A utilização da água na indústria - Gestão de Recursos Hídricos

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A utilização da água na indústria - Gestão de Recursos Hídricos

  1. 1. Beatriz Siqueira Rodrigo Cassemiro Samir Eid Vinícius Kumazawa
  2. 2. Responsável por cerca de 22% do uso mundial de água Países desenvolvidos o índice é de cerca de 59% Países não desenvolvidos é de apenas 8% Principal responsável pela crescente dificuldade na obtenção de água para atendimento das necessidades da sociedade Crescimento da demanda industrial Efluentes aquosos (qualidade inferior à original)
  3. 3. A disponibilidade de dados precisos sobre o consumo industrial da água é muito restrita por receio de ações tanto de agências ambientais quanto de empresas públicas Diferenças técnicas significativas fazem com que qualquer consolidação de dados seja de validade duvidosa Aspectos a serem considerados Mesmos produtos obtidos por processos tecnologicamente distintos Diferenças de processo, de equipamento, de procedimentos operacionais ou até mesmo de escala de produção O grau de verticalização do complexo industrial dificulta a obtenção da informação relativa ao consumo específico de cada segmento
  4. 4. Outro fator que afeta os dados relativos ao consumo específico de água pelo setor industrial, é o aspecto econômico relacionado ao custo deste insumo Escassez Aumento do custo da água implica no aumento do custo final do produto O consumidor pagará não só pelo seu consumo de água, como também pelo seu uso
  5. 5. Uso da água no Brasil
  6. 6. Tipos de uso da água na indústria Duas classes principais Matéria-prima  Quando fica incorporada ao produto final  Mantém sua identidade química (cervejas, refrigerantes, produtos de limpeza e higiene)  Perde sua identidade química (ácido sulfúrico) Uso auxiliar Veículo  Fluído térmico  Lavagem  Geração de energia 
  7. 7. Impurezas nas águas naturais e problemas no seu uso industrial A contaminação das águas naturais pode ocorrer em qualquer fase do ciclo hidrológico Principalmente, cada vez mais, atividades antropogênicas em decorrência das As impurezas presentes na água podem modificar significativamente suas propriedades Corrosões Incrustações
  8. 8. Incrustações São resultantes da disposição de materiais sólidos nas paredes dos equipamentos (principalmente de caldeiras) que estão em contato com a água Podem ser bastante prejudiciais pelo fato de terem baixa condutividade térmica Redução da eficiência térmica do equipamento em virtude dos gases de combustão saírem em temperatura mais alta  Superaquecimento do material de construção das caldeiras, provocando redução de sua resistência mecânica com o conseqüente risco de deformações ou mesmo de ruptura 
  9. 9. Corrosões É um fenômeno potencialmente presente em equipamentos que operam com água em condições de temperatura e pressão acima das normais  A intensidade depende do material de construção do equipamento, das impurezas presentes na água usada e das condições de operação do sistema
  10. 10. As impurezas mais comumente encontradas nas água naturais são: Sólidos em suspensão Gases dissolvidos Sais solúveis Sais de sódio Sais de metais alcalino-terrosos (cálcio e magnésio) Sílica Ácidos livres Contaminação microbiológica (abastecimento público)
  11. 11. Técnicas convencionais • • Técnicas específicas
  12. 12. Técnicas Convencionais Promovem a adequação das características físicas, químicas e biológicas da água a padrões econômicos e de higiene. Aeração ou Pré-cloração; Coagulação e Floculação; Decantação; Filtração; Desinfecção ; Controle de corrosão.
  13. 13. Técnicas Específicas Compensar medidas que a outra técnica não satisfazia Processo de abrandamento da água; Degaseificação; Remoção de sílica gel.
  14. 14. Aeração ou Pré-cloração: Objetiva remover substâncias orgânicas causadoras de odor e sabor, bem como oxidar compostos ferrosos e manganosos que poderiam se precipitar mais adiante, conferindo cor a água. Coagulação e Floculação: Promover a separação dos sólidos em suspensão presentes na água, em condições que permitam se realizar a clarificação efetiva da mesma. Decantação: Vale-se da ação da gravidade para separar o material floculado obtido da operação supracitada.
  15. 15. Filtração: Visa complementar o trabalho da decantação para remover partículas que continuam suspensas. Esse método faz fluir o efluente da decantação através de um meio filtrante sobre o qual ficarão retidos os sólidos suspensos. A água livre de impurezas é coletada no fundo do equipamento. Desinfecção: Eliminação de organismos patogênicos. Dosagem de agentes desinfetantes (derivados clorados, ozônio e a emissão de radiação ultravioleta)
  16. 16. Controle de corrosão: Ajuste químico para que não haja propriedades corrosivas.
