Química

22 de setembro de 2008

Clarificação de água – Mananciais poluídos e uso racional incentivam melhorias tecnológicas

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Publicado por: Marcelo Furtado
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    A piora na qualidade da água dos mananciais, aliada à preocupação dos grandes consumidores em economizar o caro e escasso insumo, tem feito a etapa inicial do tratamento de água, a clarificação, ser cada vez mais valorizada por clientes e fornecedores. E isso por motivos bem “claros”. Com as fontes de abastecimento poluídas, a função dessa fase físico-química de remover sólidos em suspensão, turbidez, ferro e cor passou a ter peso redobrado para os tratadores. Assim como a crescente tendência de reúso de água, sobretudo na área industrial, também gerou novas exigências à clarificação, a fim de facilitar a recirculação em etapas posteriores do tratamento, no processo produtivo ou em sistemas de resfriamento e de geração de vapor, e para reduzir a quantidade considerável de lodo gerado pelos decantadores.

    Esse panorama vem gerando mudanças no mercado, envolvendo tanto os fornecedores de equipamentos, que passaram a projetar novos tipos de sistemas de decantação acelerada (em casos mais pontuais, com o uso de membranas de ultrafiltração), como os de formulações químicas, os quais se esforçam para convencer seus clientes a usar coagulantes modificados e polímeros para auxiliar e melhorar a floculação. Além disso, também o aspecto comercial do setor de clarificação, em especial do mercado de coagulantes, demonstra estar aquecido, tendo em vista o ímpeto investidor de concorrentes importantes.

    Ao se falar em clarificação devese ter em mente que se trata de processo físico-químico usado em tratamento de água e efluentes, para o setor público ou privado, com quatro objetivos: neutralização, coagulação, floculação e sedimentação, operações realizadas em decantadores que promovem a mistura dos agentes químicos. Suas primeiras etapas, logo após a pré-cloração, necessária para evitar algas e entupimento dos equipamentos, envolvem a presença dos insumos químicos mais empregados nessa fase, os coagulantes inorgânicos, responsáveis por neutralizar as A cargas eletrostáticas superficiais das partículas coloidais (que adsorvem íons da água), permitindo que elas se aglutinem (coagulem) formando flocos pequenos.

    Depois da neutralização-coagulação, normalmente feita na parte central do clarificador, há a etapa de floculação, aquela em que os pequenos flocos formados precisarão fazer “ponte” entre si para ficarem maiores e assim poderem ser sedimentados. Essa fase se realiza por meio de agitação suave na parte externa do clarificador, mas na maioria das vezes, ou preferencialmente, demanda a adição de polímeros floculantes, disponíveis como catiônicos (para águas com partículas com cargas negativas), aniônicos (para as positivas) ou não-iônicos (para águas com as duas cargas). Esses auxiliares de floculação (como as poliacrilamidas, com peso molecular alto, na casa dos milhões, 106), dosados em percentuais pequenos (0,2 a 1,5 ppm), fazem a “ponte” molecular entre os flocos criados pelos coagulantes, aumentando assim o diâmetro e a densidade das partículas. Com isso, há a decantação dos flocos agregados e a água clarificada se eleva para ser separada. O lodo formado é arrastado no tanque de sedimentação.

    PAC em alta – Embora este processo seja dos mais tradicionais e antigos do tratamento de água, as recentes necessidades provocam algumas inovações em um mercado dominado pelo uso de coagulantes inorgânicos, commodities como o sulfato de alumínio (o mais usado), o sulfato férrico e o cloreto férrico. Para começar pelo aspecto mais relevante em termos de volume, cresce a oferta e a demanda por coagulantes inorgânicos um pouco diferentes para a realidade brasileira. Nesse sentido, merece destaque a expansão de uso do policloreto de alumínio (PAC), do sulfato férrico e de blendas de coagulantes inorgânicos com orgânicos, com o propósito de melhorar a capacidade do tratamento.

    O PAC, uma solução com teor de Al2O3 na faixa de 10% a 18%, hoje conta com vários produtores locais, que utilizam o processo baseado na reação do ácido clorídrico com alumina hidratada na presença de temperatura e pressão (e seguintes resfriamento e filtração). Apesar de mais caro do que o sulfato de alumínio (mais do que o dobro do preço), o PAC começa a ser empregado com certa freqüência tanto em clarificação de água para uso industrial como na usada para abastecimento público. Isso principalmente por causa de suas vantagens no custo global do tratamento, visto que sua dosagem, para realizar uma melhor coagulação do que os sulfatos, é até cinco vezes menor do que o sulfato de alumínio. E ainda com a vantagem, segundo explicou o líder de marketing técnico da GE Water Technologies, Alexandre Moreira, de remover mais cor e gerar muito menos lodo, por causa de sua acidez livre que requer muito menos cal hidratada para alcalinização. Estudos comparativos indicam, por exemplo, que para clarificar um mesmo tipo de água o consumo de PAC é 35% menor do que o sulfato férrico, reduzindo também em 39,5% o uso de cal.

