Histórico
Brasil
Nas últimas décadas o sistema de coleta,
transporte, elevação e tratamento de esgotos,
vem apresentando elevadas perdas humanas e a
deterioração de unidades e equipamentos
eletromecânicos, devido aos vazamentos e/ou
liberações de sulfeto de hidrogênio para o meio
ambiente
Janeiro/2010
ATPR/SPGE
Carlos Alberto Leite Soares
COMBATE A ODOR
HISTÓRICO
GERAÇÃO DOS GASES
PROCESSOS DE COMBATE AO ODOR
DIRETRIZES BÁSICAS DE PROJETO/OBRA E OPERAÇÃO.
Janeiro/2010
ATPR/SPGE
Carlos Alberto Leite Soares
Histórico
COPASA-MG
• A partir de 1999, implementação de sistemas de
•
•
•
•
•
•
•
•
tratamento anaeróbios nas localidades operadas;
Comunidade mais exigente;
Necessidade de Combater o odor nas ETE’s;
Trabalhos técnicos ETE Arrudas – Rede Monitoramento;
Experiências práticas em Varginha – ETE Santana;
Adoção de tecnologias do exterior – odor e energia;
Elaboração/acompanhamento projeto Arrudas;
Informações de literatura técnica;
Elaboração de diretrizes de combate a odor.
Janeiro/2010
ATPR/SPGE
Carlos Alberto Leite Soares
Geração e liberação de gás nas
ETE’s
70 a 75%
Metano – Cogeração/Térmica
23 a 28%
CO2
1 a2%
Janeiro/2010
Enxofre - H2S e Mercaptanas
Nitrogenada – NH3 e Aminas
Ácidos graxos voláteis
Alcoóis e Fenóis
Aldeídos ,Cetonas e Ésteres
ATPR/SPGE
Carlos Alberto Leite Soares
Onde é encontrado o H2S
•
•
•
•
•
jazidas de petróleo;
jazidas de gás natural;
extração de sal (cloreto de sódio);
águas subterrâneas;
esgotos sanitários.
Janeiro/2010
ATPR/SPGE
Carlos Alberto Leite Soares
Geração biológica do H2S
As bactérias redutoras de sulfato (BRS), em
função do pH, teor de matéria orgânica,
salinidade, temperatura e ausência de oxigênio
(BRS), são fundamentais no desenvolvimento
do processo de geração de H2S.
Janeiro/2010
ATPR/SPGE
Carlos Alberto Leite Soares
Carcaterísticas do H2S
• gás incolor;
• cheiro desagradável característico;
• irrita os olhos, sistema nervoso e sistema
respiratório;
• letal em função de sua concentração e tempo
de exposição.
Janeiro/2010
ATPR/SPGE
Carlos Alberto Leite Soares
Características do H2S
•
•
•
•
•
extremamente tóxico;
mais denso do que o ar ;
bastante inflamável;
temperatura de auto-ignição - 260°C;
limite de baixa explosividade - 4,3% no ar (em
volume).
Janeiro/2010
ATPR/SPGE
Carlos Alberto Leite Soares
Características do H2S
• temperatura de condensação - 62ºC;
• parcialmente solúvel em água (0,385%) e
compostos orgânicos (2,1%).
Janeiro/2010
ATPR/SPGE
Carlos Alberto Leite Soares
Efeitos da exposição ao H2S
Concentração de
H2S ppm
Tempo de Exposição
0,05 – 5
1 min.
10 – 30
6-8h
50 – 100
30 min. - 1h
150 – 200
250 – 350
350 – 450
500 – 600
2 - 15 min.
2 - 15 min.
2 - 15 min.
2 - 15 min.
700 – 1500
2 min.
Janeiro/2010
ATPR/SPGE
Efeitos nos Seres
Humanos
Detecção do odor
característico
Irritação dos
olhos
Conjuntivite,
dificuldades de
respiração
Perda de olfato
Irritação dos olhos
Inconsciência, convulsão
Distúrbios respiratórios
e circulatórios
Colapso, morte
Carlos Alberto Leite Soares
Medidas Preventivas
• pessoal envolvido na operação dos sistemas de
esgotamento sanitário, esteja suficientemente
informado sobre os riscos;
• Pessoal envolvido, esteja adequadamente
treinado para, em caso de emergência, prestar a
assistência necessária.
Janeiro/2010
ATPR/SPGE
Carlos Alberto Leite Soares
Medidas Preventivas
• Evitar a formação de turbulência dos esgotos
nas unidades e desprendimento dos gases;
• Equipamentos de proteção individual como
máscaras com filtros especiais para H2S e/ou
com suprimento portátil de ar (oxigênio)
estejam prontamente disponíveis.
Janeiro/2010
ATPR/SPGE
Carlos Alberto Leite Soares
Medidas Preventivas
• Planejamento e a localização de detectores
contínuos, acoplados a dispositivos de alarme
que possam identificar as concentrações
perigosas à saúde do trabalhador.
Janeiro/2010
ATPR/SPGE
Carlos Alberto Leite Soares
Medidas Preventivas
• Implementar plano de emergência básico, bem
estruturado, de forma que, ao atingir e/ou
ultrapassar os níveis limites, toda a assistência
seja empregada a fim de minimizar, restringir
ou eliminar o efeito tóxico do H2S.
Janeiro/2010
ATPR/SPGE
Carlos Alberto Leite Soares
Medidas Preventivas
• Em caso de incêndio com gases contendo H2S
as equipes de combate devem utilizar
equipamentos
especiais
de
proteção
respiratória e os equipamentos próximos
devem ser resfriados com água até o bloqueio
e extinção da fonte de gás, pois existe tanto o
risco de envenenamentos quanto o de
explosões devido à inflamabilidade do gás
Janeiro/2010
ATPR/SPGE
Carlos Alberto Leite Soares
Medidas Preventivas
• Capacitar os empregados para utilização dos
equipamentos destinados a monitorar a
emanação de sulfeto de hidrogênio nos
ambientes.
Janeiro/2010
ATPR/SPGE
Carlos Alberto Leite Soares
Medidas Preventivas
• Registrar e avaliar as concentrações de H2S no
ambiente e conseqüentemente comparar com
as condições de qualidade de vida necessária
ao homem e as condições de segurança nas
instalações industriais.
