Estação de tratamento de efluentes descreve os processos usados ​​para tratar as águas residuais que são produzidas pelas indústrias como um subproduto indesejável. Após o tratamento, as águas residuais industriais tratadas (ou efluentes) podem ser reutilizadas ou lançadas em esgotos sanitários ou em águas superficiais do ambiente (rio, lago e mar).

A maioria das indústrias produzem águas residuais . As tendências recentes têm sido minimizar essa produção ou reciclar as águas residuais tratadas no processo de produção através de uma estação de tratamento de efluentes.

 projeto de estação de tratamento de efluentes

Nesse artigo iremos abordar:

Tipos de indústrias que geram resíduos e podem ser tratados seus efluentes:

 

Estação de tratamento de efluentes industriais ; Quais são as maneiras de tratamento? 

 

 

Tipos de indústrias que geram resíduos e podem ser tratados seus efluentes:

 

Fabricação de baterias 

Os fabricantes de baterias são especializados na fabricação de pequenos dispositivos para eletrônicos e equipamentos portáteis (por exemplo, ferramentas elétricas) ou unidades maiores e de alta potência para carros, caminhões e outros veículos motorizados. Os poluentes gerados nas fábricas incluem cádmio, cromo, cobalto, cobre, cianeto, ferro, chumbo, manganês, mercúrio, níquel, óleo e graxa, prata e zinco.

 

Fabricação de produtos químicos orgânicos 

Os poluentes específicos descarregados pelos fabricantes de produtos químicos orgânicos variam muito de planta para planta, dependendo dos tipos de produtos fabricados, como produtos químicos orgânicos a granel, resinas, pesticidas, plásticos ou fibras sintéticas. Alguns dos compostos orgânicos que podem ser descarregados são benzeno , clorofórmio , naftaleno , fenol , tolueno e cloreto de vinila . Demanda de oxigênio bioquímico, que é uma medida bruta de uma variedade de poluentes orgânicos. As descargas de poluentes metálicos podem incluir cromo , cobre , chumbo , níquel e zinco

 

Usinas de energia elétrica

 

As usinas de combustível fóssil , principalmente as usinas a carvão , são uma importante fonte de águas residuais industriais. Muitas dessas plantas jogam água residual com níveis significativos de metais como chumbo , mercúrio , cádmio e cromo , além de compostos de arsênico , selênio e nitrogênio ( nitratos e nitritos ). Os fluxos de águas residuais incluem dessulfuração de gases de combustão , cinzas volantes , cinzas de fundo e mercúrio de gases de combustão . 

As lagoas de cinzas , um tipo de represamento de superfície, são uma tecnologia de tratamento amplamente usada em usinas a carvão. Essas lagoas usam a gravidade para separar grandes partículas (medidas como sólidos totais em suspensão ) das águas residuais da usina. Esta tecnologia não trata poluentes dissolvidos. As usinas de energia usam tecnologias adicionais para controlar poluentes, dependendo do tipo de teste específico na usina. Isso inclui manuseio de cinzas secas, reciclagem de cinzas em circuito fechado, precipitação química , tratamento biológico (como um processo de lodo ativado ), sistemas de membrana e sistemas de evaporação-cristalização.  Avanços tecnológicos nas membranas de troca iônica e Os sistemas de eletrodiálise possibilitaram o tratamento de alta eficiência das águas residuais da dessulfurização de gases de combustão para atender aos recentes limites de descarga da EPA. A abordagem de tratamento é semelhante para outras águas residuais industriais de grande escala.

 

Indústria alimentar 

As águas residuais geradas pelas operações agrícolas e de processamento de alimentos têm características distintas que as diferenciam das águas residuais municipais comuns gerenciadas por uma estação de tratamento de efluentes industriais pública ou privada em todo o mundo: é biodegradável e não-tóxico, mas possui altas concentrações de DBO e sólidos em suspensão Os constituintes das águas residuais de alimentos e agricultura são freqüentemente complexos de prever, devido às diferenças de DBO e pH nos efluentes de vegetais, frutas e produtos à base de carne e devido à natureza sazonal do processamento de alimentos e pós-colheita.

O processamento de alimentos a partir de matérias-primas requer grandes volumes de água de alta qualidade. A lavagem de vegetais gera águas com altas cargas de material particulado e alguma matéria orgânica dissolvida . 

