Melhorando a gestão de um sistema MBBR e reduzindo seu consumo de energia com ROBOX screw

Solução personalizada

O tratamento de águas residuais (wwt) é uma tarefa de personalização, em que a solução precisa ser adaptada à fábrica de papel individual. Quando o desafio assume a forma de espaço limitado e demanda de descarregar com segurança água de superfície, a resposta é um design que combine tecnologia biológica com um compressor de parafuso.

O tratamento de águas residuais em uma fábrica de papel pode ser otimizado de várias formas, mas ter de adaptar a configuração de um sistema existente, onde há limites devido à configuração da estação, sem dúvida complica o trabalho. No entanto, ele ainda pode ser feito. O segredo consiste em descobrir a solução tecnológica que melhor se adequa aos recursos específicos do local. Foi isso que aconteceu em Lucca, na estação de um dos principais fabricantes de papelão ondulado do setor de papel - Toscopaper.  A Robuschi, em parceria com a Italprogetti (que cuidou da área de engenharia), forneceu as tecnologias de tratamento de águas residuais, trabalhando para oferecer a melhor solução para as necessidades do sistema real em termos de eficiência, confiabilidade e facilidade de manutenção.


Tecnologia de biofilme

A tarefa era intervir em um sistema existente que não mais atendia às necessidades de desenvolvimento da fábrica de papel. A solução foi desenvolvida pela Italprogetti (www. italprogetti. it), optando por usar um tipo de tecnologia que tinha, até então, sido aplicada somente no campo de tratamento de águas residuais, adaptando-a nesse caso às características específicas da fábrica. Estamos falando de um MBBR (reator de leito móvel com biofilme). "Com esse tipo de tratamento biológico", explica Daniele Bacchi, chefe do setor de tratamento de águas residuais de Italprogetti, "colônias bacterianas - capazes de limpar a água destruindo a matéria orgânica - não são livres para movimentar-se na água; permanecem presas a suportes plásticos especiais chamados 'carriers' (suportes móveis). Esses, por sua vez, são mantidos em movimento dentro do reator graças à agitação do processo de aeração, cuja tarefa é fornecer ao sistema o oxigênio necessário para o tratamento injetando ar comprimido. Grelhas especiais instaladas no reator biológico evitam que as transportadoras emerjam juntamente com a água tratada. Isso evita qualquer risco de perda de biomassa além do excesso que, separando-se espontaneamente dos suportes móveis, é removida pelo sistema biológico.

Tecnologia MBR para estações de tratamento de águas residuais em fábricas de papel tissue

Para fábricas de papel tissue, por outro lado, o tipo e a quantidade de água e o grau de salinidade criam problemas diferentes daqueles encontrados na produção de papelão ondulado. Nesse caso, a Italprogetti usa a tecnologia MBR (reator bio membrana). "Estamos testando esse método em empresas importantes do campo e obtendo bons resultados", diz Daniele Bacchi.

"Com essa tecnologia, a biomassa é suspensa com a ajuda de um reator biológico tradicional, mas no lugar do sedimentador final, há membranas de ultrafiltragem semipermeáveis que separam a água tratada e o lodo ativado". Isso significa não somente um aumento de quase o triplo na concentração de lodo ativado, mas também volumes reduzidos e água final ultrafiltrada. Na prática, a tecnologia MBR é tanto um sistema biológico como um sistema terciário, pois garante um tratamento biológico e uma filtragem final altamente eficientes que podem, inclusive, permitir a reciclagem direta da água". Esse sistema é ideal até mesmo no caso de um ciclo maior de fechamento; na verdade, os parâmetros de demanda química de oxigênio (DQO) e a salinidade são adequadamente tratados e reduzidos - "os primeiros são controlados pela reciclagem da água sem o aumento do nível DQD no ciclo de produção, embora a meta de aumentar depois o fechamento sem afetar a salinidade (que geralmente aumenta durante o ciclo da máquina, fechando o ciclo) seja alcançada aplicando o sistema MBR seguido da osmose reversa, permitindo a reciclagem da água mesmo quando os dois parâmetros têm valores muito baixos".

"Renovamos o processo de pré-tratamento de água existente com uma solução biológica que atende às necessidades da fábrica de papel, criando um novo sistema eficiente", comenta Daniele Bacchi, chefe do setor de tratamento de águas residuais da Italprogetti.

