Tratamento de Efluentes em Industria de Papel e Celulose Riograndense

CAMPINASSP 2023 TRATAMENTO DE EFLUENTES INDUSTRIA DE PAPEL E CELULOSE Guilherme Sassiloto 101220456 Leonardo Bonifácio 101220152 Mariana Belli Bueno 101220587 Vinicius Domingos 101220534 INTRODUÇÃO A gestão eficaz dos efluentes na indústria de papel e celulose é fundamental para equilibrar a necessidade crescente por produtos papeleiros com a responsabilidade ambiental O processo de produção intrinsecamente ligado ao consumo de recursos naturais como água e energia demanda uma abordagem criteriosa no tratamento de seus efluentes Nesse contexto o tratamento de efluentes tornase não apenas uma exigência regulatória mas uma peçachave na busca pela sustentabilidade Este artigo explora as práticas e tecnologias empregadas pela indústria para mitigar os impactos ambientais associados ao descarte de efluentes com foco especial na Celulose Riograndense e suas iniciativas exemplares nesse domínio A produção de celulose e de papel é considerada um setor industrial mundialmente importante visto que produz uma grande variedade de produtos para atender as necessidades humanas O setor de papel e celulose é um grande consumidor de recursos naturais em especial fibras vegetais energia e água além de ser considerado um grande exemplo de geração de poluentes do ar água e solo A celulose é obtida a partir da madeira iniciando o processo na área de manuseio de madeira onde a matériaprima é transformada em toras com casca e levada ao corte para formar em lascas São estocados em pilhas e transportados em pilhas até os silos dos digestores onde se dá início ao processo de cozimento O cozimento consiste em submeter as lascas com a ação química e levar para o digestor para retirar as impurezas solúveis Após esse processo a celulose é retirada do digestor e limpa A limpeza consiste no peneiramento para remover também as impurezas sólidas e no branqueamento modifica a cor da celulose Após o processo a celulose é seca Finalmente a folha contínua é reduzida formando os fardos ou seja comercializado após o processo Tratamento preliminar Tipos de grade Usamos as grades mecanizadas Função A principal funcionalidade da Grade Mecanizada nos sistemas de tratamento é realizar a remoção dos vários materiais sólidos dispersos Dados Grades Espaçamento entre as grades 𝐴 5 𝑐𝑚 50 𝑚𝑚 Espessura das barras 𝑡 5 𝑚𝑚 Eficiência da grade 𝐸 𝑎 𝑎𝑡 50 505 091 𝑄𝑚𝑎𝑥 100 𝐿 𝑠 𝑉𝑝𝑎𝑠𝑠𝑎𝑔𝑒𝑚 08 𝑚 𝑠 Area útil da secção transversal 𝑣 𝑄𝑚𝑎𝑥 𝐴𝑢 𝐴𝑢 𝑄𝑚𝑎𝑥 𝑉 𝐴𝑢 01 08 𝐴𝑢 0125 𝑚2 Area do canal 𝑠 𝐴𝑢 𝐸 0125 091 0137𝑚2 Conhecida lâmina a jusante da grade 48cm b 𝑠 𝑏ℎ𝑗 𝑏 𝑆 ℎ𝑗 0137 048 028 𝑚 Perca de carga na grade Grade Limpa ℎ 143 𝑉2 𝑉𝑎2 2𝑔 ℎ 143082 0732 2 981 ℎ 143064 053 1962 ℎ 143 00056 0008𝑚 Porcentagem da área da grade correspondente a abertura 𝑉 08 𝑚 𝑠 𝑣𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑑𝑒 𝑝𝑎𝑠𝑠𝑎𝑔𝑒𝑚 𝑉𝑜 𝑉𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑑𝑒 𝑎𝑝𝑟𝑜𝑥𝑖𝑚𝑎çã𝑜 𝑉𝑜 𝑄𝑚𝑎𝑥 𝑆 01 0137 073 𝑚 𝑠 Grade 50 obstruída dobro da velocidade de passagem ℎ 143 2082 0732 2 981 0054 𝑚 Remoção da areia Função A caixa de areia retém os sólidos menores que passaram pelo gradeamento Dados 𝑄𝑚𝑖𝑛 70 𝐿 𝑆 𝑄𝑚𝑒𝑑 100 𝐿 𝑆 𝑄𝑚𝑎𝑥 170 𝐿 𝑆 Da tabela 𝐿𝑛 9 𝑁 1530 𝑘 0535 Equação da Calha Pashal 𝑄 𝐾 𝐻𝑛 𝑄 0535ℎ1530 𝑷𝒂𝒓𝒂 𝑸𝒎á𝒙0170 0535ℎ1530 ℎ1530 0317 ℎ 0317 1530 ℎ𝑚á𝑥 047𝑚 𝑷𝒂𝒓𝒂 𝑸𝒎𝒊𝒏 007 0535ℎ1530 ℎ1530 0130 ℎ𝑚𝑖𝑛 026𝑚 𝑧 𝑄𝑚𝑎𝑥 ℎ𝑚𝑖𝑛 𝑄𝑚𝑖𝑛 ℎ𝑚𝑎𝑥 𝑄𝑚𝑎𝑥 𝑄𝑚𝑖𝑛 𝑧 0170026 007047 0170 007 00442 00329 01 𝑧 00113 01 0113 𝑚 Largura da caixa de areia Com hz e fixandose Vh em 050 𝑚 𝑠 𝑏 𝑄𝑚𝑎𝑥 ℎ 𝑧 𝑉ℎ 𝑏 0170 047 0113050 𝑏 0170 01785 0952𝑚 Verificação para Qmin 𝑉ℎ 𝑄𝑚𝑖𝑛 𝐴𝑚𝑖𝑛 𝑄𝑚𝑖𝑛 𝑏 ℎ𝑚𝑖𝑛 𝑧 007 0952026 0113 007 014 05 𝑚 𝑠 Comprimento da caixa de areia Considerando Vs 005 Coeficiente de segurança 15 𝐿 047 0113 005 714 𝑚 𝐿 71415 𝐿 1071𝑚 Verificando 𝑞 𝑄𝑚𝑎𝑥 𝑏𝐿 𝑞 017086400 09521071 14688 10196 1440564 𝑚3 𝑚2𝐷 Caixa de gordura Função reter os resíduos e principalmente o óleo impedindo que ele chegue à rede de esgoto e cause com o acúmulo o entupimento da tubulação Area 𝑚2 412 𝑚3 ℎ 9 𝑚 ℎ 0457𝑚2 Tratamento Primário Decantador Função o esgoto é enviado aos decantadores primários onde ocorre a sedimentação de partículas mais pesadas Circular Remoção do lodo mecânico Tratamento quimicamente assistido q90m³m²dia Considerar Humin 41m Área superficial do decantador 𝑞 𝑄𝑚𝑎𝑥 𝐴𝑠 90 017086400 𝐴𝑠 As 14688 90 𝐴𝑠 1632 𝑚² Area de cada decantador 𝐴𝑠 2 1632 42 816𝑚² Adotando H56m Volume útil total 2 decantadores 𝑉𝑢 561632 91392𝑚2 Verificando TDH para Qmax 𝑂ℎ 𝑉𝑢 𝑄𝑚𝑎𝑥 91392 0170 3600 91392 612 1493 3 ℎ Verificando TDH para Qmin 𝑂ℎ 𝑉𝑢 𝑄𝑚𝑖𝑛 91392 007 3600 91392 252 362 1 ℎ VERTEDORES 𝑄𝑚𝑎𝑥 𝐿𝑣 017086400 𝑝𝑖𝐷 2 𝐿𝑣 268𝑚 𝑝𝑖𝐷2 2 816 𝐷2 1632 𝑝𝑖 𝐷 72𝑚 𝑄𝑚𝑎𝑥 𝐿𝑣 017086400 𝑝𝑖 722 14688 4522 𝐿𝑣 3248 𝑚2 500 Para cada decantador Lv67 𝑄𝑙𝑜𝑑𝑜 𝑚3 𝑑 𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑎 𝑑𝑒 𝑆𝑆𝑇 𝑟𝑒𝑚𝑜𝑣𝑖𝑑𝑎 𝐾𝑔 𝑆𝑆𝑇 𝑑 𝑇𝑠 𝑃𝑙𝑜𝑑𝑜 𝑘𝑔 𝑚3 TsTeor de sólidos do Lodo 2 a 5 𝜌 𝐿𝑜𝑑𝑜 1020 𝐾𝑔 𝑚3 Carga SST removida Qmed Concsst Esst 0100 86400 220 1000 040 76032 𝑘𝑔 𝑆𝑆𝑇 𝑑 𝑄𝑙𝑎𝑑𝑜 𝑚3 𝑑 𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑑𝑒 𝑆𝑆𝑇 𝑟𝑒𝑚𝑜𝑣𝑖𝑑𝑎 𝑘𝑔 𝑆𝑆𝑇 𝐷 𝑇𝑠 𝜌𝐿𝑜𝑑𝑜 𝑘𝑔 𝑚3 𝑄𝑙𝑜𝑑𝑜 76032 002 1020 76032 204 3727 𝑚3 𝑑 Tratamento secundário Meio suporte para filtro biológico percoladores Pedra Brita Nº4 mais econômico Percolação de efluente Balanço de maça considerando arranjo recirculação do efluente de decantador secundário So160 Se10 Si70 Q100Ls Qr14760 𝑄 𝑆𝑜 𝑄𝑟 𝑆𝑒 𝑄 𝑄𝑟 𝑆𝑖 100160 147610 100 147670 17476 17332 Dimensionamento de filtro biológico percolador Qmed 100 Ls 8640 m³d DBO afluente á ETE 230 mgL DBO esperada no efluente 20 mgL Remoção de DBO no decantador primário 40 Filtro de alta capacidade com meio suporte de Brita Nº4 Número de braço de distribuição 4 Concentração de DBO após o decantador primário 08230184mgL Adotandose a ação de recirculação tal que resulte em DBO afluente aos filtros de 100mg 𝑆𝑖 𝑆𝑎 𝑟 𝑆𝑒 1 𝑟 70 160 𝑟 10 1 𝑟 70 70r 