O abate e processamento de animais produzem resíduos orgânicos muito fortes a partir de fluidos corporais, como sangue e intestino .

O processamento de alimentos para venda produz resíduos gerados na culinária, que geralmente são ricos em material orgânico vegetal e também podem conter sal , aromas , corantes e ácidos ou álcalis . Quantidades muito significativas de óleo ou gorduras também podem estar presentes.

Atividades de processamento de alimentos, como limpeza de plantas, transporte de materiais, engarrafamento e lavagem de produtos, criam águas residuais. Muitas instalações de processamento de alimentos requerem tratamento no local antes que as águas residuais operacionais possam ser aplicadas ou descartadas em terra em uma hidrovia ou sistema de esgoto. 

 

Siderurgia

A produção de ferro a partir de seus minérios envolve poderosas reações de redução em altos-fornos. As águas de refrigeração são inevitavelmente contaminadas com produtos, especialmente amônia e cianeto . A produção de coque a partir de carvão em coquerias também requer resfriamento da água e o uso de água na separação de subprodutos. A contaminação dos fluxos de resíduos inclui produtos de gaseificação, como benzeno , naftaleno , antraceno , cianeto, amônia, fenóis , cresóis , juntamente com uma variedade de compostos orgânicos mais complexos , conhecidos coletivamente como hidrocarbonetos aromáticos policíclicos

A conversão de ferro ou aço em chapas, fios ou barras exige etapas de transformação mecânica a quente e a frio, freqüentemente empregando água como lubrificante e refrigerante. Contaminantes incluem óleos hidráulicos , sebo e sólidos particulados. O tratamento final dos produtos de ferro e aço antes da venda para a fabricação inclui a decapagem em ácido mineral forte para remover a ferrugem e preparar a superfície para revestimento de estanho ou cromo ou para outros tratamentos de superfície, como galvanização ou pintura . Os dois ácidos comumente usados ​​são ácido clorídrico e ácido sulfúrico. As águas residuais incluem águas de enxágue ácidas juntamente com o ácido residual. Embora muitas plantas operem plantas de recuperação ácida (particularmente aquelas que utilizam ácido clorídrico), onde o ácido mineral é fervido dos sais de ferro, permanece um grande volume de sulfato ferroso altamente ácido ou cloreto ferroso a ser descartado. Muitas águas residuais da indústria siderúrgica estão contaminadas por óleo hidráulico, também conhecido como óleo solúvel.

 

Minas e pedreiras

As principais águas residuais associadas a minas e pedreiras são lamas de partículas de rocha na água. Elas surgem da chuva que lava superfícies expostas e estradas de transporte e também de processos de lavagem e classificação de rochas. O volume de água pode ser muito alto, especialmente o surgimento de chuvas em grandes áreas. Algumas operações especializadas de separação, como a lavagem de carvão para separar o carvão da rocha nativa usando gradientes de densidade , podem produzir águas residuais contaminadas por hematita particulada fina e surfactantes . Óleos e óleos hidráulicos também são contaminantes comuns.

As águas residuais de minas de metal e plantas de recuperação de minério são inevitavelmente contaminadas pelos minerais presentes nas formações rochosas nativas. Após a trituração e extração dos materiais desejáveis, materiais indesejáveis ​​podem entrar no fluxo de águas residuais. Para minas de metal, isso pode incluir metais indesejados, como zinco e outros materiais, como arsênico . A extração de metais de alto valor, como ouro e prata, pode gerar lodo contendo partículas muito finas, onde a remoção física de contaminantes se torna particularmente difícil.

Além disso, as formações geológicas que abrigam metais economicamente valiosos, como cobre e ouro, muitas vezes consistem em minérios do tipo sulfeto. O processamento implica triturar a rocha em partículas finas e, em seguida, extrair o (s) metal (s) desejado (s), com a rocha restante sendo conhecida como rejeitos. Esses rejeitos contêm uma combinação não apenas de metais indesejáveis, mas também de sulfuretos que eventualmente formam ácido sulfúrico após a exposição ao ar e à água que inevitavelmente ocorre quando os rejeitos são descartados em grandes represas. A drenagem de mina ácida resultante , que geralmente é rica em metais pesados ​​(porque os ácidos dissolvem metais), é um dos muitos impactos ambientais da mineração .