     Química e Derivados, Alexadnre Moreira, líder de marketing técnico da GE Water Technologies, Clarificação da Aguá - Mananciais poluídos e uso racional incentivam melhorias tecnológicas

    Alexandre Moreira: o ideal seria usar só o PAC com os

    Na opinião de Moreira, quando a venda é essencialmente técnica, passando longe da visão financista dos departamentos de compra, o PAC tem grande chance de ser adotado. “O custo operacional acaba sendo bem menor, tanto em virtude da dosagem menor do produto como de cal”, explicou. A GE compra PAC de dois fornecedores locais, revende a seus clientes e faz blendas com coagulantes orgânicos quando necessário.

    Blendas – Aliás, o uso crescente do PAC, mercado considerado em ascensão por vários competidores, incentiva a formação de blendas com coagulantes orgânicos catiônicos para melhorar sua operacionalidade. É o que vem sendo feito na própria GE e há pouco mais de um ano pela Kurita, tradicional formuladora química para tratamento de água e efluentes. A empresa de origem japonesa tem formulado PAC com coagulantes orgânicos em um percentual de 1% a 20%. São empregadas na mistura poliacrilamidas de baixo peso molecular (na ordem de 103) de marca comercial ZetaAce. “A quantidade de coagulante orgânico na fórmula é proporcional ao tipo de água a ser tratada. Se for efluente, ou água muito poluída, será preciso mais polímeros”, explicou o líder da área técnica da Kurita, Antonio Ricardo Carvalho.

    O princípio da união dos dois tipos de coagulantes, segundo Carvalho, é aproveitar o melhor de cada um deles. Os inorgânicos dão mais peso ao fl oco e os inorgânicos promovem a ponte entre os flocos, aumentando a densidade e facilitando ainda mais a sedimentação. A união feliz, informou o engenheiro químico Carvalho, faz com que as blendas tenham grande aceitação no mercado, em virtude de suas vantagens operacionais: dosagens menores, pouca geração de lodo complicado (os coagulantes inorgânicos geram lamas com metais), flexibilidade de operação nos casos de oscilações da água de entrada e melhor desempenho da formação dos flocos. Atuante exclusivamente no mercado industrial, a introdução das blendas de coagulantes foi facilitada por causa do perfil mais tecnológico dos clientes. De acordo com o superintendente da Kurita, José Aguiar Jr., isso fez em apenas um ano as vendas do PAC modificado representarem 8% dos negócios. Também para a GE Water, segundo revelou Alexandre Moreira, os negócios com as blendas têm crescido, principalmente por causa da ampliação do mercado de reúso de água industrial. “Daqui a uns três anos será difícil encontrar uma indústria sem alguma iniciativa para reusar sua água. E nesse ponto o tratamento físico-químico de clarificação, mais eficiente, será a bola da vez”, afirmou.

    Química e Derivados, José Aguiar Jr., superintendente da Kurita, Clarificação da Aguá - Mananciais poluídos e uso racional incentivam melhorias tecnológicas

    José Aguiar Jr.: segurança no tratamento leva cliente a usar PAC modificado

    A Kurita compra o PAC no mercado de empresas como Produquímica e Panamericana e faz a mistura com os coagulantes orgânicos com base em formulações-padrão da empresa de origem japonesa. Para chegar à decisão de usar a blenda, a empresa realiza o chamado teste do jarro (jar test), procedimento repetido por todos os tratadores para saber qual a melhor formulação para a clarificação. “Pode ser que a blenda não seja a mais indicada”, lembrou Aguiar. Há casos, por exemplo, em que a quantidade de coagulante inorgânico para o tratamento precisa ser muito grande e daí o melhor é o cliente fazer a compra direta. Quando isso ocorre, normalmente a opção recai sobre os coagulantes mais baratos, como o sulfato de alumínio, procedimento possível de ser complementado com a dosagem separada de um polímero orgânico fornecido pela Kurita para melhorar a coagulação. Mas, quando a opção é mesmo pelo PAC modificado, o jar test se repete para avaliar as blendas do portfólio até se chegar à formulação ideal. Para Aguiar, a escolha pelo PAC normalmente se baseia na necessidade do cliente de ter mais segurança no tratamento, prevenindo-se de eventuais mudanças na água de alimentação.

    Tradição mantida – Apesar de confiar na ascensão das novas opções, os tratadores não deixam de indicar e reconhecer o valor das commodities da coagulação, ainda uma solução viável e muitas vezes a ideal, técnica e economicamente. Não por menos, grandes estações de tratamento da indústria, em unidades importantes como nas centrais petroquímicas Copesul, de Triunfo-RS, e na Braskem, em Camaçari, na Bahia, ainda empregam o sulfato de alumínio como o principal coagulante inorgânico da clarificação. Segundo o líder técnico Carvalho, da Kurita, quando os parâmetros da decantação são bem controlados, sobretudo mantendo-se o pH entre 5 e 7,2, o sulfato de alumínio ainda é imbatível. “Seu floco é o melhor, o mais denso”, afirmou. Isso sem falar no seu baixo custo, fácil transporte e o fato de ser produzido em diversas regiões do país.


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