Estudo físico-químico do concentrado proveniente do processo de osmose reversa no tratamento de água para uso industrial

Abstract

Resumo: Este trabalho teve como objetivo avaliar e caracterizar o resíduo produzido pelo tratamento avançado de um Processo de Separação por Membranas (PSM) proveniente de uma unidade piloto, instalada dentro de uma planta de tratamento de água para a indústria, denominada Estação de Tratamento de Água Industrial - Araucária (ETA-I). Esta planta possui capacidade de tratamento de água de 1.152 m³/h e atende a quatro grandes indústrias da região sendo, siderurgia, termoelétrica, madeireira e de fertilizantes nitrogenados, que utilizam a em processos industriais como, em torres de resfriamento, caldeiras. A unidade piloto possui capacidade de tratamento de até 400 L h-1, e era composta por filtro de carvão ativado, bomba dosadora de metabisulfito de sódio, filtro de polipropileno, dois vasos de pressão onde estavam inseridos os módulos individuais de membranas filtrantes. Cada membrana possuía 7,9 m² totalizando 15,8m² de área de filtração, a composição do elemento filtrante era uma mescla de poliamida e polisulfona, espiralada e fornecida pela Hydranautics ESPA1-4040 Nitto Denko. As amostras coletadas, de concentrado e de água de alimentação, foram analisadas no laboratório para determinações analíticas de: cor, turbidez, pH, temperatura, condutividade elétrica, dureza, cloretos, fluoretos e cloro livre. Estas foram definidas com base nos parâmetros mais significativos para água de processo, caldeira e torre de resfriamento, custo, tempo de preparo e determinação. Os resultados das análises destes parâmetros foram tratados utilizando o teste Z e os resultados foram expressos pela média com a incerteza expandida para 95,45% do período avaliado. O tempo de operação da planta piloto para este trabalho foi de 1000 horas de forma contínua sendo interrompida apenas para a manutenção da ETA-I. Para cada parâmetro avaliado foram coletadas 127 amostras de água de alimentação, de permeado e do concentrado, após o tratamento de dados restaram 81 amostras para cada parâmetro, estes resultados indicam para a eficiência na redução da concentração dos parâmetros avaliados no permeado e para o concentrado avaliado o fator de concentração variou entre 2 a 5 vezes quando comparado com as concentrações presentes na água de alimentação, sendo verificada a eficiência do PSM. O resíduo proveniente da limpeza química das membranas filtrantes foi coletado e enviado para análise de laboratório externa e os resultados destas análises indicam conformidade de parte dos parâmetros com a Resolução CONAMA 430/2011 que estabelece critérios para o lançamento do efluente no corpo hídrico e outros parâmetros não possuem regulamentação nesta resolução, sendo assim a legislação brasileira para o lançamento de efluente omissa.

Abstract: The aim of this study was to evaluate and characterize the waste produced by the advanced treatment of a membrane separated process (MSP) from a pilot unit, installed in a water treatment plant for the industry, called Industrial Water Treatment Plant - Araucaria (IWTP). This plant has water treatment capacity of 1,152 m³ / h and serves four major industries in the region and, steel, thermal power, timber and nitrogen fertilizers, which use in industrial processes such as in cooling towers, boilers. The pilot plant has the capacity to process up to 400 L h-1, and was composed of activated carbon filter, metering pump sodium metabisulfite, polypropylene filter, a pressure vessel where the individual modules of filter membranes were inserted. Each membrane had a total 7.9 m² of filtration area, the filter element composition was a blend of polyamide and polysulfone, coiled and supplied by Nitto Denko ESPA1- 4040 Hydranautics. Samples collected, concentrated and feed water, were analyzed in the laboratory for analytical determinations of: color, turbidity, pH, temperature, electrical conductivity, hardness, chlorides, fluorides and free chlorine. These were defined based on the most significant parameters for process water, boiler and cooling tower, cost, preparation time and determination. The results of the analysis of these parameters have been treated using the Z test and the results were expressed as mean with uncertainty expanded to 95.45% of the evaluation period. The pilot plant operating time for this work was 1000 hours continuously being interrupted only for the maintenance of IWTP For each parameter evaluated were collected 127 feedwater samples of permeate and concentrate, after the processing of data remaining 81 samples for each parameter, these results indicate for the efficiency reduction of the concentration of the parameters evaluated in the permeate and concentrate assessed the concentration factor ranged between 2 to 5 times when compared with the concentrations present in the feed water, and checked for MSP efficiency. The waste from chemical cleaning of the membrane filters were collected and sent to external laboratory analysis and the results of these analyzes indicate the parameters of compliance with CONAMA Resolution 430/2011 establishing criteria for the release of effluent in the water body and other parameters They do not have legislation in this resolution, so the Brazilian legislation for the launch of silent effluent.