Janeiro/2010
ATPR/SPGE
Carlos Alberto Leite Soares
Monitoramento e Controle
• Existe uma grande diversidade de
equipamentos para atender aos requisitos de
ordem individual ou em sistema “on-line”.
• Geralmente estão baseados nas propriedades
de absorção e /ou de adsorção do H2S em
materiais específicos.
Janeiro/2010
ATPR/SPGE
Carlos Alberto Leite Soares
Próximos passos
•
•
•
•
•
Desenvolver um programa institucional
voltado para:
conhecimentos técnicos e científicos;
segurança ocupacional;
preservação do meio ambiente;
corrosão;
prevenção e à vida útil das unidades e
equipamentos;
Janeiro/2010
ATPR/SPGE
Carlos Alberto Leite Soares
Plano de Ação
•
•
•
•
•
•
•
estabelecer um processo de gestão do H2S;
evitar o cascateamento e turbulência dos esgotos;
otimizar os processos tradicionais;
incentivar a pesquisa de novos processos alternativos;
redução dos custos;
maior segurança operacional nos processos para remoção
de sulfetos solúveis e sulfeto de hidrogênio;
aproveitamento de enxofre e/ou de ácido sulfúrico;
Janeiro/2010
ATPR/SPGE
Carlos Alberto Leite Soares
Plano de Ação
• desenvolver um programa de monitoramento
do sulfeto de hidrogênio com base em
equipamentos on-line já disponíveis no
mercado;
Janeiro/2010
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Carlos Alberto Leite Soares
Plano de Ação
• Conscientizar o corpo técnico da importância
do desenvolvimento de tecnologias limpas
visando à descontaminação ambiental;
• Transformar o poluente existente na corrente
gasosa numa matéria prima de alta pureza para
utilização em outros processos;
Janeiro/2010
ATPR/SPGE
Carlos Alberto Leite Soares
Plano de Ação
• Conscientizar a sociedade e os órgãos de
defesa civil no sentido de conhecer os efeitos
danosos do sulfeto de hidrogênio;
• Disponibilizar e implementar programas de
esclarecimento, salvamento, evacuação e
remoção das pessoas contaminadas.
Janeiro/2010
ATPR/SPGE
Carlos Alberto Leite Soares
Reflexão
O processo de Gestão do H2S deve ser
construído e abordado numa visão ampla que
promova o conceito de transformar problemas
ambientais e de segurança industrial em uma
fonte de receita, seja na forma de lucros para a
empresa ou de vantagens impagáveis para a
sociedade.
Janeiro/2010
ATPR/SPGE
Carlos Alberto Leite Soares
ODOR EM ESTAÇÕES DE
TRATAMENTO
•
•
•
•
CAUSA:
Processos adotados
Condições operacionais empregadas
Altos tempos de detenção em redes e elevatórias
CONSEQUÊNCIA:
• Instalações indesejáveis à vizinhança
• Liberação de odores e reclamações
• Ataque e corrosão às unidades e equipamentos
Janeiro/2010
ATPR/SPGE
Carlos Alberto Leite Soares
Gestão das emissões odorantes
• Medidas de prevenção na sua produção
• Ação no tratamento dos gases
Janeiro/2010
ATPR/SPGE
Carlos Alberto Leite Soares
Origem dos odores em processos
anaeróbios
Mistura complexa de moléculas de:
•
•
•
•
•
Enxofre (H2S e Mercaptanas)
Nitrogenadas (NH3 e Aminas)
Fenóis e Alcoóis
Aldeídos, Cetonas e Ésteres
Ácidos graxos voláteis
Janeiro/2010
ATPR/SPGE
Carlos Alberto Leite Soares
Pontos de emissões e
concentrações
Pontos na ETE
Estação Elevatória
Unidades de pré-tratamento
Decantador
Sistema de Lodos Ativados
Espessador de Lodos
Sistema de desidratação de lodos
Sistema de disposição final de lodo
Janeiro/2010
Concentrações médias (mg/m3)
H2S
NH3
4,80
0,25
3,50
0,50
0,50
0,07
0,40
0,07
9,80
0,80
6,50
0,85
0,40
7,00
ATPR/SPGE
Carlos Alberto Leite Soares
Pontos de emissões e
concentrações
Classe de Composto : Enxofre
Composto
Ácido Sulfidrico
Metilmercaptana
Etilmercaptana
Dimetilsulfeto
Dietilsulfeto
Dimetildissulfeto
Janeiro/2010
Peso
Molecular
(g)
34,1
48,1
62,1
62,13
90,2
94,2
Fórmula
química
Características
dos odores
H2S
Ovo podre
CH3SH
Repolho, alho
C2H5SH Repolho deteriorado
(CH3)2S Legumes deteriorados
(C2H5)2S
Etéreo
(CH3)2S2
Pútrico
ATPR/SPGE
Limite
Olfativo
(mg/N m3 ar)
0,0001 a 0,03
0,0005 a 0,08
0,0001 a 0,03
0,0025 a 0,65
0,0045 a 0,31
0,003 a 0,0014
Carlos Alberto Leite Soares
Pontos de emissões e
concentrações
Classe de Composto : Nitrogênio
Composto
Amônia
Metilamina
Etilamina
Dimetilamina
Indol
Escatol
Cadaverina
Janeiro/2010
Peso
Molecular
(g)
17
31,05
45,08
45,08
117,5
131,5
102,18
Fórmula
química
Características
dos odores
NH3
CH3NH2
C2H3NH2
(CH3)2NH
C8H6NH
C9H8NH
NH2(CH2)5NH2
Picante e irritante
Peixe em decomposição
Picante, amoniacal
Peixe deteriorado
Fecal, nauseante
Fecal, nauseante
Carne em decomposição
ATPR/SPGE
Limite
Olfativo
(mg/N m3 ar)
0,5 a 37
0,0021
0,05 a 0,83
0,047 a 0,16
0,0006
0,0008 a 0,10
-
Carlos Alberto Leite Soares
Pontos de emissões e
concentrações
Classe de Composto : Ácidos
Composto
Acético
Butírico
Valérico
Janeiro/2010
Peso
Molecular
(g)
60,05
88,1
102,13
Fórmula
química
Características
dos odores
CH3COOH
C3H7COOH
C4H9COOH
Vinagre
Manteiga
Suor
ATPR/SPGE
Limite
Olfativo
3
(mg/N m ar)
0,025 a 6,5
0,0004 a 3
0,0008 a 1,3
Carlos Alberto Leite Soares
