Como o desenvolvimento da química do carvão pode resolver os problemas de tratamento de águas residuais?

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Xu Yanhua é diretor do Instituto de Ciências Ambientais e Engenharia da Universidade Técnica de Nanjing, além de ser orientador de doutorandos. Ele é também especialista convidado no âmbito do “Plano dos Mil”, membro do comitê responsável pela indústria química baseada em carvão, membro do conselho de administração da Sociedade para o Desenvolvimento Sustentável, além de ser diretor do Laboratório de Engenharia para a Conversão Limpa do Carvão na indústria petrolífera e química da China. Além disso, ele é diretor do Centro de Pesquisa em Controle da Poluição Química e Gestão de Emergências na província de Jiangsu. Suas principais áreas de atuação incluem o controle da poluição hídrica industrial, o tratamento de gases industriais tóxicos e malcheirosos, bem como o desenvolvimento de novas tecnologias, materiais e equipamentos para a reciclagem de resíduos industriais. Ele liderou vários projetos importantes no âmbito do programa “863”, além de outros projetos relacionados à água e à ciência e tecnologia. Ganhou 5 prêmios provinciais e ministeriais por contribuições científicas e tecnológicas (dos quais 2 foram prêmios de primeiro grau). É um especialista reconhecido no campo do controle da poluição química e da redução do consumo de água na indústria na China. Desde o início deste ano, as avaliações ambientais de vários projetos relacionados à indústria do carvão foram rejeitadas pelo Ministério do Meio Ambiente. Para que os projetos de química do carvão possam se desenvolver, os problemas ambientais são um obstáculo intransponível. Quais são as principais dificuldades relacionadas aos problemas ambientais causados pela indústria do carvão atualmente? Quais são as soluções eficazes para esses problemas? Com essas perguntas em mente, o jornalista realizou uma entrevista com o professor Xu Yanhua, especialista renomado no controle da poluição industrial e na redução do consumo de água na China, além de ser diretor do Instituto de Meio Ambiente da Universidade Técnica de Nanjing. Não concordo com a proibição total dos tanques de evaporação. Jornalista: Qual é a sua opinião sobre os problemas ambientais relacionados à indústria química do carvão atualmente? Xu Yanhua: Há algum tempo, participei de uma pesquisa especial realizada pela Associação Chinesa da Indústria Petrolífera e Química em quatro províncias do oeste do país, com foco nos problemas ambientais enfrentados por essa indústria. Após 7 ou 8 dias de pesquisa, minha impressão geral é de sentimentos mistos. É gratificante que muitas empresas do setor de química a base de carvão tenham alcançado avanços significativos na nacionalização e no desenvolvimento de tecnologias e equipamentos essenciais, como os relacionados à gasificação e conversão. Algumas áreas especializadas em química do carvão realizaram pesquisas ativas e eficazes no campo da produção combinada de eletricidade a partir do carvão, no desenvolvimento de produtos derivados do carvão, bem como na complementaridade entre a química do carvão e a química petrolífera. O que preocupa é que os problemas ambientais enfrentados pelo setor são bastante graves; a escassez de água e a poluição hídrica tornaram-se obstáculos cruciais para o desenvolvimento do setor. Algumas regiões que estão desenvolvendo intensivamente a indústria química baseada no carvão enfrentam, por um lado, uma grave escassez de recursos hídricos e, por outro, uma ecologia frágil, sem capacidade ambiental suficiente. Algumas empresas afirmam em seus relatórios que conseguiram zerar as emissões de esgoto, mas os processos reais de tratamento e o destino dado a esse esgoto não são claros, o que torna essas afirmações questionáveis. Devido à falta de meios eficazes de monitoramento e fiscalização, é difícil determinar a efetividade do tratamento de águas residuais pelas empresas, a taxa de reutilização da água e o consumo de água por unidade de produto, o que é preocupante. Jornalista: O problema da poluição no Deserto de Tengger fez com que os tanques de evaporação se tornassem alvo de críticas. Diz-se que alguns projetos de química do carvão foram rejeitados justamente por causa da instalação de tanques de evaporação. O que o senhor acha disso? Xu Yanhua: O objetivo inicial da instalação de tanques de evaporação era o de tratar águas residuais com alto teor de sal e baixo consumo químico de oxigênio. Nas regiões noroeste do nosso país, onde a evaporação é alta, é possível utilizar a energia solar para concentrar as águas residuais por meio da evaporação natural. Isso permite **economizar os investimentos necessários para a construção de equipamentos de evaporação, bem como os custos operacionais relacionados ao processo de evaporação e cristalização.