TRATAMENTO E RECICLO DE ÁGUA NA INDÚSTRIAahkbusiness.de/fileadmin/ahk_business_br/02_Agenda-Events/Evento... · Energietechnik Umwelttechnik Fertigung TRATAMENTO E RECICLO DE ÁGUA

Energietechnik Umwelttechnik Fertigung

TRATAMENTO E RECICLO DE

ÁGUA NA INDÚSTRIA

Deckblatt/Schlussblatt kann über ‘Layout‘ (rechte Maustaste) ausgewählt werden: WEHRLE Gruppe / WWAG / WUG + Sprachversion

VISÃO GERAL

Apresentação da WEHRLE Umwelt

Aspectos do Reúso em Ciclo Fechado

Motivação da Indústria para o Reúso em Ciclo Fechado

Tecnologias para o Tratamento e Reúso em Ciclo Fechado

Seleção de Processos

13.11.2017 Reciclagem de Água na Indústria 2

VISÃO GERAL

Apresentação da WEHRLE Umwelt

Aspectos do Reúso em Ciclo Fechado

Motivação da Indústria para o Reúso em Ciclo Fechado




APRESENTAÇÃO DA WEHRLE UMWELT

História da WEHRLE

Fabricação de Caldeiras de Baixa pressão

Fundação da Caldeiraria “Wilhelm Wehrle”

Tratamento Térmico de Resíduos, Energia de Biomassa

Novos Negócios: Umwelttechnik (Meio Ambiente)

Emmendingen

1º Biorreator de Membranas em escala industrial do Mundo

1ª Nanofiltração em escala industrial do Mundo

1º Processo de Recuperação de CDR de alta qualidade

1860

Séc.XIX

Séc.XX

1982

1991

1998

2006

13/11/2017 Reciclagem de Água na Indústria 4

APRESENTAÇÃO DA EMPRESA

13/11/2017 5

WEHRLE & Tratamento de Efluentes Derivados de Resíduos

1ᵃ planta construída em 1990 e ainda em operação!

Mais de 300 instalações de referência em mais 30

países

Projeto, construção, operação e otimização de plantas

para Tratamento de Chorume

Tratamento “de primeira linha” de efluente

(comparado ao tratamento convencional de efluente)

• Chorume de aterro

• TBM (compostagem/digestão anaeróbica)

• Efluente de bunker de resíduos

Tratamento

de Chorume

67%

33%

Waste derived effluent Industrial effluent

Efluentes Derivados

de ResíduosEfluente derivado de resíduos

Efluentes industriais

Tratamento de

Resíduos

Geração de biogás a partir

de resíduos orgânicos

CDR de alta qualidade

(Combustível Derivado de

Resíduos)

a partir de resíduos não

segregados

Tratamento de

Efluentes

Chorume de aterros

Efluente de „Bunker“ de

Resíduos

MBT / Centrado /

Digestores

Aplicação

Tratamento de Efluentes

Reciclo de Água

Água de Processo

Água de Compensação

Geração de biogás

Recuperação de calor

Recuperação de materiais

Stripping de amônia

Deamonificação

Água Potável

Indústrias

Alimentos & Bebidas

Químicas

Petroquímicas

Farmacêutica

Lavanderias

Casa e Higiene Pessoal

Têxtil & Couro

Subprodutos animais

Automobilística &

Metallurgia


Aplicações

R E S Í D U O S I N D Ú S T R I A



Portfolio de Tecnologias para Tratamento de Efluentes

QUALIDADE DO EFLUENTE

CA

RG

A D

O I

NF

LU

EN

TE

Biorreatores

Anaeróbicos

Biorreatores de Membranas MBR

Tratamento típico para efluentes municipaisQuímico/ Físico

Biorreatores

Aeróbicos

Jet Zone

CAS SBR subm. MBR

13.11.2017 7

APRESENTAÇÃO DA EMPRESA

13/11/2017 8

Vídeo da Empresa

Tratamento

de Chorume

http://www.wehrle-do-brasil.com.br

Link para o vídeo :

