Sistema de tratamento de água industrial e como funciona

Sistema de tratamento de água industrial e como funciona

O que é um sistema de tratamento de água industrial e como ele funciona? Os sistemas de tratamento de água industrial atendem a uma variedade de necessidades de purificação e separação. Eles podem variar de processos relativamente compactos e simples a processos complexos de várias unidades que atendem a uma variedade de aplicações.

Se você é novo no tratamento de água, pode estar se perguntando “O que é um sistema de tratamento de água industrial e como ele funciona?”

Como o tratamento de água industrial é uma família complexa de tecnologias e sistemas, este artigo se concentrará em fornecer uma visão geral de alto nível das tecnologias normalmente usadas e resumir como elas funcionam, ajudando você a entender melhor as melhores soluções possíveis para sua instalação.

O que é um sistema de tratamento de água industrial e como ele funciona?

Um sistema de tratamento de água industrial trata a água para que seja mais adequada para um determinado uso, seja para consumo, fabricação ou mesmo descarte .

Dito isto, cada sistema irá variar dependendo das necessidades da instalação e muitas das tecnologias que compõem esses sistemas podem ser semelhantes. Em geral, alguns dos sistemas de tratamento de água industrial mais necessários incluem:

• água bruta
• água de alimentação de caldeiras
• sistemas de tratamento de água de torre de resfriamento
• tratamento de efluentes

As tecnologias selecionadas e em que ordem aparecem em cada sistema de tratamento de água variam de acordo com os contaminantes que precisam ser removidos, mas é possível restringir o que você pode ver nesses quatro sistemas de tratamento industrial comuns.

O que se segue é um detalhamento do que pode ser incluído em um sistema de tratamento de água típico:

Sistemas de tratamento de água bruta

O que eles são

Água bruta é qualquer água não tratada que ocorre naturalmente no meio ambiente, incluindo fontes como água da chuva, águas subterrâneas, poços, lagos e rios. Em ambientes industriais, a água bruta pode ser utilizada para resfriamento, enxágue, formulações de produtos ou até mesmo para consumo humano se devidamente purificada.

Os sistemas de tratamento de água bruta são usados ​​para pré-tratamento e otimização da água de origem, geralmente com o objetivo de melhorar a eficiência da produção e o desempenho do processo para uma aplicação específica.

Exemplos incluem pré-tratamento de água de alimentação de torre de resfriamento/caldeira, água de processo/produção e/ou água para beber. Muitas vezes, o tratamento de água bruta é focado na proteção de equipamentos a jusante contra incrustações, incrustações, corrosão e outras formas de danos ou desgaste prematuro devido a contaminantes presentes na fonte de água .

Os sistemas de tratamento de água bruta normalmente removem sólidos suspensos/coloidal, sílica/sílica coloidal, ferro, bactérias e dureza.

Como eles trabalham

Os sistemas de tratamento de água bruta são projetados em torno de objetivos e aplicações específicas de tratamento, portanto, o processo pode variar de uma instalação para outra. No entanto, as etapas a seguir demonstram como um sistema de tratamento de água bruta geralmente funcionará:

• Ingestão. A água bruta é puxada para uma planta por gravidade e/ou bombas. A água é geralmente passada através de uma grade de metal ou tela de malha para evitar que objetos grandes entrem no sistema.
• Esclarecimento. A água então continua para clarificação, que é um processo de várias etapas usado para remover sólidos suspensos de uma solução. A clarificação começa com a coagulação, onde os ajustes químicos e/ou de pH fazem com que as partículas comecem a se aglomerar, seguida pela floculação, que envolve agitação física para estimular a formação de partículas maiores. Em seguida, vem uma etapa de sedimentação, onde o fluxo flui para um decantador por gravidade que permite que os sólidos se depositem no fundo no que é conhecido como manta de lodo. Finalmente, o fluxo é filtrado através de um filtro de areia por gravidade para reter quaisquer pequenas partículas que não se depositaram.
• Desinfecção. Se a contaminação biológica e/ou a potabilidade da água for uma preocupação, a água pode então ser desinfetada para remover quaisquer patógenos. A desinfecção pode ser realizada através da aplicação de desinfetantes químicos (por exemplo, cloro), desinfetantes físicos (por exemplo, UV ou calor), bem como algumas formas de filtração por membrana.
• Amolecimento da cal. Em alguns casos, uma etapa de amolecimento de cal pode ser adicionada para reduzir a dureza em correntes com alto teor de minerais ou sulfato. O processo envolve a aplicação de cal ou soda de cal para aumentar o pH da corrente, o que, por sua vez, estimula os constituintes minerais a precipitar da solução.
• Troca iônica (IX). Em alguns casos, o sistema de tratamento de água bruta pode incluir uma unidade IX para remoção de dureza ou outras necessidades de tratamento especializado . No amolecimento IX, um fluxo é direcionado através de uma resina de cátion ácido forte que é “carregada” com sódio; à medida que a água flui, a resina captura os íons de cálcio ou magnésio causadores de dureza, enquanto libera os íons de sódio no fluxo.
• Distribuição. Após o tratamento, a água é bombeada ou encaminhada para uso em outro local da instalação.
• Filtração por membrana. À medida que os sistemas de microfiltração (MF), ultrafiltração (UF) e nanofiltração (NF) se tornaram mais acessíveis nas últimas décadas, eles estão sendo cada vez mais usados ​​no lugar de tecnologias convencionais, como clarificação e amolecimento de cal.