  17. 17. Abrandamento da água ou Correção da Dureza: Consiste na remoção de cátions bivalente de cálcio e magnésio. Degaseificação: Remove gases como o oxigênio, gás carbônico e o sulfeto de hidrogênio dissolvidos na água. Esse processo pode ser efetuado por dois métodos. _ Método Físico: compreende ações de aquecimento ou de pulverização da água. _ Método Químico: utilizam-se de agentes químicos de natureza compatível cm os gases a serem removidos.
  18. 18. Remoção da sílica solúvel: Realizada por reações químicas.
  19. 19. Segmentos industriais e suas peculiaridades quanto ao uso da água.
  20. 20. Têxtil - consome 15% de toda a água industrial do mundo, totalizando 30 milhões de m³ ao ano. A água é utilizada nas chamadas etapas úmidas do processo têxtil, principalmente na fase de tinturaria, onde consome cerca de metade de toda a água do setor e no pré-tratamento, onde é consumido 41% do total da água. Carga contaminante: •desengomagem – 50% •tinturaria – 37% •estamparia – 7% •tingimento – 6% Mais perigosos: •halógenos orgânicos absorvíveis (AOX) •metais pesados (Cu, Ni, Pb) •alquifenol entoxilado (APEO,tóxico para os peixes) •hidrocarbonetos voláteis (VHC)
  21. 21. Frigorífica - nesse tipo de indústria o consumo de água por cabeça varia tradicionalmente de 2.500l no caso de bovinos, 1.200l para suínos e 25l para as aves. No caso de frangos, as industrias brasileiras já trabalham hoje em dia com metas de 14l de água por frango. A tarefa mais complexa desse tipo de indústria é o tratamento dos rejeitos aquosos dos frigoríficos. Alta taxas de DBO (800 a 32 mil mg/l) + lodo → processos anaeróbios como lagoas. Os sistemas que permitem a purificação mais completa são os mistos, em que se associam lagoas anaeróbias com aeradas.
  22. 22. Curtumes - após todos os procedimentos como esfola de couro, lavagem, descarnagem e curtimento, sobram resíduos na águas que constituem-se basicamente de cal e sulfetos livres, cromo, matéria orgânica diluída ou em suspensão, elevados teores de sólidos dissolvidos e PH. Decantação: é uma das formais mais incentivadas de se reduzir o teor de resíduos nas águas. O produto é aquecido em ácido sulfúrico concentrado, como no caso do sebo. Celulose e Papel – nesse tipo de indústria, uma das formas de utilização da água é na fabricação da pasta mecânica para lavar as fibras retiradas da madeira e dessa forma, esta fica contaminada pela lignina O maior volume de despejo desse tipo de indústria está no branqueamento das fibras e nas máquinas de papel, já em termos de carga poluidora, destaca-se o licor negro (rico em açúcar de madeira). Sobre o tratamento, costuma-se separar os efluentes por nível de concentração de sólidos.
  23. 23. Açúcar e Álcool – esse tipo de indústria demanda um grande volume de água, que é empregada desde a lavagem da cana a uma taxa de aproximadamente 5m³ por tonelada de cana. Na fase seguinte, também utiliza-se muita água para diluir o açúcar do caldo extraído pelas moendas de cana, no processo denominado embebição. Essa água deve ser contaminada em maior ou menor grau pela solução de sacarose e pode ser reutilizada em outras fases do processo. Vinhoto - principal ameaça ambiental desse tipo de indústria, presente em mais de 90% do total de água. No Brasil, seu impacto foi solucionado através da aspersão do resíduo no próprio canavial, tal seu elevado conteúdo fertilizante. Como vantagens houve o aumento da população microbiana do solo, aumento do PH e aumento da capacidade de troca iônica.
  24. 24. Cervejarias: A indústria cervejeira divide a água usada no processo em água cervejeira (nobre ou de fabricação) e água de serviço. A primeira é a água incorporada ao produto e utilizada para condicionamento do malte, moagem, carga e descarga de produtos em elaboração. Já a de serviço, trata-se da água usada em lugares e equipamentos onde não há contato com o produto. As indústrias cervejeiras possuem instalações relativamente grandes para tratamento de seus efluentes, devido à carga orgânica dos despejos que podem variar entre 1,2 a 3 mil mg/l de DBO e também de sua considerável vazão que, dependendo do porte das instalações, pode atingir a ordem de milhares de m3/dia. Ferro e aço: O consumo nessas indústrias é de porte elevado, ficando na faixa de 100 a 500 m³ por tonelada de aço. Um dos usos principais é no processo de refrigeração de equipamentos. Quanto aos poluentes desse ramo industrial, há a contaminação na fase do resfriamento dos gases de coqueria e nas chaminés. Petróleo: Já nas primeiras fases do refino muitos são os usos da água. Após a extração, ela é separada do óleo antes do armazenamento inicial, sendo que o óleo cru é misturado com a água para a separação de sais e sólidos.
