Reúso de água.pdf

7/30/2019 Reso de gua.pdf

1/59

Escola Politcnica da USP

PHA 5749 Reso de gua


2/59

Introduo A prtica de reso mias uma opo

para a reduo da presso sobre osrecursos hdricos;

Contudo, ela apresenta limitaes;

necessrio um planejamentoadequado para a implantao do reso;

Negligenciar os fatores que limitam oreso pode conduzir a diversosproblemas.


3/59

Conceitos sobre ResoO conceito de Reso da gua no

novo;

Vrios trabalhos abordam esta questoe apresentam as opes relacionadas aesta prtica;

Pesquisadores que a muito se dedicam

pesquisa sobre reso:Takashi Asano, Ivanildo Hespanhol; Pedro

Mancuso; Menahem Rebhun, entre outros.


4/59

Fatores que Motivam a

Recuperao e Reso da gua reduo da poluio dos cursos dgua;

disponibilidade de efluentes tratados comelevado grau de qualidade;

promover, longo prazo, uma fonte confivelde abastecimento de gua;

gerenciamento da demanda de gua emperodos de seca, no planejamento global dos

recursos hdricos; encorajar a populao para conservar a gua e

adotar prticas de Reso


5/59

Definio do Conceito de

Reso de gua Classificao do reso:

Quanto forma:

Reso planejado;Reso no-planejado (inconsciente);Reso direto;Reso indireto.

Quanto aplicao (Usos):Urbanos; Industriais;Agrcola.


6/59

Definio do Conceito de

Reso de gua Reciclagem:

Uso dos efluentes de uma instalao, nos

processos desenvolvidos na prpriainstalao.

Definio ampla para reso: Uso de efluentes tratados ou no para fins

benficos, tais como irrigao, usoindustrial e fins urbanos no potveis.


7/59

ResoUtilizao de efluentes tratados, ou no,

em substituio fonte de guanormalmente utilizada;

Contribui para a reduo do volume degua captado e de efluentes lanadospara o meio ambiente;

Embora o volume de efluente seja

reduzido, a carga de contaminantes no alterada, a menos que no tratamentoocorra a reduo da mesma.


8/59

Fatores Favorveis ao Reso

nas Indstrias H uma exigncia para o tratamento dos

efluentes;

Em alguns casos a qualidade do efluentetratado apresenta caractersticas equivalentesquelas da gua bruta utilizada;

Podem ser gerados efluentes comcaractersticas adequadas para utilizao

direta; Possibilita a reduo dos custos associados

captao de gua e tratamento do efluentes.


9/59

Como Viabilizar o Reso Avaliao das atividades industriais; Verificao da qualidade da gua

disponvel, dos requisitos de qualidadepara uso e das caractersticas dosefluentes gerados;

Identificao das atividades com maiorpotencial para a aplicao da prtica de

reso; Elaborao de um balano material em

todo o sistema.


10/59

Implantao da Prtica de

ResoQue tipo de reso se pretende implantar:

Reso direto de efluentes uso de

efluentes originados em um processo,diretamente em outro (reso em cascata); Reso de efluentes tratados utilizao

de efluentes que foram submetidos a umprocesso de tratamento.

No caso do reso de efluentes tratadosexiste ainda a opo do reso comtratamento complementar.


11/59


ResoDepende da complexidade do processo

ou atividade na qual se pretende fazer o

reso; Podem ser necessrias alteraes nos

procedimentos de coleta, armazenageme transporte de efluentes;

A elevao da concentrao de certoscontaminantes reduz o potencial dereso;


12/59


Reso

A adoo da prtica de reso emcascata deve ser priorizada;

Os estudos sobre o potencial de resode efluentes tratados deve ser feita apsa avaliao e implantao das medidas

de otimizao do uso da gua e resoem cascata.


