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

avilasal@ufba.br 0 XX 7191237855

Carlos Maurício Duarte de Alcântara – TECLIM /UFBA

Rua Guilhardi Muniz 580 ITAIGARA CEP: 40.000-000 Salvador / BA

carlosmd@ufba.br 0 XX 7199292284

Ricardo de Araújo Kalid – TECLIM/ UFBA

Rua Aristides Novis 2 Federação CEP:40210-630 Salvador / BA

kalid@ufba.br 0 XX 7199843316

Fabiano Fiscina – TECLIM/ UFBA

Rua Doutor Antonio Monteiro 175 Apto 602 ITAIGARA CEP:41815-130 Salvador / BA

fiscina@ufba.br 0 XX 7199940827

Erisvaldo Cunha – DETEN

cunha@deten.com.br 0XX7199586113

Robério Siqueira - DETEN

Avenida Joana Angélica 588 Ap 602 Edifício Eldorado NAZARÉ CEP: 40000-000 Salvador / BA roberio@deten.com.br 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.