Neutralização automática do pH das águas residuais industriais
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Dominik Hoffmann
Chefe de Desenvolvimento de Projectos
Maksim Neubauer
Diretor de Desenvolvimento de Projetos Internacionais
Vantagens dos sistemas de neutralização concebidos à medida
Os sistemas de neutralização da ALMAWATECH são adaptados à composição das águas residuais, ao valor de pH pretendido, ao modo de funcionamento e à integração na infraestrutura existente de tratamento de águas residuais. Desta forma, obtém-se uma solução segura, económica e adequada às necessidades operacionais para a correção do pH das águas residuais industriais.
Manutenção estável do valor de pH pretendido
A tecnologia automática de medição e regulação ajusta a dosagem de forma contínua em função do caudal real. Desta forma, o intervalo-alvo pretendido é mantido com segurança, mesmo em caso de variações nos valores de pH e de flutuações no volume de águas residuais.
Seleção flexível dos meios operacionais
Ácidos, álcalis, CO₂ ou gases de combustão podem ser utilizados de acordo com as águas residuais, os valores-alvo, os requisitos de segurança e a rentabilidade; desta forma, o processo de neutralização é adaptado, em função de cada projeto, à tarefa concreta a realizar.
Operação por lotes e em fluxo contínuo
O conceito da instalação pode ser concebido para fluxos de águas residuais contínuos, descontínuos ou com fortes oscilações. Assim, a neutralização é adequada tanto para pequenos fluxos parciais como para fluxos volumétricos maiores, tratados de forma automatizada.
Tecnologia completa de instalações e segurança
A dosagem, o armazenamento, a reação, a medição, o controlo e as funções de segurança são planeadas como um sistema global. Isto resulta em conceitos de instalações robustos, com componentes claramente coordenados e um elevado nível de segurança operacional.
Versão pré-montada e modular
A instalação pode ser independente, instalada na sala técnica ou como módulo ALMA pré-montado. Desta forma, é possível ter em conta de forma específica as condições de espaço, o esforço de montagem e os requisitos de locais internacionais ou descentralizados.
Integração em instalações de tratamento existentes
Os sistemas de neutralização podem ser integrados a montante do tratamento biológico, da instalação de CP, da flotação, da filtração ou da tecnologia de membranas. Desta forma, a correção do pH pode ser integrada de forma específica nos conceitos existentes de processamento e tratamento de águas residuais.
Quando é que faz sentido instalar um sistema de neutralização para águas residuais industriais?
Áreas de aplicação típicas das instalações de neutralização
Setores com águas residuais industriais ácidas e alcalinas
Qual é a instalação de neutralização mais adequada para esta tarefa?
A configuração adequada depende do volume de águas residuais, das variações de pH, do local de instalação e dos agentes neutralizantes. A ALMAWATECH projeta instalações de neutralização tanto para pequenos fluxos parciais descontínuos como para grandes fluxos contínuos de águas residuais industriais.
| Definição da tarefa | Versão recomendada | Tipo de construção típico |
|---|---|---|
| Pequenas quantidades de águas residuais, de forma descontínua |
Neutralização de lotes
Operação por lotes |
Instalação compacta com reservatório de recolha e de reação |
| Valores de pH com grandes oscilações |
Sistema de produção por lotes com homogeneização
Tratamento flexível |
Sistema de múltiplos recipientes ou sistema por lotes |
| Fluxo contínuo de águas residuais |
Neutralização contínua
Funcionamento contínuo |
Instalação em linha ou com recipientes com controlo automático |
| Espaço de instalação limitado |
Sistema de neutralização compacto
Ocupando pouco espaço |
Solução pré-montada em skid ou para sala técnica |
| Instalação no exterior |
Módulo ALMA
Construção modular |
Complexo de contentores isolado e protegido das intempéries |
| Águas residuais alcalinas |
Neutralização de ácidos ou de CO₂
Redução do pH |
Dosagem de líquidos ou injeção de gás |
| Águas residuais ácidas |
Neutralização da solução alcalina
Aumento do pH |
Dosagem de hidróxido de sódio, leite de cal ou carbonato de sódio |
| Gás de escape contendo CO₂ aproveitável |
Neutralização dos gases de combustão
Aproveitamento dos gases de processo |
Tratamento de gás e sistema de alimentação adaptado |
Características técnicas num relance
Intervalo de rendimento
0,5 a 5 000 m³/hDesde pequenas correntes parciais até grandes correntes contínuas de águas residuais industriais.