VISÃO GERAL

Breve Apresentação WEHRLE Umwelt

Aspectos da Circulação Fechada

Motivações da Indústria para a Circulação Fechada




ASPECTOS DA CIRCULAÇÃO FECHADA

Produção Integrada ou

Reorganização do processo de produção

de uma maneira mais sustentável

Altíssima eficiência

Elaborado, dispendioso, inflexível se

comparado aos processos “fim de linha”

“End of Pipe” – “Fim da Linha”

Etapas de Downstream

Certos limites podem ser atingidos

apenas pela tecnologia

Apenas menor influência sobre o

processo de produção


Processo

1

Processo

2

Processo

1

Processo

2

Tratamento dos

Efluentes

A.

R.

A.


Gastos para diversas taxas de reciclagem


Taxa d

e r

ecic

lagem

100%

75%

50%

25%

0%

Zero Descarga de Líquido (ZDL)

Meta de limpeza/-gastos: baixo médio alto

Implementação Técnica: qualidade da biologia +Contagem de substâncias/Menor + Evaporação

Remanescente: tratamento de efluente trat. efluente/altamente poluído disp. resíduos sólidos/resíduo tóxico

Cu

sto

do

In

ve

sti

me

nto


Pegada Hídrica, Pegada Energética, Aspectos Ecológicos e Econômicos


Alto Consumo Energético

(Sopradores, Bombas, Membranas)

Alto Consumo de Químicos

(Ácidos, Bases, Químicos para

limpeza, Antiespumantes, …)

Economia de Água

(possível economia com tratamento)

Recuperação Energética

(geralmente 25 … 35 °C)

Outros possíveis efeitos ambientais


Aspectos Básicos do Gerenciamento de Água

Registro de todos os efluentes da produção com seus respectivos valores de volume,

concentração e carga

Sumário completo com todas as correntes de efluente, determinando o tratamento

requerido por cada uma delas

Definição da qualidade da água fresca e quantidades nas diferentes indústrias

Quais processos podem ser realizados sem nenhum tratamento adicional?

Quais processos necessitam de um tratamento mais qualificado?

Em comparação, quais os custos e quais as economias?



Exemplo: Dados de Substâncias / “Mapeamento dos Efluentes”




Ex.: Diagrama de Processo


Ex.: “Mapeamento dos Efluentes” para otimização da planta


VISÃO GERAL







Motivos Para o Tratamento e Reúso de Água


Baixa qualidade de fornecimento de

água, Custos de tratamento

Requerimentos Legais/ Políticas da

Empresa

Redução da pegada hídrica /

Imagem Ecológica

Menor dependência da legislação

local/ Medição de emissões /

Taxamento extra

Otimização de custos operacionais

§$

$

$

MOTIVAÇÕES DA INDÚSTRIA PARA A CIRCULAÇÃO FECHADA


Trechos da página da Mondeléz

Reduzir consumo de água nas plantas de

produção em 15% entre 2005 e 2010.

A Kraft Foods obteve progresso significativo na

redução de […] água […] em suas operações

pelo mundo.

De 2005 a 2010:

• Redução de 30% na entrada de água

• Cerca de 70% da pegada hídrica provém da

produção (incluindo commodities da agricultura

utilizadas para a produção de alimentos), enquanto

apenas 10% provém de escritórios/plantas.

• Os outros 10% da pegada hídrica provêm do uso

dos consumidores, sendo a maior parte da

preparação de alimentos.



