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Redução do consumo de água através do balanço hídrico
PROJETO DETEN – ÁGUA / TECLIM - UFBA
Salvador Ávila Filho – TECLIM /UFBA
Rua Graciliano de Freitas 43 ROMA CEP: 40.410-340 Salvador / BA
[email protected] 0 XX 7191237855
Carlos Maurício Duarte de Alcântara – TECLIM /UFBA
Rua Guilhardi Muniz 580 ITAIGARA CEP: 40.000-000 Salvador / BA
[email protected] 0 XX 7199292284
Ricardo de Araújo Kalid – TECLIM/ UFBA
Rua Aristides Novis 2 Federação CEP:40210-630 Salvador / BA
[email protected] 0 XX 7199843316
Fabiano Fiscina – TECLIM/ UFBA
Rua Doutor Antonio Monteiro 175 Apto 602 ITAIGARA CEP:41815-130 Salvador / BA
[email protected] 0 XX 7199940827
Erisvaldo Cunha – DETEN
[email protected] 0XX7199586113
Robério Siqueira - DETEN
Avenida Joana Angélica 588 Ap 602 Edifício Eldorado NAZARÉ CEP: 40000-000 Salvador / BA [email protected] 0XX7199792556
I. OBJETIVO Verificar a contribuição de água dos equipamentos da DETEN através de medições visando
minimizar a geração de efluente da empresa em 30%, levantar oportunidades para reuso das
águas descartadas reaproveitando em outros pontos do processo, comparar vazões estimadas
ou medidas através de outros métodos mais confiáveis e, identificar os principais pontos de
contaminação do efluente.
II. MÉTODO São utilizados métodos de medição com confiabilidade diferente entre si, assim, para cada
tipo de medição será atribuída uma qualidade de informação.
Para casos críticos de balanço de massa são feitas avaliações no mesmo ponto de medição
através de diferentes métodos. Por exemplo, vazões de água medidas através de totalizador no
balanço da torre são confirmadas pela medida com instrumento de ultrasom.
A campanha de medição será repetida pelo menos duas vezes para diminuir erros referentes à
questão ambiental, às condições operacionais da planta e, referente a outros erros de medição.
Balanço hídrico
Á princípio o balanço geral será realizado sem considerar as águas pluviais – base seca.
Após a avaliação em base seca, será lançada a vazão média de águas de chuva para cada
destino da planta. Gerando assim os parâmetros do balanço hídrico em base úmida.
Para efeito comparativo, os parâmetros são utilizados em base úmida.
Os parâmetros escolhidos para efeito de comparação da redução de efluente e do consumo de
águas foram os seguintes:
Vazão de efluente orgânico / Produção de LAB
Vazão de consumo de água clarificada / Produção de LAB
Após medições de consumo, recepção e geração de águas na planta são calculadas as entradas
e saídas para avaliar diferenças matemáticas ou físicas e posterior avaliação dessas
constatações.
Balanço da torre
As vazões de make-up da torre de resfriamento envolvem em torno de 85% da entrada de
água clarificada na fábrica.
Devido à importância da torre de resfriamento para o processo e para o balanço hídrico, são
feitas medições por métodos diferentes para fechar o balanço da torre.
Foi constatado que não existe plano de aferição para os instrumentos que envolvem águas na
planta industrial. Exigindo assim uma confirmação metrológica através de outros métodos.
Nas inspeções realizadas pela equipe do Deten-Água foram constatadas situações indevidas
que afetam o funcionamento da torre de resfriamento.
Na inspeção foram detectadas as seguintes irregularidades:
1. Distribuição desigual da água na bacia superior da torre provocando cargas diferentes
para as células;
2. Distribuição desigual de ar provocando perda de eficiência térmica;
3. Condições inadequadas do recheio e das venezianas;
4. Presença de algas e conseqüente presença de sólidos no circuito.
O balanço hídrico possibilitará a correção destas irregularidades através da apresentação de
oportunidades para melhoria da eficiência da torre de resfriamento.
Um outro fator detectado no balanço da torre é que os cálculos realizados atualmente pela
Empresa de tratamento de água estão baseados em fórmulas e medições que possuem falhas
no fechamento do balanço de massa. Com a analise deste balanço por métodos de medição e
de cálculo diferenciados será possível mensurar estas falhas e avaliar como corrigi-las.
Balanço pluvial
Para efeito de um melhor entendimento, as áreas de captação foram subdivididas em
Administrativa, Industrial e carregamento. Nesta última, estão inclusos os diques dos vasos de
estocagem.
Em cada área de captação, poderá ter até três caminhos para escoamento dessas águas:
Sistema Inorgânico: basicamente são as águas de chuva que caem sobre as ruas, instalações
prediais, área de carregamento e diques dos tanques. Estas águas de chuva são captadas em
canaletas indo diretamente para a Cetrel sem tratamento prévio.
Sistema orgânico: Consideram-se as áreas de operação definidas por captação própria através
de tubulações ou canaletas que vão direto para o sistema de separação de água e óleo (SAO),
às quais são contaminadas por óleos e graxas. Além dos pisos internos da área industrial,
estão inclusos nesta categoria a parte contaminada da área de carregamento, descarregamento,
laboratório, painel de controle e salas de operação, vasos onde existem canaletas de
direcionamento para o SAO e sistema de incêndio.