Materiais
Aço inoxidável, PE, PP ou PVDFAdaptado à temperatura, aos componentes das águas residuais e aos agentes neutralizantes utilizados.
Medição do pH
Em linha e de forma contínuaRegisto e regulação automáticos da dosagem com base no valor atual do pH.
Redundância
Possível em todas as áreasPor exemplo, para sistemas de sensores, bombas dosadoras, controlo e tecnologia de transporte.
Tipo de construção
Plataforma, sala técnica ou contentorPré-montado e adaptado à área de instalação, bem como a as condições do local.
Ligação à sala de controlo
Modbus ou PROFINETComunicação com sistemas de controlo e automatização de nível superior.
Registo de dados
Automático e transparenteValores operacionais, alarmes, valores mínimos/máximos, gráficos e relatórios são guardados, se desejado.
ALMA SmartCare
Monitorização digital de instalaçõesRelatórios automáticos, evolução do pH, quantidades dosadas, alertas, gráficos, bem como valores mínimos e máximos.
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Dominik Hoffmann
Chefe de Desenvolvimento de Projectos
Maksim Neubauer
Diretor de Desenvolvimento de Projetos Internacionais
Qual é o agente neutralizante adequado?
A escolha do agente neutralizante depende do valor inicial do pH, da capacidade tampão, do valor alvo do pH, do caudal e dos requisitos operacionais. Para as águas residuais industriais, estão disponíveis ácido, álcali, CO₂ e gases de combustão contendo CO₂.
Neutralização com ácido
O ácido sulfúrico ou o ácido clorídrico reduzem o valor do pH de águas residuais fortemente alcalinas de forma rápida e precisa. O sistema de reação compacto é particularmente adequado para elevadas capacidades de neutralização e valores-alvo rigorosamente definidos. O armazenamento, a dosagem, os materiais e o calor de reação são, por sua vez, integrados no conceito de segurança da instalação.
Normalmente adequado para:
- águas residuais industriais fortemente alcalinas
- intervalos de pH-alvo estreitos e precisos
- elevadas capacidades de neutralização
- gestão de reações compacta e rápida
Neutralização com solução alcalina
A solução de hidróxido de sódio, a leite de cal ou o carbonato de sódio aumentam o valor do pH das águas residuais industriais ácidas. O processo é adequado para águas residuais de processo, de decapagem e de limpeza, quer sejam geradas de forma contínua, quer em lotes. No caso da utilização de leite de cal, os sólidos resultantes são tidos em conta na separação de sólidos e no tratamento de lamas.
Normalmente adequado para:
- águas residuais ácidas do processo
- Águas residuais de decapagem e de lavagem
- águas residuais ácidas provenientes do CIP e da limpeza
- Aplicações que requerem um aumento do pH
Neutralização com CO₂
O CO₂ forma ácido carbónico na água e reduz o valor do pH das águas residuais alcalinas. Neste processo, o carbono é ligado na água sob a forma de hidrogenocarbonato ou carbonato e transformado de forma permanente, através da mineralização, em compostos estáveis. A neutralização do CO₂ substitui os ácidos minerais e, assim, reduz a pegada de carbono do tratamento.
Normalmente adequado para:
- águas residuais industriais alcalinas
- intervalos moderados de pH alvo
- Processos no setor alimentar e das bebidas
- Locais com infraestrutura de CO₂ disponível
Neutralização com gases de combustão
Os gases de combustão que contêm CO₂ podem ser utilizados para reduzir o valor do pH das águas residuais alcalinas. Desta forma, um fluxo de processo já existente é aproveitado materialmente e substitui os produtos químicos de neutralização adicionais. A qualidade do gás, as substâncias associadas, a técnica de injeção e a necessária pré-limpeza são adaptadas à respetiva localização.
Normalmente adequado para:
- Instalações com fluxo de gases de combustão aproveitável
- Integração de processos e aproveitamento de resíduos
- qualidade do gás suficientemente constante
- purificação de gases e técnica de injeção adaptadas
Neutralização por lotes ou em fluxo contínuo?