Pontos de emissões e
concentrações
Classe de Composto : Aldeídos e Cetonas
Composto
Formaldeído
Acetaldeído
Butiraldeído
Isovaleraldeído
Acetona
Janeiro/2010
Peso
Molecular
(g)
30,03
44,05
72,1
86,13
58,08
Fórmula
química
Características
dos odores
HCHO
CH3CHO
C3H7CHO
(CH3)2CHCH2C
HOCH3COCH3
Ocre, sufocante
Maçã
Ranço
Fruta, maçã
Fruta, maçã
ATPR/SPGE
Limite
Olfativo
(mg/N m3 ar)
0,033 a 1,12
0,04 a 1,8
0,013 a 15
0,072
1,1 a 240
Carlos Alberto Leite Soares
Pontos de emissões e
concentrações
Classe de Composto : Álcoois e Fenóis
Composto
Etanol
Butanol
Fenol
Cresol
Janeiro/2010
Peso
Molecular
(g)
46
74
94
108
Fórmula
química
Características
dos odores
CH3CH2OH
C3H7CH2OH
C6H5OH
C6H4CH3OH
-
ATPR/SPGE
Limite
Olfativo
(mg/N m3 ar)
0,2
0,006 A 0,13
0,0002 A 0,004
0,00001
Carlos Alberto Leite Soares
Amostragem e caracterização
do gás odorante
• Teste Sensorial -qualificam e definem a intensidade
odorante e nível de incomodo
• Teste analítico - Identificam e quantificam os
compostos (Local e horário)
Janeiro/2010
ATPR/SPGE
Carlos Alberto Leite Soares
Teste Sensorial
•
•
•
•
Características do odor
Limite de detecção
Intensidade dos odores
Valores hedônicos – agradável ou
desagradável
Janeiro/2010
ATPR/SPGE
Carlos Alberto Leite Soares
Teste Analítico
• Monitoramento
• Análise de Cromatografia gasosa
• Análise de espectrometria de massa
Janeiro/2010
ATPR/SPGE
Carlos Alberto Leite Soares
Métodos de análise de
compostos
Compostos ou famílias
químicas
H2S
Mercaptanas
SO2
NH3
Aminas
Aldeídos e Cetonas
Álcoois
Janeiro/2010
Métodos analíticos
Iodométrica, gravimétrica – colorimétrica e cromatografia gasosa
Gravimétrica – cromatografia gasosa/espectrometria de massa
Volumétrica - cromatografia gasosa/espectrometria de massa
Volumétrica - cromatografia gasosa/espectrometria de massa
Volumétrica - cromatografia gasosa/espectrometria de massa
Cromatrografia gasosa/espectrometria de massa
Cromatrografia gasosa/espectrometria de massa
ATPR/SPGE
Carlos Alberto Leite Soares
Processos de tratamento de
gases odorantes
Absorção
Adsorção
Biológicos
Incineração
Ozonização
Janeiro/2010
ATPR/SPGE
Carlos Alberto Leite Soares
Como escolher o processo de
tratamento
• Avaliando o tamanho da aparelhagem
(cobertura e exaustores), que se traduz em
custos de investimento;
• Avaliando o consumo energético requerido;
• Avaliando o consumo e destino das soluções
de lavagem e dos produtos químicos.
Janeiro/2010
ATPR/SPGE
Carlos Alberto Leite Soares
Absorção
• Transfere por lavagem, os compostos da fase
gasosa a uma fase liquida, normalmente
aquosa.
• É aplicado quando o composto gasoso a ser
tratado é estável.
Janeiro/2010
ATPR/SPGE
Carlos Alberto Leite Soares
Absorção
• Lavagem ácido-básica – solução aquosa em
determinado pH, aumenta a solubilidade aparente do produto a
transferir, favorecendo uma reação de dissociação. Operação
de transferência de massa em formas iônicas solúveis.
• Lavagem oxidante – destruição do poluente pelo
oxidante com regeneração da solução de lavagem e aumento
da taxa de transferência.
Janeiro/2010
ATPR/SPGE
Carlos Alberto Leite Soares
Reagentes utilizados na
Absorção
• Ácidos (H2SO4, HCl), para tratar compostos nitrogenados;
• Básicos (NaOH, KOH), para solubilizar os compostos de
•
•
enxofre, os ácidos e os fenóis;
Oxidantes (peróxido de hidrogênio, ácido hipocloroso, ozônio),
para transformar o conjunto dos compostos odorantes;
Redutores (bissulfito de sódio), suscetíveis de reagir com
certos compostos carbonatados.
Cada família de compostos necessita de tratamento particular.
No tratamento por lavagem, cada coluna colocada em série é
especifica para eliminar cada tipo de família de composto.
Janeiro/2010
ATPR/SPGE
Carlos Alberto Leite Soares
Biopercolador
com material de enchimento
Janeiro/2010
ATPR/SPGE
Carlos Alberto Leite Soares
Meio suporte do Biopercolador
É importante que o suporte bacteriano(meio inerte),
permita uma boa interação entre a biomassa
promovendo mecanismos físico, químico e biológico
que promovam a biodesodorização.
Ele deve proporcionar a geração de pequena perda
de carga utilizando materiais suporte tipo:
•
•
•
cubos de poliuretano;
enchimento com meio plástico;
bolas de vidro.
Janeiro/2010
ATPR/SPGE
Carlos Alberto Leite Soares
Hidrodinâmica do
Biopercolador
•
Qual a velocidade ótima de passagem do
gás?
•
Qual é a taxa de umidade do material?
•
Qual é a perda de carga na coluna?
•
Qual é a retenção líquida dentro da coluna
com material de enchimento?
Janeiro/2010
ATPR/SPGE
Carlos Alberto Leite Soares
Biolavador
É constituído de dois elementos, um
contactador gás - liquido e um reator
biológico/decantador, não dispondo
de meio suporte para a fixação de
microorganismos.
Permite um tempo de contato mais
longo para os compostos absorvidos
que no filtro e no biopercolador.
A biolavagem se aplica ao
tratamento de produtos voláteis
solúveis, onde a biodegradação é
lenta.