Já o sistema chamado de “Infiltração”, compõe as áreas de jardins, brita e chão. Conforme o
manual de técnicas de bueiros e drenos da ARMCO, aproximadamente 8% de suas águas de
chuva vão para as canaletas do inorgânico devido a saturação em função do tipo de solo. São
chamadas de deflúvio.
Com a finalidade de Alcançar uma qualidade de informação ainda maior, decidiu-se medir
todas as áreas de influência com trena. Foi encontrada uma diferença de 2.000 m2 em relação
ao desenho apresentado pela Deten. Assim, mantiveram-se os cálculos com base na área
medida pelo Deten-água que foi de 129.900 m2 contra 132.000 m2.
Perdas em bombas
Através das medições anteriores à campanha do balanço hídrico notou-se uma perda de água
clarificada e de resfriamento da ordem de 5 m3/h por planta em operação.
As estimativas e medições feitas levam a perdas por bomba da ordem de 200 litros /h a 1000
litros /h.
A partir de teste realizado pela Engenharia (EGP) confirmaram-se os cálculos preliminares,
onde, as perdas de água foram cortadas momentaneamente e a vazão de efluente foi reduzida
cerca de 6 m3/ h.
Não são considerados para efeito de balanço de massa, os vazamentos pelo selo dos
equipamentos rotativos. Estas contribuições são mínimas embora afetem a qualidade final do
efluente.
Os vazamentos destes equipamentos são registrados no campo de observações para, em
conjunto com a qualidade medida do efluente no sistema orgânico, realizar uma investigação
posterior.
Perdas de vapor
Conforme acordo com a Deten, as medições de perdas de vapor vivo realizadas entre 2002 e
2003 são utilizadas como base de cálculo para perdas de vapor.
Após consulta a manutenção da Deten, segundo a caldeiraria, houveram melhorias realizadas
após as medições de 2003. A empresa confirmou que em março ou abril de 2004 será feita
nova medição de vazamento
Caso não seja feita nova medição neste prazo, a equipe Deten -Água considera que a perda de
vapor é 1/3 da perda originalmente estimada, conforme indicado pela manutenção, pelo
menos 2/3 dos purgadores foram trocados ou modificados para evitar perda de vapor.
Produtos envolvidos
Em primeiro momento são consideradas todas as águas que circulam na área fabril da Deten
no estado líquido e em forma de vapor como produto envolvido. Assim, nomeiam-se os
produtos da seguinte forma:
AC - água clarificada
Água utilizada para make-up das torres de resfriamento e para as utilidades da planta. A água
clarificada também serve para resfriamento em bombas centrífugas.
Existem certas características em AC baseada na experiência dos autores:
• Em final de header acumula muita lama;
• Variação na pressão do header;
• Pressão baixa dificultando trabalhos em altura;
• Dureza cálcio em torno de 30 com variação de 10 para cima e 10 para baixo.
AGR – água de resfriamento
Água utilizada para resfriamento em trocadores e equipamentos rotativos. A qualidade desta
água depende de tratamento químico e do nível de contaminação caso ocorra furo em
equipamentos de processo. As seguintes características são marcantes no sistema de AGR:
• Se ocorrer falhas no tratamento, ocorrerá incrustação por sais inorgânicos ou
incrustação por algas;
• A temperatura de recirculação da AGR depende da eficiência no funcionamento da
torre e da troca térmica na planta.
VM – vapor de média
O Vapor recebido pela Deten possui 14 Kg/cm2 de pressão e gera condensado que é
reutilizado na planta. Existem perdas de vapor vivo quando aplicado em equipamentos como
trocadores ou camisas de equipamentos e linhas.
AVM - Condensado do vapor de média
O condensado de vapor é de ótima qualidade e se resfriado pode ser utilizado em qualquer
serviço exceto substituindo água desmineralizada. AVM é gerado a partir do trabalho
realizado pelos purgadores.
AP – água potável
Água utilizada para fins administrativos tais como: sanitário, refeitório e limpeza em geral.
ACh – água de chuva
A influência da chuva na geração de efluente orgânico chega a valores médios de 25%
(baseado no balanço hídrico com dados históricos de 2003). Assim, é importante estimar a
partir da pluviometria qual a vazão média por mês.
APr – água de processo
Considera-se água de processo como a que está presente nos produtos que circulam dentro da
planta. Assim, água que entra no processo através dos hidrocarbonetos (HC) que são matéria-
prima e água presente na solução cáustica são estimadas e lançadas participando do balanço
de massa.
AG – água gelada
Por motivos de presença de Ferro ou de elevação de temperatura, existe uma drenagem
intermitente no sistema de água gelada. Neste caso existe perda de água gelada e de nitrito,
pois o tratamento é para circuito fechado.
EFLU – efluente orgânico
Após a utilização das águas no processo, em sua última etapa, a parte de água que está
contaminada com produtos orgânicos é dirigida para o sistema de efluente orgânico na
tentativa de promover a neutralização, a separação de sólidos e a separação de óleos e graxas.