** Para projetos de química do carvão que exigem grandes investimentos e apresentam baixa eficiência, a utilização de tanques de evaporação oferece uma solução viável para que as empresas possam tratar águas residuais altamente salinas a um custo reduzido. Infelizmente, algumas empresas confundem erroneamente os tanques de evaporação com reservatórios temporários para águas residuais ou tanques de contenção em caso de acidentes, despejando neles grandes quantidades de águas residuais altamente concentradas. Isso chegou a causar acidentes ambientais, o que vai completamente contra o propósito original para o qual esses tanques foram criados. Em alguns lugares, por isso, foram proibidos de forma absoluta os tanques de evaporação, exigindo-se que as empresas alcançassem uma emissão zero de esgoto. Na minha opinião, as causas dos acidentes de poluição nos tanques de evaporação são múltiplas. A culpa não está no próprio tanque de evaporação; a falta de fiscalização adequada e políticas insuficientes são razões importantes para isso. Em lagoas de evaporação, águas residuais com baixo teor de oxigênio químico, baixa toxicidade e alto teor de sal geralmente não causam impactos significativos no ecossistema. Portanto, uma decisão unilateral relativa aos lagos de evaporação apresenta certos problemas em termos de cientificidade, racionalidade e viabilidade prática. O que é crucial é saber como fortalecer a supervisão e o controle, para garantir que a qualidade e a quantidade da água residual descarregada nos tanques de evaporação atendam aos requisitos estabelecidos. Além disso, é necessário estabelecer políticas adequadas para lidar com essa situação. As empresas que excedem os limites de emissão devem pagar taxas adicionais ou sofrer punições, enquanto as empresas que cumprem as normas de redução de emissões devem receber subsídios e incentivos. Também é importante aplicar tarifas progressivas ao consumo de água pelas empresas, de acordo com o consumo padrão estabelecido. Essas medidas ajudarão a mudar a situação atual, em que as empresas do setor químico abusam dos tanques de evaporação, sem ter pressão ou motivação para economizar água e reduzir suas emissões. Alcançar emissões quase nulas é uma abordagem mais científica e razoável. Jornalista: Atualmente, ainda há controvérsias na indústria sobre emissões zero e emissões quase nulas. Qual é a sua opinião? Xu Yanhua: Emissões zero de águas residuais significam que não há nenhum tipo de resíduo líquido que seja descartado fora da fábrica. Ou seja, nem mesmo a água salgada concentrada pode ser descartada; toda ela precisa ser evaporada e cristalizada. No entanto, contar com dispositivos de evaporação para a remoção de sal por meio da evaporação implica custos de investimento e operação que as empresas muitas vezes têm dificuldade em arcar. Além disso, ainda não existe uma solução adequada para o que fazer com o sal cristalizado. De acordo com as regulamentações ambientais atuais, esses resíduos de sal são considerados resíduos perigosos, devendo ser tratados por empresas especializadas em gestão de resíduos perigosos. Devido aos altos custos de disposição, não apenas as empresas enfrentam um grande fardo econômico, mas também, como a capacidade de disposição de resíduos perigosos em muitas regiões é insuficiente, torna-se difícil realizar a disposição local desses resíduos. Recentemente, algumas instituições têm intensificado pesquisas sobre tecnologias de cristalização seletiva de águas residuais com alto teor de sal, com o objetivo de utilizar esses sais cristalizados de forma eficiente. No entanto, esses estudos ainda estão em fase de teste em pequena e média escala; é necessário analisar mais a fundo sua viabilidade técnico-econômica e a possibilidade de sua aplicação prática em projetos reais. Considerando as circunstâncias acima descritas, e levando em conta a necessidade de proteção do meio ambiente, a capacidade real das empresas de química do carvão para tratar resíduos, bem como o nível atual das tecnologias de proteção ambiental, acredito que, com a implementação rigorosa da coleta seletiva de esgotos, do tratamento diferenciado dos mesmos e da otimização