 

Indústria nuclear 

A produção de resíduos da indústria nuclear e radioquímica é tratada como lixo radioativo .

 

Refino de petróleo e produtos petroquímicos 

Poluentes descarregados em refinarias de petróleo e plantas petroquímicas incluem poluentes convencionais , amônia, cromo, fenóis e sulfetos. 

 

Papel e celulose indústria

O efluente da indústria de celulose e papel geralmente é alto em sólidos em suspensão. As plantas que branqueiam a polpa de madeira para fabricação de papel podem gerar clorofórmio , dioxinas, furanos , fenóis e demanda química de oxigênio] As fábricas de papel independentes que utilizam celulose importada podem exigir apenas um tratamento primário simples, como sedimentação ou flutuação de ar dissolvido . Para usinas com altas cargas inorgânicas como sal, tratamentos terciários podem ser necessários, tanto tratamentos gerais de membrana como ultrafiltração e osmose reversa ou tratamentos para remover contaminantes específicos, como nutrientes.

 

Tingimento de têxteis 

As plantas de tingimento de têxteis geram águas residuais que contêm corante sintético e natural, espessante de goma (guar) e vários agentes umectantes, tampões de pH e retardadores ou aceleradores de corante. 

projeto de estação de tratamento de efluentes

 

Contaminação por óleo industrial 

As aplicações industriais nas quais o óleo entra no fluxo de águas residuais podem incluir áreas de lavagem de veículos, oficinas, depósitos de armazenamento de combustível, centros de transporte e geração de energia. Freqüentemente, as águas residuais são descartadas nos sistemas locais de esgoto ou de comércio e devem atender às especificações ambientais locais. Contaminantes típicos podem incluir solventes, detergentes e areia. lubrificantes e hidrocarbonetos.

 

Tratamento de água 

Muitas indústrias precisam tratar a água para obter água de alta qualidade para fins exigentes, como síntese química pura ou água de alimentação de caldeira. Muitos tratamentos de água produzem lamas orgânicas e minerais a partir de filtração e sedimentação . A troca iônica usando resinas naturais ou sintéticas remove os íons cálcio , magnésio e carbonato da água, geralmente substituindo-os por sódio , cloreto , hidroxila e/ou outros íons. A regeneração de colunas de troca iônica com ácidos fortes e álcalis produz um efluente rico em íons de dureza que são rapidamente precipitados, especialmente quando misturados com outros constituintes de efluentes.

 

Processamento de lã 

Os resíduos de inseticidas em peles são um problema particular no tratamento de águas geradas no processamento de lã . As gorduras animais podem estar presentes nas águas residuais que, se não estiverem contaminadas, podem ser recuperadas para a produção de sebo ou para posterior processamento.

 

Estação de tratamento de efluentes industriais; Quais são as maneiras de tratamento?

Estação de tratamento de efluentes

 

Os vários tipos de contaminação de águas residuais requerem uma variedade de estratégias para remover essa contaminação, logo uma estação de tratamento de efluentes pode conter:.

 

Tratamento salmoura 

O tratamento com salmoura envolve a remoção de íons de sal dissolvidos do fluxo de resíduos. Embora existam semelhanças com a dessalinização da água do mar ou da água salobra, o tratamento industrial da salmoura pode conter combinações únicas de íons dissolvidos, como íons de dureza ou outros metais, exigindo processos e equipamentos específicos.

Os sistemas de tratamento de salmoura são tipicamente otimizados para reduzir o volume da descarga final para um descarte mais econômico (já que os custos de descarte geralmente são baseados no volume) ou maximizar a recuperação de água doce ou sais. Os sistemas de tratamento de salmoura também podem ser otimizados para reduzir o consumo de eletricidade, o uso de produtos químicos ou a pegada física.

O tratamento com salmoura é comumente encontrado no tratamento de purga de torre de resfriamento, água produzida por drenagem por gravidade assistida por vapor, água produzida por extração de gás natural , como gás de emenda de carvão , água frac flowback, drenagem de mina ácida ou rocha ácida , rejeição de osmose reversa, cloro – águas residuais de álcalis , efluentes de fábricas de papel e celulose e fluxos de resíduos do processamento de alimentos e bebidas.

