Tatiana Medon
Membranas no tratamento e reutilização de efluentes industriais – Estudos de caso na Alemanha
Membrane Technology in wastewater treatment and reuse – Oct 2012
Outline
Breve apresentação da empresa
Tecnologias e aplicações
Tecnologia de filtração por membrana: MBR e pós tratamento
Case Studies: reuso de efluente tratado na industria do papel e lavandaria
Reutilização de biogás proveniente do tratamento anaeróbio de efluentes
Exemplo ETE SNP Lingen
Membrane Technology in wastewater treatment and reuse – Oct 2012
WEHRLE Umwelt GmbH - Breve apresentação desde 1980 desenvolvendo actividade no tratamento
de efluentes
pioneiros na utilização da tecnologia de MBR (primeira estação de MBR construída em 1991)
60 funcionários na Europa
subsidiárias em Espanha, na Inglaterra, Brasil (em processo) e parcerias na Tailândia, China, Índia, Rússia, França
tratamento de efluentes industriais e de lixiviados de aterros (chorume)
plantas para tratamento mecânico-biológico de residuos sólidos e matéria orgânica (digestão anaeróbia)
capital social 13-18 Mil. €
mais de 150 referências a nível mundial
Membrane Technology in wastewater treatment and reuse – Oct 2012
Cooperação e projectos de pesquisa com universidades
Tecnologia Jet Zone Reactor - China Projeto Waste-to-energy - Tailândia
Projeto REEF - Santa Catarina/Brasil
Diversas Teses de Mestrado (tratamento de águas residuais, reutilização de biogás, tratamento de resíduos sólidos, reciclagem de materiais recicláveis)
Reciclagem de tensoativos de efluentes da indústria de cosméticos
Membrane Technology in wastewater treatment and reuse – Oct 2012
Bioreator de membranas (BIOMEMBRAT®)
Reator EGSB (BIODIGAT® SB)
WEHRLE Loop Reactor (WLR)
Tratamento mecânico e biológico de resíduos sólidos waste (ZAK–MYT ®)
Sequencing-Batch-Reactor (SBR)
Carvão ativado
DAF / stripping de amonia
Tratamento mecânico e biológico de resíduos sólidos waste (BIODAMP ®)
Tratamento mecânico e biológico de resíduos sólidos altamente orgânicos (Rytec-Process)
Unidades de Membranas (Ultra-, Nanofiltração, Osmose reversa)
Tratamento aeróbio de efluentes
Tratamento anaeróbio de efluentes Disgestão de resíduos sólidos
Tratamento físico-químico de efluentes
Filtro anaeróbico (BIODIGAT® AF)
Anaeróbico (BIODIGAT® AS)
Tecnologias
Membrane Technology in wastewater treatment and reuse – Oct 2012
Aplicações
Tratamento de lixiviados
Indústria Leiteira
Indústria Alimentar
Indústria Quimica
Indústria de lacagens e pinturas
Tinturaria
Indústria do papel
Hospitais e laboratórios
Indústria automóvel
Lavandarias
Hotéis e restaurantes
Efluentes perigosos
Água da desidratação de lamas anaerobias
Águas residuais da limpeza de tanques
Recuperação de águas subterranêas
Membrane Technology in wastewater treatment and reuse – Oct 2012
Indústria : Farmaceutica
Localização: SP, Brasil
Vazão: 150 m3/d
Remoção DQO: > 90%
Processo: MBR
Volume Reactor: 900 m3
Start up: 2010
Referências no Brasil
Indústria: Cervejaria
Localização: Piraí - RJ, Brasil
Vazão: 8.088 m3/d
Carga DQO: 26.298 kg DQO/d
Processo: BIODIGAT Tratamento Anaerobio
Reator Anaerobio : 1.367 m³
Start up: Nov 2012
Foto da ETE anaeróbio BIODIGAT em SNP
Lingen, Alemanha (2010)
Membrane Technology in wastewater treatment and reuse – Oct 2012
Tecnologia de filtração por membranas
