Análise de caso clássico de projeto EPC de águas residuais na indústria química

Thread Content

　I. Introdução 　　Nos últimos anos, com o rápido desenvolvimento da industrialização na China, houve um aumento significativo na demanda por energia e matérias-primas. Isso acelerou o desenvolvimento dos setores químicos, como a indústria petroquímica, a indústria do carvão e a indústria química de precisão. A indústria química é um dos maiores consumidores de água e geradores de efluentes, o que representa uma oportunidade de desenvolvimento valiosa para as nossas empresas de tratamento de água. A Meihua Bobada age de forma oportuna, contando com tecnologias avançadas e capacidades de pesquisa e desenvolvimento, para criar soluções completas para sistemas de água adequadas a diferentes setores industriais. Ao fornecer serviços para projetos de tratamento de água como os da Shenhua Coal-to-Olefins, Shenhua Coal-to-Oil, Shenhua Polyoxymethylene, Jinxin Chemical Industry e Shandong Zhongsheng Chemical Industry, isso demonstra o aperfeiçoamento contínuo das soluções integrais oferecidas pela Meihua Bodai em termos de sistemas de tratamento de água para a indústria química baseada no carvão. Isso também consolida nossa posição de liderança nessa área. Ao mesmo tempo, graças à nossa tecnologia avançada, qualidade superior e serviço excepcional, conquistamos a confiança de muitos clientes. Exemplos disso são os projetos de tratamento e tratamento de águas residuais da Tenglong Aromatics (Xiamen) Co., Ltd.; o projeto de estação de tratamento de águas residuais com capacidade de 30.000 m³/d da Jiangsu Supor (Group) Co., Ltd.; e o contrato para o projeto de tratamento de águas da Hengli Petrochemical (Dalian) Co., Ltd. 　　Como é bem sabido, as águas residuais industriais se caracterizam por uma alta concentração de matéria orgânica, alto teor de sais, cor intensa e composição complexa. Geralmente, contêm substâncias tóxicas e nocivas para os microrganismos, além de materiais orgânicos difíceis de serem biodegradados. Por isso, seu tratamento é bastante difícil. A seguir, são apresentados dois casos de projeto para ilustrar a aplicação de tecnologias de tratamento de água em diferentes setores da indústria química. 　　II. Soluções de sistema de água da Tenglong Aromatics (Xiamen) Co., Ltd.
1. Visão geral do projeto
A Tenglong Aromatics (Xiamen) Co., Ltd. é uma empresa petroquímica que produz PX. Sua capacidade de produção é de 800 mil toneladas por ano. A empresa faz parte do plano nacional para o desenvolvimento da indústria de PX durante o período “11º Plano Quinquenal”. O sistema de água do projeto Tenglong Aromatics é dividido principalmente em duas partes: engenharia de tratamento de água e engenharia de tratamento de efluentes. Os projetos de tratamento de água incluem: sistema de tratamento de água industrial (140.000 m3/d), sistema de abastecimento de água potável para uso residencial (50 m3/h), sistema de tratamento de água desalinizada (72.000 m3/d), sistema de tratamento de água de condensação de vapor (14.400 m3/d) e sistema de água para combate a incêndios (750 L/s). O sistema de tratamento de águas residuais inclui: o sistema de tratamento de águas residuais, o sistema de monitoramento da água da chuva e dos tanques de combate a incêndios, o sistema de coleta e tratamento de odores nos locais de tratamento de águas residuais, o sistema de destilação de águas residuais contendo BTX (30 m3/h), e o sistema de tratamento e reutilização de águas limpas (250 m3/h). O sistema de tratamento de águas residuais mencionado acima ainda inclui: uma unidade de tratamento de águas residuais contendo óleo (350 m3/h), uma unidade de tratamento de águas residuais contendo sais (250 m3/h, com sistema de reutilização de água de 100 m3/h), uma unidade de desidratação de lodos (15 m3/h) e uma unidade de recuperação de óleos contaminados (15 m3/h). O sistema de água envolvido no projeto Tenglong Aromatics é bastante abrangente, cobrindo uma gama muito ampla de aspectos. Os métodos de processamento são complexos e variados; apenas a estação de resfriamento por circulação de água não está incluída nesse sistema. 　　