As tecnologias de tratamento de salmoura podem incluir: processos de filtração por membrana, como osmose reversa ; processos de troca iônica, como eletrodiálise ou troca catiônica ácida fraca ; ou processos de evaporação, como concentradores de salmoura e cristalizadores que empregam recompressão de vapor mecânico e vapor.

A osmose reversa pode não ser viável para o tratamento de salmoura, devido ao potencial de incrustações causadas por sais de dureza ou contaminantes orgânicos, ou danos às membranas de osmose reversa de hidrocarbonetos .

Os processos de evaporação são os mais difundidos no tratamento de salmoura, pois permitem o mais alto grau de concentração, tão alto quanto o sal sólido. Eles também produzem o efluente de maior pureza, até a qualidade destilada. Os processos de evaporação também são mais tolerantes à orgânicos, hidrocarbonetos ou sais de dureza. No entanto, o consumo de energia é alto e a corrosão pode ser um problema, pois o principal motor é a água salgada concentrada. Como resultado, os sistemas de evaporação empregam tipicamente materiais de aço inoxidável titânio ou duplex .

 

Gestão salmoura

O gerenciamento de salmoura examina o contexto mais amplo do tratamento de salmoura e pode incluir considerações sobre políticas e regulamentos governamentais, sustentabilidade corporativa , impacto ambiental, reciclagem, manuseio e transporte, contenção, centralizada em comparação com o tratamento no local, prevenção e redução, tecnologias e economia. O gerenciamento de salmoura compartilha alguns problemas com o gerenciamento de lixiviados e o gerenciamento mais geral de resíduos .

 

Remoção de sólidos 

tratamento de efluentes sólidos

A maioria dos sólidos pode ser removida usando técnicas simples de sedimentação, com os sólidos recuperados como pasta ou lodo. Sólidos muito finos e sólidos com densidades próximas à densidade da água apresentam problemas especiais. Nesse caso, pode ser necessária filtração ou ultrafiltração . Embora possa ser usada floculação , usando sais de alúmen ou a adição de polieletrólitos. As águas residuais do processamento industrial de alimentos geralmente requerem tratamento no local antes de serem descartadas, a fim de evitar ou reduzir as taxas de sobretaxa de esgoto. O tipo de indústria e práticas operacionais específicas determinam que tipos de águas residuais são geradas e que tipo de tratamento é necessário. A redução de sólidos, como produtos residuais, materiais orgânicos e areia, costuma ser uma meta do tratamento industrial de águas residuais. Algumas maneiras comuns de reduzir sólidos incluem sedimentação primária (clarificação), flutuação de ar dissolvido, filtragem de correia (micro transferência) e peneiração em tambor.

 

Óleos e graxas remoção 

tratamento de efluentes com remoção de óleo e graxa

A remoção eficaz de óleos e graxas depende das características do óleo em termos de estado de suspensão e tamanho das gotículas, o que, por sua vez, afetará a escolha da tecnologia do separador. O óleo nas águas residuais industriais pode ser óleo leve livre, óleo pesado, que tende a afundar, e óleo emulsionado, geralmente chamado de óleo solúvel. Óleos emulsionados ou solúveis normalmente requerem “rachaduras” para liberar o óleo de sua emulsão. Na maioria dos casos, isso é obtido diminuindo o pH da matriz da água.

A maioria das tecnologias separadoras terá uma faixa ideal de tamanhos de gotículas de óleo que podem ser efetivamente tratadas.

A análise da água oleosa para determinar o tamanho das gotículas pode ser realizada com um analisador de partículas de vídeo. Cada tecnologia separadora terá sua própria curva de desempenho, descrevendo o desempenho ideal com base no tamanho das gotículas de óleo. os separadores mais comuns são tanques ou poços de gravidade, separadores API-água ou pacotes de placas, tratamento químico via DAFs, centrífugas, filtros de mídia e hidrociclones.