Janeiro/2010
ATPR/SPGE
Carlos Alberto Leite Soares
Adsorção
• Compreende a transferência de um gás para
um meio sólido
• Em etapa suplementar é necessário a
regeneração do material suporte e
recuperação dos produtos adsorvidos.
Janeiro/2010
ATPR/SPGE
Carlos Alberto Leite Soares
Hidrodinâmica do filtro de
materiais adsorventes
Transferência de uma molécula de uma fase gasosa para uma
fase sólida, em função da superfície do material adsorvente,
de forma instantânea e com baixa energia cumprindo as
seguintes etapas:
•
•
•
Transferência do fluído em direção à camada limite gasosa
e o material poroso;
Difusão da molécula através desta camada limite;
Difusão da molécula no interior dos poros do material
adsorvente.
Janeiro/2010
ATPR/SPGE
Carlos Alberto Leite Soares
Meio suporte de filtros
adsorventes
• Para adsorção de substâncias odorantes pode se
utilizar diversos meios porosos. O mais comum é o
carvão ativado nas seguintes formas:
–
–
–
–
em pó
granular
combinado com tecidos
combinado com fibras
Janeiro/2010
ATPR/SPGE
Carlos Alberto Leite Soares
Capacidade e Eficiência de
adsorção de um filtro
•
quantidade adsorvida no equilíbrio;
•
velocidade e taxa de adsorção;
•
percentagem volumétrica utilizada do filtro.
Janeiro/2010
ATPR/SPGE
Carlos Alberto Leite Soares
Processo Biológico
Biofiltro
Consiste na transferência de compostos
voláteis, com maus odores, para uma fase
liquida e, em seguida, na degradação, por
meio de microorganismos.
É aplicado em:
produtos biodegradáveis e solúveis em
soluções aquosas.
Janeiro/2010
ATPR/SPGE
Carlos Alberto Leite Soares
Biofiltro
É a passagem de um gás, carregado com poluente, através
de um meio suporte úmido, onde são fixados os
microorganismos.
Janeiro/2010
ATPR/SPGE
Carlos Alberto Leite Soares
Características do meio suporte
Em função da transferência de massa entre as diferentes
fases (gás, líquida e sólida) e o escoamento dos fluídos dentro
dos reatores, este material deve possuir:
•
•
•
•
•
Forte capacidade de retenção líquida;
Grande superfície especifica;
Capacidade de manter elevada permeabilidade ao longo
do tempo;
Composição química variada;
pH neutro e poder tampão para as situações de produtos
ácidos.
Janeiro/2010
ATPR/SPGE
Carlos Alberto Leite Soares
Meio suporte Bacteriano
O meio suporte por necessitar de grande quantidade
de biomassa, e pode ser constituído de:
•
produto natural (turfa, solo, composto)
•
material único ou com mais de um material
(misturado)
Janeiro/2010
ATPR/SPGE
Carlos Alberto Leite Soares
Meio suporte Bacteriano
Em função da natureza e das concentrações dos produtos
odorantes a serem tratados, as proporções de material
fibroso/agentes estruturantes podem variar.
• Para gases concentrados, deve ser aumentada a quantidade
de biomassa e aplicado um meio filtrante rico em fibras e ativo
biologicamente.
• Para meios filtrantes clássicos de turfa/cavacos de madeira, a
durabilidade é da ordem de 5 anos
Janeiro/2010
ATPR/SPGE
Carlos Alberto Leite Soares
Inoculação e Semeadura
• Os materiais filtrantes são de origem natural e
são normalmente ricos em microorganismos.
No entanto a adição de uma semeadura como
um inoculo adaptado aos compostos a serem
degradados é aconselhado para reduzir o
tempo de seleção e adaptação da biomassa
ao ambiente.
Janeiro/2010
ATPR/SPGE
Carlos Alberto Leite Soares
Biodegradabilidade
• Dependendo do composto gasoso as reações de
degradação biológica podem ser lentas ou rápidas.
• Os compostos resistentes possuem uma degradação
biológica lenta;
• Os compostos em concentrações muito elevadas,
podem ser persistentes (organoclorados, plásticos e
pesticidas)
Janeiro/2010
ATPR/SPGE
Carlos Alberto Leite Soares
Parâmetros intervenientes nos
processos biológicos
•
O pH e a temperatura são dois parâmetros que
influenciam na cinética de biodegradação.
Os microorganismos presentes se desenvolvem
em :
•
•
pH – entre 6 e 9
temperatura – entre 10 e 65ºC – ótima – 37ºC
Janeiro/2010
ATPR/SPGE
Carlos Alberto Leite Soares
Influência química e cinética na
biodegradação
Janeiro/2010
ATPR/SPGE
Carlos Alberto Leite Soares
Concentração
• A concentração dos poluentes é um fator
limitante à aplicação do biofiltro. Uma
concentração muito elevada poderá
proporcionar efeitos tóxicos sobre a biomassa.
• Deve se aplicar 1 g/m3 de ar como
concentração limitante para compostos
orgânicos voláteis.
Janeiro/2010
ATPR/SPGE
Carlos Alberto Leite Soares
pH
• Considerando que os produtos a serem
degradados geralmente são ácidos (gás
sulfídrico, halogenados), é aconselhável
corrigir o pH para valor neutro.
Janeiro/2010
ATPR/SPGE
Carlos Alberto Leite Soares
Temperatura
• A temperatura tem influência sobre a biomassa
e sobre a solubilidade do gás dentro da fase
líquida.
• É aconselhado operar o biofiltro à temperatura
ambiente.
Janeiro/2010
ATPR/SPGE
Carlos Alberto Leite Soares
Umidade
• Para a atividade biológica e a absorção do
gás, é indispensável uma umidade de 40 a
60% . Para tanto, uma aspersão é usualmente
realizada, de forma controlada, para evitar a
colmatação do filtro.
Janeiro/2010
ATPR/SPGE
Carlos Alberto Leite Soares
Aspectos Econômicos
Apesar do processo biológico, principalmente o biofiltro,
exigir menor investimento, ele não se aplica ao tratamento
de todos os gases.