O interessante é buscar um nível mínimo de contaminação do efluente orgânico para que haja
o retorno desta corrente para ser reusada no processo, tornando assim o sistema de água
fechado.
Contaminantes envolvidos
Os óleos e graxas separados no sistema orgânico são considerados neste balanço de massa de
forma global. A função do separador água óleo é extrair o óleo da água e retornar para o
tanque de óleos como subproduto.
ÓLEO – óleos e graxas sobrenadantes no efluente
Mistura de óleos proveniente do processo ou das utilidades. No caso de processo podem ser
perdas devido à ruptura de sistemas de segurança na neutralização de gases ácidos e perdas
devido a drenagens na planta. Quando ocorre o envio deste óleos para a neutralização, este
óleo provoca baixa eficiência na separação da bacia de neutralização. No caso de utilidades
podem ser perdas devido a drenagens do sistema de óleo térmico.
Após a investigação quantitativa da vazão, é feita comparação com a qualidade detectada no
sistema orgânico. Assim, num segundo momento são considerados para a investigação os
seguintes produtos:
LAB – Linear alquil benzeno
Produto transparente que se confunde com o HC. Sem odor característico.
Contaminação do efluente devido a vazamentos de selos, drenagens provocadas por
cavitações, perdas por amostragem e outras operações de rotina.
Além de influenciar aumentando os valores de COT e DQO, estes vazamentos significam
perda de produto acabado.
HC - Hidrocarbonetos
Produto transparente que se confunde com o LAB. Com odor característico.
Contaminação do efluente devido a vazamentos de selos, drenagens provocadas por
cavitações, perdas por amostragem, perdas devido flush de linha na transferência de pesados e
outras operações de rotina.
F-- Fluoreto
Presença de íons de fluoreto ligados a orgânicos pesados provenientes da ruptura de sistemas
de segurança na neutralização. Pode ser também originado do condensado do sistema de
vácuo em situações de instabilidade das colunas de separação. O F é altamente tóxico e
corrosivo.
III. SISTEMA ENVOLVIDO
A maior parte do circuito a ser medido envolve a água que, dependendo do teor de
contaminação, pode ser estocada e enviada para outro consumidor.
Assim é importante conhecer as características físico-químicas da água descartada (fonte) e da
água consumida (consumidor) para avaliar as condições de reuso e suas possibilidades após
tratamento preliminar.
Tipos de medição física As medições físicas são principalmente referente a vazão e temperatura.
Quanto à vazão são utilizadas tipos de medição com princípios diversos. Desde a premissa de
processo proveniente do projeto, passando pela estimativa de campo, pela medição utilizando
volume e tempo (medida precária), pela medição utilizando dados de painel como nível e
vazão, pela medição através de instrumento que emite sinal na freqüência de ultra-som e, para
finalizar pelas medições precisas de totalizadores.
As vazões vão indicar o peso a ser considerado em cada caso. Quanto maior a vazão da fonte,
maior a perda realizada.
Na medição de temperatura será possível avaliar o impacto sobre o efluente final e as
possibilidades de retorno de correntes quanto ao gradiente térmico.
Instrumentos utilizados para medição
São utilizados alguns instrumentos para medição durante as campanhas sendo que eles podem
ser classificados em portáteis ou instrumentos de painel.
Instrumentos e facilidades portáteis
1. PHmetro digital, termômetro e condutivímetro através de multi-sonda
Uso de sensores específicos com membranas específicas, necessita de calibração
anterior e as leituras são aplicadas no campo e transferidas em forma de arquivo de
dados para computador.
2. Termômetro laser (pistola)
Através da transmissão de sinal de radio freqüência e da sua recepção é medida a
temperatura em superfícies metálicas. Estas superfícies não podem ser rugosas.
3. Ultra-som
A emissão de sinal ultra-som em superfície limpa de tubulação com no mínimo 2” e a
recepção do sinal de retorno permite a medição de vazão de água com uma boa
confiabilidade. Existem requisitos a serem cumpridos na instalação deste medidor.
4. Cronômetro e recipiente com volume (proveta ou béquer ou balde ou bombona)
Medição de tempo para volume pré-fixado ou medição de volume para tempo pré-
fixado. Á depender da facilidade na aplicação. Se as vazões são baixas utilizar béquer
para o volume. Se as vazões forem altas utilizar baldes ou bombonas para volume.
5. Detector de vazamento de vapor
Com uma sonda acústica e um amplificador de sinal é possível medir vazamentos de
vapor vivo.
6. Papel de pH
Papel indicador de pH através da mudança de cor.
Instrumentos de painel
7. Medição de vazão por placa de orifício (delta P)
Através do delta P e do diâmetro da placa é possível calcular a vazão volumétrica que é
indicada no painel de controle.
8. Totalizador de vazão (delta P)
Através do delta P e do diâmetro da placa é possível calcular a vazão volumétrica que é
indicada no painel de controle. É feita uma integração do volume com o tempo
apresentando o volume total que passa durante tantas horas diminuindo inclusive alguns
erros de medição.
9. Medição de nível (delta P)
É feita a medição do nível. Esta diferença de nível levará a um volume deslocado de um
equipamento para outro. Este volume dividido pelo tempo de referência vai resultar na
vazão.
