Avaliação de tecnologias visando ao reuso de efluentes
Nº 20 •Fevereiro• 2005
Caro leitor,
Neste número apresentamos a
unidade-piloto da KURITA que está
sendo utilizada para avaliação de
efluentes como água de reposição do
sistema de refrigeração. Para evitar
problemas futuros no reuso de
efluentes, e definir o grau de
tratamento necessário, será avaliada
a
influência
de
diferentes
concentrações de cloretos, sólidos
suspensos
e
carga
orgânica
presentes
nos
efluentes
dos
diferentes níveis de tratamento.
Estes efluentes serão submetidos a
diferentes tecnologias de tratamento
de água, e serão definidos as
dosagens dos produtos químicos e
custos.
Este projeto é coordenado por Mara
Machado,
da
gerência
de
Biotecnologia
e
Tratamentos
Ambientais:
[email protected],
Tel: 21-3865-4932.
Equipe
CENPES/PDEDS/BTA
Vânia Santiago (coordenação)
Priscilla Florido, Eduardo Sabóia,
Rodrigo Suhett, Ana Paula Torres,
Mara Machado e Adriana Valente.
Fernando Rocha e Hudson Torquato
(contratados)
REGAP
Eloisia Coelho, Cláudia Zanette,
Mauro Souza
Abast-Ref/AER
Tsutomo Iwane, Fátima Ferreira
Engenharia
Heleno Almeida, Eduardo Ferreira,
Montserrat Carbonell
SMS corporativo
Antônio Peres
Operação: Fabiana, Ângelo, Fabrício
Kátia, Fabiane (contratados)
Clientes participantes:
REVAP: Kayano, Celso Scofield
REPLAN: Tadeu Furlan, Bentaci
LUBNOR: Romino Ayres
Unidade-piloto de avaliação do reuso de
efluente no sistema de refrigeração
A unidade-piloto de simulação das condições do sistema de
refrigeração da unidade de coque da REGAP foi desenvolvida em
parceria entre a Petrobras e a Kurita e tem como objetivo simular
as condições que influenciam nos processos de corrosão e
incrustação, tais como: metalurgia envolvida, velocidade crítica da
água, temperatura máxima de parede e característica físicoquímicas do efluente. Os principais parâmetros simulados e
controlados são: temperatura e velocidade do fluido, e optou-se
pelo uso de cupons de aço carbono.
Como premissas básicas na simulação considerou-se o ciclo
de concentração igual a 5, utilizado no sistema de refrigeração da
REGAP, selecionou-se a temperatura crítica de 550C e a
velocidade de 0,3 m/s. Para águas de reposição com
características mais críticas, tais como cloretos acima de 120
mg/L, sólidos acima de 5 mg/L, será aplicado o Programa
KURIROYAL, e para águas de melhor qualidade (cloretos inferior
a 100 mg/L) será avaliado o Programa PPA Plus. Como controle
foram estabelecidos os mesmos indicadores de desempenho
exigidos pela REGAP.
A unidade-piloto consiste basicamente de três seções
principais: sistema de dosagem e mistura de produtos químicos,
tanque com aquecimento e looping de monitoramento de corrosão
e incrustação (figura 1).
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Figura 1 - Fluxograma da unidade-piloto da Kurita
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Efluentes Hídricos: Resultados em P&D • Nº 20 • Fevereiro • 2005
O sistema de dosagem e mistura de produtos
químicos apresenta duas bombas peristálticas
com capacidade máxima de 500l/h, cada, para a
composição de cargas de efluentes para a
unidade-piloto. Estas bombas têm a finalidade de
controlar, por exemplo, a concentração de cloretos
na água de alimentação. Cada bomba peristáltica
poderá receber águas com salinidade diferentes e
as descargas de ambas são direcionadas para o
tanque
de mistura e dosagem de produtos
químicos. Neste tanque de 60 litros são
adicionados os produtos químicos específicos
para controle de corrosão e incrustação. Do
tanque, o efluente é bombeado para o tanque de
aquecimento passando pelo clorador e o sensor
de corrosão da zona fria.
O clorador de pastilha SANY-CLOR 2000,
utilizado na unidade-piloto, foi especificado para
operar em tubulações pressurizadas até 3,5
Kgf/cm2 utilizando pastilhas de hipoclorito de
cálcio. O clorador é composto de uma câmara de
erosão onde, o efluente com vazão controlada,
entra em contato com a pastilha. A dissolução
ocorre de forma homogênea, garantindo a
cloração contínua e a concentração de cloro
desejada.
A sonda de corrosão da unidade-piloto da
Kurita apresenta dois eletrodos removíveis de aço
carbono da Cosasco O transmissor AquamateTM
da Cosasco utiliza a técnica de medição da taxa
de corrosão pela medida da resistência a
polarização. O transmissor aplica pequenos
potenciais entre os eletrodos e mede a corrente
resultante. Portanto, se for aplicado um pequeno
potencial entre os eletrodos metálicos e for obtida
uma alta corrente (baixa resistência a polarização)
o resultado será alta taxa de corrosão, o contrário
(baixa corrente e alta resistência a polarização)
corresponde a baixas taxas de corrosão. O
transmissor efetua a medição em tempo real e
apresenta resposta rápida as mudanças das
condições corrosivas do sistema, fornecendo a
medição da taxa de corrosão em milímetros por
ano (mpy), além da leitura do desequilíbrio elétrico
associada a corrosão por pitting (imbalance
current), condutividade e temperatura da água.
O tanque de aquecimento da unidade-piloto
foi instalado a 3,5 metros de altura, e possui uma
resistência para controle da temperatura de saída
de 550C +/- 2. Para o controle temperatura foram
instalados dois sensores em duas alturas, sendo
um de segurança do outro. Antes do tanque de
aquecimento foi instalado um filtro “Y” para
retirada de sólidos. O setpoint de temperatura é
ajustado por meio de um reostato. O tanque
possui controle de nível, por meio de bóia que
desliga o painel elétrico nos casos de nível baixo.
A água aquecida é direcionada para o
looping de monitoramento por gravidade. A vazão
do looping é controlada por indicador de fluxo (FI)
em 300 l/h. A determinação da taxa de
incrustação é obtida pela análise de depósito em
um tubo de inox 316 instalado em um cilindro de
policarbonato. A determinação da quantidade de
material depositado é efetua por diferença de
peso antes e após o teste. No “looping” estão
instalados três cupons de corrosão de aço
carbono com dimensões definidas. Estes cupons
são retirados a cada dez dias, sendo o último
retirado após trinta dias de teste. Este
procedimento visa ações emergenciais, nos casos
de descontrole operacional e modificações na
composição dos produtos químicos para cada
condição analisada. Após os sensores de
corrosão está instalado outro sensor de corrosão
Cosasco para a medição da taxa de corrosão em
tempo real da zona quente.
A unidade-piloto poderá operar tanto em
ciclo aberto ou ciclo fechado, ou seja, o efluente
pode ser descartado ou direcionado para tanque
de carga da própria unidade.
As análises de monitoramento, efetuadas em
laboratório são: amônia, TOC/IC, cloretos,
turbidez, sulfetos, óleos e graxas, alumínio total,
pH, alcalinidade, dureza, cloreto, sílica, ferro total,
condutividade, fósforo, cloro, sulfato e contagem
microbiana. Os cupons de corrosão e o monitor de
incrustação são fotografados semanalmente e, na
retirada.
Figura 2: Detalhes do looping, monitor de
incrustação, cupom e sonda de corrosão.
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