13/59

Reso em Cascata

ETA

Processo 1

Processo 2

Processo 3Estao deTratamento


14/59

Reso em Cascata A caracterstica do efluente gerado em

um processo qualquer compatvel com

o requisito de qualidade a gua utilizadaem outro processo; Exige que os procedimentos de coleta,

armazenagem e transporte do efluentesejam reavaliados;

Deve ser dada nfase aos processosque apresentem elevada gerao deefluentes;


15/59

Reso em CascataQualquer que seja a forma de reso a

ser implantada devem ser realizadosensaios;

Nos casos onde a concentrao doefluente sofre variaes, recomenda-seum controle automatizado;

Tambm deve ser mantida a opo pelautilizao da gua proveniente dosistema de abastecimento.


16/59

Reso Parcial de Efluentes Sistema de lavagem de equipamentos e

dispositivos de grande porte apresentamgrande potencial para esta prtica;

Durante a operao de lavagem, aconcentrao do contaminante vaidiminuindo; No incio da operao a concentrao

elevada; Ao trmino, a concentrao do efluente

fica prxima a da gua de lavagem.


17/59

Reso Parcial de Efluentes

Demonstrao por balano de massa;

Desenvolvimento de uma expresso querelaciona a variao da concentrao do

contaminante no efluente com o tempo.


18/59

Representao do processo de lavagem dereatores e tanques


19/59

Dados:Vazo de gua = 50 L/minuto.

Cgua = 40 unidadesC0 = 3000 unidadesTempo de deteno = 3 minutos

Representao da variao da concentrao de contaminanteno efluente em uma operao de lavagem


20/59

Hipteses para a Avaliao Lavagem do equipamento = 30 minutos;

Concentrao mxima do contaminante

para viabilizar o reso = 100 unidades;Dados:

Vazo de gua = 50 L/minuto.

Cgua = 40 unidades

C0 = 3000 unidades

Tempo de deteno = 3 minutos


21/59

Processo de Lavagem Modificado


22/59

Modelagem do SistemaNo Reator:

VA = constante

QLAV = QEFL


23/59

Modelagem do SistemaNo tanque de Reso:


24/59

Modelo para determinao da variao daconcentrao de contaminantes no reator e no

tanque de gua para reso


25/59

Resultados da Simulao

Tempo deLavagem(minutos)

Concentrao doContaminante no

Efluente doReator (unidades)

Volume deEfluente

Acumuladono Tanque deReso (litros)

Concentrao doContaminante no Tanque

de Reso(unidades)

0 3000,00 0 3000,0

5 599,12 250 1480,6

10 145,51 500 896,1

15 59,91 750 627,8

20 43,76 1000 483,3

25 40,71 1250 395,0

30 40,13 1500 335,9Dados para simulao:Tempo total de lavagem = 30 minutosTempo de deteno hidrulico = 3 minutosVazo de gua de lavagem = 50 L/minutoConcentrao do contaminante na gua de lavagem do reator = 40 unidadesConcentrao do contaminante no incio da operao de lavagem = 3000 unidades


26/59

Tempo deLavagem(minutos)


Efluente doReator

(unidades)

Volume deEfluente

Acumulado noTanque de

Reso (litros)


Tanque deReso

(unidades)

5 599,03 0 599,0310 145,50 250 311,98

15 59,91 500 201,64

20 43,76 750 150,99

25 40,71 1000 123,70

30 40,13 1250 107,04Dados para simulao:Mesmos que os utilizados na simulao anterior.

Tempo em que o efluente descartado aps o incio da lavagem = 5 minutos

Resultados da Simulao com Descarteparcial de Efluente


27/59

Reso de Efluentes Tratados

Pode ser viabilizada por meio de duasformas: Reso direto do efluente tratado:

Encaminhamento do efluente nas condiesque se encontra, para o reservatrio dedistribuio;

Reso com tratamento adicional:Tratamento adicional do efluente tratado,

visando a remoo de algum contaminante

especfico;O reso com tratamento adicional pode

evoluir para o conceito de descarga zero deefluentes.