O modo de funcionamento adequado depende do volume de águas residuais geradas, das flutuações do pH, do caudal e do controlo de descarga pretendido. Os sistemas por lotes oferecem grande flexibilidade no caso de águas residuais variáveis, enquanto os sistemas de fluxo contínuo tratam automaticamente os fluxos de produção contínuos.
Neutralização da carga para águas residuais com concentrações variáveis
As águas residuais são recolhidas, homogeneizadas e tratadas como um lote único. Só depois de o valor de pH alvo predefinido ter sido atingido e verificado é que se procede à liberação controlada para descarga ou para a próxima etapa de tratamento.
Normalmente adequado para:
- produção descontínua de águas residuais
- fortes oscilações no pH e na carga
- correntes parciais pequenas ou sujeitas a cargas elevadas
- Águas residuais do CIP e da limpeza
- elevados requisitos em matéria de controlo de processos
Neutralização em fluxo contínuo para fluxos contínuos de águas residuais
O valor do pH é medido de forma contínua durante o fluxo em curso e regulado automaticamente. A neutralização ocorre de forma contínua, sem que seja necessário armazenar temporariamente o total das águas residuais em lotes.
Normalmente adequado para:
- processos de produção contínuos
- caudais médios e elevados
- condições de afluência, em grande parte estáveis
- funcionamento contínuo automatizado
- capacidade limitada do recipiente
Referências relativas a instalações de neutralização e neutralização industrial do pH
Vogtlandmilch GmbH, Alemanha
Um separador de gordura com um sistema de neutralização (ALMA Neutra) instalado no módulo ALMA.
Empresa de gestão de resíduos, Alemanha
Neutralização de 75 m³ de águas residuais industriais através de ácidos usados, instalada num contentor técnico.
Leiteria de Niesky, Niesky, Alemanha
Reservatório de mistura e compensação ventilado, com sistema de neutralização de CO₂ a jusante, instalado no módulo ALMA.
Fabricante de produtos cosméticos, Suíça
Instalação de neutralização com configuração redundante, equipada com um reator tubular em aço inoxidável, montado em skid.
Fábrica de tabaco, Luxemburgo ALMA Neutra
Instalação compacta de neutralização em contêiner para o tratamento de 30 m³/dia de águas residuais ácidas.
Cervejaria Sternquell GmbH, Plauen
Tratamento de 360m³ de águas residuais de cervejaria por dia, com um poço de bombagem e uma instalação de neutralização.
É assim que funciona uma instalação de neutralização
Uma instalação de neutralização mede o valor do pH das águas residuais que entram e dosa automaticamente o agente de neutralização adequado. Através de uma mistura intensiva e de um tempo de reação suficiente, o valor do pH é controlado de forma a ser conduzido para o intervalo-alvo predefinido. Só depois disso é que a água tratada é encaminhada para a fase seguinte de tratamento ou para a descarga.
Recolher e homogeneizar as águas residuais
As correntes parciais variáveis são recolhidas num reservatório de mistura ou de compensação e uniformizadas.
Medir continuamente o valor do pH
Os sensores medem o valor atual do pH e transmitem os dados de medição ao sistema de controlo da instalação.
Dosagem do agente neutralizante
Dependendo do valor inicial, são adicionados ácido, álcali, CO₂ ou um meio alternativo adequado.
Misturar e deixar reagir
Os agitadores, a circulação ou a injeção de gás garantem uma mistura homogénea e uma reação controlada.
Verificar o pH pretendido e fazer passar a água
Após uma verificação bem-sucedida, a água é descarregada ou encaminhada para uma fase de tratamento subsequente.
- Caudal volumétrico
- valor mínimo e máximo do pH
- Valor de pH alvo
- Temperatura
- Condutividade
- Capacidade de neutralização
- Tempo de mistura e de reação
- Sistemas de deteção
- Segurança química
Conceção, construção de instalações, automatização e assistência técnica num único fornecedor
Conceção e construção de uma instalação de neutralização: desde a amostragem das águas residuais até à entrada em funcionamento
Documentação técnica e fichas técnicas relativas a instalações de neutralização
Fotografias de instalações de neutralização de águas residuais
Perguntas frequentes sobre instalações de neutralização
Qual deve ser a capacidade de uma instalação de neutralização?