Sistemas de tratamento de água de alimentação de caldeiras

O que eles são

Os sistemas de tratamento de água de alimentação da caldeira são usados ​​para proteger os componentes e a tubulação da unidade da caldeira contra danos devido a certos contaminantes presentes na caldeira e/ou na alimentação complementar.

Esses contaminantes podem incluir sólidos dissolvidos , sólidos suspensos e material orgânico, como ferro, cobre, sílica, cálcio, magnésio, alumínio, dureza e gases dissolvidos.

Sem tratamento adequado, a água de alimentação da caldeira pode causar incrustação, corrosão e incrustação da caldeira e do equipamento a jusante, o que pode resultar em tempo de inatividade dispendioso da planta, taxas de manutenção caras, aumento do consumo de combustível e falha da caldeira.

Como eles trabalham

Um sistema eficaz de tratamento de água de alimentação de caldeira funciona tanto removendo impurezas prejudiciais antes de entrar na caldeira quanto controlando a acidez e a condutividade da água.

Embora os trens de tratamento variem, um sistema típico consistirá em tratamento primário e possivelmente polimento, dependendo da pressão da caldeira, do uso do vapor e da química da alimentação da caldeira e da água de reposição.

Um sistema de tratamento de água de alimentação de caldeira normalmente inclui algumas ou todas as etapas a seguir:

• Ingestão de água de maquiagem. Conforme as caldeiras são utilizadas, elas perdem água para consumo de vapor, perda de retorno de condensado e vazamentos. Esta água deve ser substituída com o que é conhecido como água de maquiagem. A água de reposição pode ser retirada de um abastecimento municipal tratado ou de um sistema de tratamento de água bruta.
• Filtração. A corrente é tipicamente filtrada através de uma ou mais unidades de filtração para remoção de sedimentos, turbidez e material orgânico. Quando usadas para pré-tratamento antes do IX e de outros equipamentos, as unidades de filtração por membrana podem ser um meio econômico de evitar incrustações e manutenção excessiva de equipamentos a jusante.
• Amolecimento. IX é frequentemente usado para remover a dureza da água de alimentação da caldeira, incluindo bicarbonatos, sulfatos, cloretos e nitratos. Isso é feito usando uma resina de amolecimento, que normalmente é uma resina de cátion ácido forte que permite capturar efetivamente os íons de dureza do fluxo.
• Desalcalização. A alcalinidade pode causar espuma e arraste em caldeiras, bem como corrosão em tubulações. Portanto, as correntes de alimentação da caldeira são frequentemente tratadas com ânion forte IX, ou ácido fraco IX seguido de desgaseificação, que serve para remover íons bicarbonato, sulfato e nitrato, reduzindo o pH.
• Osmose reversa (RO) e nanofiltração (NF). RO e NF nem sempre são usados ​​para tratamento de água de alimentação de caldeiras, no entanto, podem ser úteis para remoção de bactérias, sais, orgânicos, sílica e dureza. RO e NF são ambos os tipos de filtração por membrana, o que significa que eles empregam uma membrana semipermeável para capturar quaisquer contaminantes grandes demais para caber em seus poros, enquanto permitem que as moléculas de água fluam.
• Troca iônica primária (IX). Para grandes volumes de água ou caldeiras de alta pressão, os deionizadores podem ser usados ​​em vez da filtração por membrana. IX normalmente produz água de qualidade e resistividade comparativamente mais altas e melhores rendimentos.
• Desaeração ou desgaseificação. Após todas as outras etapas de tratamento, a água de reposição e o condensado do sistema de caldeira são combinados e desgaseificados. A desaeração/desgaseificação é a remoção de oxigênio dissolvido e dióxido de carbono da corrente líquida, o que é importante para prevenir a corrosão.
• Polimento. Dependendo dos requisitos da caldeira, podem ser necessárias tecnologias de polimento. Esta etapa pode seguir RO ou IX primário. As tecnologias típicas de polimento incluem deionização de leito misto (DI), eletrodeionização (EDI) ou DI regenerável fora do local.
• Distribuição. Após todas as etapas de tratamento, a água de alimentação da caldeira é canalizada para a caldeira, onde é aquecida para formar vapor. O condensado pode então ser combinado com água de reposição tratada e o ciclo recomeça.