28/59

Reso de Efluentes TratadosQualquer que seja a opo selecionada,

deve haver uma preocupao com o seu

planejamento; Este planejamento visa garantir a

obteno do mximo benefcio, a umcusto exeqvel;

importante que a prtica de resotambm seja sustentvel.


29/59

Elementos Necessrios para a

Avaliao do Potencial de Reso Conhecimento das atividades

desenvolvidas; Caractersticas da gua utilizada no

processo e dos efluentes tratados; Identificao dos requisitos mnimos de

qualidade para a gua a ser utilizada emcada atividade;

Determinao da carga decontaminantes incorporada nosprocessos.


30/59

Representao do Esquema Utilizado para a Obteno daCarga de Contaminantes Incorporada no Efluente


31/59

Elementos Necessrios para a

Avaliao do Potencial de Reso Reorganizao do sistema em anlise,

visando:

distino das atividades que exigem o usode gua potvel das demais; Implementao das linhas de recirculao

de efluentes para as atividades compotencial de reso;

Elaborao do balano de massa evazes para determinar a taxa de resode efluentes.


32/59

Diagrama esquemtico para a obteno da variao daconcentrao de SDT no efluente e na gua de reso, com o

reso de efluentes


33/59

Exemplo para Determinao doPotencial de Reso Direto deEfluentes Tratados

At ividade ou Aplicao

gua Efluentes

Demanda(m3/dia)

SDT(mg/L)

Gerao(m3/dia)

SDT(mg/L)

Uso Potvel 300 60 240 250

Sistema de Resfriamento 600 60 100 360

Processo A 250 20 240 200

Processo B 300 60 300 550


34/59

Informaes RelevantesTodos os efluentes gerados, com exceo da

purga do sistema de resfriamento, soconduzidos a uma estao de tratamento por

sistema biolgico; No h reduo da concentrao de sais

dissolvidos; Os limites de qualidade para a gua para o

Processo B e Sistema de Resfriamento so

250 e 200 mg/L; A concentrao de sais na purga pode ser

elevada at 1000 mg/L.


35/59

Indicao dos fluxos de gua e efluentes na indstriaavaliada


36/59

Dados Complementares Perdas no Sistema:

Vazo de gua alimentada ao processo

menos a parcela do efluente gerado; Concentraes de sais dissolvidos nas

perdas:gua Potvel 60 mg/L

Processo A

20 mg/L Sistema de Resfriamento 0,0 mg/L


37/59

Determinao da Carga de

Sais Incorporada no Sistema Equaes para o balano:

Carga de Sais = quantidade de sais que sai -quantidade de sais que entra

Quantidade de sais que sai = (Qefl*Cefl + Qpurga *Cpurga + Qperda 1 * Cperda 1 + Qperda 2 * Cperda 2)

Quantidade de sais que entra = (Qpot*Cpot +QA*CA + QB*CB + Qresfr * Cresfr)

Quantidade de sais que sai = 305.200 g/dia Quantidade de sais que entra = 77.000 g/dia

Carga de Sais = 228.200 g/dia


38/59

Determinao do Potencial de

Reso Reorganizar o diagrama, visando a implantao

da prtica de reso;

Determinao das novas condies deoperao do sistema de resfriamento;

Elaborao do balano de massa no sistemaresultante;

Obteno da variao da concentrao de sais

dissolvidos no efluente do sistema e gua dereso, para definir a taxa mxima de reso.