2. Tecnologias de processamento e superação de desafios 　　1) Introdução a três sistemas de tratamento de água 　　(1) Sistema de tratamento de água industrial 　　A água bruta provém de reservatórios ou rios; o processo utilizado é o seguinte: 　　Água bruta → Reservatório de água bruta → Tanque de coagulação e sedimentação → Filtro de areia (filtro do tipo V) → Desinfecção → Reservatório de água limpa/reservatório para combate a incêndios → Transporte sob pressão até os usuários finais 　　Os desafios deste projeto são: escala de tratamento grande e espaço limitado. Para resolver esse problema, substituímos o tanque de clarificação com agitação mecânica por um tanque de sedimentação de fluxo laminar. Além disso, o tanque de reação de coagulação e o tanque de sedimentação foram construídos acima do tanque original. Já é difícil construir um tanque de clarificação com agitação mecânica acima do tanque original, o que resolveu o problema da falta de espaço. 　　(2) Sistema de água desmineralizada 　O processo de desmineralização utiliza troca iônica, sendo que as colunas catiônicas e anionicas são do tipo de duas câmaras. Esse processo é maduro e confiável; temos vasta experiência em projetos desse tipo. A velocidade de filtração e a capacidade de troca são os fatores-chave para o seu controle. 　　(3) Sistema de tratamento de água condensada por vapor Este sistema tem como objetivo reutilizar a água condensada pelo vapor, após sua purificação. O objetivo é remover óleo, ferro e sais. O processo é o seguinte: água condensada pelo vapor → trocador de calor → filtro para remoção de óleo e ferro → trocador iônico de mistura → tanque de armazenamento da água → transporte sob pressão até a caldeira. A parte mais importante deste sistema é a remoção de óleo e ferro; portanto, escolhemos com cuidado o filtro adequado para essa finalidade. Queremos fornecer aos nossos clientes equipamentos de processamento avançados, confiáveis, seguros em seu funcionamento, fáceis de operar e econômicos. Por isso, após várias pesquisas e comparações, escolhemos o fornecedor dos equipamentos. 　　2) Introdução aos sistemas de tratamento de águas residuais: dois sistemas 　　(1) Sistema de tratamento de águas residuais 　　O sistema de tratamento de águas residuais é composto por duas unidades: a unidade de tratamento de águas residuais contendo óleo e a unidade de tratamento de águas residuais contendo sais. 　　A. Processo de tratamento de águas residuais contendo óleo:
Águas residuais com óleo → Tanque de ajuste e remoção de óleo → Bomba de elevação → Flotação por cavitação → Flotação por dissolução de gás → Tanque biológico A/O → Tanque de sedimentação secundário → Tanque BAF → Filtro de areia → Filtro de carvão ativado → Desinfecção → Tanque de reutilização da água → Transporte sob pressão para os usuários finais.

B. Processo de tratamento de águas residuais salinas:
Águas residuais salinas → Tanque de ajuste e remoção de óleo → Bomba de elevação → Flotação por cavitação → Flotação por dissolução de gás → Tanque biológico A/O → Tanque de sedimentação secundário → Tanque BAF → Emissão em conformidade com as normas.