  25. 25. Pólos Petroquímicos e o uso da água
  26. 26. Pólo de Camaçari: O pólo de Camaçari localiza-se no estado da Bahia. A central petroquímica lá existente – Copene. A água bruta captada por esse pólo é tratada, obtendo-se a água clarificada, atendendo as necessidades de água de refrigeração das empresas do pólo, além de alimentar as Unidades de Água Potável e Desmineralizada, sendo que a aquela é distribuída para o pólo e a água desmineralizada alimenta as caldeiras dos sistemas de turbo geração. Pólo de Mauá: Localiza-se no município de Mauá, a cerca de 30 km de São Paulo. Sua demanda de água bruta é da ordem de 1.260 m³/h, sendo esta captação realizada no rio Tamanduateí, numa vazão que depende do regime de chuvas (no regime de estiagem a captação é da ordem de 500 m³/h e em épocas de chuva a captação máxima pode chegar a 945 m³/h.
  27. 27. Tratamento de efluentes aquosos Ações de controle Ações de prevenção
  28. 28. Ações de controle Visa minimizar os efeitos adversos dos despejos antes de sua disposição no ambiente.  Métodos físicos  Métodos físico-químicos  Métodos biológicos
  29. 29. Métodos físicos Separação de poluentes sólidos, contaminantes líquidos imiscíveis e gases dissolvidos presentes em despejos líquidos.  Adsorção  Centrifugação  Coagulação, floculação, decantação e flotação  Filtração
  30. 30.  Separação por membranas: Envolve a utilização de membranas sintéticas, porosas ou semipermeáveis para a separação de partículas sólidas de pequenas dimensões. Separados de acordo com o diâmetro dos poros, tipo e a força motriz utilizados na separação. Microfiltração, Ultrafiltração, Nanofiltração, Osmose reversa e Eletrodiálise  Separação térmica: Os processos mais comuns no tratamento de efluentes líquidos sao a evaporação e a destilação.  Stripping (ou extração): consiste na remoção das impurezas por meio do ar ou vapor.
  31. 31. Métodos físico-químicos Princípios de ação baseiam-se em reações químicas e como em termos operacionais as técnicas desse grupo agem alterando as propriedades dos contaminantes, daí o tratamento físico. Neutralização Oxidação e redução química Precipitação química Troca iônica
  32. 32. Métodos biológicos Grande expansão no Brasil por apresentar relevantes efeitos purificadores. Baseia-se na otimização artificial e controlada da biodegradação de matéria orgânica. De acordo com a necessidade de oxigênio: Digestão aeróbia Digestão anaeróbia
  33. 33. Ações de prevenção Não geração ou reaproveitamento dos rejeitos gerados pelas unidades de qualquer processo de transformação.
  34. 34. Legislação No Brasil, a mais importante lei ambiental criada é a Lei 6.938 (17/01/1981), denominada Política Nacional de Meio Ambiente Define que o poluidor é obrigado a indenizar os danos ambientais causados por ele ao meio ambiente e a terceiros, independentemente de culpa. Este é o conhecido princípio do poluidor pagador, o que determinou uma nova postura em relação ao meio ambiente, no sentido de introduzir a necessidade de conciliação entre o desenvolvimento econômico-social e a preservação do meio ambiente
  35. 35. Considerando a Lei 6.938 Para se construir, reformar, ampliar a capacidade de uma indústria, é necessário inicialmente que o Órgão Ambiental seja consultado a fim de avaliar a necessidade ou não de um processo de licenciamento ambiental. O licenciamento é constituído pela licença prévia, licença de instalação e licença de operação ou funcionamento
  36. 36. DESENVOLVIMENTO/BEM ESTAR/NECESSIDADES BÁSICAS X USO DA ÁGUA Fonte: Revista Escola
  37. 37. Referências KULAY, Luiz Alexandre; SILVA, Gil Anderi da. Água na Indústria. In: BRAGA, Benedito; REBOUÇAS, Aldo da C.; TUNDISI, José Galizia. (Org.). Águas doces do Brasil: capital ecológico, uso e conservação. 3 ed. São Paulo: Escrituras Editora, 2006. p. 367-398. http://www.revistaescola.abril.com.br. Acesso em: 19 janeiro 2014. http://www.mma.gov.br. Acesso em: 20 janeiro 2014.

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