39/59

Condies de Operao do

Sistema de Resfriamento Vazo de gua evaporada = Vazo de

alimentao purga;

Vazo evaporada = 600 100 = 500 m3

/dia; Carga de sais na purga = Vazo de reposio *

concentrao de sais na reposio;

Carga de sais na purga = Vazo da purga *concentrao de sais na purga;

Vazo de reposio = Vazo de evaporao +vazo da purga;


40/59

Condies de Operao do

Sistema de Resfriamento

Vazo da purga = (Vazo de evaporao *

concentrao na reposio)/(Concentraoda purga concentrao da reposio)

Vazo da purga = (500 * 200)/(1000 200)

Vazo da purga = 125 m3/dia

Vazo de reposio = 625 m3/dia


41/59

Arranjo para a determinao do potenc ial de reso de efluentes


42/59

Balano de Massa

A vazo de reso uma parcela doefluente tratado na estao;


43/59

Resultados da Variao da Concentrao doContaminante no Efluente e gua de Reso

% Recic lo em Relao Demanda paraResfriamento e

Processo B

Qgua(m3/d)

QReso(m3/d)

Cefl (mg/L)Creso

(mg/L)QMA

(m3/d)Qfinal Cfinal

% deReciclo doEfluente

0% 925,00 0,00 209,29 60,00 850,00 975,00 310,67 0%

5% 878,75 46,25 217,88 67,89 803,75 928,75 323,15 5%

10% 832,50 92,50 227,52 76,75 757,50 882,50 336,94 11%15% 786,25 138,75 238,42 86,76 711,25 836,25 352,26 16%

20% 740,00 185,00 250,83 98,17 665,00 790,00 369,37 22%

25% 693,75 231,25 265,09 111,27 618,75 743,75 388,61 27%

30% 647,50 277,50 281,66 126,50 572,50 697,50 410,39 33%

35% 601,25 323,75 301,14 144,40 526,25 651,25 435,28 38%

40% 555,00 370,00 324,38 165,75 480,00 605,00 463,97 44%

45% 508,75 416,25 352,56 191,65 433,75 558,75 497,40 49%

50% 462,50 462,50 387,48 223,74 387,50 512,50 536,88 54%

60% 370,00 555,00 490,17 318,10 295,00 420,00 641,90 65%

70% 277,50 647,50 686,67 498,67 202,50 327,50 806,26 76%

80% 185,00 740,00 1213,64 982,91 110,00 235,00 1100,00 87%

90% 92,50 832,50 7311,43 6586,29 17,50 142,50 1775,09 98%


44/59

Anlise dos Resultados

Potencial de reso de efluentes no sistema49 % do efluente tratado na estao;

Reduo do consumo de gua em relao demanda para os processos 45 %;

Reduo global na demanda de gua 29 %


45/59

Reso com a Utilizao de

Tratamento Complementar uma alternativa prtica de reso

direto de efluentes;

Utilizar uma tcnica adicional detratamento, para remoo decontaminantes especficos;

Dependendo da eficincia de remoodo contaminante o potencial de reso ampliado.


46/59

Reso com a Utilizao de

Tratamento Complementar A avaliao do potencial de reso segue o

mesmo roteiro que o desenvolvido para resodireto;

Basta acrescentar ao diagrama de fluxos oprocesso de tratamento selecionado; Caso ocorra a destruio do contaminante,

deve acrescentar um fluxo fictcio saindo dosistema;

No atual estgio de desenvolvimentotecnolgico pode ser obtido um efluente comcaractersticas equivalentes gua dealimentao do sistema.


47/59

Consideraes Finais sobre

ResoQualquer prtica de reso de gua, ou

efluente, deve considerar as limitaesde ordem tcnica, operacional e

econmica;Deve haver compatibilidade entre a

qualidade da gua ou efluente de reso,com os requisitos de processo;

A avaliao da viabilidade tcnica podeser feita, inicialmente, por anlisessimples e balanos de massa.


48/59

Consideraes Finais sobre

Reso Em um esquema de reso, ocorre a

elevao da concentrao doscontaminantes;

O reso de efluentes tratados requer odescarte de uma parcela do efluente,para manter a sua composioadequada;

O uso de tcnicas avanadas detratamento possibilita um melhoraproveitamento do efluente.


49/59

Atividade Determinar a evoluo da concentrao deSDT em funo da taxa de reso.