 

Separadores de API

Muitos óleos podem ser recuperados de superfícies de águas abertas por dispositivos de escumadeira. Considerada uma maneira confiável e barata de remover óleo, graxa e outros hidrocarbonetos da água, os skimmers às vezes podem atingir o nível desejado de pureza da água. Outras vezes, a desnatação também é um método econômico para remover a maior parte do óleo antes de usar filtros de membrana e processos químicos. Os skimmers impedirão que os filtros ceguem prematuramente e manterão baixos os custos com produtos químicos, pois há menos óleo a processar.

Como o skimming da graxa envolve hidrocarbonetos de maior viscosidade, os skimmers devem estar equipados com aquecedores suficientemente potentes para manter o fluido da graxa para a descarga. Se a graxa flutuante se formar em aglomerados ou mantas sólidas, uma barra de pulverização, aerador ou aparelho mecânico pode ser usado para facilitar a remoção. 

No entanto, os óleos hidráulicos e a maioria dos óleos que se degradaram em qualquer extensão também terão um componente solúvel ou emulsificado que exigirá tratamento adicional para eliminar. A dissolução ou emulsificação de óleo usando surfactantes ou solventes geralmente exacerba o problema em vez de resolvê-lo, produzindo águas residuais mais difíceis de tratar.

As águas residuais provenientes da indústria em grande escala, tais como refinarias de petróleo , fábricas de produtos petroquímicos , fábricas de produtos químicos , e plantas de processamento de gás natural normalmente contém valores brutos de óleo e sólidos suspensos. Essas indústrias usam um dispositivo conhecido como separador de água e óleo, projetado para separar o óleo e os sólidos em suspensão dos seus efluentes das águas residuais . 

O separador é um dispositivo de separação por gravidade projetado usando a Lei de Stokes para definir a velocidade de subida das gotículas de óleo com base em sua densidade e tamanho. O projeto é baseado na diferença de gravidade específica entre o óleo e as águas residuais, porque essa diferença é muito menor que a diferença de gravidade específica entre os sólidos em suspensão e a água. Os sólidos em suspensão se depositam no fundo do separador como uma camada de sedimentos, o óleo sobe para o topo do separador e as águas residuais limpas são a camada intermediária entre a camada de óleo e os sólidos.

Normalmente, a camada de óleo é removida e subsequentemente reprocessada ou descartada, e a camada de sedimento inferior é removida por um raspador de corrente e voo (ou dispositivo similar) e uma bomba de lodo. A camada de água é enviada para tratamento adicional para remoção adicional de qualquer óleo residual e, em seguida, para algum tipo de unidade de tratamento biológico para remoção de compostos químicos dissolvidos indesejáveis.

 

Os separadores de placas paralelas são semelhantes aos separadores, incluem conjuntos de placas paralelas inclinadas (também conhecidas como pacotes paralelos). As placas paralelas fornecem mais superfície para as gotas de óleo em suspensão se fundirem em glóbulos maiores. Esses separadores ainda dependem da gravidade específica entre o óleo em suspensão e a água. No entanto, as placas paralelas aumentam o grau de separação óleo-água. O resultado é que um separador de placas paralelas requer significativamente menos espaço que um separador convencional para obter o mesmo grau de separação.

 

Separadores de hidrociclones

Os separadores de hidrociclones operam no processo em que as águas residuais entram na câmara do ciclone e são centrifugadas sob forças centrífugas extremas mais de 1000 vezes a força da gravidade. Essa força faz com que as gotas de água e óleo se separem. O óleo separado é descarregado de uma extremidade do ciclone, onde a água tratada é descarregada pela extremidade oposta para posterior tratamento, filtração ou descarga.

 

Remoção de orgânicos biodegradáveis 

 

O material orgânico biodegradável de origem vegetal ou animal é geralmente possível de tratar usando processos convencionais de tratamento de esgoto convencional , como lodo ativado ou filtro de gotejamento . Podem surgir problemas se as águas residuais forem excessivamente diluídas com água de lavagem ou estiverem altamente concentradas, como sangue ou leite não diluído. A presença de agentes de limpeza, desinfetantes, pesticidas ou antibióticos pode ter impactos negativos nos processos de tratamento.

