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Roberto dos SantosBIOREATORES - MBRPRINCIPAIS TIPOS DE MBR CONFORME CONFIGURAO DO PROCESSO1 Imerso - 1.3 MT Multi Tube/CT Capillary tube
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Roberto dos SantosSuprimento de arFiltradoLicor MistoMemPulse MBR TANQUE DAS MEMBRANASOPERAO BSICA DE MBR
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Roberto dos SantosDO < 0.2mg/LNO3- N2DO > 1mg/LNH4+ NO3-Q5Q(R+1)QRQQCONFIGRAO BSICA DE MBRArFATORES CRTICOS MBR
OSMOSE
OSMOSE REVERSACARACTERISTICAS DE GUA DE ALIMENTAO TDS: 100-15000 mg/LRemoo de sais: 90-99%Recuperao de gua: 50-80%Fe < 0,05mg/LCloro livre - isento
OSMOSE REVERSA
Teste de SDI
SDI= (100/15) x [1-(t0/t15)] onde:t0 = tempo, expresso em segundos, gasto no sistema do teste, para encher 500 ml de um recipiente;t15 = tempo, expresso em segundos, gasto aps 15 minutos de teste, para encher 500 ml de um recipiente.
OSMOSE REVERSATaxa de fluxo
GFD = Q/(AxN) onde:GFD taxa de fluxo funo da caracterstica da gua de entrada no sistema e de seu SDI. Define a quantidade de membranas necessrias para o sistema de osmose.Q = Variao de produo do sistema;A = rea utilizada na membrana;N = Quantidade de membranas.
OSMOSE REVERSALIMITAES Alto consumo de energia eltricaAlto percentual de gua rejeitadaAlto custo de pr tratamentoConsumo de anti incrustanteSaturao das membranasNo seletivo para slicaNo tolera cloro livreNo alcana nveis de condutividade para caldeira necessitando leito misto complementar
OSMOSE REVERSATIPOS DE REJEITOS (CONCENTRADOS E MEMBRANAS) Incrustantes (CaCO3, CaSO4, BaSO4, slica)Matria orgnica (cidos nicos, leos, coagulantes)Coloides (slica, argila, areia, xidos)Material biolgico (algas, limo, bactrias)
OSMOSE REVERSACONFIGURAES
TROCA INICA
Principais aplicaes
AbrandamentoAlimentao de caldeiras (BP)Polimento de condensado
Desmineralizo da guaAlimentao de caldeiras (MP e AP)
PROCESSOS DE TROCA INICACATEGORIAS SubstituioSeparaoRemoo
PROCESSOS DE TROCA INICACICLOS ExaustoRetrolavagemRegeneraoLavagemDescarte
PROCESSOS DE TROCA INICABASES PARA PROJETO Anlise completa da gua a ser tratadaProduo do efluente requeridoTipos de resinaNmeros de horas do ciclo operacionalTipo de regenerante a ser utilizado
TROCA INICA
Volume de resinas em cada vaso Definido pelo ciclo operacional
Utilizao de torre de decantaoDepende da quantidade CO2
Quando utilizadoDepende do padro de gua requerido
TROCA INICACARACTERSTICAS Composio: co-polmeros de estireno ou acrlico e de divinilbenzenoResinas catinicas fortes so obtidas por adio de SO3Resinas aninicas fortes so obtidas por adio de aminasRecomendadas at 500 mg/L de STD
TROCA INICALAVAGEM E REGENERAO DOS LEITOS DAS RESINAS
ORIGEMREJEITOAbrandadoresCloreto de sdioLeito catinicocido clordrico ou sulfricoLeito aninicoHidrxido de sdio
LEITO MISTO
CONCEITUAOVaso de presso composto de resinas catinicas e aninicas que promovem o polimento de gua ultrapura j tratada por osmose reversa ou troca inica.O controle de qualidade feito por meio de condutivimetro ou anlise de sdio.
PROCESSOS DE TROCA INICALEITO MISTO Utilizado como complemento a troca inica e osmose reversaProduz gua desmineralizada < 1micro s/cm
LEITO MISTO
Durao do ciclo:5 a 10 dias
Regenerao das resinasFeita em duas etapas: cida e alcalina no simultneas, com enxgue do leito entre estas etapas.
LEITO MISTOProduo de gua ultrapura
FAIXAS DE VARIAO
EDI 0-2 mg/L;Troca Inica 2-40 mg/L;Zona de transio 40-60 mg/L;Osmose reversa >40 mg/L.
QUALIDADE PARA CALDEIRAS DE ALTA PRESSO80 bar e 470C Slica < 10ppmCondutividade < 0,2s/cm
ELETRODILISE REVERSACARACTERSTICAS DA GUA PRODUZIDA Remoo de sais: 50-95%Recuperao de gua: 85-94%
ELETRODEIONIZAO (EDI)
O que ?