Coca Cola

Objetivos ambiciosos nos próximos anos; aumento de investimento para infraestrutura hídrica

Demanda por tecnologias avançadas e inovadoras

Necessidade de soluções sustentáveis! Alvo: maior qualidade do produto e imagem da marca

Diageo


VISÃO GERAL







TECNOLOGIA PARA CIRCULAÇÃO FECHADA

Produção Integrada

Evaporador

Tecnologia de Membranas

Floculação & Precipitação

Recuperação de Materiais Valiosos

“Fim de Linha"

Tratamento Biológico de Alta Qualidade

Produção de Água

Dessalinização / Alimentação de

Caldeiras


Principais Parâmetros de Controle

Parâmetro Unit CN 430 (ClsII) DT. 14.250

DBO mg/l 60 % Remoção 60 ou 80% RM

DQO mg/l ? (200) ?

N mg/l 20 10*

Fósforo mg/l - 1* ou 75%**

O & G mg/l 20-50 20-50

Vazão mg/l 1,5 v. Média +

Cálculo

Cálculo (V Rio x

V EF)

mg/l h 1 Inmhoff 1 Inmhoff

Ph - 5 -9 6 - 9

Temperatura °C >40 -

M Sedim.

CONAMA 357/430 – 2005 ,2011

Nem sempre são estes os

valores aplicados, grande

variação de acordo com os

paramentos apresentados,

a análise do órgão ambiental,

concessões e parâmetros

regionais.


• Principais Tendências para Limitação de emissões (SP/ RJ) :

DQO 200 mg/l

TN 20-50 mg/l

DBO 40 ml/l

P 1-20 mg/l

T°C Corpo d´agua Fe >15mg/l


27

Tecnologias- Qual seria a melhor opção?

Quantidade

Conama 357/ 430

Carga de contaminação

Existem pressões internas e externas para o projeto?

Degradabilidade

Condições de trabalho/ operação

Incluir no tratamento a ser criado?

Necessidades energéticas? Variações ao longo do tempo? Leis mais restritivas?

Qual o investimento disponível?

Qual o tecnologia?

Que tipo de efluente estaremos tratando?

Quais são os limites de emissão? Condições para o projeto

Existe um tratamento existente?

Onde- Classe do Corpo d‘agua

Limites especiais


28

Lodo ativado, MBR, MBBR, etc

Reator EGSB, Lagoa Anaeróbias etc

Degradação do carga poluente

Oxidação /Foto-O, eletroquímico, floculação, etc

~Lodo , >O2, ~E , >PF

Separação da carga poluente

>lodo, >E, >PF

Transformação da carga poluente

>lodo, >E, ~PF

Floculação, Ultra-, Nanofiltração, Osmose reversa, CA

Tratamento aeróbio de efluentes

Tratamento anaeróbio de efluentes Tratamento Fisico-químico* de efluentes

Degradação do carga poluente

<Lodo, <O2, <E, <PF

Tecnologias- Qual seria a melhor opção?

Tratamento físico-Q de efluentes



“Fim de Linha" / Exemplo MBR + NF


Tratamento de Efluente Pós-tratamento

“polimento”

13/11/2017

Princípio de funcionamento do Biorreator de Membranas

B i o r r e a t o r d e M e m b r a n a s

Tratamento

BiológicoUltrafiltração

Degradação de DQO

Nitrificação/Desnitrificação

Separação

de Lodo

Efluente Descarga


Reciclagem de Água na Indústria


13/11/2017 31

Fluxograma de um MBR

Tratamento de Efluentes

Aeração

Separação da

Biomassa

Aeradores de Superfície(tipo Sistemas convencionais)

Aeradores de Membrana(tipo MBR submerso)

Sistema de Aeração com Jato(tipo MBR externo)

+ Instalação Simples

+ Baixo custo de investimento

+ Fácil manutenção

- Baixa eficiência de oxigênio

- Alto custo energético

- Emissão de odores

- Enviável para alta SSLM

- Fouling das Membranas

- Manutenção complicada

(ex.: equipamento para

elevação)