 

Processo de lodo ativado

tratamento de efluentes iodo ativado

O lodo ativado é um processo bioquímico para o tratamento de esgoto e águas residuais industriais que utiliza ar (ou oxigênio ) e microorganismos para oxidar biologicamente poluentes orgânicos, produzindo um lodo de resíduos (ou flocos ) contendo o material oxidado. Em geral, um processo de lodo ativado inclui:

 

Processo de filtro enganoso 

Um filtro de gotejamento consiste em um leito de rochas , cascalho , escória , musgo de turfa ou material plástico sobre o qual a água residual flui para baixo e entra em contato com uma camada (ou filme) de lodo microbiano que cobre o material do leito. As condições aeróbicas são mantidas pelo ar forçado que flui através do leito ou por convecção natural do ar. O processo envolve a adsorção de compostos orgânicos nas águas residuais pela camada de lodo microbiano, difusão de ar na camada de lodo para fornecer o oxigênio necessário para a oxidação bioquímica dos compostos orgânicos. Os produtos finais incluem dióxido de carbonogás, água e outros produtos da oxidação. À medida que a camada de lodo espessa, torna-se difícil para o ar penetrar na camada e uma camada anaeróbica interna é formada.

Os componentes fundamentais de um sistema completo de filtros de gotejamento são:

O tratamento de esgoto ou outras águas residuais com filtros de gotejamento está entre as tecnologias de tratamento mais antigas e bem caracterizadas.

Um filtro biológico, também é muitas vezes chamado um filtro de gotejamento , gotejando biofiltro , biofiltro , filtro biológico ou filtro biológico biológica .

 

Remoção de outros orgânicos 

 

Materiais orgânicos sintéticos, incluindo solventes, tintas, produtos farmacêuticos, pesticidas, produtos da produção de coque e outros, podem ser muito difíceis de tratar. Os métodos de tratamento geralmente são específicos para o material que está sendo tratado. Os métodos incluem processamento avançado de oxidação , destilação , adsorção, ozonização, vitrificação , incineração , imobilização química ou disposição de aterros. Alguns materiais, como alguns detergentes, podem ser capazes de degradação biológica e, nesses casos, uma forma modificada de tratamento de águas residuais pode ser usada.

 

A remoção de ácidos e álcalis 

Ácidos e álcalis geralmente podem ser neutralizados sob condições controladas. A neutralização freqüentemente produz um precipitado que requer tratamento como um resíduo sólido que também pode ser tóxico. Em alguns casos, os gases podem evoluir, exigindo tratamento para a corrente de gás. Algumas outras formas de tratamento são geralmente necessárias após a neutralização.

Os fluxos de resíduos ricos em íons de dureza a partir de processos de desionização podem facilmente perder os íons de dureza em um acúmulo de sais precipitados de cálcio e magnésio. Esse processo de precipitação pode causar sulcos severos nos tubos e, em casos extremos, causar o bloqueio dos tubos de descarte. Um tubo de descarga marítima industrial de 1 metro de diâmetro, que serve um grande complexo químico, foi bloqueado por esses sais na década de 1970. O tratamento é realizado pela concentração de águas residuais de desionização e descarte no aterro ou pelo gerenciamento cuidadoso do pH das águas residuais liberadas.

 

A remoção de materiais tóxicos

Materiais tóxicos, incluindo muitos materiais orgânicos, metais (como zinco, prata, cádmio , tálio , etc.) ácidos, álcalis, elementos não metálicos (como arsênico ou selênio ) geralmente são resistentes a processos biológicos, a menos que sejam muito diluídos. Os metais muitas vezes podem ser precipitados alterando o pH ou por tratamento com outros produtos químicos. Muitos, no entanto, são resistentes ao tratamento ou mitigação e podem exigir concentração seguida de aterro ou reciclagem. Produtos orgânicos dissolvidos podem ser incinerados nas águas residuais pelo processo de oxidação avançado.

 

Cápsulas inteligentes 

O encapsulamento molecular é uma tecnologia que tem o potencial de fornecer um sistema para a remoção reciclável de chumbo e outros íons de fontes poluídas. Nanocápsulas, microcápsulas e milímetros, com tamanhos na faixa de 10 nm-1μm, 1μm-1mm e> 1mm, respectivamente, são partículas que possuem um reagente ativo (núcleo) cercado por um transportador (concha). tipos de cápsula sob investigação: cápsulas à base de alginato , nanotubos de carbono , cápsulas de inchamento de polímeros. Essas cápsulas fornecem um meio possível para remediar a água contaminada. 

 

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