10. Temperatura por termopar em tubulação
A mudança física promovida pelo aumento de temperatura no termopar é transmitida
para o painel em forma de sinal eletrônico.
Logística
Para que seja possível a medição utilizando a facilidade de cronômetro e balde (3) é
necessário pelo menos três pessoas. Duas para providenciar a medição e amostragem. Uma
pessoa para a medição de campo com sonda (1) e o registro dos dados.
Para possibilitar a medição instantânea com instrumento ultra-som (3) é necessário a presença
de duas pessoas. Uma para fixar os sensores na tubulação e outra para setar os parâmetros e
realizar a medição.
A medição da perda de vapor (5) também precisa de duas pessoas, uma para a colocação da
sonda acústica e outra para a leitura do sinal e outros ajustes do sinal.
Os outros instrumentos precisam somente de uma pessoa (2), (6), (7), (8), (9) e (10).
Os instrumentos envolvem maletas e kits que precisam ser deslocados no campo sendo
interessante o uso de carrinhos para facilitar este deslocamento. Alguns instrumentos são
únicos e para evitar perda de tempo é necessário o uso de rádio transmissor para contato entre
as equipes de medição.
Tipos de amostragem A amostragem é realizada em frasco de vidro e é feita conjuntamente com a medição de
vazão. Á depender do equipamento a ser amostrado existe um procedimento diferenciado.
Estão previstos, no total, 184 pontos de monitoramento dos quais 50 são cálculos e
estimativas e nos outros 134 pontos, podem ser feitas amostragens.
Como cada equipamento tem o seu reserva com possibilidades de estar operando, as medições
são feitas apenas nos equipamentos em operação.
Assim, estima-se que são monitorados através de amostragem em torno de 100 pontos no
total. Confirmando assim a necessidade de manter duas equipes em paralelo com estimativa
de cumprir em torno de 15 medições por equipe por dia.
Facilidades
Para facilitar o lançamento de dados durante o período é apropriada a utilização de lap-top.
As facilidades para a realização da amostragem são:
Gaiola para colher material amostrado;
Frasco de plástico evitando o choque durante a amostragem;
Recipientes diversos (detalhamento no planejamento da campanha) para a medição de
vazão e coleta de amostra;
Calha direcionadora em caso de vazamento espalhado;
Cestas para guardar temporariamente os frascos a serem analisados no laboratório;
Caixas para guardas os frascos durante o transporte para o laboratório destino
Outros.
Logística
O pesquisador na etapa de amostragem vai avaliar a necessidade de mudar o procedimento
(inclusive adicionando ou retirando pontos de amostragem) e também se esta ou aquela
amostra continuam sendo realizadas pelo laboratório originalmente destinado.
A presença de operador da área é essencial durante o período de amostragem. As funções do
operador de área são:
Identificar conjuntamente com o pesquisador o ponto de monitoramento e de
amostragem;
Tornar possível as amostragens mais complicadas;
Verificar condições de segurança durante a campanha de monitoramento e
amostragem;
Auxiliar na amostragem e no monitoramento.
O estagiário nesta etapa auxilia em todos os trabalhos da amostragem.
Tipos de medição química inclusive composição, condutividade e PH Itens de medição
No caso da medição de condutividade e de PH, será avaliado a presença de íons metálicos e a
contaminação de caráter ácido ou básico. Permitindo assim analisar controles na fonte e
possibilidades de tratamento end of pipe.
Inicialmente será analisado Carbono Orgânico Total (COT) que dá uma idéia da quantidade
relativa de orgânico presente na amostra. Em seguida são analisados Óleos e graxas para
verificar se este orgânico tem natureza de oleosa e qual o risco do separador SAO não
conseguir remover esta fase oleosa.
Caso seja necessário investigar qual a composição deste orgânico, é que será feita a análise no
Laboratório contratado quanto a presença de contaminantes orgânicos tais como: LAB, HC,
Polímero, ALP e outros.
Estes produtos presentes na amostra indicam a existência de contaminação no sistema de
efluente ou no circuito de águas descartadas.
Nas analises inorgânicas, num primeiro momento é feita analise de campo com o instrumento
multi-sonda onde se verifica o pH identificando se existe contaminante com caráter ácido ou
básico e qual o nível de acidez ou basicidade. Para confirmar esta medição é feita uma nova
leitura com papel de pH.
Num segundo momento é feita a medição da condutividade que indica a presença de íons que
podem ou não ser sais.
Laboratórios e métodos utilizados para medição
Existem cinco modalidades de monitoramento a ser feito durante esta campanha de balanço
hídrico. As medições feitas por instrumentos portáteis na planta (citados acima); as medições
feitas por instrumentos sensores e transmissores com indicação no painel (somente analise
física); as medições feitas no laboratório da UFBA que se resume em pH, condutividade,
COT, Óleos & graxas, Fluoretos, sólidos suspensos e sólidos sedimentáveis; as medições
feitas no laboratório contratado que inclui a investigação mais ampla com Hidrocarbonetos,
LAB, EPA, e outros, conforme a necessidade.
Será feita uma analise cruzada inter-laboratorial envolvendo a UFBA, Laboratório contratado
e DETEN das seguintes amostras COT, DQO, sólidos suspensos, sólidos sedimentáveis, pH e
condutividade, Óleos e Graxas, Fluoreto.
