Reúso de Água – Recuperação de esgoto mantém indústria nas regiões metropolitanas

química e derivados, reúso de água, recuperação de esgotoNada de um novo estado de consciência ecológica, por meio do qual a indústria de uma hora para outra foi acometida por um espírito altruísta de preservação da natureza. A impossibilidade de garantir o abastecimento de água necessário para seus projetos, ou até mesmo para manter fábricas existentes, é a grande mola propulsora do reúso nas principais obras do gênero no país. Praticamente não há exceção à regra: ou as empresas partem para soluções de reaproveitamento de efluentes ou esgotos públicos ou não contam mais com a mesma facilidade do passado para conseguir outorgas de exploração de água de rios ou poços ou para simplesmente se tornarem clientes de companhias de saneamento.

É uma constatação técnica que felizmente começa a ser comum entre os dirigentes empresariais e autoridades públicas. A dificuldade de abastecer os grandes centros urbanos com água potável (basta ressaltar que a cidade de São Paulo chega a “importar” água do sul de Minas Gerais), em virtude da alta carga de poluição de seus rios e do comprometimento de seus poços subterrâneos, torna o fato de dividir o parco manancial com indústrias no mínimo um contrassenso. Isso ou leva a indústria a encontrar uma saída técnica ou então a obriga a sair das regiões metropolitanas, deixando o rastro de desemprego no local, para se estabelecer talvez às margens de um belo ribeirão numa cidade interiorana, onde as cobranças por sua conduta ambiental também começam a ficar cada vez mais fortes.

O principal projeto de reúso de água industrial em andamento no país, o Aquapolo, que em breve começa a fornecer água recuperada de esgoto público da ETE ABC da Sabesp, em São Paulo, para o polo petroquímico paulista em Mauá-SP, reflete na medida esse panorama. É o que explica Marcos Asseburg, o diretor da sociedade de propósito específico criada para fazer a obra e gerir o empreendimento, a Aquapolo Ambiental, empresa com 49% das ações nas mãos da Sabesp e 51% da Foz do Brasil, do grupo Odebrecht. “O polo estava ameaçado pela cidade em volta, havia necessidade de água para a população e não seria compreensível priorizar a indústria, mesmo com a sua importância para a economia da região”, disse Asseburg.

Nesse sentido, na opinião do diretor, o pioneirismo maior do projeto, mesmo ao se considerar o aspecto tecnológico inovador, avançado para o padrão brasileiro, foi apontar um caminho para o convívio entre indústria e população de grandes centros urbanos. “Com o Aquapolo, as indústrias continuam lá, mantendo e gerando empregos na região, sem precisar sair por falta de água”, completou. Não custa recordar que muitas empresas na região de Mauá e do ABC paulista se mudaram para outras cidades nos últimos anos por conta do alto custo da escassa água disponível no local.

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Ribeiro: fornecimento integrado de membranas

Tecnologia avançada – Já na fase de comissionamento, o projeto foi pioneiro também na sua concepção tecnológica. Seu coração é uma imensa estação de MBR (membrane bio-reactor), um biorreator a membranas, que combina um tanque biológico, tipo carrossel e oval, com câmara anóxica e uma aeróbica, com tanques de membranas de ultrafiltração tipo fibra oca da marca Puron, da Koch Membrane Systems. As membranas são dispostas em nove trens, cada um com sete módulos, dando um total de 63 módulos de membranas. Isso dará o total de vazão inicial de tratamento da estação de 650 litros por segundo de água de reúso. “Mas cada trem deste tem capacidade para dez módulos, o que chega ao total de 90 módulos, perfazendo a capacidade máxima da estação de 1.000 litros por segundo”, explicou o diretor comercial da Koch para a América do Sul, Sergio Ribeiro.

O MBR, totalmente automatizado, recebe o esgoto secundário da ETE ABC, que até a estação começar a operar continuará sendo descartado dentro dos padrões da legislação no Córrego dos Meninos (com cerca de 80% da carga removida). Trata-se aí até de uma aparente subutilização do biorreator a membranas, visto a tecnologia de MBR ter sido concebida originalmente para receber esgotos in natura apenas com prévia filtragem. Mas, no entendimento de Sheila de Oliveira, engenheira química do Aquapolo, para prepará-lo ao reúso o residual do esgoto secundário é até mais difícil de ser tratado biologicamente.