Dados sobre demanda de gua egerao de efluentes

Atividade Demanda(m3/dia)

Gerao(m3/dia)

Concentrode Sais (mg/L)

Torres de resfriamento 550 50,0 336,0

Processo 1 190 182,1 640,0

Processo 2 160 146,5 710,0

Uso domstico 500 421,0 460,0

Total 1400 799,6 --x--


50/59

Dados Adicionais: Concentrao de sais na gua disponvel 46,0

mg/L Adotar a prtica de reso apenas para os

processos 1 e 2; Utilizar o efluente tratado em uma estao de

clarificao convencional, que trata: Purga da torre; Efluente do processo 1; Efluente do processo 2; Esgoto domstico aps tratamento biolgico.

No sistema de tratamento no h reduo daconcentrao de sais dissolvidos.


51/59

Estudos de Caso


52/59

Aeroporto de Guarulhos

Ampliao da capacidade do aeroporto;

Construo do TPS n 3;

reaConsumo Previsto

(L/d)

Sistema de Ar Condicionado (Torres de Resfriamento) 480.000

Lavagem de Pisos 14.700

Lavagem de Aeronaves 50.000Irrigao de reas Verdes 10.000

Descargas em Vasos Sanitrios e Mictrios 2.037.315

Total 2.592.015

Demandas previstas para fins no potveis


53/59

Aeroporto de Guarulhos

Gerao de esgotos TPSs 1, 2 e 3:

Volume dirio: 6.437,21 m3

; Concentrao de SDT: 270 mg/L.

Sistema complementar de tratamento:

Fsico-qumico.


54/59

Arranjo do Sistema de Tratamento para Reso


55/59

Resultados do Balano de Massa

Foi considerado como uso limitante a reposio na torre de resfriamento


56/59

Observaes

No programa de reso proposto o usolimitante foi a reposio em sistema deresfriamento (SDT < 300 mg/L);

Se fosse admitida uma concentrao deSDT de at 500 mg/L, o potencial dereso seria muito superior;

Para o aumento do limite de SDT natorre seria necessrio recalcular a purgado sistema.


57/59

Reso no Condomnio

CETENCO Plaza 25 andares;

3 subsolos;

2 pavimentos de casa demquinas;

1 heliponto.

Estimativa do consumo degua

reas potenciais para reso:Descarga em sanitrios;Torre de resfriamento.


58/59

Reso no Condomnio CETENCO Plaza

QRP =Volume de reposio nas torres de resfriamento Qsanit =Volume de gua necessrio para descargas em sanitrios

QR1 =Volume de esgoto tratado para reso nas torres de resfriamento QE =Volume de gua evaporado nas torres de resfriamento

QR2 =Volume de esgoto tratado para descarga em sanitrios Qpot =Volume de gua para fins potveis

QA1 =Volume de gua de poo para reposio nas torres deresfriamento QA =Volume de gua perdida por arraste nas torres de resfriamento

QA2 =Volume de gua de poo para descarga em sanitrios Msais =Carga de sais incorporada ao esgoto

Qpoo =Volume total de gua extrada do poo Cesginicial =Concentrao de sais no esgoto sem a aplicao da prtica de reso

QP =Volume de purga das torres de resfriamento Csanit =Concentrao de sais dissolvidos na gua para descarga em sanitrios

QD =Volume de esgoto a ser lanado na rede da SABESP N =Nmero de ciclos de concentrao nas torres de resfriamento

Cesgoto =Concentrao de sais dissolvidos no esgoto %R1 =QR1/QRP

CRP =Concentrao de sais dissolvidos na gua de reposio nastorres. %R2 =QR2/(Qesgoto - QR1)

Qesgoto =Volume de esgoto gerado no condomnio


59/59

Estimativa de investimentos, reduo de custo etempo de amortizao

Reúso de água.pdf

Documents

Transcript of Reúso de água.pdf