Janeiro/2010
ATPR/SPGE
Carlos Alberto Leite Soares
Absorção
via orgânica
Janeiro/2010
ATPR/SPGE
Carlos Alberto Leite Soares
Diretrizes Básicas de Projeto
de Sistemas de Combate a Odores
Projetos e Obras
Janeiro/2010
ATPR/SPGE
Carlos Alberto Leite Soares
Caracterização e quantificação dos
gases
• Para sistemas em operação, os projetos
deverão contemplar no seu
dimensionamento, a coleta, medição e
caracterização dos gases “in loco”, nos
locais próximos e nos entornos das
unidades operacionais a serem tratadas.
Janeiro/2010
ATPR/SPGE
Carlos Alberto Leite Soares
Caracterização dos gases
• Para novos sistemas, em relação a
caracterização dos gases, o projeto
deverá prever no seu dimensionamento,
a adoção de parâmetros clássicos de
literatura e/ou resultados de sistemas
operados no Brasil e no Exterior;
Janeiro/2010
ATPR/SPGE
Carlos Alberto Leite Soares
Recomendações, Procedimentos
e Técnicas analíticas “in locco”
Teste sensorial na proximidade das unidades
geradoras de gases odorantes, classificando a
característica do odor quanto a:
•
•
•
•
Limite de detecção;
Intensidade dos odores;
Valores hedônicos – agradável ou desagradável.
A caracterização dos gases produzidos nos pontos
críticos a serem listados de forma a se conhecer sua
composição e concentração dos contaminantes, H2S,
NH3 , CH4, CO2;
Janeiro/2010
ATPR/SPGE
Carlos Alberto Leite Soares
Recomendações, Procedimentos
e Técnicas analíticas “in locco”
• A definição em campo através de medições dos gases,
das unidades em operação que necessitam de reduzir
e combater a produção de odores indesejáveis;
• A definição em conjunto com a COPASA, da escolha
•
•
dos locais, unidades e pontos a serem atacados para o
combate aos gases odorantes;
A caracterização da temperatura ambiente;
Medidas de segurança operacional do sistema em
relação ao meio ambiente, e à saúde dos empregados
durante o desenvolvimento das atividades diárias;
Janeiro/2010
ATPR/SPGE
Carlos Alberto Leite Soares
Recomendações, Procedimentos e
Técnicas analíticas “in locco”
• A definição em campo através de medições dos gases,
das unidades em operação que necessitam de reduzir
e combater a produção de odores indesejáveis;
• A caracterização da temperatura ambiente;
• Medidas de segurança operacional do sistema em
•
relação ao meio ambiente, e à saúde dos empregados
durante o desenvolvimento das atividades diárias;
Medidas mitigadoras para atendimento às solicitações da
comunidade do entorno.
Janeiro/2010
ATPR/SPGE
Carlos Alberto Leite Soares
Absorção por via úmida
O processo por via úmida – absorção deverá ser
adotado para a fase liquida do processo de tratamento
de esgotos sanitários, toda vez que apresentar as
seguintes características técnicas:
• vazão total de ar a tratar com 10 renovações de ar/hora
•
•
•
•
igual ou maior que 30.000 m3/h
concentração de H2S igual ou maior que 20 mg/Nm3
concentração de NH3 igual ou maior que 5 mg/Nm3
carga de H2S igual ou maior que 140 g/h
carga de NH3 igual ou maior que 36 g/h;
Janeiro/2010
ATPR/SPGE
Carlos Alberto Leite Soares
Absorção por via úmida
• O projeto por via úmida - absorção, contemplará o
confinamento, captação coleta, transporte e tratamento dos
gases odorantes por via química, composto de coberturas,
tubulações em, válvulas, registros, torres de
lavagem(scrubbers), resistentes ao ataque químico sistema de
dosagem automático de produtos químicos com recirculação
continua provido de corta gotas, sistema de armazenamento
de produtos químicos, monitorados via PLC- Controlador
Lógico Programável, por meio de sensores de pH e potencial
redox, integrados ao sistema SCADA e providos de
segurança patrimonial das unidades e empregados da
empresa.
Janeiro/2010
ATPR/SPGE
Carlos Alberto Leite Soares
Adsorção por via seca
•
•
•
•
•
O processo por via seca – adsorção deverá ser adotado
para a fase sólida do processo de tratamento de esgotos
sanitários, toda vez que apresentar as seguintes
características técnicas:
vazão total de ar a tratar com 10 renovações de ar/hora
igual ou inferior a 2000 m3/h
concentração de H2S entre 2 mg/Nm3 e 4,5 mg/Nm3
concentração de NH3 entre 1,0 mg/Nm3 e 2,0 mg/Nm3
carga de H2S entre 17 g/h e 35 g/h
carga de NH3 entre 4 g/h e 9 g/h;
Em casos excepcionais e mediante justificativa técnicaeconomica, poderão ser utilizados sistemas de combate a
odor por via úmida para a fase sólida do processo de
tratamento de esgotos;
Janeiro/2010
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Carlos Alberto Leite Soares
Adsorção por via seca
• O projeto por via seca – adsorção, contemplará o
confinamento, captação coleta, transporte e tratamento
dos gases odorantes por via seca, composto de
coberturas, tubulações em, válvulas, registros, filtros de
carvão ativado com regeneração de carvão de 6/6
meses e troca do leito de 2 anos, sistema de
armazenamento de carvão ativado, monitorados via
PLC (Controlador Lógico Programável), integrados ao
sistema SCADA (Supervisory Control and Data
Aquisition )e providos de segurança patrimonial das
unidades e empregados da empresa.
Janeiro/2010
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Carlos Alberto Leite Soares
Medidas Mitigadoras e confinamento
nas unidades de tratamento
• Para os sistemas em operação que não
atenderem as especificações técnicas
acima descritas, o projeto deverá prever
medidas operacionais mitigadoras e a
cobertura e confinamento dos gases para
as seguintes unidades de tratamento de
esgotos:
Janeiro/2010
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Carlos Alberto Leite Soares
Fase Líquida
• Estações Elevatórias;
• Caixas de chegada de esgoto bruto e câmaras de distribuição de
•
•
•
•
•
•
•
vazão dos reatores;
Grades manuais e mecanizadas, caixa de areia, desarenadores e
peneiras;
Caixa distribuidora de vazão para reatores, filtros biológicos,
decantadores, percolado;
Canais afluentes e efluentes do tratamento preliminar, primário e
secundário;
Decantadores primários;
Reatores biológicos;
Filtros biológicos;
Lançamento final do efluente primário e secundário.