"Esse é, sem dúvida, um aspecto importante especialmente no setor de papel, onde os processos tradicionais com lodo ativado com um sedimentador produzem flocos de lodo especialmente leves e, portanto, que não assentam bem. O risco de arrastar a biomassa junto com a água tratada é considerável. "Nessas condições, o uso da tecnologia MBR (mesmo se houver problemas de funcionamento, erros de dosagem, etc.) garante a persistência das bactérias no tanque e, portanto, a recuperação do sistema, restaurando as condições ideais em curto prazo e reduzindo os volumes em questão até 2 ou 3 vezes em comparação à tecnologia tradicional".

E isso não é tudo. O tipo de efluente também exibiu determinados aspectos distintos: entrada de DQD elevada, alta fração de substâncias orgânicas com baixa biodegradabilidade e elevada concentração de cálcio. "Essas necessidades pediram não somente um sistema MBBR, como também a adoção de outras soluções tecnológicas para evitar que a fração biodegradável substancial baixa invalide o resultado COD de saída e para evitar que o cálcio caia sobre os suportes móveis, limitando sua eficácia". Para resolver o problema, o último dos três reatores MBBR instalado em série foi entregue para a reciclagem do lodo ativado. "Isso significou que a fração baixa biodegradável de COD pode ser mantida sob controle, enquanto o nível de cálcio foi controlado monitorando cuidadosamente o pH nos reatores e dosando um produto que evite sua queda".

O resultado é um sistema com taxas de capacidade de 1.000 mᶟ por dia, com um COD de cerca de 4.500mg/l na entrada e 80-100mg/l na saída - bem abaixo do valor limite para a autorização de descarga nas águas de superfície (160mg/l).

A escolha do compressor de parafuso

A solução da Italprogetti também atende a outras necessidades específicas da Toscopaper. Além de ter de escolher uma tecnologia que reduza os volumes em geral, um dos recursos particulares dessa intervenção foi o espaço muito limitado disponível. Como explicou Bacchi, "é por isso que precisamos de uma solução com muitos reatores altos (acima de 8 metros), para os quais uma tecnologia tradicional, como é o caso do soprador de lóbulo, teria sido um extremo desperdício em termos de energia. No final, optamos por duas unidades de compressores WS 85/3P da linha de baixa pressão ROBOX SCREW da Robuschi que, graças à sua eficiência reforçada, nos permitiu reduzir os níveis de energia e obter grandes benefícios em relação aos custos operacionais do sistema. Cada uma das duas unidades de compressores trabalha com um nível de pressão de 880 mbar, com uma capacidade de 1.994 Nm3/h no ponto de trabalho máximo". Os compressores Robuschi não têm óleo, garantindo uma operação ambientalmente amigável (certificação classe 0, em conformidade com a norma ISO 8573-1); suas emissões de sons mínimas garantem uma operação silenciosa graças à compressão interna de alta produtividade, silenciadores e cabines acústicas cujo formato robusto e simples facilita o serviço.

Um dos motivos que torna essa infraestrutura de fábrica a escolha ideal para atualizar um sistema existente é sua capacidade de melhorar e simplificar a gestão do sistema e reduzir o consumo de energia - uma meta destacada pelo próprio Bacchi. "Com esse objetivo, trabalhamos com a Robuschi para implementar um monitoramento dos compressores. A empresa conseguiu modificar sua configuração inicial, intervindo nas polias e correias dos compressores para otimizar sua vida útil, manutenção e, acima de tudo, consumo de energia". O compressor Robuschi, explica o engenheiro, é uma solução de parafuso e não um soprador de lóbulo tradicional, "garantindo fluxo de ar contínuo. Além disso, há um inversor que modula a velocidade do soprador de acordo com a concentração de oxigênio dissolvido no tanque, dispensando somente a quantidade de ar estritamente necessária e mantendo o oxigênio dissolvido em um nível ideal e reduzindo, ao mesmo tempo, o consumo de energia. O compressor de parafuso também permite valores de pressão de saída mais altos do que as soluções de lóbulo; é ,portanto, a melhor opção para os sistemas verticalmente desenvolvidos e podem ser facilmente modulados para lidar com picos de capacidade. Mas o aspecto mais interessante é que, especialmente com alturas significativas, o desperdício de energia é reduzido em aproximadamente 15 a 20%, comparado às soluções tradicionais, dependendo das condições de trabalho". Uma vantagem notável que ajuda a garantir um rápido retorno econômico sobre o investimento realizado no sistema.

Oportunidade no setor de papel

 

O sistema inovador de tratamento de águas residuais adotado pela Toscopaper tem sido bem-sucedido desde 2013 e a colaboração com seus fornecedores continua por meio de um serviço de assistência contínuo. Uma verificação do sistema é realizada a cada 15 dias para medir as funções vitais; os operadores seguem diretamente para a fábrica para garantir pessoalmente que todos os parâmetros sejam bem atendidos. Há também um sistema de monitoramento remoto.