Caracterização quantitativa e qualitativa do efluente da regeneração das resinas e da nanofiltração na RAR açúcar

• Autor(a) principal: Silva , Rui Filipe Miranda da
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.22/20206
• topic: Águas residuais; Cloretos; Indústria da refinação do açúcar; Nanofiltração; Regeneração; Resinas de permuta iónica; Chlorides; Ion exchange resins; Nanofiltration; Regeneration; Sugar refining industry; Wastewaters

Os efluentes gerados no processo de refinação do açúcar devem ser tratados de forma respeitar normas de descarga e a minimizar o impacto que os mesmos criam. Existem algumas vantagens no tratamento de efluentes industriais em conjunto com as águas residuais domésticas, nomeadamente ao nível dos nutrientes (muitas vezes em falta nas águas residuais industriais), mas também devem ser evitadas concentrações elevadas de alguns poluentes, que poderiam ser prejudiciais aos tratamentos biológicos implementados nas estações de tratamento de águas municipais. Desta forma existem valores máximos para a descarga dos efluentes industriais nos coletores municipais, que são definidos pela entidade gestora do sistema, neste caso pelas Águas do Porto. Os valores máximo admissíveis (VMA) aplicados à RAR Açúcar são os seguintes, 3 mS/cm para a condutividade, 2000 mg/L para os cloretos, 6-9 para o pH, 1000 mg/L para os sólidos suspensos totais (SST) e 1000 mg O2/L para a carência química de oxigénio (CQO). Os efluentes das várias etapas do processo de refinação, incluem condensados, águas residuais provenientes do vazamento/lavagem de equipamentos, da purga das caldeiras, da descoloração e da nanofiltração. Após um estudo realizado anteriormente na RAR Açúcar, que se baseou na caracterização (quantitativa e qualitativa) dos efluentes processuais, concluiu-se que o efluente proveniente da nanofiltração possuía uma carga poluente muito elevada. Desta forma, começou-se por estudar o processo de nanofiltração e percebeu-se que o efluente gerado por este continha salmoura (mistura de água e cloreto de sódio) e corantes. A salmoura é usada para a regeneração das resinas de permuta iónica usadas na descoloração. Quando as concentrações de sal no efluente proveniente desta etapa são suficientemente elevadas, realiza-se o seu tratamento por nanofiltração, resultando o permeado que é reaproveitado e inserido novamente no sistema e o retido, ou concentrado, que é enviado para a estação elevatória e daí para o coletor municipal. Para estimar as quantidades de sal que são enviadas para a estação elevatória, realizouse um balanço material, onde se concluiu que na regeneração das resinas era usado um total 1568 kg de sal, sendo que deste, 52% (815 kg) é reaproveitado através da nanofiltração, 34% (528 kg) fica retido nas resinas e 14% (225 kg) é desperdiçado. Como diariamente ocorrem duas regenerações das resinas e duas nanofiltrações, concluiu-se que a quantidade de sal enviada para a estação elevatória é significativa e aumenta a carga inorgânica do efluente global devido à elevada quantidade de cloretos que estas águas residuais contêm. Assim, procedeu-se a uma análise geral com o intuito de perceber o impacto que cada uma destas águas residuais poderia causar no efluente global. A definição do plano de amostragem baseou-se num trabalho realizado anteriormente, e foram definidos quatro pontos de recolha: à saída da regeneração das resinas de permuta iónica, à saída da nanofiltração e no início da estação elevatória (A), local onde chegam as várias correntes que contribuem para o efluente global, e no fim (B), de onde é feita a bombagem para o coletor municipal. A recolha de amostras realizou-se em cinco dias diferentes, e foram medidos os seguintes parâmetros: cloretos, condutividade, pH, SST e CQO. Concluiu-se que a contribuição do efluente proveniente da regeneração das resinas é muito significativa para o efluente final, já que os valores dos parâmetros são muito superiores aos admitidos para descarga no coletor municipal, excetuando o pH que não é muito afetado por este efluente. Foram analisados separadamente os dois processos, regeneração das resinas e nanofiltração. Retiraram-se amostras da regeneração das resinas e quinze minutos depois retiraram-se amostras da estação elevatória nos dois pontos de recolha, A e B. Para a nanofiltração realizou-se o mesmo procedimento, no entanto, como a descarga é direta, apenas se retirou uma amostra do efluente da nanofiltração e várias amostras nos dois pontos de recolha A e B da estação elevatória durante a descarga deste. As amostras da estação elevatória, durante a descarga do efluente da regeneração das resinas e da nanofiltração apresentaram as seguintes médias: no ponto de recolha A respetivamente, 18,5 e 3,68 mS/cm, 8634 e 847 mg/L de cloretos, 5,0 de pH, 1733 e 6822 mg/L de SST, 17,0 e 36,0 g O2/L de CQO; no ponto de recolha B obtiveram-se os seguintes valores, 13,6 e 5,23 mS/cm, 5431 e 1562 mg/L de cloretos, 4,2 e 4,1 de pH, 3179 e 5984 mg/L de SST, 47,9 e 49,3 g O2/L de CQO. A partir da análise destes valores concluiu-se que o efluente da regeneração das resinas de permuta iónica afeta de forma mais acentuada o efluente final, devido ao elevado volume que é enviado para a estação elevatória. Apesar das águas residuais provenientes da nanofiltração apresentarem concentrações mais elevadas do que as provenientes da regeneração, devido ao seu baixo volume (1 m3), não afetam tão significativamente as concentrações das águas residuais finais.