Manual de Conservação e Reúso de Água na Indústria

Manual de Conservação e Reúso de Água na Indústria

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Esta é a forma de reúso que tem sido mais utilizada na indústria. Consiste na utilização de efluentes gerados localmente, após tratamento adequado para a obtenção da qualidade necessária aos usos pré-estabelecidos.

Na avaliação do potencial de reúso de efluentes tratados, deve ser considerada a elevação da concentração de contaminantes que não são eliminados pelas técnicas de tratamento empregadas. Na maioria das indústrias, as técnicas utilizadas de tratamento de efluentes não permitem a remoção de compostos inorgânicos solúveis. Para avaliar o aumento da concentração desses compostos nos ciclos de reúso, adota-se uma variável conservativa, que seja representativa da maioria dos processos industriais. Geralmente, o parâmetro “Sólidos Dissolvidos Totais (SDT)” é o mais utilizado nos balanços de massa para determinar as porcentagens máximas de reúso possíveis.

Plano de Conservação e Reúso de Água ( PCRA)

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Portanto, para determinar a quantidade de efluente que pode ser utilizada em um determinado processo industrial, é necessário elaborar um balanço de massa, para verificar a evolução da concentração de SDT. A Figura 4. mostra um esquema deste procedimento, desenvolvido em função da entrada de sais, que são ciclicamente adicionados ao processo. Pode-se observar um dos efluentes sendo introduzido no processo produtivo “B”, misturando-se com a água de alimentação, para garantir a concentração de SDT permitida no processo.

Em alguns casos, para possibilitar o reúso de um determinado efluente, é necessário um tratamento preliminar adicional, para permitir que a concentração de um poluente específico seja compatível com o processo que o utiliza.

Este tratamento adicional, muitas vezes, possibilita a eliminação dos contaminantes de interesse. Com isso, pode-se obter um efluente tratado com características de qualidade equivalentes à água que alimenta toda a unidade industrial.

A avaliação do potencial de reúso deve ser efetuada posteriormente à fase de gestão da demanda e de reúso em cascata, uma vez que estas ações irão afetar, de forma significativa, tanto a quantidade quanto a qualidade dos efluentes produzidos, podendo comprometer toda a es- trutura de reúso que tenha sido implementada anteriormente ao programa de redução do consumo.

3.2.1 Aproveitamento de águas pluviais

As águas pluviais são fontes alternativas importantes, devido às grandes áreas de telhados e pátios disponíveis na maioria das indústrias. Além de apresentarem qualidade superior aos efluentes considerados para reúso, os sistemas utilizados para sua coleta e armazenamento não apresentam custos elevados e podem ser amortizados em períodos relativamente curtos. Esta fonte deve ser utilizada, na maioria das vezes, como complementar às fontes convencionais, principalmente durante o período de chuvas intensas. Os reservatórios de descarte e de armazenamento devem ser projetados para condições específicas de local e de demanda industrial.

O aproveitamento de águas pluviais demanda estudos específicos para cada situação particular. São necessários dados de área de cobertura ou de pátios, séries históricas de índices pluviométricos diários, características da demanda industrial e de área disponível para implantação de reservatórios e de eventuais sistemas de tratamento e de distribuição.

Plano de Conservação e Reúso de Água ( PCRA) Figura 3.6: Avaliação da concentração de sais em um sistema de reúso de água

uso potável Processo B

Processo A

Estação de

Tratamento ETA 1

ETA 2

Sistema de Resfriamento

QA;CA Qpot;Cpot

QB;Creúso

Qresfr;Creúso Qpurga;Cpurga

Perda 1 CCarga de Sais

Perda 2 C

Perda 1Água potável;
Perda 2Processo A;
Perda Sistema de resfriamento.

Qágua;Cágua Qreúso;CEflu

QEflu;CEflu

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Um sistema de aproveitamento de águas pluviais, em geral, é composto por:

• Reservatório de acumulação; • Reservatório de descarte (eliminação da água dos primeiros minutos de chuva, que efetua a “limpeza” da cobertura); • Reservatório de distribuição (atendendo às características da NBR 5626 – Instalação predial de água fria); • Unidades separadoras de sólidos grosseiros;

• Sistema de pressurização através de bombas para abastecimento dos pontos de consumo; • Sistemas de tratamento ou apenas sistema de dosagem de produtos para desinfecção da água; • Tubos e conexões (rede independente).