“No final do processo biológico, na fase terciária do MBR, embora o volume seja menor, a carga é lentamente biodegradada”, disse. Mesmo assim, depois da fase terciária e a sequente passagem para os trens da ultrafiltração, o esgoto saiu com remoção quase total de vírus e de bactérias e atingiu outros índices que superaram a expectativa da engenheira durante a fase de unidade piloto, que durou quase um ano. “A especificação do polo para DQO, por exemplo, é de 20 mg/l; e com o MBR ficou na faixa de 14 mg/l. A amônia, um sério problema hoje na região, também superou a especificação, que era de 1 mg/l e ficou em 0,5 mg/l com a ultrafiltração”, disse.

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Osmose reversa de 18'' reduz os sais do permeado

Mesmo sendo o “coração” do Aquapolo, o MBR sozinho não atenderia à demanda por água do polo. Por isso, em primeiro lugar, foi acrescentada uma bateria de filtros de disco de 400 micra antes do MBR, para evitar principalmente óleos e graxas, prejudiciais para as membranas tipo espaguete da Koch. Mas outros complementos do projeto, na fase de polimento, são até mais necessários do que o pré-tratamento instalado, tendo em vista que o filtro de 400 micra (da israelense Arkal) é considerado um excesso de zelo pelos padrões da Koch, que normalmente indica filtro de tela perfurada de 2 mm antes dos MBRs, apenas para reter sólidos mais grosseiros.

Para complementar o esquema do tratamento, uma estação de osmose reversa foi projetada, passou por fase piloto e finalmente foi instalada. Ela receberá parte do permeado do MBR quando a salinidade ultrapassar a condutividade elétrica de sais de 720 mS/cm. Trata-se na verdade de duas unidades para 100 litros por segundo cada, fornecidas com inéditas (no país) membranas de 18 polegadas da marca MegaMagnum, da Koch. São nove vasos de pressão com cinco membranas em cada. O ganho de produtividade, em relação às membranas convencionais do mercado de oito polegadas, é flagrante, segundo Ribeiro. Enquanto uma membrana de 8” tem 400 pés quadrados de área, a de 18” tem 3 mil pés quadrados, o que equivale a sete elementos das convencionais. “Como cada sistema terá 45 módulos, será como se fossem 315 membranas de oito polegadas”, disse.

“O polo quer uma água com condutividade de 720 mS/cm e como a média do esgoto secundário da ETE ABC é de 830 mS/cm, podendo chegar a 900 mS/cm em período de estiagem, apenas com o MBR não conseguiríamos garantir esse padrão, já que ele não remove sais”, disse o diretor Asseburg. Com isso, foi conectado ao esquema da planta a unidade de osmose reversa, que reduz para 50 mS/cm a condutividade de sais, recebendo um percentual médio de até 30% da vazão total tratada (quando o limite de sais é ultrapassado). “Essa parte desmineralizada é então misturada ao permeado do MBR, diluindo os sais e fazendo um blend dentro dos padrões acordados”, disse.

Depois de formada a mistura dentro dos parâmetros, a água de reúso ainda passa por uma estação de desinfecção por dióxido de cloro da EKA Chemicals (pela rota do clorato). A partir daí a água está pronta para entrar na adutora de 17 km, que levou um ano e meio para ser construída na Avenida do Estado (em fase de recapeamento), e assim chegar a uma torre elevada para 622 m3 de reserva de água, na central petroquímica da Braskem. Na torre, que funciona como um just in time da água, segundo as palavras do diretor do Aquapolo, o fluxo é distribuído para dez empresas do polo (cujo número pode subir para 11, caso a refinaria de Capuava, da Petrobras, se decida por ser cliente).

