O REAPROVEITAMENTO (RECICLAGEM) DOS RESÍDUOS PRODUZIDOS POR UMA ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ÁGUA

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INSTITUTO DE TECNOLOGIA

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUÍMICA

CURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA QUÍMICA

REAPROVEITAMENTO (RECICLAGEM) DOS RESÍDUOS PRODUZIDOS POR UMA ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ÁGUA

IT364 – PROJETO DE PROCESSOS DA INDÚSTRIA QUÍMICA

IVO PINTO DO NASCIMENTO

LUCAS MACHADO DE ARAUJO

RAÍSA VALENTIM RAMALHO

THAMIRES DO CARMO SANT’ANNA

SEROPÉDICA

2022

Sumário:

1.        Características gerais de uma estação de tratamento de água (ETA)        3

2.        Fontes de resíduo da ETA e quantidades de resíduos produzidos        4

3.        Destino atual e alternativas possíveis para os resíduos        5

3.1.        Construção Civil        6

3.2.        Fabricação de briquetes        8

3.3.        Reutilização do coagulante        8

3.4.        Reaproveitamento na ETA        8

3.5.        Recuperação de solos agrícolas        9

4.        Objetivo e Escolha do Tema        9

5.        O processo:        10

5.1.        Etapas do processo:        10

5.1.1.        Coleta do lodo:        10

5.1.2.        Preparo da argila:        11

5.1.3.        Mistura, Extrusão, Secagem, Queima e resfriamento:        11

5.2.        Fluxograma:        11

5.3.        Balanço de massa:        12

6.        Visão econômica:        13

7.        Considerações finais:        15

1. Características gerais de uma estação de tratamento de água (ETA)

A ETA-Guandu pertencente a Companhia Estadual de Águas e Esgotos do Rio de Janeiro (CEDAE) é atualmente a maior estação de tratamento de água do mundo com uma área de 270 mil  e capacidade de tratar 43, o que equivale a 3,7 bilhões de litros de água por dia. Atualmente existem diversas técnicas de tratamento de água, onde a mais conhecida e usual é o tratamento convencional ou clássico, como é feito na Estação de Tratamento de Água (ETA) Guandu, o qual consiste nas seguintes etapas de processo: Gradeamento, desarenação, coagulação química, floculação, decantação, filtração, desinfecção, fluoretação e correção de pH.[pic 2][pic 3]

1. Gradeamento: É a primeira etapa do processo de tratamento de água, e tem como objetivo retirar os materiais grosseiros contidos na água, como galhos, materiais flutuantes ou em suspensão de grande dimensão. (BRAGA, 2018).
2. Desarenação: Nos desarenadores ocorre a remoção da areia presente na água captada, pelo processo de sedimentação de partículas discretas (partículas que não alteram seu tamanho, forma ou peso ao sedimentar), evitando o desgaste das bombas. Esse processo de sedimentação ocorre por causa da redução da velocidade da água, devido ao aumento da seção dos canais. Os grãos de areia, num contexto em que a vazão da água é praticamente constante, possuem velocidade horizontal igual à velocidade da água, adotando um movimento horizontal paralelo ao fluxo de escoamento. Porém seu movimento vertical resulta da ação das forças de gravidade, de empuxo e atrito entre o grão e a água, que em equilíbrio promovem um movimento vertical descendente do grão, com velocidade dependente das proporções do grão de areia e da viscosidade da água. Esta velocidade é conhecida como velocidade terminal de sedimentação ou velocidade de sedimentação (Vs), com valor determinado experimentalmente. (BRAGA, 2018).
3. Coagulação Química: Nesta etapa seguinte à caixa de tranquilização utiliza-se produtos químicos que aglutinam as partículas mais finas presentes na água, contendo nos produtos utilizados neste processo o Sulfato de alumínio e o Cloreto Férrico. (DELGADO, 2016).
4. Floculação: Etapa na qual consiste na agitação controlada da água para facilitar a aglutinação das partículas e a formação dos flocos tornando-os mais pesados. (DELGADO, 2016).
5. Decantação: Esta etapa está baseada na sedimentação dos flocos que ficam pesados após a floculação e vão para o fundo dos decantadores formando uma camada de lodo, o qual é retirado por raspadores de fundo e de descargas hidráulicas. (DELGADO, 2016).
6. Filtração: Etapa na qual ocorre a retirada das partículas finas que ainda possam estar retidas na água. Ao longo desta etapa do processo a água passa através de uma camada filtrante que, normalmente, é feita de areia e ou carvão antracitoso. (DELGADO, 2016).
7. Desinfecção: Nesta etapa é feita adição de Cloro, a fim de garantir que a água tratada chegue isenta de microrganismos, como bactérias e vírus, na casa do consumidor. (DELGADO, 2016).
8. Fluoretação: Esta etapa não faz parte do tratamento, porém é recomendada pelo Ministério da Saúde para auxílio no combate à cárie dentária. (DELGADO, 2016).
9. Correção de pH: Esta etapa se faz com cal hidratada ou com cal virgem. O pH da água é corrigido tornando-o próximo do pH neutro (pH=7,0). Isto evita a corrosão das tubulações que ocorre quando o pH é baixo e a água se torna ácida e evita as incrustações que ocorrem quando o pH é alto e a água se torna alcalina. (DELGADO, 2016).

Após tratada, a água vai para reservatórios de distribuição, passa pelas tubulações adutoras, que são as tubulações maiores, até chegar às redes públicas de distribuição, que são as redes que levam a água para as residências.

1. Fontes de resíduo da ETA e quantidades de resíduos produzidos

O processo de potabilização da água tradicionalmente utilizado emprega um conjunto de operações que envolvem a aplicação de produtos químicos e processos físicos, gerando resíduos que são constituídos basicamente de lodos dos decantadores e processo de lavagem de filtros.

Como explicado, o tratamento da água na ETA Guandu é realizado por meio da aplicação de sais de ferro e alumínio; isto provoca que se formem flocos pela aglutinação das impurezas da água que são sedimentados ou flotados e posteriormente filtrados. Este lodo é basicamente de consistência líquida e tem uma concentração de sólidos em suspensão que representa entre 0,2 a 5,0% do volume de água tratada.

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