Logística necessária
O pesquisador será o responsável de monitorar usando os instrumentos auxiliares de medição.
O pesquisador será o responsável por identificar as amostras, o equipamento, o laboratório de
destino e os itens a serem analisados.
O pesquisador será responsável por acondicionar adequadamente os frascos de amostra
durante o deslocamento para o laboratório onde são realizadas as analises.
Equipamentos de processo Os equipamentos de processo escolhidos para serem monitorados têm funções diversas.
Classificam-se os equipamentos da seguinte forma: equipamentos ou correntes que são fonte
de perda de água ou de perda de produto indicando possibilidades de reuso do que é
descartado; equipamentos que são receptores da água descartada servindo apenas como
indicativo do que vem da fonte ou das fontes quando várias correntes deságuam no mesmo
receptor; equipamentos que são consumidores de água e são usuários potenciais da água que
é descartada após controle devido.
Função no processo
Cada equipamento que será monitorado tem uma importante função no processo que indica
reuso potencial ou necessidade de tratamento para reuso.
Por outro lado, existem equipamentos que descartam água em demasia indicando mau uso da
água. Assim é importante definir qual a função no processo para avaliar quais são as
possibilidades reais.
As Bombas são equipamentos rotativos que precisam de resfriamento para sua operação
normal, sem que ocorram vazamentos. Por falha no projeto de resfriamento ou por mudança
de característica do fluido de resfriamento, atualmente o sistema de resfriamento de várias
bombas provocam a perda contínua e intermitente de água para o sistema orgânico.
Como já foi citado nas premissas dos balanços de massa, confirmou-se a perda de 6 m3/h da
água (por planta) devido a falhas no sistema de resfriamento das bombas.
Independente deste fato identificado na prática por teste realizado pela Engenharia; existe a
possibilidade de vazamento pelo selo quando as bombas ou os selos não suportam o calor
provocando trinca e gerando contaminações para o efluente orgânico.
Além das fontes acima descritas, as bombas podem por motivos diversos sofrer a cavitação e
devido a características físicas dos fluidos, a operação pode optar por drenar a bomba durante
a cavitação através do dreno do PI.
Além das bombas tem os compressores que também para evitar o sobre-aquecimento, a
camisa de resfriamento destes equipamentos rotativos é alinhada para o sistema de efluentes
orgânicos.
Os Vasos que contribuem para o acréscimo e a contaminação do efluente orgânico são
principalmente, vasos que reúnem condensados do sistema de vácuo ou transbordo de
condensado não utilizado na planta. Independente disto, mas de forma rara, os vasos podem
ser drenados para a remoção de água acumulada e que é contaminante para o processo.
O Sistema orgânico inclui as caixas receptoras de efluente, o separador de água e óleo (SAO)
e a bacia de emergência. O resultado do trabalho será redução da geração de efluente orgânico
em até 30%.
As Caixas são receptores de efluente e são monitoradas para facilitar a identificação de fontes
não consideradas inicialmente. Como a rede de efluente orgânica é toda enterrada e muitas
vezes os drenos são conectados diretamente a tubulações interligadas ao sistema dificultando
a identificação da fonte, as caixas passam a ser indicadores de novas contaminações.
O Sistema inorgânico recebe as águas provenientes da purga da torre de resfriamento e da
chuva. É importante estimar as quantidades enviadas para o SI verificando possibilidades de
reuso.
A estimativa de água infiltrada no solo proveniente da chuva é importante para avaliar qual a
quantidade de água da chuva que vai para o sistema orgânico e qual vai para o sistema
inorgânico.
As Torres de resfriamento tem um potencial grande de minimização de uso de água e de
reuso da água descartada. É importante conhecer o balanço da torre para identificar
oportunidades.
O uso de água na área para lavagens e diluições é proveniente ou do sistema de Utilidades ou
do sistema de Incêndio (maior pressão). É importante estimar o consumo desta água e o
destino para melhorar a sua utilização.
Referências no equipamento e motivos
Durante a analise dos pontos nas áreas percebe-se que existem mais do que um ponto de
amostragem para serem feitas medidas, com isto verifica-se que existem pontos onde existe
vazamento pelo Dreno do cooler onde sem dúvida é um ponto de grande contribuição de
água; existem também pontos onde ocorre o resfriamento do selo através da água de quench
onde apesar de ser algo intrínseco do processo será medido com o intuito de fechar o balanço
hídrico e apontar oportunidades para o seu reuso.
Em algumas bombas nota-se a existência de vazamento pelo selo (esta vazão será medida e
lançada como referência na observação) que não será considerada na planilha de
monitoramento.
No caso de alguns vasos verifica-se que as medições são realizadas por desnível no dreno da
bota do vaso. Também são medidas pelo dreno dos vasos barométricos no sistema de vácuo
ou dreno de vasos e tanques de processo e de estocagem.
No caso das caixas de efluente são localizadas as posições de monitoramento, sendo que, a
maior parte das caixas será medida na posição sul, onde as fontes de processo enviam o
efluente.