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Asseburg: em agosto, a água chega ao polo

Água em agosto – O contrato do EPC determina que a nova água chegue ao polo no dia 1º de agosto de 2012. Provavelmente em abril a estação, denominada EPAI (estação de produção de água industrial), comece a receber o esgoto secundário para estabilização do processo biológico. “Nessa fase, vamos estressar o processo para saber se está tudo ok antes de entrar na adutora, descartando o permeado no Córrego dos Meninos”, disse Marcos Asseburg. É bom ressaltar que a água a ser produzida pelo Aquapolo é praticamente potável, sobretudo a que passa pela osmose reversa, pois o excesso de sais é reduzido. “Na verdade, depois da osmose, tecnicamente, ela é até melhor do que a potável”, afirmou a engenheira química Sheila de Oliveira. As membranas de ultrafiltração de fibra oca – uma barreira de filtração com poros de diâmetros entre 1 e 100 nanômetros (0,001 a 0,1 µm) – removem sólidos suspensos, matéria coloidal, macromoléculas e material particulado. Isso significa livrar a água de vírus, bactérias, sílica e turbidez, mas também de contaminantes não cobertos pelo tratamento convencional de água de abastecimento, como residuais de fármacos e os chamados disruptores endócrinos (compostos químicos e hormônios, como o etinilestradiol presente em pílulas anticoncepcionais e nos mananciais).

A obra é um EPC de R$ 364 milhões, valor no qual estão contempladas as três etapas (a EPAI, a adutora e o sistema de distribuição dentro do polo), e estima-se que o valor da água de reúso fornecida seja por volta de cinco reais o metro cúbico, menos da metade da água industrial fornecida hoje no ABC, com média de 11 reais/m3. “Mas é lógico que esse não vai ser um preço fixo. Isso tudo vai depender do consumo da indústria”, disse Asseburg. Como consumidora, a Braskem será a maior do polo, até mesmo pelo fato de hoje a empresa do grupo Odebrecht ser preponderante no setor petroquímico.

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Sheila: parâmetros do tratamento superaram as especificações

Para chegar à capacidade total de mil litros por segundo, Asseburg acredita ser difícil a demanda se incentivar apenas pelo polo. “Principalmente porque a indústria petroquímica é mais antenada com processos limpos e racionais e tende a reduzir progressivamente o consumo de água ao longo dos anos”, afirmou. Dessa forma, a previsão de crescimento contempla a adesão de outros tipos de indústrias da região ao produto de alta qualidade do Aquapolo.

Com a provável boa aceitação da água recuperada do esgoto, expansões poderiam ser feitas na própria ETE ABC (e até mesmo replicadas em outras ETEs, para outros consumidores industriais). Isso porque a capacidade total de tratamento de esgoto apenas dessa estação da Sabesp é para 3 mil litros por segundo, sendo que atualmente ela trata 1.800 litros, dos quais pouco mais de um terço entrará no circuito do Aquapolo. Aliás, nessa situação hipotética e desejável de o negócio do reúso vingar, o meio ambiente agradecerá. O esgoto da região, mesmo tratado, deixará de ser descartado (não se pode esquecer que 20% de carga residual continua a entrar nos rios) e passará a ter valor de mercado, os corpos d’água mais limpos poderão ser utilizados para abastecimento e a indústria deixará de concorrer com a população no consumo de água potável.

No Rio também – Outra prova de que o reúso de esgoto para aplicação industrial é um caminho a ser seguido encontra paralelo em projeto contido no Complexo Petroquímico do Rio de Janeiro (Comperj). A obra tem muita similaridade com o Aquapolo paulista e também envolve a Foz do Brasil na sociedade de propósito específico (SPE), formada com a companhia de saneamento carioca, a Nova Cedae, para coordenar a obra e a operação da unidade de reúso.

Da mesma forma, a unidade prevê a construção de um MBR, mas que será fornecido pela GE Water and Process, em concorrência recentemente decidida. Estão previstas três etapas de 500 l/s, que totalizarão ao final do projeto a capacidade total de 1.500 l/s, superando o projeto paulista. Outra diferença é que o tratamento partirá do esgoto de saída do decantador primário e não demandará unidade de osmose reversa.

O projeto compreenderá uma estação de produção de água industrial (EPAI) com MBR da GE na ETE Alegria, da Cedae, localizada no Caju, de onde partirá também um duto submarino de 17 quilômetros, para atravessar a Baía de Guanabara, até o reservatório intermediário da ETE São Gonçalo. Uma estação de bombeamento nesse local alimentará com a água de reúso um duto terrestre de 32 km até a entrada do Comperj, em Itaboraí-RJ. Esse EPC é estimado em cerca de R$ 1 bilhão. O Comperj, com unidades de refino e petroquímicas, está previsto para ser entregue, em sua primeira fase, em 2014, quando sua refinaria terá capacidade de processar até 165 mil barris de petróleo por dia. A segunda fase, prevista para 2018, atingirá a capacidade total de 330 mil bpd.