A dimensão necessária da instalação não depende apenas do caudal médio. São também determinantes os caudais de pico, o perfil temporal da produção de águas residuais, a capacidade de armazenamento tampão, as oscilações do pH, o tempo de reação necessário e o modo de funcionamento pretendido. No caso de um caudal de entrada com fortes oscilações, pode ser necessário um tanque de mistura ou de compensação com dimensões adequadas.
Que valores de descarga deve uma instalação de neutralização respeitar?
O intervalo de pH admissível depende da via de descarga, das normas oficiais e dos requisitos do operador da rede de esgotos ou da estação de tratamento de águas residuais. A instalação é concebida para o intervalo-alvo especificado no projeto e pode monitorizar e documentar o escoamento, bem como interromper ou reverter o fluxo em caso de desvios.
Como se evita uma sobredosagem de ácido ou de álcali?
A dosagem é controlada através da medição do pH, de algoritmos de regulação e de limites de segurança definidos. Dependendo da aplicação, podem ser utilizados vários pontos de medição, capacidades de dosagem limitadas, condições de autorização, funções de alarme e uma medição de controlo final.
Quais são os custos de exploração de uma instalação de neutralização?
Os custos de exploração consistem principalmente em produtos de neutralização, energia, manutenção, sensores, peças de desgaste e, se for o caso, eliminação de lamas. O consumo de produtos químicos é determinado, em grande medida, pela capacidade tampão das águas residuais e não apenas pelo valor de pH medido.
Com que frequência é que as sondas de pH têm de ser submetidas a manutenção e calibração?
O intervalo de manutenção depende da composição das águas residuais, da temperatura, do teor de sólidos e do tempo de funcionamento. Os sensores sujos ou obstruídos podem causar desvios nas medições. Por isso, a limpeza, a calibração e o teste de funcionamento devem fazer parte integrante do plano de operação.
Os recipientes já existentes podem ser utilizados para a neutralização?
Os recipientes já existentes podem, muitas vezes, ser integrados, desde que o volume, o material, a técnica de agitação, a geometria e o estado sejam adequados. Antes de serem reutilizados, são verificados, em particular, o tempo de reação, a homogeneização, a resistência química e os dispositivos de segurança necessários.
O que acontece em caso de avaria ou de um valor incorreto do pH do processo?
Em caso de anomalias, o sistema de controlo da instalação pode bloquear a descarga, reter a água no sistema ou encaminhá-la para um reservatório de retenção. Além disso, podem ser emitidos alarmes visuais e sonoros, bem como mensagens para uma sala de controlo superior.
Quanto tempo demora o planeamento e a construção de uma instalação de neutralização?
A duração do projeto depende da dimensão da instalação, do âmbito da automatização, da construção dos reservatórios, do armazenamento de produtos químicos e das condições de montagem. As soluções compactas padronizadas podem, na maioria das vezes, ser implementadas mais rapidamente do que as instalações especiais em várias fases ou totalmente contentorizadas.
Que documentos são necessários para uma proposta concreta?
Para apresentar uma proposta fiável, são necessárias análises da água o mais recentes possível, caudais, evolução do pH, valores-alvo, horários de funcionamento, condições de instalação e informações sobre a tecnologia existente. Fotografias, esquemas de fluxo e dados sobre o abastecimento de produtos químicos aceleram a avaliação técnica.
As nossas instalações de neutralização de águas residuais industriais
ALMA Neutra
Sistema de neutralização para regulação do valor de pH com ácido/álcali/CO₂ no módulo compacto ALMA.
ALMA CHEM MCW
Remoção de metais pesados através da precipitação por neutralização, como extensão da instalação de neutralização clássica.
ALMA BHU LHPS
Instalação de precipitação por neutralização e descarbonatação através do ajuste do valor do pH, como extensão do sistema ALMA Neutra.
Encomende o dimensionamento de instalações de neutralização para as suas águas residuais
Dominik Hoffmann
Chefe de Desenvolvimento de Projectos
Maksim Neubauer
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