Considerando que a qualidade e a quantidade de água nas duas unidades são semelhantes, com a única diferença sendo o teor de sal, utiliza-se o mesmo processo de pré-tratamento e biológico. No entanto, as águas residuais salinas não são reutilizadas, sendo emitidas em conformidade com as normas estabelecidas. Unificou-se o tipo de tanque, o tamanho da capacidade do tanque e a configuração dos equipamentos, o que facilita o projeto, torna o layout mais racional e simplifica a operação e manutenção. 　　O design da piscina A/O leva em consideração as características da qualidade da água, bem como a facilidade de operação e manutenção. São utilizados aeradores de jato em formato de disco, que garantem que o nível de oxigênio dissolvido na água se mantenha em um nível normal. O BAF é um processo maduro da nossa empresa, utilizado em muitos projetos. Com base no design tradicional, foram feitas ajustes na entrada de ar e na entrada de água para torná-las mais uniformes. 　　(2) Sistema de tratamento e reutilização de águas residuais tratadas  Águas residuais tratadas → Tanque de ajuste → Amolecimento, coagulação e sedimentação → Filtro de areia → Filtração de segurança → Ultrafiltração UF → Filtração de segurança → Osmose reversa RO → Reservatório de água reutilizada → Transporte sob pressão para os diferentes usuários.  As águas residuais tratadas são processadas por meio do método de duas membranas; após o tratamento, podem ser utilizadas como água industrial. A água resultante da osmose reversa é enviada para o sistema de tratamento de águas salinas, a fim de que seja descartada de acordo com as normas estabelecidas. 　　O projeto EPC de tratamento de água com aromáticos da Tenglong é um empreendimento complexo e de grande escala de tratamento de água. Nossa empresa, contando com sua ampla experiência técnica e de gestão, garantirá a qualidade no design, nas compras e na construção, visando entregar ao cliente um projeto que atenda às suas expectativas. Esse projeto é tanto um teste para as nossas capacidades gerais, quanto uma oportunidade para aprimorarmos nossa experiência em gerenciar grandes projetos. 　　III. Projeto de engenharia para uma estação de tratamento integrado de esgoto com capacidade de 30 mil m³/d, da Jiangsu Sop (Group) Co., Ltd.
1. Visão geral do projeto
A Jiangsu Sop (Group) Co., Ltd. está localizada nos arredores da cidade histórica de Zhenjiang, na China. A empresa fica no ponto de encontro dos importantes corredores fluviais Yangtze e Grande Canal de Pequim-Hangzhou. Atualmente, a empresa possui capacidade de produção de 600 mil toneladas de ácido acético glacial, 250 mil toneladas de acetato de etila, 120 mil toneladas de produtos clor-álcalinos, 40 mil toneladas de agente de espuma ADC, 20 mil toneladas de resinas PVC, 10 mil toneladas de hipoclorito de sódio e 10 mil toneladas de agentes aceleradores de vulcanização de borracha. A capacidade de produção de ácido acético glacial, agente de espuma ADC, hipoclorito de sódio e agentes aceleradores de vulcanização de borracha está entre as maiores do setor no país. A capacidade de produção de ácido acético glacial é a maior do país e a terceira maior do mundo. 　　Com o objetivo de proteger o meio ambiente local e em sintonia com um forte senso de responsabilidade social, a Jiangsu Sop (Group) Co., Ltd. pretende construir uma estação de tratamento integrada de esgoto, considerando o desenvolvimento a longo prazo. A capacidade total de tratamento de águas residuais é de 30 mil m³/dia, dos quais 10 mil m³/dia são destinados ao reuso da água. 　　O planejamento da obra prevê sua construção em duas fases. Na primeira fase, a capacidade de tratamento de esgoto será de 10 mil m³/dia ； A capacidade de tratamento de águas residuais na segunda fase é de 20 mil m³/dia, enquanto a capacidade de reutilização da água é de 10 mil m³/dia. 　　2. Tecnologia de processo e principais problemas Este projeto consiste em uma estação de tratamento de águas residuais integrada, desenvolvida pelo grupo SOP para atender às necessidades das instalações de produção futuras. O planejamento dessas instalações apresenta grande incerteza. Além disso, as condições das águas de entrada são complexas; os resíduos provenientes do polivinil alcoólico (PVA), do agente espumante ADC e do PVC são particularmente difíceis de tratar. 　　