Edição 209 - Controle & Instrumentação

Revista Controle & Instrumentação – Edição nº 210 – 2015

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Reuso já é realidade na indústria de São Paulo

O Aquapolo Ambiental é o maior empreendi- mento para a produção de água de reuso in- dustrial na América do Sul, e quinto maior do planeta. Resultado de parceria entre a Odebrecht Ambiental e a Sabesp - Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo, pode fornecer por contrato até 650 L/s de água de reuso para o Polo Petroquímico da Região do ABC Paulista. Isso equivale ao abastecimento de uma cidade de 500 mil habitantes, como Santos, por exemplo.

A água de reuso industrial pode ser definida como a água que atende às necessidades da indústria após tratamento terciário dos efluentes de Estação de Tratamento de Esgoto.

O Aquapolo atende à demanda de consumo do Polo Petroquímico de Capuava, em torres de resfriamento e produção de vapor, a partir do esgoto tratado na ETE ABC. Vale salientar que esta água não pode ser utilizada para consumo humano ou em higiene pessoal.

Estação Elevatória de Baixa Carga

A estação elevatória da baixa carga (figura 4) é formada por bombas que enviam parte do efluente tratado - que seria enviado ao Córrego dos Meninos - para o início do processo de filtração de água. Neste ponto, existem alguns instrumentos que efetuam a medição dos parâmetros de qualidade do efluente tratado.

Filtros de disco

Nos filtros de disco (figura 5) é onde se inicia o processo de tratamento de água industrial. O sistema se caracteriza por filtros que retiram sólidos de até 400 microns do efluente, visando a remoção de material sólido que possa agredir ou prejudicar a filtração através das membranas. Este sistema também possui duas bombas que efetuam a retrolavagem dos filtros ou por diferencial de pressão entre entrada e saída dos filtros, que ocorrem quando o efluente está fora de especificação, ou por tempo pré-determinado pela equipe de operação.
Junto aos filtros de disco existem 16 válvulas eletromecânicas on/off controladas por rede Profibus (figura 12) e dois motores de 55KW/75 HP controlados por soft starter via rede Profibus.

TMBR

O TMBR (figura 6) realiza tratamento biológico (zona anóxica e aeróbia) e em seguida faz a ultrafiltração através de membranas (retenção de sólidos e bactérias de até 0,05 microns).

O permeado é produzido a partir dos módulos de membranas (figura 7), através de bombas de lóbulo dedicadas, e equipadas com inversores de frequência. As bombas são reversíveis e executam as duas operações: produção e retrolavagem (backflush). Durante a produção normal, as bombas têm a velocidade controlada para manter uma taxa de fluxo ideal, conforme determinado pelo nível da biologia (zona aerada).

Está prevista dosagem de químicos na etapa de tratamento biológico visando incrementar a qualidade da água final do MBR, em termos de nitrato, condutividade e fósforo no permeado.

No TMBR existem 45 válvulas ON/OFF pneumáticas com acionamento por solenoide (figura 8), 9 bombas de lóbulos de 55KW/75 HP controladas por inversor de frequência via rede Profibus (figura 9), cinco bombas de 15KW/20HP controladas por inversor de frequência via rede Profibus, seis mixers de 1,7KW/2,28HP controlados por relé de monitoramento de motor inteligente via rede Profibus, quatro mixers de 3,5 KW/4,7HP controlados por relé de monitoramento de motor inteligente via rede Profibus, 10 bax de 9KW/12HP controlados por relé de monitoramento de motor inteligente via rede Profibus, 13 motores de 1KW/ 2HP para dosagem de químicos, controlados por inversor de frequência via rede Profibus.

No sistema auxiliar do TMBR existem três sopradores de 300KW/400HP controlados por inversor de frequência via rede Profibus e outros dois sopradores de 110KW/ 150HP controlados por inversor de frequência via rede Profibus.

Osmose Inversa

A Osmose Inversa (figura 10) é acionada quando há necessidade de reduzir a condutividade

E lá existem duas bombas de 298KW/400HP, uma bomba de 55KW/75HP e outras 10 bombas de 0,5KW/ 1HP, todas controladas por inversor de frequência via rede Profibus. E, para dosagem de químicos, existem quatro válvulas on/off controladas por rede Profibus e outras duas válvulas de controle proporcional controladas por 4 a 20mA.

