Os valores de entrada descrevem os parâmetros físicos, químicos e biológicos caraterísticos da água ou das águas residuais que entram numa estação de tratamento de águas. São cruciais para a conceção, controlo e monitorização dos processos de tratamento de água e de águas residuais. Em contraste com a carga afluente, que descreve a quantidade de uma substância ao longo do tempo, os valores afluentes indicam a concentração ou propriedade de uma substância no afluente.

A determinação e monitorização dos valores de alimentação é essencial para garantir um controlo estável do processo, cumprir os limites legais de descarga e minimizar os custos operacionais através de uma otimização orientada do processo.

Definição e tipos de valores de entrada

Os valores de entrada podem ser divididos em diferentes categorias, consoante as caraterísticas das águas residuais ou os requisitos da estação de tratamento.

1. valores físicos de entrada
  • Temperatura: Decisiva para os processos biológicos e para a solubilidade dos gases.
  • Turbidez: Indica o teor de partículas em suspensão na água.
  • Condutividade: Uma medida do teor de sal e da concentração de iões dissolvidos.
2. Valores de alimentação química
  • CQO (carência química de oxigénio): Mede a carga orgânica total nas águas residuais.
  • CBO₅ (carência bioquímica de oxigénio): Indicador de substâncias orgânicas biodegradáveis.
  • Valor do pH: Parâmetro importante para as reacções químicas e o tratamento biológico.
  • Nutrientes: Concentrações de azoto (amónio, nitrato) e fosfato.
  • Metais pesados: concentrações de zinco, níquel, cobre ou crómio.
3. Valores de afluência biológica
  • Contaminação microbiológica: contagens de bactérias e atividade biológica, por exemplo, em água bruta ou águas residuais com contaminação orgânica.

Significado dos valores de entrada

Dimensionamento e conceção de estações de tratamento

Os valores de alimentação são os dados básicos em que se baseia a conceção de um sistema. Determinam a capacidade e o tipo de fases do processo necessárias.

  • Processos biológicos: O valor de CQO e CBO₅ na alimentação define a biomassa necessária e o fornecimento de oxigénio ou a dimensão do reator das unidades de biogás anaeróbico.
  • Processos químico-físicos: As concentrações de metais pesados ou de fosfatos influenciam a dosagem de precipitantes nos sistemas de PC.
  • Processos com membranas: A condutividade, o teor de sais e a turvação determinam os requisitos para os sistemas de membranas, como a ultrafiltração ou a osmose inversa.
Monitorização e controlo de processos

A monitorização contínua dos valores de alimentação permite um controlo eficaz do processo:

Conformidade com os requisitos legais

Os valores de entrada devem ser ajustados à capacidade do sistema, de modo a garantir o cumprimento dos limites legais de descarga da água tratada. Valores de entrada elevados podem provocar a sobrecarga do sistema e a ultrapassagem dos valores-limite.

Central de biogás para a produção de biogás a partir de águas residuais de uma fábrica de açúcar.

Foto: O nosso reator anaeróbio de biogás ALMA BHU GMR: O dimensionamento e a conceção do reator baseiam-se na carga de alimentação, a fim de garantir uma produção óptima de biogás e a estabilidade do processo.

Flutuações e desafios típicos

Flutuações nos valores de entrada

Na tecnologia de águas residuais industriais, os valores de entrada estão frequentemente sujeitos a fortes flutuações devido a:

  • Processos de produção: Modificação de etapas operacionais ou processos de lote.
  • Ciclos de enxaguamento e limpeza: picos súbitos de substâncias orgânicas, produtos químicos ou metais pesados.
  • Águas residuais mistas: Águas residuais de diferentes fontes com cargas variáveis.
Estratégias de estabilização

Para compensar as flutuações, são utilizados sistemas tampão ou tanques de homogeneização:

  • Equalização do volume: redução dos picos hidráulicos.
  • Equalização da concentração: Homogeneização da carga de material através de mistura contínua.

Exemplos de aplicações

1. tratamento químico-físico
2. tratamento biológico de águas residuais
  • Os valores de CQO e CBO₅ no afluente determinam o fornecimento de oxigénio e a concentração de lamas nos reactores biológicos.
  • Os valores de amónio e nitrato influenciam a necessidade de processos de nitrificação e desnitrificação.
3. processo de membrana
  • A turvação, a condutividade e a concentração de sais na alimentação definem o pré-tratamento para evitar incrustações no sistema de membranas e para calcular a área de membrana necessária e as pressões da bomba.
Osmose inversa com pré-tratamento biológico

Foto: O nosso sistema de osmose inversa ALMA OSMO: O cálculo exato da área de superfície da membrana necessária baseia-se em grande parte nas cargas de alimentação, a fim de garantir um desempenho e uma eficiência óptimos.

Medição e controlo dos valores de entrada

Os valores de entrada são monitorizados utilizando tecnologia de medição em linha ou amostragem manual. Dispositivos e métodos de medição típicos:

  • Sensores online: Para valores de pH, CQO, condutividade e temperatura.
  • Análises espectroscópicas: Para a determinação de compostos orgânicos (por exemplo, TOC).
  • Análises laboratoriais: para metais pesados e nutrientes.

Conclusão

Os valores de afluência são um parâmetro fundamental no tratamento de águas industriais e de águas residuais. Determinam a conceção e o funcionamento das estações de tratamento e são essenciais para o cumprimento dos requisitos legais. No entanto, as flutuações nos valores de alimentação representam um grande desafio e exigem a utilização de sistemas de controlo modernos e dispositivos de amortecimento.

A monitorização e o controlo precisos dos valores de alimentação não só permitem um controlo eficiente e estável do processo, como também ajudam a otimizar os custos operacionais e a proteger o ambiente.

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