas por dia.
- Fase 2 : pilotagem estacionária em condições como o processo industrial. Essa fase durou três semanas, 24 horas por dia.
- Fase 3 : teste pontual com amostras de água CIP, 24 horas por dia durante dois dias.
Conclusões obtidas em ambos os casos
- Tanto SS quanto O&G foram praticamente retidos na ultrafiltração testada e sob condições como o desenho industrial.
- A remoção média de DQO neste teste, durante a fase estacionária, foi de 70%, o que implica que a carga de matéria orgânica será significativamente reduzida.
- A pressão transmembrana e o diferencial de pressão através da membrana UF não indicaram qualquer necessidade de limpeza ou entupimento prematuro durante a operação piloto.
Solução instalada
Após a conclusão do piloto realizado, optou-se pela implantação de um sistema de ultrafiltração , que é um sistema de separação por membrana, sob pressão controlada e que gera um permeado livre de SS, bactérias e vírus.
Como uma breve apresentação desta tecnologia, pode-se dizer que existem dois tipos de módulos de membrana: Dead-end e Crossflow. Este último pode ser um sistema de dentro para fora ou de fora para dentro.
Pelas condições do processo e da água a ser tratada, além de ser o único sistema que garante o controle de incrustações e entupimentos das membranas, o tipo de UF a ser utilizado será um sistema de crossflow (fluxo cruzado) de dentro para fora com capacidade para produzir 15 m3/hora de permeado.
Foto: Iagua
Como o permeado obtido na ultrafiltração será o insumo da linha de tratamento existente, foi montada uma planta em batelada, para que seu funcionamento seja regulado de acordo com o nível desta linha de tratamento existente.
Todo o funcionamento do sistema é controlado desde o quadro elétrico, onde se encontra o instrumento que comanda a instalação, bem como o painel de controle, onde são apresentadas e parametrizadas as diferentes variáveis de funcionamento.
LEIA TAMBÉM: TRATAMENTO DE ÁGUAS RESIDUAIS COM ALTA CARGA POLUENTE DE EXTRATOS VEGETAIS
Sistema de Tratamento
A água a ser tratada é armazenada em um tanque de GRP (plástico reforçado com vidro) truncado com capacidade de 30 m3 em forma de cone, de onde a água é bombeada por meio de uma bomba com capacidade de 50 m3/hora.
Uma bateria de dois filtros de anéis autolimpantes será colocada na própria linha de impulsão, antes da entrada do tanque, que tem a capacidade de reter as partículas maiores que podem vir com a água bruta.
Foto: Iagua – Detalhe do filtro de malha
A água bombeada passa por um filtro de malha com um tamanho de poro de 150 mícrons. Em seguida, encontramos a bomba de recirculação de 90 kW. Essa bomba fornece a água a ser tratada para os módulos de Ultrafiltração.
Esta bomba movimenta tanto a água acionada pela bomba de alimentação quanto a própria recirculação do concentrado de ultrafiltração, com vazão de até 400 m3/h.
Foto: Iagua – Detalhe da bomba de impulsão
Skid de ultrafiltração
A planta de ultrafiltração possui 5 módulos compostos por membranas PVDF (sigla em inglês para Membrana Hidrofílica de Fluoreto de Polivinilideno) com tamanho de poro de 30 nm (nanômetro). As dimensões de cada módulo são de 4 m e 10′ de diâmetro. Além disso, após os 5 módulos, a planta passa a contar com um tubo de aço inoxidável de 10′ que serve de reserva para possível expansão da planta. Este tubo é conhecido como “manequim”.
Foto: Iagua
Na linha de entrada do skid UF, assim como na saída de cada módulo, encontramos uma série de instrumentação analítica com o objetivo de sempre parametrizar as condições da planta , a saber :
- Medidores de vazão
- Transmissores de temperatura
- Transmissores de pressão
Após os módulos de ultrafiltração, o concentrado retorna através de uma linha de aço inoxidável de 10′ para a sucção da bomba de recirculação.
Na parte externa de cada módulo está a saída de permeado, feita de PVC-U por meio de uma conexão vitaúlica de 2 ½’ ao módulo. No lado do permeado de cada módulo há um visor que permite que o permeado obtido seja inspecionado visualmente e detecte possível quebra dos poros caso seja observada turbidez. Esta parte também possui instrumentação para medir parâmetros como pressão transmembrana ou TMP e dP.
Além disso, cada linha de permeado tem uma válvula pneumática de ação simples ajustável. Essas válvulas permitem aberturas parciais de cada linha de permeado e seu principal objetivo é equalizar os TMPs de cada módulo, tanto quanto possível.
Foto: Iagua
Flushing
Em uma planta de UF, é necessário mover a descarga principal das membranas assim que o processo for interrompido. Desta forma, garantimos que as membranas ficam “embebidas” com líquido limpo, como água de osmose, água da rede ou mesmo o próprio permeado da planta. Nesta ocasião, após vários estudos-piloto em laboratório, decidiu-se usar a própria água permeada da UF como água de descarga.
A lavagem também é usada na fase de filtração como uma medida preventiva contra o possível entupimento dos poros da membrana e recuperação do desempenho da membrana. A lavagem também é frequentemente utilizada antes do início da filtração, com o objetivo de garantir o deslocamento total do efluente antes do início da filtração.
Para poder lavar a planta quando ela for desligada, um tanque de GRP truncado em forma de cone de 5 m3 foi incluído no sistema, a partir do qual a bomba de alimentação suga a água ultrafiltrada e a introduz na planta. O restante do permeado é coletado em dois tanques GRP de 40 m3 que coletam a água de entrada da linha de tratamento existente na fábrica.
Limpeza (CIP)
A limpeza química ou modo CIP é um modo que entra em ação quando o desempenho da membrana diminui devido à incrustação. Para saber essa queda no desempenho, é importante monitorar os seguintes parâmetros:
- Taxa de fluxo do permeado
- Queda de pressão em cada módulo (dP)
- Pressão transmembrana (TMP)
- Consumo de energia
Referência: Iagua
Adaptado para Portal Tratamento de Água
Traduzido por Jaqueline Morinelli
ÚLTIMAS NOTÍCIAS: CHAMADA PÚBLICA PARA PROJETOS COM FOCO EM HIDROGÊNIO VERDE ATRAI PROPOSTAS DE R$ 14,5 MILHÕES NO RIO GRANDE DO NORTE
ÚLTIMAS NOTÍCIAS: PREFEITURA DE MANGARATIBA / RJ VAI AMPLIAR A INSTALAÇÃO DE BIODIGESTORES NA CIDADE