Tecnologia que utiliza processo eletroqumico capaz de remover sais do meio lquido, objetivando a obteno de gua pura.
ELETRODEIONIZAO (EDI)
Conceituao
A corrente eltrica promove a remoo de sais inicos da gua enquanto regenera continuamente as resinas de troca inica com H+ e OH- atravs da dissociao de sais na gua.
ELETRODEIONIZAO (EDI) Como funciona?
Aplica-se uma corrente eltrica em placas fixadas ao longo de cada mdulo;A placa carregada positivamente (nodo) atrai ao anions;A placa carregada negativamente (catodo) atrai os ctions;Membranas seletivas e resinas de troca inica destinadas ao transporte dos ions completam o sistema.
ELETRODEIONIZAO (EDI)
Usos
Polimento em sistemas de desmineralizao para caldeiras de alta presso;Indstrias farmacuticas;Indstrias de equipamentos eletrnicosIndstrias alimentcias.
ELETRODEIONIZAO (EDI) VANTAGENS COM RELAO AO LEITO MISTO
Ausncia de produtos qumicos;Requer diminuta necessidade de mo de obra;Sistema mais confivel que o leito misto;Demanda pouca limpeza (a cada 6 meses);Funcionamento contnuo;rea menor;Menos custos operacionais;Qualidade de gua produzida constante. (Si < 5ppb e 10 a 8 mega ohm/cm)
ELETRODEIONIZAO (EDI)
DESVANTAGENS
Maior sensibilidade variao da alimentao;Limites baixos de dureza (
ELETRODEIONIZAOCARACTERISTICAS DA GUA DE ALIMENTAO Turbidez < 0,1 NTUTOC < 0,5mg/LFe < 0,01mg/LCloro livre < 0,05 mg/LCondutividade < 43 micro s/cmDureza total < 0,5mg/LSlica < 0,5 mg/L
ELETRODEIONIZAOCARACTERISTICAS DA GUA PRODUZIDA Slica 1-10 ppbCondutividade < 0.1 s/cmProduo de gua ultrapura PWeWFI
ELETRODEIONIZAO (EDI)
Caractersticas da gua de alimentao e da gua produzida
PROCESSOS OXIDATIVOS
Conceito Clssico - A Qumica clssica considerava a oxidao como a combinao de uma substncia com o oxignio. De certa forma a reduo seria o processo inverso: a diminuio do contedo de oxignio de uma substncia.
Conceito Atual - Se considera que uma substncia se oxida quando perde eltrons e que se reduz quando os ganha. Uma substncia no pode se oxidar se outra no se reduzir, pois os fenmenos de oxidao e reduo envolvem sempre uma transferncia de eltrons.
Quando o magnsio se oxida, por exemplo, perde dois eltrons (Mg Mg2+ + 2 e ). Essa oxidao pode ser produzida por um tomo de oxignio, que ganha dois eltrons (O + 2e O 2 ), ou dois tomos de cloro, cada um deles ganhando um eltron (2 Cl + 2 e 2 Cl ). Nos dois casos houve uma oxidao do magnsio, mesmo que no segundo no tenha oxignio envolvido.
OxidaoDEFINIES BSICAS
OznioPerxido de HidrognioPerxido de ClcioPersulfato de SdioPermanganato de Sdio/PotssioDEFINIES BSICASTipos de Oxidantes
Roberto dos SantosMECANISMOS DE REAO ENTRE OH E CONTAMINANTES
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Seleo doOxidanteEste compostoOxidvel?SNSSNH2O2AmostraEscolheroutraTecnologia???Triagem de oxidantesestvel?KMnO4Demanda deoxidante alta?Persulfatoestvel?OznioEscolheroutraTecnologiaContinua o projeto do processoSNPROCESSO DE SELEO - OXIDANTESSNDemanda deoxidante alta?S1234
Roberto dos Santos
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Roberto dos Santos ADVANCED OXIDATION PROCESSED (AOP)ULTROX
PROCESSOS OXIDATIVOS AVANADOS (POA)MECANISMO Formao de radicais hidroxila por combinao de oxidantes e catalizadores como ons metlicosNa oxidao de um composto orgnico h diferentes reaes envolvendo o radical hidroxila, como abstrao de hidrognio gerando radicais orgnicos que reagindo fortemente com oxignio leva a degradao at gs carbnicoRH + OH R + H2OR + O2 RO2+++
Roberto dos SantosOXIDAES ATRAVS DE REAGENTES FENTONOs radicais OH formados oxidam as substncias orgnicas. No caso do reativo de Fenton, muitas vezes, esta oxidao no leva mineralizao total dos poluentes. O material inicialmente transformado em alguns produtos intermedirios que so resistentes s reaes de oxidao posterior. Isto se deve a complexao destes intermedirios com os ons Fe(III) e s diversas combinaes que podem ocorrer com radicais OH (reaes competitivas).