Embora essas etapas representem trens comuns do sistema de água de alimentação de caldeiras, é importante entender que a composição/química exclusiva de uma caldeira individual é um cálculo extremamente complexo que ditará as tecnologias necessárias.

Recomendamos consultar o fabricante da caldeira para obter as especificações de purificação de água.

Você também deve consultar um especialista em tratamento de água para realizar um estudo completo de tratabilidade , que pode ajudar a determinar qual combinação dessas tecnologias seria mais adequada para sua caldeira.

Sistemas de tratamento de água de torre de resfriamento

O que eles são

Os sistemas de tratamento de água da torre de resfriamento são usados ​​para proteger os componentes da torre de resfriamento contra danos devido a contaminantes presentes na água de alimentação, água de circulação e/ou água de descarga.

Esses contaminantes podem incluir cloretos, dureza, ferro, materiais biológicos, sílica, sulfatos, TDS e/ou TSS.

A água de alimentação da torre de resfriamento não tratada pode causar incrustação, corrosão, crescimento biológico e incrustação do equipamento da torre de resfriamento, o que pode resultar em tempo de inatividade dispendioso da planta, produtividade reduzida e custos excessivos de manutenção ou substituição de equipamentos ao longo do tempo.

Como eles trabalham

Um sistema de tratamento de água de torre de resfriamento eficaz funciona removendo impurezas prejudiciais de acordo com as recomendações do fabricante para os requisitos de qualidade da água para o tipo de torre de resfriamento usado.

Embora os trens de tratamento variem dependendo dos requisitos do equipamento da torre de resfriamento e da química da água de alimentação, reposição e purga, um sistema típico de tratamento de água da torre de resfriamento geralmente inclui as seguintes etapas:

• Ingestão de água de maquiagem. À medida que a água circula através de um sistema de torre de resfriamento, uma parte é perdida por evaporação, sangrando para drenar e vazando. Esta água deve ser substituída com o que é conhecido como água de maquiagem. Assim como a água de reposição da caldeira, a água de reposição da torre de resfriamento pode ser extraída de uma variedade de fontes, seja água bruta, abastecimento de água municipal, poços ou águas residuais de plantas recicladas. Em alguns casos, a água da fonte também deve ser tratada para dureza ou remoção de sílica e/ou ajuste de pH.
• Filtração. Após a entrada, o fluxo é tipicamente filtrado através de uma ou mais unidades de filtragem para remoção de sedimentos, turbidez e material orgânico. Como mencionado anteriormente, quando a filtragem é usada para pré-tratamento antes do IX e de outros equipamentos, pode ser um meio econômico de evitar incrustações e manutenção excessiva de equipamentos mais sensíveis a jusante.
• Amolecimento. Se houver alta dureza na fonte/água de reposição, uma resina amaciante ou amaciante de membrana pode ser usada. Esses contaminantes, se presentes, causarão depósitos de incrustações e ferrugem. Dependendo da qualidade da água de alimentação, o amolecimento pode melhorar a eficiência do uso da água da torre de resfriamento.
• Adição química. Em seguida, o fluxo geralmente passa por algum tipo de tratamento químico, que pode incluir a aplicação de inibidores de corrosão para neutralizar a acidez; algicidas ou biocidas para reduzir o crescimento de contaminantes biológicos; e/ou inibidores de incrustação para evitar que contaminantes formem incrustações em tubos e outros componentes.
• Filtração de fluxo lateral. Muitas torres de resfriamento são projetadas para recircular a água após o uso. Se este for o caso, uma unidade de filtragem de fluxo lateral será útil na remoção de quaisquer contaminantes problemáticos que tenham entrado por contaminação por deriva, vazamentos, etc. Cerca de 10% da água circulante será filtrada através do que geralmente é uma filtragem multimídia de alta qualidade unidade ou tecnologia de filtragem de tubo SAMCO .
• Pós tratamento. Existem vários tipos de opções de pós-tratamento que podem ser usadas dependendo das condições da planta. Se forem necessárias grandes quantidades de água para resfriamento, ou se houver escassez de água no local da instalação, as plantas podem optar por tratar a água de descarga com RO ou IX e reutilizá-la. Para descarga de água de descarga e/ou água de sangria, outros sistemas de pós-tratamento podem ser aproveitados para minimizar os custos de descarte ou alinhar o fluxo de resíduos com os regulamentos de descarga.