Membrane Technology in wastewater treatment and reuse – Oct 2012
MBR – Bioreator de membranas
Membrane Technology in wastewater treatment and reuse – Oct 2012
Membrane Technology in wastewater treatment and reuse – Oct 2012
MBR
Bioreactor Ultrafiltração
Entrada
100%
Remoção da matéria orgânica
biodegrdável
Homogeneização durante o processo
biológico
Ausência de sólidos no permeado da
UF
MBR e pós tratamento
Nanofiltração/ Osmose Reversa
Concentrado
20 %
saida
80%
Descarte directo
Reuso
Menor frequência de limpeza
Menor área superficial de membranas necessária
Pós-tratamento (ex. Carvao ativo) ou descarte
Membrane Technology in wastewater treatment and reuse – Oct 2012
Vantagens sistema MBR + unidade de RO/NF
Remoção de todas as substâncias biodegradáveis
Ausência de sólidos na entrada da NF/RO devido ao uso de membranas de ultrafiltração
MBR como pré-tratamento permite o uso de membranas espirais custos investimento e opex menores
Menor tendência para fouling redução da frequência de lavagem e aumento to tempo de vida útil da membrana
Tratamento biológico permite homogeinização das substâncias no efluente processo de filtração constante
Menor necessidade de acerto do pH devido ao tratamento biológico
Elevada qualidade do efluente final reuso
Membrane Technology in wastewater treatment and reuse – Oct 2012
Case Studies
Membrane Technology in wastewater treatment and reuse – Oct 2012
Localização: Kaiserlautern, Alemanha
Lavandaria
Estação de tratamento de efluente: MBR + NF
Vazão: 84 m³/d
Concentração DQO entrada: 2.900 mg/l
Reciclagem: 70 %
Start-up: Setembro 2004
CASE STUDY : Lavandaria
Membrane Technology in wastewater treatment and reuse – Oct 2012
CASE STUDY : Lavandaria
Entrada
Ar
Separação de sólidos
Tanque Equalização
Sólidos
Ultrafiltração
Lodo em excesso
Tanque água de processo
Reuso como agua de processo
Descarte para ETE Municipal
Bioreator
Nanofiltração
Membrane Technology in wastewater treatment and reuse – Oct 2012
CASE STUDY : Lavandaria
1
10
100
1000
10000
10/30/04 11/04/04 11/09/04 11/14/04 11/19/04 11/24/04 11/29/04
CO
D i
n m
g/l
inflow buffer tank inflow biology UF filtrate NF permeate
DQ
O [
mg
/l]
Membrane Technology in wastewater treatment and reuse – Oct 2012
CASE STUDY : Lavandaria
Metais Pesados e Halogeneos orgânicos [mg/l]
Parâmetros Entrada Permeado UF Permeado NF
AOX 0.81 0.13 0.07
Pb 0.19 < 0.01 < 0.01
Cd 0.0021 < 0.001 < 0.001
Cr 0.063 < 0.01 < 0.01
Cu 0.33 < 0.1 < 0.1
Zn 0.84 0.056 < 0.05
Membrane Technology in wastewater treatment and reuse – Oct 2012
energy
39%
membrane
replacement
24%
chemicals
12%
sludge disposal
25%
CASE STUDY : Lavandaria
Custo de operação total: 1.05 €/m3
Energia
Troca de membranas
Descarte de lodo
Químicos
Membrane Technology in wastewater treatment and reuse – Oct 2012
CASE STUDY : Lavandaria
Biologia,
Sistema de refrigeração Ultrafiltração
Nanofiltração
Membrane Technology in wastewater treatment and reuse – Oct 2012
* Fonte: „Ministerium für Umwelt und Verkehr Baden Württemberg“
consumo de água elevado
necessidade de água de processo com elevada qualidade
tratamento de efluente profundamente integrada na produção
CASE STUDY : Indústria do Papel
Desenvolvimento do consumo de água e produção de papel*
Ano Litros de água por kg de papel Produção em 106 ton
1974 47 6.54
1976 36 6.39