PROCESSO FENTON A gerao do on OH obtida atravs da reao do perxido de hidrognio e ons ferrosos. A reao que quando ocorre em pH baixo resulta mais eficienteFe + H2O Fe + OH + OHFe + OH Fe + OH2+3+--3+2+
PROCESSO FENTON No processo foto-fenton a taxa de regenerao dos ons frricos ainda mais acentuada em razo de produzir ainda mais radicais hidroxilasFe + H2O Fe + HO+ OH2++3+UV
FLUXOGRAMA DE POA FOTO-OXIDAO: H2O2+ RADIAO UV H2O2UV
FLUXOGRAMA DE POA: FENTON FeH2O2
FLUXOGRAMA DO POA PEROX-OZONIZAO: H202 + O3
CENTRIFUGAO DE LODO
FILTRO PRENSA
EVAPORAO DE LODOS
DESAGUAMENTO DE LODOS EM TUBOS DE GEOTEXTIL
ENSAIOS DE TRATABILIDADE Ensaios fsicosSedimentaoDesidrataoSDI
ENSAIOS DE TRATABILIDADE Ensaios fsico - qumicoCoagulao / FloculaoFlotao a ar dissolvidoCarvo ativadoProcessos oxidativos avanados
ENSAIOS DE TRATABILIDADE Ensaios BiolgicosTaxa de consumo de oxignioTaxa de depleo de oxignioLodos ativados
TAXA DE CONSUMO DE OXIGNIO (Rr) ODf - ODiRr (mg/L.min) = t1 t2
TAXA DE DEPLEO DE OXIGNIO (TDO) RtTDO (mg/g.h) = SSV (g/l)
TDO (TAXA DE DEPLEO DE OXIGNIO) Exemplo:OD2= 8mg/LOD10 = 2,5mg/LSSV= 3 g/L
8mg/L 2,5 mg/l Rr = = 0,7 mg/L.min 10min-2min
0,7 mg/L min 60 min TDO = x = 14 mg/gh 3g/L hora
ANEXO
Nmero de oxidao
NMERO DE OXIDAONOX
O nmero de oxidao de um tomo est associado a perda ou ganho de eltrons na ltima camada em uma ligao inica ou covalente quando de uma reao qumica.Se um tomo perde eltrons ele fica com prtons a mais e o NOX um nmero positivo correspondente diferena entre prtons e eltrons. Diz-se que o elemento se oxidou.Se um tomo ganha eltrons ele fica com prtons a mais e o NOX um nmero negativo correspondente diferena entre prtons e eltrons. Diz-se que o elemento se reduziu.
REAO DE OXI-REDUO
Fe + 2HCl H2 + FeCl2 0 +1 0 +2 Nesta reao o Fe se oxidou enquanto o hidrognio se reduziu. O ferro o agente redutor pois provocou a reduo do hidrognio e o hidrognio o agente oxidante, pois provocou a oxidao do ferro.Quem perde eltrons se oxida e quem ganha eltrons se reduz.
NMERO DE OXIDAONOX
Exemplos:O oxignio possui 6 eltrons na ltima camada. Logo, a tendncia ser receber 2 eltrons para formar um octeto. Neste caso, ter 2 eltrons a mais do que o nmero de prtons. Neste caso o NOX=-2.O Fe+ tem NOX=+2 pois perdeu 2 eltrons de sua ltima camada em uma reao qumica com oxignio. Neste caso, o Ferro se oxidou e o oxignio se reduziu.Fe e O2 possui NOX=0
REAO DE OXI-REDUONmero de oxidao
Nmero de oxidao de um elemento a carga que ele recebe na reao qumica.Exemplo: Calcular o Nox de S em H2SO4.Da tabela peridica tem-se:2(1) + S + 4(-2) = 02 + S 8 = 0S = + 6O Nox do enxofre (S) = +6
Exemplo: Calcular o Nox de P em P2O7Da tabela peridica tem-se:
2P + 7(-2) = (-4)2P -14 = -42P = 10P= +5
-4.
Exemplo: AsO4Da tabela peridica tem-se:As + 4(-2)= -3As = 8-3As = +5
Exemplo: AsO3Da tabela peridica tem-se:As + 3(-2)= -3As = 6-3As = +3
-3-3
Exemplo: Calcular o Nox de Cl em HClO .Da tabela peridica tem-se:1(1) + Cl + (-2)Cl = +1Neste caso o NOX de cloro +1Exemplo: Calcular o NOX do Cloro em HCl.Da tabela peridica tem-se:
1 (1) + 1Cl = 0Cl= -1Neste caso o NOX de cloro -1
OBRIGADO
Eng Jos Eduardo W. A. [email protected]
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