Novos processos de tratamento de águas residuais para mudanças de reposição da planta
Seja por escolha ou obrigação, proprietários e engenheiros de projeto de muitas usinas de energia e plantas industriais novas estão escolhendo alternativas à água doce para reposição da planta. O efluente de uma planta de tratamento de propriedade pública (POTW, ou seja, estação de tratamento de águas residuais municipais) tornou-se uma alternativa cada vez mais comum. Essas águas normalmente contêm concentrações elevadas de amônia, nitrito/nitrato, orgânicos, fosfato, surfactantes e sólidos suspensos, os quais, se não forem tratados, podem levar a sérios problemas de incrustação microbiológica em torres de resfriamento e sistemas de resfriamento. Isso levou as instalações a explorar novas abordagens para seu processo de tratamento de águas residuais.
Enchimento de filme de torre de resfriamento poluído
Com pré-tratamento adequado e tratamento químico de água de resfriamento, tais suprimentos podem ser utilizados com sucesso.
A tabela abaixo mostra os componentes primários de diversas fontes de água nos Estados Unidos.
Tabela 1. Comparação de várias águas dos EUA
(Valores, exceto pH e condutividade, estão expressos em unidades de mg/l)
A água cinza (também conhecida como efluente de água residual tratada ou água de recuperação) contém concentrações mais altas de muitas impurezas.
Abordagens para o processo de tratamento de águas residuais
Uma técnica comum para o tratamento inicial de águas residuais, a clarificação básica remove apenas sólidos suspensos e alguns orgânicos grandes. Coagulantes à base de alumínio ou ferro precipitam fosfato e, portanto, podem ser uma forma útil de clarificação básica. Como outras tecnologias, o projeto de clarificante foi aprimorado significativamente, em comparação com os tipos circulares grandes de baixa vazão, onipresentes no século passado. Em sistemas como o tipo de lastro (geralmente microareia ou magnetita), as taxas de fluxo por capacidade de clarificador podem ser 10 a 20 vezes maiores do que nos estilos antigos.
No entanto, a clarificação não funciona para remover impurezas à base de nitrogênio, particularmente amônia e nitrito/nitrato. Muitos orgânicos também podem ser resistir a um clarificante. Portanto, mesmo com a clarificação de sólidos suspensos e a remoção de fosfato, muitos alimentos/nutrientes ainda podem entrar na planta. Selecionar processos biológicos para pré-tratamento como parte do seu processo de tratamento de águas residuais pode mitigar esses problemas.
Métodos biológicos para tratamento de águas residuais
As instalações têm utilizado métodos biológicos em processos de tratamento de águas residuais por muitos anos. Uma abordagem muito comum é o processo de lodo ativado, no qual o fluxo de resíduos flui para uma grande bacia ou bacias cheias de micro-organismos benéficos que consomem os orgânicos e nutrientes nitrogênio/fósforo. O termo "ativado" refere-se ao ar injetado no volume da lagoa, muitas vezes em vários locais, para fornecer um ambiente aeróbico para os micróbios. Isso transforma o material solúvel em novas células que podem ser removidas como sólidos suspensos. Uma variação comum dessa tecnologia é o filtro biológico, no qual a água residual passa pelo meio fixo, no qual os organismos são retidos, fornecendo uma base estável para que os micróbios realizem a remoção dos resíduos.
Uma dificuldade dessas tecnologias é que os processos de tratamento são lentos e exigem tanque de grandes volume ou meio com grande área de superfície. Duas outras tecnologias surgiram como alternativas principais: biorreatores de membrana (membrane bioreactor, MBR) e biorreatores de leito móvel (moving-bed bioreactors, MBBR). O esquema abaixo descreve a configuração do MBR.
Os benefícios dos biorreatores de membranas e de leitos móveis
Essencialmente um processo aprimorado de lodo ativado, o MBR consiste em micro-organismos benéficos que consomem os alimentos e nutrientes que entram no recipiente principal através da zona de mistura. Um fluxo de reciclagem ajuda a levar os organismos ativos e bem estabelecidos para a entrada da zona de mistura. Ao contrário do lodo ativado convencional, o MBR usa membranas de ultrafiltro em vez de um clarificador tradicional para separar sólidos do efluente.
O processo de microfiltração produz um fluxo muito transparente, essencialmente livre de sólidos suspensos. Uma deficiência desse processo de MBR mais básico é que a amônia no fluxo é convertida em nitrito/nitrato, mas o nitrogênio permanece. Portanto, o nitrogênio ainda funciona como um nutriente no sistema de água de resfriamento da planta. Expandir o sistema MBR para incluir câmaras de reação anóxica pode resolver esse problema, pois isso promoverá a desnitrificação, onde os micro-organismos podem converter nitrito/nitrato em nitrogênio elementar.
Com o MBBR, o recipiente de reação principal inclui mídias plásticas móveis que funcionam como local para os micro-organismos benéficos se prenderem e consumirem os nutrientes e os alimentos do influente. Como o recipiente de reação é agitado por misturadores mecânicos, o assentamento, a flutuação ou a filtração precisam ocorrer fora do recipiente.
Como a ChemTreat pode ajudar
Os representantes da ChemTreat podem ajudar o pessoal da fábrica a avaliar os requisitos químicos para as opções de processo de tratamento de águas residuais descritas acima. Eles também podem recomendar programas para os sistemas de resfriamento e processo alimentados com a água de reposição resultante. Publicações futuras do blog discutirão os métodos de tratamento dos fluxos de água residual gerados dentro da planta.
Entre em contato com a ChemTreat para obter assistência no desenvolvimento de um programa de tratamento sob medida para sua aplicação. Assim como ocorre com todas as outras tecnologias, a diligência prévia é necessária para determinar a viabilidade da utilização desses métodos. Sempre consulte os manuais e guias dos seus equipamentos.