Janeiro/2010
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Fase Sólida
•
•
•
•
Lagoa de lodo;
Desidratação de lodos;
Leito de secagem;
Coleta e armazenamento de sólidos removidos no
processo de tratamento(material gradeado, areia, lodo
desidratado, escuma).
Janeiro/2010
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Fase Gasosa
• Sistema de coleta, transporte e queima
de gases.
Janeiro/2010
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Medidas construtivas mitigadoras
• Medidas construtivas e operacionais a
serem implementadas e adotadas
visando minimizar e / ou inibir a geração
de gases odorantes na sua produção;
Janeiro/2010
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Dimensionamento e especificações
• Dimensionamento, especificaçåo e
detalhamento das instalações elétricas de
força, controle , instrumentaçåo, fieldbus
e redes de controle, aterramento, SPDA,
salas elétricas, infra-estrutura para cabos;
Janeiro/2010
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Dimensionamento e especificações
• Dimensionamento e especificação de
todos os equipamentos elétricos e de
automação incluindo: painéis elétricos de
entrada de energia,painéis de distribuiçåo
de circuiios elétricos de força e
iluminação e tomadas, painéis de
acionamento das cargas, painéis de
controle, comando e supervisåo com
respectivos CLPs e IHMs, etc;
Janeiro/2010
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Dimensionamento e especificações
• Dimensionamento, especificação e
conexão ao processo de instrumentação
analítica e de processo que possibilitem o
controle operacional e de segurança, de
níveis, pressão, vazão, teor e emissão de
gases, pH;
Janeiro/2010
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Dimensionamento e especificações
• Dimensionamento, especificação e
conexão ao processo de válvulas com
acionamento elétrico e bombas
dosadoras controladas automaticamente
por parâmetros do processo;
Janeiro/2010
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Dimensionamento e especificações
• Especificação técnica para:
os serviços de montagem, para garantir a
qualidade das montagens eletromecânicas a
serem entregues para a Copasa;os conjuntos
de manobra de baixa tensão (painéis
elétricos);os principais componentes do sistema
de controle (CLP e IHM);o sistema de dosagem
de produtos químicos do sistema de lavagem
de gás;Folhas de dados para instrumentação.
Janeiro/2010
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Projeto Básico, Elétrico e Estrutural
• O projeto básico, elétrico e estrutural de
sistema completo de monitoramento e
controle de parâmetros da eficiência dos
processos de combate a odores, via
úmida e via seca deverá contemplar as
variantes, “manual” e/ou “on line”, com
vazão total de ar a tratar igual ou maior
a, 30.000 m3/h.
Janeiro/2010
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Estudos de Viabilidade
• Deverão ser elaborados estudos de
viabilidade das alternativas de arranjos
dos processos de combate a odor e suas
variantes, visando definir a melhor
escolha técnico-econômica;
Janeiro/2010
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Carlos Alberto Leite Soares
Sistemas Anaeróbios
• Os sistemas anaeróbios e tratamento em nível
preliminar e primário, próximos à áreas
urbanizadas, deverão ser projetados com
cobertura. Para áreas urbanas e rurais
distantes de aglomerados, os sistemas
anaeróbios, preliminar e primário poderão ser
projetados sem cobertura.
Exemplo: Lagoas anaeróbias e reatores UASB.
Janeiro/2010
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Carlos Alberto Leite Soares
Sistemas em operação
• Para os sistemas em operação, e em função
das vazões afluentes de inicio de plano serem
inferiores às previstas em projeto, deverão ser
projetadas alternativas temporárias, que
facilitem o aumento de velocidade nos canais,
redução dos tempos de detenção nas unidades
operadas, eficácia na remoção da escuma, e a
redução de degraus hidráulicos, que favoreçam
a liberação de gases odorantes.
Janeiro/2010
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Carlos Alberto Leite Soares
Manuais de Processo
• Os manuais de processo de todo o sistema de combate
a odor por via seca e via úmida, deverão conter todas
as características técnicas do sistema projetado,
fluxogramas, bem como a descrição detalhada do
processo de combate a odor adotado;
• Os manuais de operação do processo de combate a
odor por via seca e via úmida, deverão conter toda a
metodologia e procedimentos operacionais relativos
aos produtos químicos selecionados, dosagem,
processo, armazenamento, regeneração, destino final
de subprodutos gerados no processo, controle e
monitoramento.
Janeiro/2010
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Carlos Alberto Leite Soares
Monitoramento e Controle
• O monitoramento e controle do processo de combate a
odor, à luz das normas vigentes NR-15, e qualidade do
ar, para os sistemas com vazão total de ar a ser tratado
igual ou inferior a 2.000 m3/h, será avaliado por
técnicas sensoriais e analíticas, incluindo mapa da área
afetada e a identificação da direção dos ventos;
• O monitoramento e controle do processo de combate a
odor, à luz das normas vigentes e qualidade do ar, para
os sistemas com vazão total de ar a tratar superiores a
2.000 m3/h, será avaliado, por técnicas sensoriais e
analíticas e “on line”, utilizando tecnologia que permita
identificar a direção dos ventos, área afetada,
caracterização e concentração dos gases, e suas
influencias no entorno da ETE;
Janeiro/2010
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Carlos Alberto Leite Soares
Remoção de Escuma
• Para os sistemas existentes, em função
da possibilidade de perda de gás via
efluente do reator anaeróbio por excesso
de escuma, deverão ser projetados
sistemas eficazes de remoção de
escuma, com periodicidade de sua
remoção compatível com sua capacidade
de geração.