Tratamento de efluentes

O que eles são

Um sistema de tratamento de águas residuais é usado para converter fluxos gastos em um efluente que pode ser reutilizado ou descartado com segurança no meio ambiente ou na estação de tratamento municipal.

O sistema de tratamento de águas residuais mais adequado ajudará a instalação a evitar danos ao meio ambiente, à saúde humana e aos equipamentos, processos ou produtos da instalação (especialmente se as águas residuais estiverem sendo reutilizadas).

Também ajudará a instalação a reduzir multas pesadas e possíveis ações legais se as águas residuais estiverem sendo despejadas indevidamente no meio ambiente ou em obras públicas de tratamento.

A relativa complexidade de um sistema de tratamento de efluentes dependerá muito dos regulamentos de conformidade que afetam sua planta e da composição de seu fluxo de resíduos.

Embora os contaminantes presentes em um fluxo de resíduos possam variar muito de um processo para outro, os sistemas de tratamento de águas residuais geralmente tratam a demanda bioquímica de oxigênio (DBO), nitratos, fosfatos, patógenos, metais, TSS, TDS e produtos químicos sintéticos.

Como eles trabalham

Embora um trem de tratamento de águas residuais varie consideravelmente de uma instalação para outra, dependendo dos regulamentos de descarga, constituintes do fluxo, estratégias de reutilização do fluxo e outros fatores, essas etapas representam algumas das tecnologias mais comuns que você pode esperar ver:

• Esclarecimento. A primeira etapa do tratamento de águas residuais é frequentemente a clarificação, que é um processo de várias etapas usado para precipitar metais, sílica, remover sólidos suspensos da solução. Dependendo da caracterização das águas residuais, a clarificação pode ser uma série de tanques de reação com adição química, coagulação, floculação, sedimentação, seguida de filtração. Essas etapas geralmente são necessárias para a remoção de quaisquer partículas finas e/ou subprodutos, alguns dos quais podem ser recuperados se tiverem valor (como prata ou outros materiais).
• Desinfecção. Patógenos – bactérias, vírus, fungos ou quaisquer outros microrganismos que possam estar presentes nas águas residuais – podem levar a todos os tipos de problemas de saúde, incluindo doenças agudas, problemas digestivos graves ou morte. Quando as águas residuais industriais contêm esses patógenos nocivos e são liberadas no meio ambiente, podem espalhar doenças e enfermidades, tornando sua remoção ou neutralização um aspecto fundamental do tratamento.
• Amolecimento. Para correntes com alta dureza ou sulfatos, uma etapa de amolecimento de cal pode ser adicionada para reduzir o teor de minerais ou sulfatos. O processo envolve a aplicação de cal ou soda de cal para aumentar o pH da corrente, o que, por sua vez, estimula os constituintes minerais a precipitar da solução. Em alguns casos, IX ou amaciamento de membrana também podem ser usados.
• Processos especiais. Existem também etapas de processo especializadas para tratar problemas únicos de águas residuais, como a remoção de certos metais ou orgânicos ou para reduzir o TDS para reciclagem, entre outros exemplos. Como os fluxos de águas residuais são tipicamente complexos e altamente variáveis ​​de uma instalação para outra, processos especiais são frequentemente necessários para atender plenamente às necessidades de tratamento de águas residuais.
• Distribuição. Após o tratamento das águas residuais, a água é encaminhada para reutilização dentro da instalação ou, de acordo com os regulamentos locais, descarregada no meio ambiente ou no esgoto local.

Além disso, saber que é um sistema de tratamento de água industrial e como ele funciona, como o tratamento de águas residuais está quase sempre sujeito a flutuações na composição, vazão ou requisitos de efluentes, um sistema bem projetado deve acomodar tais flutuações e oferecer opções de escalabilidade.

Como a BOMBASA pode ajudar no sistema de tratamento de água industrial ?

Agora que você entende o que são os sistemas de tratamento de água industrial e como eles funcionam, não deixe de ler mais artigos em nosso blog que se aprofundam um pouco mais nesses sistemas.

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