3.2.2 Recarga de aqüíferos

A captação de águas subterrâneas por grandes indústrias, que disponham de grandes áreas, pode ser complementada com a recarga artificial dos aqüíferos subjacentes à própria indústria. Esta recarga pode ser efetuada com os efluentes domésticos ou industriais, após tratamento adequado, através de bacias de infiltração. Como as camadas insaturadas, localizadas acima dos aqüíferos possuem um potencial para remoção de poluentes e de organismos patogênicos, em alguns casos os custos dos sistemas de tratamentos necessários para recarga po- dem ser inferiores aos do tratamento necessário para reúso direto.

Esta prática poderá ser avaliada e autorizada para grandes indústrias, a partir da realização de estudos e levantamentos hidrogeológicos adequados, das características da camada insaturada e dos parâmetros hidráulicos do próprio aqüífero, tais como composição, porosidade, capacidade de infiltração e coeficientes de transmissividade, entre outros.

3.3. Ponto de mínimo consumo de água (“Water Pinch”)

Os problemas atuais de escassez de recursos hídricos levaram ao desenvolvimento de novas tecnologias, que propiciam a otimização da utilização do reúso de água, particularmente no ambiente industrial.

Neste contexto, a metodologia de Ponto de mínimo consumo de água é uma ferramenta ideal para permitir que o reúso de água na indústria seja feito de maneira completa, evitando quaisquer desperdícios de efluentes. Em sua concepção básica, considera-se que a água utilizada em um determinado processo industrial tem a função de assimilar contaminantes, o que resulta nas alterações de suas características de qualidade durante o uso.

O primeiro passo para se determinar o ponto de mínimo consumo de água é estabelecer as concentrações limites dos contaminantes envolvidos, na entrada e na saída dos processos. Com esses dados, realiza-se um balanço de massa para quantificar a carga de contaminantes transferida durante uma determinada operação.

Como ocorre uma tendência do aumento da concentração de contaminantes durante o uso, é necessário identificar a possibilidade de utilização do efluente de um pro- cesso em outro que seja menos restritivo em termos de qualidade de água.

A ferramenta de ponto de mínimo consumo de água é de grande utilidade para novos projetos, pois permite definir a estrutura de distribuição de água, assim como a localização das unidades, para viabilizar o menor consumo de água e de geração de efluentes com o menor custo.

A avaliação das atividades em que a água é utilizada e onde ocorre a geração de efluentes é de grande importância, assim como a definição de parâmetros críticos de controle e dos respectivos limites de qualidade em cada processo.

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3.4. Aspectos econômicos

Atualmente, as imposições de mercado para o setor industrial tornam impraticáveis a tomada de qualquer decisão sem uma avaliação dos aspectos econômicos associados.

Para a escolha da alternativa que apresente a melhor viabilidade econômica, é necessário que sejam identificadas as tecnologias disponíveis para tratamento de efluentes e seus respectivos custos. O estudo econômico para implantação de um projeto de otimização e reúso de água e de aproveitamento de águas pluviais pode ser baseado no período de retorno do investimento (“pay back”), que permite avaliar o tempo necessário para a recuperação do capital investido.

A título de ilustração o tempo de retorno simples do investimento de um determinado projeto pode ser calculado da seguinte forma:

Para avaliações mais completas e melhor elaboradas, podem ser utilizados outros modelos econômicos disponíveis, que levam em consideração os custos de capital, de operação e manutenção, da taxa e o período de retorno de investimento. A definição da viabilidade econômica do programa de conservação e reúso de água é atribuição da área financeira. No entanto, além dos aspectos monetários, deve ser considerada a disponibilidade futura de água para a manutenção das atividades no local.

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Para possibilitar um melhor entendimento da dinâmica do desenvolvimento de programas de conservação e reúso de água, são apresentados a seguir dois casos práticos em uma indústria metalúrgica e em uma indústria automotiva. Nos dois casos, os trabalhos desenvolvidos seguiram a metodologia apresentada na figura 3.7.

4.1 Indústria metalúrgica

Na indústria em questão, foram avaliados os potenciais de otimização do uso e reúso da água, bem como o aproveitamento de águas pluviais. Na etapa preliminar dos trabalhos, foram identificados os pontos que apresentavam as maiores demandas de água e geração de efluentes, que podem ser observadas na tabela 4.1.

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