1985 21 9.33
1990 18 12.77
1995 15 14.83
Membrane Technology in wastewater treatment and reuse – Oct 2012
Localização: Eltmann, Alemanha
Reciclagem de papel
Estação de tratamento de efluente: NF
Vazão: 200 m³/h
Efluente tratado reciclado para uso nas máquinas de papel
Recuperação: 90 %
Área de membranas instalada: 15,000 m²
Start-up: Dezembro 1999
CASE STUDY : Indústria do Papel
Membrane Technology in wastewater treatment and reuse – Oct 2012
CASE STUDY : Indústria do Papel
Entrada 700 m3/h
Nitrificação
Descarte directo, 160 m3/h
Decantador
Nanofiltração Floculação/precipitação
Filtro de areia
Sólidos, reuso na construção civil
Reuso no processo, 180 m3/h
Reuso no processo, 360 m3/h
Ar
Membrane Technology in wastewater treatment and reuse – Oct 2012
CASE STUDY : Indústria do Papel
0
100
200
300
400
500
600
700
10/17/99 12/06/99 01/25/00 03/15/00 05/04/00 06/23/00 08/12/00 10/01/00 11/20/00 01/09/01
CO
D i
n m
g/l
, su
lfate
in
mg
/l
COD, NF inflow COD, NF permeate sulfate, NF inflow sulfate, NF permeate
DQ
O [
mg
/l]
, S
ulf
ato
s [
mg
/l]
Membrane Technology in wastewater treatment and reuse – Oct 2012
CASE STUDY : Indústria do Papel
total costs: 0,38 €/m³
energy
11%
depreciation
20%
misc.
13%
staff
5%
maintenance
2%
chemicals
25%
membrane
replacement
24%
Custo total: 0,38 €/m3
vários
depreciação
Recursos/ staff
Manutenção
energia
químicos
Troca de membranas
Membrane Technology in wastewater treatment and reuse – Oct 2012
CASE STUDY : Indústria do Papel
Membrane Technology in wastewater treatment and reuse – Oct 2012
Tratamento anaeróbio de efluentes
– reuso do biogás –
Membrane Technology in wastewater treatment and reuse – Oct 2012
Processo de fermentação
Matéria orgânica complexa
(amido, proteínas, gorduras)
Matéria orgânica solúvel
(açúcar, aminoácidos)
Ácidos gordos voláteis (propianato, butirato etc.)
H2 + CO2 Acetato
CH4 + CO2
Hidrólise (enzimas)
Acidogénese
Metanogénese
Acetogénese
Membrane Technology in wastewater treatment and reuse – Oct 2012
Balanço de carbono no tratamento de efluentes
Degradação aeróbica
100% Carbono
CO2 ~ 50%
Lodo em excesso
45 – 50%
Efluente
tratado 1% 100% Carbono
Biogás (CO2 + CH4) 90 – 92%
Lodo em excesso
3 – 5%
efluente
5 – 15%
Degradação anaeróbica
Membrane Technology in wastewater treatment and reuse – Oct 2012
Constituição do biogás
Methane Vol.-% 50 - 75
Carbon dioxide Vol.-% 25 - 50
Water Vol.-% 1 - 10
Nitrogen Vol.-% 0 - 5
Oxygen Vol.-% 0 - 2
Hydrogen Vol.-% 0 - 1
Ammonia Vol.-% 0 - 1
Hydrogen sulfide Vppm 50 – 6.000
Membrane Technology in wastewater treatment and reuse – Oct 2012
Entschwefelung
Trocknung
Methan-
anreicherung
FeinreinigungPartikel-abscheidung
Motor - BHKW
KraftstoffHeizkessel
Netzeinspeisung
Reformer/Brennstoffzelle
Biogas
Enriquecimento de
metano
Biogás
Remoção de
enxofre
Secagem
Separação de
partículas Fine cleaning
Caldeira
Unidade CHP
Combustível
Fornecimento à
rede
Célula de
combustível
Tratamento e reutilização de biogás
Membrane Technology in wastewater treatment and reuse – Oct 2012
Recuperação de energia proveniente do biogás
Produção de biogás: 0,19 - 0,33 m3 CH4 / (kg DQOremovido) 0,3 - 0,4 m3 biogas / (kg DQOremovido)
Valor calorífico Hu,n: CH4 10,0 kWh / m3 biogas (65% CH4 + 35% CO2) 6,5 kWh / m3
Energia específica : 1,95 - 2,6 kWh / (kg DQOremovido.)