Os poluentes orgânicos compostos por PVA têm concentrações elevadas e são difíceis de serem biodegradados (B/C menor que 0,1). Quando as águas residuais contendo PVA são despejadas em corpos d’água, o PVA se acumula em grandes quantidades nesse ambiente aquático, causando aumento da espuma na superfície da água e maior viscosidade. Isso afeta a atividade dos microrganismos aeróbios, gerando graves problemas ambientais. 　　As águas residuais contendo espumantes ADC são resíduos orgânicos com alto teor de sal e amônia, além de terem uma composição orgânica complexa. Seus indicadores de poluição são representados principalmente pelo COD, que reflete a combinação de componentes orgânicos como ureia, hidrazina hidratada, duiureia e ADC. Além disso, há também indicadores como NH3-N, SO42‑, Cl‑ e SS, que podem ser expressos tanto em conjunto com outros componentes inorgânicos quanto de forma isolada. 　　No processo de produção de polivinil clorido (PVC), são gerados efluentes orgânicos contendo grandes quantidades de PVC. Esse efluente é composto por três partes: água de lavagem dos tanques, líquido resultante da centrifugação e água de enxaguamento. A água de resfriamento do tanque é a principal fonte desses efluentes, sendo que os principais poluentes são polivinil clorado, emulsificantes e outros agentes semelhantes. As águas residuais de PVC têm cor leitosa, com muita espuma na superfície. Não há partículas visíveis em sua composição. O valor de CODcr é de aproximadamente 12.000–20.000 mg/L. 　　Como se trata de uma estação de tratamento integrada de esgoto, não é possível receber diretamente os efluentes de cada equipamento. Os efluentes de cada equipamento precisam passar por um tratamento prévio antes de poderem ser descartados na estação de tratamento integrada. De acordo com a análise acima, as águas residuais que chegam à estação de tratamento integrado são resíduos orgânicos que contêm substâncias difíceis de serem biodegradadas e altos níveis de nitrogênio amônico. Por isso, foi escolhido o processo de tratamento “hidrólise-acidação + A/O”. Esse processo é maduro e estável, com muitos casos de sucesso, além de ser fácil de operar. 　　Após várias discussões com o proprietário, foi definida a qualidade da água de entrada para a estação de tratamento de esgoto. A tabela abaixo mostra as especificações para a qualidade da água de entrada da estação de tratamento. A qualidade da água de saída deve atender aos padrões estabelecidos na norma “Padrões de emissão de poluentes aquáticos na indústria química”, DB32/939-2006, no nível 1. A qualidade da água a ser descarregada é a seguinte: Tabela de qualidade da água a ser descarregada pela estação de tratamento de esgoto. Além disso, de acordo com os requisitos de controle do teor total de COD, quando a capacidade de tratamento atingir 30 mil m³/dia, deve haver uma reutilização de 10 mil m³/dia, para que o volume total de COD emitido possa ser equilibrado dentro do grupo. O grupo Sop só consegue lidar com uma quantidade tão grande de água por meio do reabastecimento da água de resfriamento em ciclo. Avaliamos que a concentração de sal nas águas residuais é alta, sendo necessário realizar um processo de dessalinização para que elas possam ser reutilizadas. Por isso, o processo de tratamento das águas reutilizáveis utiliza o método “UF+RO”, ou seja, o método de dupla membrana. 　　Outros problemas a serem considerados no projeto: É necessário prestar atenção especial à capacidade de resistência às vibrações das instalações de tratamento de águas residuais, bem como ao excesso de margem no design, visando alcançar uma solução que seja ao mesmo tempo econômica e segura. Ao mesmo tempo, o proprietário possui características distintas no planejamento do complexo industrial; ele dá grande importância à vegetação no local. Por isso, foi mantida uma comunicação estreita com o proprietário a respeito do layout, visando manter consistência com o estilo geral do complexo industrial existente.