No caso do balanço das torres de resfriamento distingui-se quais os tipos de fonte envolvidos:
evaporação (devido a delta T), respingo (arraste de gotículas de água pelo ventilador), purga
(ajuste necessário na reposição de químicos para tratamento contra corrosão), filtro (água
utilizada na retrolavagem), limpeza (lavagem da torre). Também é considerada a condição da
torre como consumidor de água (make-up).
A alimentação de água é linha que supre necessidades no processo. É semelhante a make-up
da torre embora seja referente a outras utilizações gerais. É a medição das vazões de
alimentação de água clarificada, potável e água de chuva.
Os destinos das vazões de água de chuva também são discriminados neste campo como
vazões de chuva.
Tipo de vazão
Classifica-se o tipo de vazão proveniente das fontes em contínua quando ocorre sem
interrupção, intermitente quando a vazão interrompe de tempos em tempos e rara quando
ocorre de forma descontínua e sem registros evidentes.
A maior parte das bombas possui vazão intermitente e vinda do dreno do cooler e algumas
bombas possuem vazão contínua da refrigeração do selo.
Os vasos barométricos do sistema de vácuo e o vaso de condensado possuem vazão contínua.
Enquanto a maior parte dos vasos de processo possui vazão rara.
No caso da chuva, consideramos a vazão intermitente. E no caso das alimentações de
utilidades e das vazões do efluente orgânico consideramos como vazão contínua.
As vazões envolvidas na torre de resfriamento são contínuas exceto na limpeza (rara) e no
filtro e Blow-Down (intermitente).
Possibilidades de contaminação
As possibilidades de contaminação do efluente orgânico são descritas abaixo:
Vazamento de selos
Devido a esforços de atrito no selo, muito provavelmente falhas no sistema de resfriamento do
sistema de selagem, ocorrem os vazamentos de selo das bombas.
Embora as vazões medidas sejam mínimas (ex: 5 litros/h) e intermitentes são suficientes para
contaminar o efluente (HC = 5 litros / 10000 litros *100* 10000 = 500 ppm).
Amostragem
Considerando que o procedimento da amostragem requer a lavagem do frasco duas vezes o
que significa o descarte de 300 ml de orgânico por amostra. Considerando a realização de 4
amostras de produto orgânico (em média) por hora. Teremos então uma contaminação de pelo
menos 1,2 l/hora de orgânico. Ou seja uma contaminação de 120 ppm de orgânico no
efluente.
Vazamento em linhas
As possibilidades de vazamento de linhas e vasos com lavagem deste para o sistema orgânico
contribui para contaminar o efluente orgânico.
Algumas linhas onde podem ocorrer vazamentos são óleo térmico, Polímeros e HC.
Anormalidades de processo
A partida da coluna de benzeno pode provocar vazamentos da ordem de 1% de HC conforme
histórico já apresentado. Neste momento então, a contaminação do efluente pode alcançar:
10.000 ppm * (0,5 m3/h / 10 m3/h) = 500 ppm.
Drenagens devido a cavitação de bombas
Nos casos de drenagem para evitar a cavitação de bombas, a perda de produto pode ser bem
maior em relação aos itens anteriores.
Drenagens devido a processo não especificado
Nestes casos de drenagem também, a perda de produto pode ser bem maior em relação aos
itens anteriores.
Registro das medições e analises Planilha informativa
Inicialmente, antes de iniciar as medições, é preenchida planilha informativa quanto às
condições de operação da planta. Neste registro constarão as seguintes informações:
Condições de chuva que inviabilizam a campanha;
Condições de partida ou parada de planta que inviabilizam a campanha nesta planta;
Verificação quanto a equipe, instrumentos, facilidades e logística;
Informação quanto a pessoal (turno, operador e supervisor) que acompanha a planta;
Informação quanto a alguma não conformidade ambiental que pode ser impeditiva para
a realização da campanha;
Operação do SAO normal sem alinhar para a bacia de emergência;
Operação da bacia de neutralização
Informação quanto às rotinas normais de operação da planta;
Descrever as rotinas específicas que afetam o efluente
Avaliação visual da planta que será monitorada
Registros durante o monitoramento
Haverá planilhas semelhantes ao plano de monitoramento para a preparação dos registros.
A Ordem a ser registrada segue o roteiro descrito no campo ordem de medição.
Outros dados e observações são lançados em relatório descritivo específico sobre o teste.
Cálculos envolvidos no balanço Balanço hídrico Geral
Entradas = FQ001(AGC) + FQ003 (AP) + FQ031 (VM) + Pluviometria + Água na MP.
Saídas = Sistema Inorgânico (estimado) + Sistema Orgânico (medido) + Infiltrado (estim.)
Balanço da torre
Por torre de resfriamento
Entradas = Make-up (calculado)
Saídas = Blow-down (calculado) + Perdas (calculado) + Evaporação (calculado) + Limpeza
Balanço pluvial
Entradas = Pluviometria (medição)
Saídas = Chuva p Sistema Inorgânico (estimado) + Chuva p Sistema Orgânico (medido) +
Chuva p Infiltrado (estim.)