Membrane Technology in wastewater treatment and reuse – Oct 2012
Queima (flare)
Combustão para produção de calor e vapor (caldeiras)
Combustível (não viável economicamente)
Fornecimento à rede do distribuidor público
Cogeneração de calor e energia eléctrica (unidades CHP):
- energia térmica: 50 - 55 %
- energia eléctrica: 30 - 35 %
- perdas: 10 – 20 %
- biogas treatment and utilisation
Potencialidades para reuso do biogás
Membrane Technology in wastewater treatment and reuse – Oct 2012
Fonte: EnviTec 2008
Diversos materiais podem ser usados; desde 2009 15ct
Qualquer material pode ser usado; comissões protegidas contra inflacção
Fundos de investimento até 50%; aumento das comissões previsto
Materiais usados para a queima seleccionados
Fundos de investimento até 50%
Fundos de investimento de 50%; excepção de imposto a partir dos primeiros 2 anos
Qualquer material pode ser usado; 25% funos de investimento
Subsídio caso o fornecimento pela parte do operados seja 51% +
Dependente da região do país
Fundos de investimento até 50%
Commissions shall rise to 15ct/kWh in 2009
Commissions for slurry, organic waste and organic byproducts
anos
anos
anos
anos
anos
anos
anos
10-15
anos
até
anos
Holanda
Croácia
Polónia
Áustria
Letonia
República Checa
França
Itália
Bélgica
Roménia
Reino Unido
Espanha
Comissão para reutilização de biogás em alguns países da Europa
País Comissão por kWh Duração Outros
Tecnologia para tratamento anaeróbio
BIODIGAT SB® Reator
- ETE SNP Lingen -
Membrane Technology in wastewater treatment and reuse – Oct 2012
BIODIGAT SB – Verfahren mit Biogasnutzung Sistema BIODIGAT SB com reutilização do biogás
Reator Anaeróbio de alta carga
BIODIGAT® SB
Membrane Technology in wastewater treatment and reuse – Oct 2012
SNP Lingen
Tratamento aeróbio existente
Objectivo: aumento da capacidade de tratamento da estação
Planta anaerobia:
Vazão: 450 – 500 m³/d
Carga: 4.500 – 6.000 kg DQO/d
Reactor: Biodigat SB
Volume reactor: 330 m³
Taxa de alimentação : 15-18 kg DQO/(m³d)
Membrane Technology in wastewater treatment and reuse – Oct 2012
SNP Lingen: Reuso do Biogás
Cogeneração de calor e energia eléctrica
Tanque armazenamento biogás: 100 m³,
Remoção biológica do enxofre
Secagem e arrefecimento do biogás
Unidade CHP:
• 0,2 MW energia eléctrica
• 0,4 MW energia térmica
Membrane Technology in wastewater treatment and reuse – Oct 2012
ETE Univeler
Indústria: Alimentar
Localização: Gloucester, Inglaterra
Processo: BIODIGAT Tratamento Anaerobio
Reator Anaerobio : 390 m³
Vazão: 800 m3/d
Carga DQO: 5.000 kg DQO/d
Producao de biogas : ~ 1.500 - 2.000 m3/d
Produção de enegia : ~ 10 MW / d
Start up: 2009
Unilever
Membrane Technology in wastewater treatment and reuse – Oct 2012
ETE Ambev Piraí
Indústria: Cervejaria
Localização: Piraí - RJ, Brasil
Processo: BIODIGAT Tratamento Anaerobio
Reator Anaerobio : 1.367 m³
Tanque Pré-acidificação : 1.750 m³
Vazão: 8.088 m3/d
Carga DQO: 26.298 kg DQO/d
Producao de biogas (estimativa) : ~ 10.000 m3/d
Produção de enegia (estimativa) : ~ 65 MW / d
Start up: Nov 2012
Membrane Technology in wastewater treatment and reuse – Oct 2012
Curitiba – Paraná
Contato: Tatiana Medon
Celular : +55 41 9703 4456
Email: [email protected]
Internet: www. wehrle-umwelt.com
www.wehrle-do-brasil.com.br (em construção)
Top Related