+ profundidade média da

base

+ alta eficiência de oxigênio

+ baixo custo energético

+ estado sólido/sem manutenção

+ Alta profundidade da base

+ Maior eficiênciade oxigênio

+ SSLM alta e flexível

- Bomba de jato extra necessária

(fora do reator)

Diferenças entre os sistemas de aeração dependendo da carga de DQO



13/11/2017 Reciclagem de Água na Indústria

13/11/2017 34 Treatment of

Leachate


Efluents


BIODIGAT SB – Biorreator Anaeróbio

BIODIGAT SB

Bioreactor Anaeróbio

Remoção de grande parte da matéria

orgânicaProdução de biogás

Baixo custo operacional

Pós Tratamento ou descarte indireto



13/11/2017 Tratamento de Efluentes


Efluents

Sistema de Distribuição

Separador de 3 fase - inferior

Separador de 3 fase – Superior




Tipos de Membrana / Rejeição de Sais – Passagem de Sais

Em intensivos ciclos de

reciclo, atentar à disposição

de resíduos e eliminação de

sais.


Ultrafiltração Nanofiltração Osmose Inversa


Gerenciamento de Água Considerando-se as Diversas Qualidades


Caldeira

Hospital

Hotel

Lavanderia

Tecelaria

MBR NF RO

Qualidade A

Qualidade B

Qualidade C

Processo de lavagem

Planta de

Esgoto


40

Exemplo de Fluxograma para uma Planta de Osmose Inversa de n-estágios

Concentrado RO n

Osmose Inversa

H₂SO₄ +

antiescalante

Concentrado RO 1

Alimentação

Efluente

Tratado

Tanque de

Equalização

Pré-tratamento

(filtro de areia)

RO 1

Permeado RO 1

.

.

.

RO n

Reciclagem de Água na Indústria13.11.2017


13.11.2017 41

Arranjo do sistema dependendo da Qualidade do Efluente

Qualidade

do EfluentePasses

Pressão

[bar]

Taxa de

Retenção [%]Arranjo

Padrão 1 40 … 60 60 … 70

Alto 2 25 70 … 80

Muito Alto 3 20 80 … 90



13.11.2017 42

Modelo 3D do Sistema de Osmose Inversa RO100-3

TratamentoPre-Tratamento



Modelo 3D do Sistema de Osmose Inversa RO150-3

13.11.2017 Wasser-Recycling in der Indústria 43

Pré- Tratamento(Contêiner 1)

Tratamento(Contêiner 2)

VISÃO GERAL




Tecnologias para a Circulação Fechada



TECNOLOGIAS- QUAL SERIA A MELHOR OPÇÃO?

13/11/2017 45

Possíveis Combinações de Processos (Típico)

Tratamento Primário Tratamento Secundário Tratamento Terciário*)

MBR

Jet Loop

SBR

Centrífuga

DAF

Peneiramento

NF

Osmose Inversa

Carvão ativado

Anaeróbico

etc. etc. etc. *) requerido para descarte

direto ou para reúso

.

.

....

.

.

.

SELEÇÃO DE PROCESSO

“Fim de Linha" / Exemplo MBR + NF


Tratamento de Efluente Pós-tratamento

“polimento”


Vantagens no Tratamento Upstream utilizando um MBR

Propriedades dos MBRs

Eliminação de todo o substrato

biodegradável

Sem sólidos não dissolvidos no efluente

Homogenização das

substâncias no efluente

Vantagens no tratamento com NF/RO

Menos Entupimento:

menos ciclos de lavagem

maior durabilidade das membranas

Maior densidade de membranas módulos

mais baratos

Estabilidade, uniformi-

dade, alta performance de

filtração

Requer pequenos ajustes

de pH


Saída MBR = Entrada NF/RO Saída NF/RO


13/11/2017

Tecnologias de Processo dependendo da Carga de Lodo

descarte indiretoDQO < 400 mg/l

descarte diretoDQO = 100 … 200 mg/l

descarte diretoRedução de sal

Baixa cargaDQO < 1.500 mg/l

NH4N < 500 mg/l

Filtro de Areia

Carvão Ativado

MBR

+ Carvão Ativado

Osmose InversaMédia carga

DQO < 5.000 mg/l

NH4N < 1.500 mg/l MBR

+ Carvão Ativado

MBR

+ Nanofiltração

Tratamento ótimo do

concentrado com

carvão ativado

Alta cargaDQO < 20.000 mg/l

NH4N < 3.000 mg/l

MBR

+ Osmose Inversa

Altíssima cargaDQO < 60.000 mg/l

NH4N < 3.000 mg/l

Processo Anaeróbico

MBR

Nanofiltração / Carvão Ativado

Processo Anaeróbico

MBR

Osmose Inversa


Qu

ali

da

de

de

Des

cra

ga

Lag

oa

Aer

ada

MB

R

65

… 9

0 %

DQ

O e

lim.

NH

4-N

< 1

0 m

g/l

SB

RN

itrifica

çã

o

90

… 9

8 %

DB

O e

lim.

NH

4-N

< 1

00

mg/l 3-S

tep

RO

96

… 9

9 %

DQ

O e

lim.

NH

4-N

rete

nçã

o>

97

%

SB

R

50 …

90

%

redu

ção

DB

O

Redução Parcial da DBO

Nitrificação Parcial

Nitrificação Total

Elimn.da DQO difícil degradação

Retenção de cloretos/sais

NF96…99% DQO eli.

AC 90…96%

DQO eli.

MB

R

65

… 9

0 %

DQ

O e

lim.

NH

4-N

< 1

0 m

g/l

MB

R

65

… 9

0 %

DQ

O e

lim.

NH

4-N

< 1

0 m

g/l

RO

96…

99 %

DQ

O e

li.

NH

4-N

ret

en.>

97%

RORetençãoCloretos


Tecnologias de processo dependendo da qualidade de descarga

13/11/2017 49

NF96…99% DQO eli.

MB

R

65

… 9

0 %

DQ

O e

lim.

NH

4-N

< 1

0 m

g/l

MB

R

65

… 9

0 %

DQ

O e

lim.

NH

4-N

< 1

0 m

g/l



Matrix de decisão básica em relação à qualidade de efluentede desejada

SBR

RO

Direta

MBR

Lagoa

CAS

MBR

+ ROMBR

+ AC

MBR

+ NF

Qualidade Ruim – poucos resíduos

Boa qualidade – muitos resíduos

Qualidade Ruim – muitos resíduos

MBR+

NF/AC

Qu

ali

da

de

de

Des

ca

rga

Resíduos que permanecem13/11/2017 50

Boa qualidade – poucos resíduos



13/11/2017

Conclusão sobre o tratamento de Efluentes

Não existe magica no tratamento de efluentes ! Não é algo simples, mas se

feito apropriadamente é um processo com custos razoáveis e resultados

lineares. Cuidados com os charlatões no mercado: no final, os riscos são do

empresa!

Quanto mais se souber sobre o efluente, melhor será a qualidade da solução.

DADOS são importantes!

Efluentes contém poluentes em grandes quantidades, a eliminação é

preferencial em relação à concentração (separação).


Aplicação

Tipo de Efluente

Vazão

Tecnologia

Design

Construção

Operação

Comissionam.

Componente Entrada Saída Performance Comentários

ESTUDOS DE CASO: PRODUÇÃO INTEGRADA

Indústria Química Clariant

Efluente da produção de Nylonstab Gersthofen / Alemanha

20 m³/d

Nanofiltração

WEHRLE Umwelt

WEHRLE Umwelt

Cliente

2015

DQO 60.000 mg/l 12.000 mg/l 80 % A planta de nanofiltração separa o aditivo

Nylonstab da água de processo. O permeado é

descartado no sistema de tratamento de esgoto

e o concentrado é descartado externamente.

http://www.clariant.de/reg/emea/internet.nsf/directname/home_de

http://www.clariant.de/reg/emea/internet.nsf/directname/home_de

Aplicação

Tipo de Efluente

Vazão

Tecnologia

Design

Construção

Operação

Comissionam.