Janeiro/2010
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Carlos Alberto Leite Soares
Medidas Operacionais Mitigadoras
• O dimensionamento do projeto deverá levar em conta
medidas operacionais mitigadoras para os sistemas em
operação, que também deverão ser adotadas para os
novos projetos, tais como:
• Dispositivos e tubulações afogadas, que dificultem a
•
aeração e liberação dos gases;
Sistema eficaz de remoção de escumas, de forma a
facilitar a coleta dos gases gerados nos reatores
anaeróbios, que poderão ser utilizados para geração de
energia;
Janeiro/2010
ATPR/SPGE
Carlos Alberto Leite Soares
Medidas Operacionais Mitigadoras
• Previsão de sistema de combate a espumas e bulking, por
jatos d’água, nos tanques de aeração, decantadores
secundários e adensadores de lodo;
• Plantio de vegetação no entorno da área da ETE e suas
unidades – Barreira Verde – utilizando plantas aromáticas, de
boa estatura e contenção dos gases;
Exemplo: Dama da noite e Sansão do campo;
• Sistema de coleta, transporte e queima de gases com o
máximo de segurança e estanqueidade dos gases coletados;
Janeiro/2010
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Carlos Alberto Leite Soares
Medidas Operacionais Mitigadoras
• Sistema de monitoramento e controle do processo de
combate a odor “manual” e/ou “on line”, levando em
consideração o porte da ETE e as fases do processo
de tratamento dos esgotos sanitários;
• Cobertura e/ou confinamento para as áreas de depósito
dos sólidos e lodos removidos diariamente no
processo, quando o prazo de retirada dos mesmos for
superior a 1 dia;
• Cobertura e/ou confinamento para os depósitos para
armazenamento de lodo desidratado, quando o prazo
de retirada do mesmo for superior a 1 dia;
Janeiro/2010
ATPR/SPGE
Carlos Alberto Leite Soares
Medidas Operacionais Mitigadoras
• Cobertura e/ou confinamento para as áreas de
secagem e desidratação mecânica do lodo.
• Cobertura e/ou confinamento dos gases, nas áreas de
coleta e remoção de escuma e lodo primário, nas
unidades de decantação primária;
• Cobertura e/ou confinamento dos gases gerados no
tratamento preliminar (caixas de chegada, grades
manuais e mecanizadas, caixas de areia e
desarenadores, peneiras e caçambas de material sólido
removido do processo);
Janeiro/2010
ATPR/SPGE
Carlos Alberto Leite Soares
Medidas Operacionais Mitigadoras
• Priorizar o uso de tubulações em detrimento a canais
abertos para transporte de esgotos brutos, escuma e
lodos removidos do processo;
• Cobertura e/ou confinamento dos gases gerados nas
elevatórias de linha e de processo;
• Cobertura e/ou confinamento das unidades de
gradeamento e adensamento de lodo por flotação e
gravidade geradas no processo;
Janeiro/2010
ATPR/SPGE
Carlos Alberto Leite Soares
Medidas Operacionais Mitigadoras
• Cobertura e/ou confinamento das caixas de chegada,
caixas distribuidoras de vazão para as unidades
operacionais, bem como as câmaras de distribuição de
vazão dos reatores anaeróbios;
• Instalação de sistema de alarme sonoro e visual de
identificação de gases tóxicos interligados ao sistema
supervisório da ETE, em nível coletivo, dentro das
unidades e, em nível individual, para os empregados;
Janeiro/2010
ATPR/SPGE
Carlos Alberto Leite Soares
Medidas Operacionais Mitigadoras
• A planta deverá ser automatizada e controlada por PLC
e inserido no sistema SCADA das ETE’s;
• Contemplar as medidas de segurança previstas nas
normas NR-10, NR-15 e NR- 33;
• Elaboração dos mapas de risco de todas as áreas e
unidades detentoras de dispositivos de combate a odor;
Janeiro/2010
ATPR/SPGE
Carlos Alberto Leite Soares
Qualidade de Materiais e
Equipamentos
• O projeto, em relação aos procedimentos de obras civis
e qualidade dos materiais a serem utilizados deverá
utilizar:
• Materiais que sejam resistentes a abrasão, corrosão e
ataque químico, e possuam alto índice de
estanqueidade em relação aos gases gerados no
processo de tratamento de esgotos;
• Equipamentos, estruturas de suporte, escadas e
guarda-corpos resistentes à abrasão e ataque químico
dos gases;
Exemplo: aço inoxidável e perfis em PRFV e/ou
pultruldados.
Janeiro/2010
ATPR/SPGE
Carlos Alberto Leite Soares
Qualidade de Materiais e
Equipamentos
• Estruturas de confinamento, suporte e segurança,
deverão ser estanques à passagem de gases e
resistentes à abrasão e ataque químico para que
tenham maior durabilidade;
• Confinamento de gases com prioridade para estruturas
de concreto, em detrimento às estruturas metálicas. Em
casos excepcionais, e jusiticada a viabilidade técnioeconomica, poderão ser utilizadas estruturas metálicas
devidamente tratadas e revestidas de pintura resistente
à abrasão e ataque químico de gases;
Janeiro/2010
ATPR/SPGE
Carlos Alberto Leite Soares
Qualidade de Materiais e
Equipamentos
• Portas, janelas, esquadrias deverão ser confeccionados
em alumínio e plástico reforçado, articuladas entre si;
• Vidros deverão ter espessura suficiente para a
finalidade de utilização, visando suportar altas
temperaturas e reduzir a propagação de ruído fora dos
padrões exigidos;
• A qualidade do concreto deverá levar em consideração
o ataque químico dos líquidos e gases retidos nas
unidades;
Janeiro/2010
ATPR/SPGE
Carlos Alberto Leite Soares
Qualidade de Materiais e
Equipamentos
• Portas, janelas, esquadrias deverão ser confeccionados
em alumínio e plástico reforçado, articuladas entre si;
• Vidros deverão ter espessura suficiente para a
finalidade de utilização, visando suportar altas
temperaturas e reduzir a propagação de ruído fora dos
padrões exigidos;
• A qualidade do concreto deverá levar em consideração
•
o ataque químico dos líquidos e gases retidos nas
unidades;
O manual de operação deverá contemplar situações
que facilitem a coleta, escolha e analise de parâmetros
de controle, e a interpretação dos resultados
monitorados com ações corretivas a serem tomadas.
Janeiro/2010
ATPR/SPGE
Carlos Alberto Leite Soares
Questões Ambientais
• Deverão ser levadas em consideração as questões
ambientais, relativas à qualidade do ar, destino final
dos sub-produtos gerados no processo, previstas nas
legislações nacionais e internacionais vigentes;
• Atendimento a todas exigências legais referentes à
proteção e preservação do meio ambiente;
• Avaliação dos impactos na operação e previsão
medidas mitigadoras em nível operacional e de
adequação temporária de unidades, que reduzam e/ou
minimizem a produção e geração de gases odorantes,
em função da vazão de inicio de plano;
Janeiro/2010
ATPR/SPGE
Carlos Alberto Leite Soares
Questões Ambientais
• O sistema de tratamento de gases para utilização em
•
•
micro turbinas, incluindo gasômetros para geração de
energia, deverá prever o sistema de combate a odor na
sua geração;
O sistema de monitoramento da direção dos ventos
deverá dispor de um mapa da região do entorno da ETE,
e permitir a identificação e esclarecimentos às
comunidades no entorno da ETE quanto aos odores
liberados;
Contemplar no manual de processos e operação os
critérios para aferição de todos os sensores e
equipamentos de monitoramento e controle do processo
de combate ao odor.