Perdas em bombas/ equipamentos
Entrada = Σ Qb (bombas e compressores medido) + Σ Qv (vasos medido) + Σ Qp (água
processo calculado) + Σ Qu (utilidades estimado)
Saída = Efluente orgânico
Perdas de vapor
Entrada = FQ031
Saída = Σ Qv (vasos de condensado medido) + Perdas (estimado) + Σ Qpurgadores (estimado)
Produtos envolvidos
AC - água clarificada
AGR – água de resfriamento
AG – água gelada
Entrada AC = FQ001
Saída (AC+AGR+AG) = Bombas e compressores + Q torres (Evaporação + Perdas + Blow-
down) + utilidades + limpeza + Q água gelada (Blow-down + perdas)
VM – vapor de média
AVM - Condensado do vapor de média
Já apresentado
AP – água potável
Entrada AP = FQ003
Saída AP = Esgoto sanitário + Perdas
ACh – água de chuva
Já apresentado
APr – água de processo
Já apresentado
EFLU – efluente orgânico
Entradas = Σ Caixas (medido)
Saídas = Efluente orgânico
Contaminantes envolvidos
ÓLEO – óleos e graxas sobrenadantes no efluente
LAB – Linear alquil benzeno
HC - Hidrocarbonetos
F-- Fluoreto
Balanço por componente (contaminante)
Entrada = perda estimada por evento de vazamento
Saída = Quantidade medida no efluente orgânico por contaminante
V. Planejamento das campanhas de medição
Cronograma As campanhas estão sendo realizadas desde 15 de abril, sendo executadas por duas equipes
onde cada uma será composta por: 1(um) pesquisador , 1(um) estagiário e 1(um) operador da
DETEN. Cada Equipe ficará com uma área da empresa para realizar as medidas.Além destas
equipes teremos também mais 5 equipes sub-divididas em:
• Equipe de encaminhamento de amostras composta por motorista e estagiário;
• Equipe de apoio;
• Equipe do laboratório da UFBA;
• Equipe do laboratório contratado;
• Equipe do laboratório do DETEN.
Roteiro de medição e amostragem As medições de vazão e analises são feitas do final de tubo para as fontes.
Assim, as analises começarão no sistema de efluente orgânico: SAO, Bacia de emergência e
caixas. Em seguida são feitas as verificações nas utilidades.
As equipes atuam divididas: Equipe A (Caixas + utilidades); Equipe B (Efluente + caixas).
Em seguida as equipes vão monitorar as fontes em bombas onde segue as medições. A ordem
normal é bombas próximas a sistema de óleo térmico, bombas onde circula produto orgânico
e bombas onde circula produtos inorgânicos.
Finalmente são feitas as medições e analises na área de tancagem e área ácida com a seguinte
divisão das equipes: Equipe A (Carregamento, descarga, tanques); Equipe B (Ácida).
As medições vão depender do equipamento e da amostra que queremos coletar.
VI Planilha para levantamento de Dados
VIII Balanço com dados estimados base 2003
R E U S O3
B R A S K E M
Á G U A C L A R I F I C A D A
Á G U A P O T Á V E L
T O R R E D E R E S F R I A M E N T O
E F I C I Ê N C I A
C O N S U M O H U M A N O
R E F E I T Ó R I O
L A V A T Ó R I O / S A N I T Á R I O
S I S T E M A
O R G Â N I C O
C E T R E L
R E U S O 1
R E S P I N G OE V A P O R A Ç Ã O
Á G U A S P L U V I A I S
S I S T E M A
I N O R G Â N I C O
D I Q U E S D E T A N Q U E SÁ R E A P A V I M E N T A D A
D A S U N I D A D E S
Á G U A S C O N T A M I N A D A S
V A P O R D E M É D I A
C O N D E N S A D O
A Q U E C I M E N T O D E P R O C E S S O
( C o n d e n s a d o )
P U R G A
R E U S O 2
P E R D A S 1
P E R D A S 2
I N F I L T R A D O
8 0 m 3 / h
1 , 7 9 m 3 / h
3 , 9 6 m 3 / h
1 8 , 1 2 m 3 / h
7 7 , 9 4 m 3 / h
2 , 0 6 m 3 / h
2 , 3 2 m 3 / h
5 4 , 8 9 m 3 / h
2 , 0 3 m 3 / h
1 8 , 7 m 3 / h
1 8 , 5 8 m 3 / h
2 7 , 6 6 m 3 / h
1 , 7 9 m 3 / h
1 5 , 9 2 m 3 / h
3 , 5 6 m 3 / h
0 , 4 m 3 / h
4 , 3 8 m 3 / h
5 , 6 7 m 3 / h
7 , 0 5 m 3 / h
5 , 4 m 3 / h
0 , 1 2 m 3 / h
Á g u a S i s t e m a I n o r g â n i c o
Á g u a S i s t e m a O r g â n i c o
R E U S O3
B R A S K E M
Á G U A C L A R I F I C A D A
Á G U A P O T Á V E L
T O R R E D E R E S F R I A M E N T O