QR

2x2

ESTUDOS DE CASO: PRODUÇÃO INTEGRADA

Indústria de Alimentos e Bebidas ProMinent Fluid Controls, S. A.

Cloreto de Sódio da Indústria de Açúcar República de Maurício

70 … 100 m³/d

Nanofiltração

WEHRLE Umwelt

WEHRLE Umwelt

Cliente

2010

DQO 18.000 mg/l 4.000 mg/l 80 % Recuperação de liquor na indústria de açúcar,

recuperação de cloreto de sódio e separação de

melaço de cana

http://www.wehrle-umwelt.com/dynasite.cfm?dsmid=7659&dspaid=36110


Aplicação

Tipo de Efluente

Vazão

Tecnologia

Design

Construção

Operação

Comissionam.


Indústria de Cosméticos e Higiene L‘ORÉAL

Cosméticos Karlsruhe / Alemanha

120 m³/d

Biorreator de Membranas BIOMEMBRAT®

Osmose Inversa

WEHRLE Umwelt

WEHRLE Umwelt

Cliente

2015

DQO 3.500 mg/l < 15 mg/l > 99 % O primeiro projeto para a L’ORÉAL – Tratamento

de resíduos inorgânicso da indústria de

cosméticos, incluindo a reciclagem de água

através de membranas

Taxa de Reciclo > 75%!

ESTUDOS DE CASO: FIM DE LINHA

Aplicação

Tipo de Efluente

Vazão

Tecnologia

Design

Construção

Operação

Comissionam.



Indústria de Alimentos e Bebidas KP Foods UK

Batata chips e Snacks Billingham / Grã-Bretanha

2.000 m³/d

Flotação

Biorreator de Membranas BIOMEMBRAT®

Sanitarização, aumento da pressão

WEHRLE Umwelt

WEHRLE Umwelt

Cliente

2009

DQO 750 mg/l < 50 mg/l > 90 % Maior planta UF já construída em um contêiner:

2 blocos, cada um com módulo UF 8 x 10 ft.

A água purificada é reutilizada internamente:

taxa de recuperação > 70%!

QR

2x2



Aplicação

Tipo de Efluente

Vazão

Tecnologia

Design

Construção

Operação

Comissionam.



Papel e Celulose Papierfabrik Palm

Pabricação de Papel Eltmann / Alemanha

4.320 m³/d

Nanofiltração

WEHRLE Umwelt

WEHRLE Umwelt

Cliente

1999

DQO 350 mg/l 50 mg/l > 85 % A primeira planta de nanofiltração industrial para

a reciclagem de água na produção de papel e

cartões

Taxa de recuperação > 75 %

http://www.papierfabrik-palm.de/de/index.php

http://www.papierfabrik-palm.de/de/index.php

Aplicação

Tipo de Efluente

Vazão

Tecnologia

Design

Construção

Operação

Comissionam.



Lavanderia ALSCO Berufsbekleidungsservice GmbHLogo

Água azul (uniformes de trabalho) Kaiserslautern / Alemanha

80 m³/d

BIOMEMBRAT® Biorreator de Membranas

Nanofitração

WEHRLE Umwelt

WEHRLE Umwelt

Cliente

2004

DQO 4.000 mg/l < 100 mg/l > 99 % Melhoria na planta com aumento da

transferência de oxigênio e redução dos custos

energéticos.

Taxa de reciclagem de água > 80%

Energia Meio Ambiente Manufatura

WEHRLE do Brasil Ltda.

Av. Pres. Arthur Bernardes, 632 sala 4

CEP. 80.230-300

Curitiba PR

Brasil

www.wehrle-do-brasil.com.br

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