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Aquapolo vai produzir de início 650 l/s, mas pode chegar a 1.000 l/s de água de reúso industrial - Clique para Ampliar

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Obrigados – A disputa pela água entre indústria e população parece ganhar força ainda maior ao se saber que algumas indústrias chegam a ser obrigadas por ação de promotores públicos a parar de captar água ou de lançar efluentes em rios. Isso, somado a celebrações de termos de ajustamento de conduta (TAC), levou algumas empresas a optar pela adoção de projetos de reúso de água.

Há casos na indústria têxtil, grande consumidora de água em processos de tingimento e dona de um efluente difícil de ser tratado, com fios, fibras e principalmente muita turbidez/cor. A Huber, de origem alemã, por exemplo, fornecedora de vários sistemas de tratamento de água e efluentes, incluindo um biorreator a membranas a vácuo e rotativo, denominado VRM (vacuum rotation membrane), tem vendido desses sistemas para tratar e recuperar efluentes têxteis por causa desses “incentivos” fiscalizatórios.

Depois de já ter fornecido VRMs para a Coteminas (ver QD-499), recentemente a empresa instalou, por meio de sua OEM, a Neotex, esses sistemas em duas unidades da Canatiba Têxtil em Santa Bárbara D’Oeste-SP. Uma delas está há cinco meses em operação, com uma vazão de 120 m3/h, e a outra, em instalação, tratará mais 150 m3/h. Além dessa empresa, também a Cedro Têxtil, de Pirapora-MG, comprou três VRMs com vazão total de 110 m3/h para entrar em operação em breve. A vantagem desses sistemas, além do alto nível de recuperação do efluente, é que eles podem ser instalados em obras de retrofitting de sistemas biológicos já existentes.

A tecnologia rotativa da Huber funciona como um carretel em que as membranas planas são afixadas formando um elemento cilíndrico e dispostas em paralelo. Cada módulo consiste em quatro placas de membranas, conectadas por um sistema de fácil manipulação, para permitir rápida remoção em caso de danificação. Os elementos em formato cilíndrico estão disponíveis em seis módulos, caso do modelo standard VRM 20, ou em oito módulos, no VRM 30. Uma unidade rotativa pode contar com até 60 elementos, quando a superfície de membranas chega a 2.880 m².

A operação rotativa da Huber começa com o enchimento do tanque, com a unidade de membranas, com lodo ativado vindo da estação de aeração. Após isso, a rotação da unidade se inicia com velocidade de uma a três voltas por minuto, o que cria um fluxo cruzado (cross-flow) na superfície da membrana e previne a formação de camadas biológicas. De forma adicional, a rotação cria turbulências na câmara de filtração e aí gera uma mistura intensa do efluente. Ao mesmo tempo, bolhas de ar grandes são injetadas por um eixo central, mantendo a superfície da membrana mais limpa.

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Okada: sistemas de membrana rotativa na indústria têxtil

O processo de filtração do VRM funciona, de início, com a bomba do permeado criando uma pressão negativa dentro da placa da membrana. A água clarificada, nessa etapa, é sugada através da membrana por uma mangueira de coleta. Os sólidos, germes e vírus que ficam impregnados na superfície das membranas são constantemente removidos pela rotação em cross-flow e pelo borbulhamento de ar. De forma cíclica, depois de cada nove minutos de filtração, a bomba do permeado para por um minuto para permitir uma limpeza intensa da membrana, em um processo chamado de relaxation (relaxação). “Esse sistema de limpeza usa apenas ar comprimido, prolonga a vida útil das membranas e não demanda a constante retrolavagem com água de reúso, como os MBRs convencionais de fibra oca”, disse o biotecnologista da Huber, William Okada. Aliás, a Huber costuma fornecer sistema de pré-tratamento para MBRs com membranas de fibra oca, a chamada peneira RPPS de placa perfurada, o que ocorrerá na obra do Comperj.

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Trajeto do reúso no comperj

 

 

 

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