E F I C I Ê N C I A
C O N S U M O H U M A N O
R E F E I T Ó R I O
L A V A T Ó R I O / S A N I T Á R I O
S I S T E M A
O R G Â N I C O
C E T R E L
R E U S O 1
R E S P I N G OE V A P O R A Ç Ã O
Á G U A S P L U V I A I S
S I S T E M A
I N O R G Â N I C O
D I Q U E S D E T A N Q U E SÁ R E A P A V I M E N T A D A
D A S U N I D A D E S
Á G U A S C O N T A M I N A D A S
V A P O R D E M É D I A
C O N D E N S A D O
A Q U E C I M E N T O D E P R O C E S S O
( C o n d e n s a d o )
P U R G A
R E U S O 2
P E R D A S 1
P E R D A S 2
I N F I L T R A D O
8 0 m 3 / h
1 , 7 9 m 3 / h
3 , 9 6 m 3 / h
1 8 , 1 2 m 3 / h
7 7 , 9 4 m 3 / h
2 , 0 6 m 3 / h
2 , 3 2 m 3 / h
5 4 , 8 9 m 3 / h
2 , 0 3 m 3 / h
1 8 , 7 m 3 / h
1 8 , 5 8 m 3 / h
2 7 , 6 6 m 3 / h
1 , 7 9 m 3 / h
1 5 , 9 2 m 3 / h
3 , 5 6 m 3 / h
0 , 4 m 3 / h
4 , 3 8 m 3 / h
5 , 6 7 m 3 / h
7 , 0 5 m 3 / h
5 , 4 m 3 / h
0 , 1 2 m 3 / h
Á g u a S i s t e m a I n o r g â n i c o
Á g u a S i s t e m a O r g â n i c o
B R A S K E M
Á G U A C L A R I F I C A D A
Á G U A P O T Á V E L
T O R R E D E R E S F R I A M E N T O
E F I C I Ê N C I A
C O N S U M O H U M A N O
R E F E I T Ó R I O
L A V A T Ó R I O / S A N I T Á R I O
S I S T E M A
O R G Â N I C O
C E T R E L
R E U S O 1
R E S P I N G OE V A P O R A Ç Ã O
Á G U A S P L U V I A I S
S I S T E M A
I N O R G Â N I C O
D I Q U E S D E T A N Q U E SÁ R E A P A V I M E N T A D A
D A S U N I D A D E S
Á G U A S C O N T A M I N A D A S
V A P O R D E M É D I A
C O N D E N S A D O
A Q U E C I M E N T O D E P R O C E S S O
( C o n d e n s a d o )
P U R G A
R E U S O 2
P E R D A S 1
P E R D A S 2
I N F I L T R A D O
8 0 m 3 / h
1 , 7 9 m 3 / h
3 , 9 6 m 3 / h
1 8 , 1 2 m 3 / h
7 7 , 9 4 m 3 / h
2 , 0 6 m 3 / h
2 , 3 2 m 3 / h
5 4 , 8 9 m 3 / h
2 , 0 3 m 3 / h
1 8 , 7 m 3 / h
1 8 , 5 8 m 3 / h
2 7 , 6 6 m 3 / h
1 , 7 9 m 3 / h
1 5 , 9 2 m 3 / h
3 , 5 6 m 3 / h
0 , 4 m 3 / h
4 , 3 8 m 3 / h
5 , 6 7 m 3 / h
7 , 0 5 m 3 / h
5 , 4 m 3 / h
0 , 1 2 m 3 / h
Á g u a S i s t e m a I n o r g â n i c o
Á g u a S i s t e m a O r g â n i c o
IX. Resultados Resultados Projetados 1) Redução de consumo de água na planta da DETEN – 15 a 20 m3/h
2) Melhoria do Gerenciamento Energético na Torre de resfriamento e no circuito de
vapor e condensado – Cálculos mais confiáveis e manutenção preventiva
3) Minimizar geração de Efluente Orgânico – 30% de redução
4) Melhorar a Qualidade do Efluente Orgânico – Valores estabilizados DQO e O&G, em
vazão + baixa
5) Publicação de artigos em Seminários e Congressos – 6 artigos
Resultados Alcançados 1) Redução de consumo de água – 4 m3 /h
2) Melhoria Gerenciamento Energético na Torre de resfriamento e no circuito de
condensado – Cálculos e pesquisa feitas e workshop programados
3) Minimizar geração de Efluente Orgânico – 5 % de redução
4) Melhorar a Qualidade do Efluente Orgânico – Início de sensibilização da operação
5) Publicação de artigos em Seminários e Congressos – enviados artigos e resumos para
aprovação em 4 Congressos e Seminários
X.Conclusões 1) Existe um campo de atuação vasto na indústria para minimizar efluentes, parte destas
atividades é conhecida, a outra parte não é investigada por falta de tempo.
2) É necessário desenvolver formas de participação de pesquisa aplicada dentro da rotina da
indústria.
3) É necessário sensibilizar a indústria quanto a importância dos sistemas de utilidades em
termos de custo futuro (cobrança de água do lençol freático) e do impacto ambiental.
4) Desenvolver metodologias para identificar as oportunidades no chão de fábrica.
5) Para que haja efetividade nas pesquisas aplicadas na indústria, é fundamental o
envolvimento da área de Produção nos projetos.
6) O Perfil do pesquisador apropriado para atuar em parceria com a indústria deve possuir
ousadia na descoberta de oportunidades e bom senso para não confrontar políticas internas.