Janeiro/2010
ATPR/SPGE
Carlos Alberto Leite Soares
Diretrizes Básicas para Combate de
Odores
Operação
Janeiro/2010
ATPR/SPGE
Carlos Alberto Leite Soares
Ações e Programas Comunitários
• Promover ações e programas comunitários junto a
população utilizando palestras e visitas técnicas as ETE’s
que tenham o objetivo de informar, esclarecer e
sensibilizar a comunidade, a adotar atitudes que
favoreçam a redução e/ou minimização dos problemas
operacionais da ETE, em função do uso incorreto das
instalações de esgotamento sanitário da COPASA.
Janeiro/2010
ATPR/SPGE
Carlos Alberto Leite Soares
Medidas Mitigadoras
• Promover atividades operacionais diárias que minimizem
•
•
•
•
•
•
a geração de gases odorantes, tais como:
Aumento na freqüência de limpeza das unidades
operacionais e remoção de sólidos;
Unidades limpas, lavadas e pintadas após as intervenções
operacionais diárias e de manutenção;
Remoção diária dos sólidos grosseiros removidos no
processo;
Remoção semanal de areia no processo;
Remoção diária de lodo desidratado;
Remoção diária de escumas nos decantadores primários
e reatores anaeróbios;
Janeiro/2010
ATPR/SPGE
Carlos Alberto Leite Soares
Medidas Mitigadoras
• Combate diário a formação de espuma e bulking com
•
•
•
•
jatos d’água, nos tanques de aeração, decantadores
secundários e adensadores de lodo;
Limpeza e escovação diária do fundo e paredes laterais
dos canais de coleta e transporte de esgotos no processo
de tratamento;
Aferição anual de todos os sensores e equipamentos de
monitoramento e controle do processo de combate ao
odor;
Manter a capacidade instalada de aeração disponível;
Manter as unidades administrativas e laboratoriais sempre
limpas.
Janeiro/2010
ATPR/SPGE
Carlos Alberto Leite Soares
Medidas Mitigadoras
• Solicitar a intervenção da área de projetos e
obras para eliminação de odores nas
unidades, com dimensionamento
incompatível para a vazão de chegada na
ETE, que estejam causando desconforto
para comunidade e/ou problemas
operacionais que reflitam na eficiência da
ETE.
Janeiro/2010
ATPR/SPGE
Carlos Alberto Leite Soares
Medidas Mitigadoras
Promover a adequação das atividades operacionais
visando reduzir o efeito de produção de gases odorantes
nos locais onde existam degraus, aeração, sólidos e lodos
removidos do processo, desidratados ou secos
naturalmente, propiciando o:
•
•
•
•
Confinamento dos gases do tratamento preliminar;
Confinamento dos gases das elevatórias;
Aumento de velocidade nos canais abertos;
Redução de tempos de detenção em unidades abertas;
Janeiro/2010
ATPR/SPGE
Carlos Alberto Leite Soares
Medidas Mitigadoras
• Eliminação de ressaltos hidráulicos que promovam
•
•
•
•
•
aeração em ambientes abertos;
Cobertura de canais abertos;
Cobertura das caixas de chegada e de distribuição de
vazão de esgoto;
Adequação do serviço de remoção de escuma de forma
eficaz;
Eliminação de perdas de gases por permeabilidade das
estruturas de contenção e/ou vazamentos
Confinamento dos gases nos adensadores;
Janeiro/2010
ATPR/SPGE
Carlos Alberto Leite Soares
Medidas Mitigadoras
• Confinamento dos gases na desidratação natural e mecânica do
•
•
•
•
lodo;
Confinamento dos materiais removidos do processo de
tratamento de esgotos;
Confinamento do lodo desidratado no processo;
Plantio de barreiras verdes com espécies aromáticas no entorno
da ETE;
Manutenção e limpeza das áreas administrativas, laboratoriais e
operacionais do sistema.
Janeiro/2010
ATPR/SPGE
Carlos Alberto Leite Soares
Monitoramento e Controle
• Utilizar metodologias sensoriais e analíticas para
identificação dos tipos e concentrações de gases
observadas as características técnicas dos sistemas
projetados;
• Prever um sistema supervisório de combate a odor
interligado ao sistema SCADA da ETE;
• Deverão ser previstos formulários para controle dos
parâmetros monitorados e relatórios mensais, que
comprovem a eficiência e eficácia do processo;
Janeiro/2010
ATPR/SPGE
Carlos Alberto Leite Soares
Monitoramento e Controle
• Utilizar sistemas “on line” que monitorem o tipo de gás,
concentração do gás, direção dos ventos, área de
influencia e dispersão dos gases, interligados ao sistema
supervisório da ETE;
• Utilizar sistemas mecânicos para identificação da direção
dos ventos;
• Todos os sistemas de monitoramento e controle serão
aferidos e comprovar o atendimento dos sistemas de
combate a odor, à luz das normas ambientais vigentes.
Janeiro/2010
ATPR/SPGE
Carlos Alberto Leite Soares
Soluções Emergenciais e Provisórias
• Para atendimento a situações emergenciais ou de caráter
provisório, de combate a odor, bem como situações operacionais
que ainda não disponham de medidas mitigadoras efetivadas, e
projetos elaborados e implementados, a COPASA MG, até que
seja solucionado o problema de forma definitiva, disponibiliza
produtos nacionais e internacionais devidamente aprovados pela
Superintendência de Apoio Técnico – SPAT, para neutralização
de odores, que poderão ser aplicados nas unidades operacionais
problemáticas, tais como:
• Nonox;
• CGF – V35;
Janeiro/2010
Puritec;
Biopolímeros Ionizados;
GT 425 A; Wastec.
ATPR/SPGE
Carlos Alberto Leite Soares