Dióxido de cloro

O dióxido de cloro (ClO 2) (figura 11) é um poderoso oxidante, utilizado principalmente nas etapas de oxida- ção e de desinfecção do tratamento de águas e também no tratamento de efluentes.

Estação Elevatória de Alta Carga

A estação elevatória de alta carga (figura 12) é um sistema de bombeamento da água já tratada pelo processo através de uma adutora de 900 mm de diâmetro e 17Km de extensão (figura 13) para chegada no cliente final, no caso, 11 empresas do polo petroquímico de Capuava, onde são distribuídas depois de passar por uma torre de equilíbrio. A estação possui três Bombas submersíveis de 110 KW/150 HP controladas por inversor de frequência via rede Profibus.

Nos clientes, existem 11 válvulas de controle proporcional de vazão com atuadores elétricos. A instrumentação analítica na Aquapolo trabalha com 54 instrumentos online para supervisão e controle de qualidade de água (figura 15), sendo eles:
• 8 instrumentos de análise de sólidos suspensos totais
• 7 instrumentos de análise de turbidez
• 11 instrumentos de análise de PH
• 15 instrumentos de análise de condutividade
• 7 instrumentos de análise de dióxido de cloro (ClO 2)
• 1 instrumento de análise de ORP (Potencial de Oxidação/Redução)
• 2 instrumentos de análise de OD (Oxigênio Dissolvido)
• 2 instrumentos de análise de nitrogênio amoniacal
• 1 instrumento de análise de ferro II e III

Além disso, conforme período pré-estabelecido em contrato, são analisados via laboratório os seguintes parâmetros: alumínio, cobre, ferro, manganês, DBO, DQO, fósforo, índice de fenóis, surfactantes, óleos e graxas, dureza, sílica e sulfetos.

Além dos medidores analíticos, também são utilizados para controle e supervisão do processo (Figura 16), transmissores de pressão (comunicação Hart), medidores de vazão eletromagnéticos, Medidores de vazão tipo vortex, medidores de vazão térmico, transmissores de nível ultrassônico, transmissores de nível hidrostático, chaves de nível capacitiva, Chaves de nível condutiva e Pressostatos.

São utilizados redes de comunicação Profibus DP (figura 17) e Hart para o nível de campo e Ethernet Modbus TCP/IP para o nível do CLP e gerenciamento (figura 18). A comunicação não utiliza wireless, e sim GPRS e fibra ótica.

Todo o sistema opera automaticamente através de CLP (figura 19), necessitando somente de um operador para supervisão da planta através do sistema supervisó- rio (figura 21). Além disso, ainda existe um historiador todos os dados, e um MES para gerenciamento do processo.

Como a planta é grande, existem sete CLPs instalados estrategicamente e todos se comunicando via rede Ethernet TCP/IP (fibra ótica). Há também a comunicação com os clientes, que é feita via Ethernet TCP/IP, além de uma rede redundante GPRS para caso de perda de comunicação via Ethernet (Fibra ótica).

A Aquapolo recebe sinal online da qualidade do efluente tratado pela Sabesp através de instrumentos de PH, condutividade e turbidez instalados na Estação Elevatória da Baixa Carga, além de receber, por GPRS, os valores de PH e condutividade do efluente que chega das bombas elevatórias externas para ser tratado pela Sabesp.
Para todos os clientes, a Aquapolo disponibiliza os sinais online de turbidez, pH, condutividade, dióxido de cloro, vazão e pressão da água tratada recebida através de um CLP instalado em cada cliente.

Nos cavaletes instalados em cada cliente, a Aquapolo possui dois medidores de vazão – um do lado do outro, onde um confere os valores de medição do outro, se a diferença entre os dois medidores for superior a 3%, os medidores são enviados para calibração RBC.

Sempre pensando em otimizar o processo e reduzir as perdas, a equipe da Aquapolo utiliza diversos KPIs, como consumo de energia [KW/m³], custo de energia [R$/m³], consumo de produtos químicos[Kg/m³], Custo de produto químico [R$/m³], disponibilidade dos equipamentos e Custos de manutenção.

A Aquapolo Ambiental conquistou recentemente seu primeiro cliente fora do polo petroquímico do ABC, e tem a perspectiva de conseguir novos clientes desenvolvendo, se necessário, novos ramais em sua bacia de influência. A produção de água de reuso está se tornando uma alternativa técnica e economicamente viável no sentido de contribuir com a superação das graves restrições hídricas na Região Metropolitana de São Paulo.