160 10r 70r 10r 160 70 60r 90 r 90 60 𝑟 15 𝑄𝑟 15100 150𝐿 𝑠 12960𝑚3 𝑑 Calculo de carga de ser efluente aos filtros 𝐷𝐵𝑂 𝑄 𝑄𝑟 𝑆𝑖 𝐷𝐵𝑂 100 1476007 𝐷𝐵𝑂 17332 𝐾𝑔 𝐷𝐵𝑂 𝑑 Filtro de alta capacidade com brita Nº4 Adotando carga orgânica volumétrica de 08 KgDBOm³ d Adotando profundidade de 25m Calculo do volume e de área dos filtros 𝑣 2153 𝑚308 269125 𝑚2 𝐴 2687 25 10748 𝑚2 Dois filtros circulares de D 245m Verificação da taxa de escoamento superficial 𝑄 𝑄𝑟 𝐴 8640 12960 10748 865205 𝑚3 𝑚2 𝑑 Velocidade de notação dos braços distribuidores Adotando pela tabela Sk 25 mmrotação 𝑛 1 𝑟 𝑇𝐴𝐻1000 𝑁 𝑆𝑘 1440 1 15201000 4251440 𝑛 2520000 144000 50000 144000 𝑛 034 𝑟𝑝𝑚 Aberturas para drenagem por fitto Adr 017523 8891m² Aberturas para ventilação Avent 002523 1046 m² Tratamento terciário No tratamento terciário de esgoto os processos mais utilizados geralmente são físicoquímicos para remoção completa de nutrientes ou a desinfecção usando a remoção de organismo patogênicos Qual a vazão Qmed 100 Ls Qr 1476 Dados Tratamento de lodo gerado em ETEs Lodos ativos 06 a 08 kg SS kg DBO Tipo do lodo primário filtro biológico Produção do lodo 2153 kg SS dia Massa especifica do lodo 1020 kgm³ Teor de sólidos do lodo 1 Vazão de lodo Q 2153 0011020 21107 m³dia Adensados por gravidade Taxa de aplicação de sólidos 60 kg SS m² dia Area necessária dos adensados Aad 2153 60 3588 m² diâmetro D65m Adotandose o diâmetro D6m Area do adensador 3839 m² Taxa de aplicação de sólidos 2153 3839 5608 kg SS m² dia Condensador por gravidade Profundidade útil adotada Hu 45 m Volume útil resultante Vu 453839 1727 m³ Tempo de Detenção hidráulica Td 𝑉 𝑄 1727 21107 081 d 1944 h Taxa de escoamento superficial Qa 𝑄 𝐴𝑠 21107 3839 549 m³m² dia Adensador por gravidade Teor de sólidos no lodo adensado 4 Vazão de lodo adensado para nessa específica de 1030 kgm³ Qlad 2153 0041030 5225 𝑚3𝑑𝑖𝑎 Vazão de recirculação 21107 5225 15882 m³dia Os condensados devem possuir removedor mecanizado de lodo Digestão de lodo Anaeróbia Menos custo de operação Dimensionamento Produção de lodo 2153 kg SS dia Fração volátil 1740 kg SSV dia Teor de solidificação de lodo 1 Vazão de lodo 5225 m³ dia Taxa de aplicação de SSV 05 kg SSV m³ dia Volume necessário de digestores anaeróbiocos Vdig 1740 05 3480 𝑚3 Para atender a tempo de detenção numérica de 30 dias tendo Vdig 305225 15675 m³ Deverão ser adotados três digestores de 1200m³ cada formando um volume útil total de 3600 m³ Leitos de secagem de lodo Dados Produção de lodo x 2153 kg SSdia Fração volátil Xv 1740 kg SSVdia Redução de 50 dos sólidos Xv RED 0501740 870 kg SSV dia Xp secagem 2153 870 1283 kg SS dia Xp secagem 1740360 635100 kg SSV ano Adotando se 12 ciclos de secagem por ano tem se X psecagem 635100 12 52925 kg SS ciclo Adotando se a taxa de 115 kg SS m² ciclo temse a seguinte área necessária de lutos de secagem de lodo Alsec 52925 115 4602 𝑚2 Volume filtro pressão de placa V 1001740 430106 174000 1272 13679 L