de todo o processo, seria mais científico e viável dispor os pequenos volumes de esgoto com alto teor de sal e baixo consumo de oxigênio químico em tanques de evaporação, visando assim alcançar uma emissão quase nula de resíduos. A tecnologia é a chave para alcançar emissões quase nulas. Jornalista: Então, quais são as suas sugestões para se alcançar emissões quase nulas nos efluentes gerados pela indústria do carvão? Xu Yanhua: Atualmente, os projetos relacionados à indústria do carvão ainda enfrentam muitos problemas no que diz respeito à redução das emissões nos efluentes. Primeiramente, o projeto de tratamento de águas residuais e o projeto do processo principal geralmente não são desenvolvidos pela mesma empresa. Assim, os trabalhos de projeto ficam desvinculados um do outro, sem uma integração adequada. Já em um projeto com emissões quase nulas, o sistema de tratamento de águas residuais está altamente interligado aos equipamentos principais de produção. Os pontos de uso de água, os pontos de geração de poluição, os pontos de reutilização da água tratada, bem como o processo de coleta, tratamento e reutilização das águas residuais, devem formar um todo orgânico. Só é possível alcançar emissões quase nulas, de fato, se o tratamento de águas residuais e o projeto do processo principal forem considerados em conjunto e projetados de forma sincronizada. Em segundo lugar, os processos existentes de tratamento de águas residuais apresentam, em geral, problemas em termos de especificidade e eficácia. Os projetos de produção de gás a partir do carvão (usando fornos Ruhr ou fornos de gaseificação Ruhr com descarte líquido, no Reino Unido), produção de óleo a partir do carvão (por liquefação direta) e produção de coque de carvão geralmente geram efluentes tóxicos com altas concentrações de fenol e amônia. Os processos tradicionais de tratamento, que envolvem “pré-tratamento simples + tratamento biológico”, muitas vezes não conseguem funcionar de maneira estável e eficaz. Mesmo com tratamentos de membrana e evaporação para remoção de sal em condições ideais, é difícil alcançar emissões quase nulas. Um problema técnico significativo é a falta do pré-processamento necessário. A escolha de técnicas eficazes e econômicas de pré-tratamento de reforço, capazes de degradar de forma eficiente as grandes quantidades de substâncias orgânicas tóxicas presentes nas águas residuais, pode melhorar significativamente a eficiência e a estabilidade operacional dos sistemas de tratamento biológico subsequentes. Nessas águas residuais, geralmente há não apenas altas concentrações de substâncias tóxicas orgânicas, mas também grandes quantidades de substâncias oleosas e partículas em suspensão (poeira de carvão, pó de carvão). Isso faz com que os dispositivos de recuperação de fenol e amônia fiquem entupidos, impedindo que o sistema funcione de maneira estável. Portanto, é necessário adotar técnicas de pré-tratamento eficazes e econômicas, a fim de remover de maneira eficiente as grandes quantidades de substâncias oleosas e sólidos em suspensão nas águas residuais, antes da unidade de recuperação de fenol e amônia. Isso garante o funcionamento eficiente e estável do equipamento de recuperação de fenol e amônia, bem como dos sistemas subsequentes de tratamento de águas residuais. Mais uma vez, nos processos atuais de tratamento de águas residuais, costuma haver problemas de fragmentação tecnológica e baixo grau de integração. Os projetos atuais de química do carvão são implementados em várias unidades separadas, sendo que existe uma baixa compatibilidade entre as tecnologias utilizadas em cada unidade, o que dificulta a integração eficaz delas. Algumas empresas não realizam um tratamento adequado das águas residuais, não coletam as águas sujas de forma separada, nem as tratam de acordo com sua qualidade. Elas dão importância apenas ao tratamento final, negligenciando a economia de água durante o processo. Na minha opinião, para alcançar a economia de água e a redução das emissões, é necessário aprimorar todo o processo de tratamento de águas residuais. Além disso, devem ser aplicados os princípios da engenharia de sistemas, com o uso ativo da tecnologia de “pontos críticos de água”. Isso permitirá promover o uso progressivo da água e seu reuso de acordo com suas qualidades. Com base nisso, é estabelecido o equilíbrio hídrico em toda a fábrica, sendo construída uma ilha de água reutilizada, para permitir um gerenciamento flexível da água reutilizada em toda a instalação.