Planta de tratamento de efluentes alemã alcança redução de 97,5% na carga de fósforo

• Limite rigoroso de descarga no meio ambiente é alcançado na dosagem de sulfato de cloreto férrico

A modernização de um sistema de dosagem de produtos químicos em uma planta de tratamento de efluentes na Alemanha está fornecendo alto desempenho na remoção de fósforo, diz Thomas Klobuczynski, engenheiro de vendas industriais da Watson-Marlow Fluid Technology Solutions (WMFTS), Alemanha.

A planta de tratamento de efluentes que atende à cidade de Hessisch-Lichtenau na Alemanha está usando uma solução inovadora para dosagem química em aplicação de remoção de fósforo. Duas bombas de diafragma, usadas originalmente para medir cloreto férrico e eliminar fosfatos, estão sendo substituídas, pela primeira vez no país, por uma única bomba peristáltica Qdos CWT da WMFTS.

A planta de tratamento de efluentes de Fürstenhagen atende a uma população de 18.500 pessoas no distrito Werra-Meissner do estado Hessen.

O sistema de processamento de efluentes primário inclui a pré-limpeza mecânica através de grades e coletores de areia e um tanque de aeração com recirculação para desnitrificação upstream e nitrificação downstream. Há dois reservatórios secundários de clarificação e uma unidade de tratamento de lodo.

Dosagem férrica

A dosagem química do agente de precipitação sulfato de cloreto férrico (FeClSO4) é necessária na etapa de tratamento biológico para obter uma redução consistente de fósforo, pois a carga de fósforo na entrada da planta é altamente variável. As normas ambientais para a descarga de efluentes tratados no rio Losse é rigorosamente limitada a 0,70 mg/L de fosfato total, ou seja, uma média de 0,50 mg/L de fosfato total por ano e 0,20 mg/L de ortofosfato.

Um único ponto de dosagem é usado para adicionar o precipitado e a bomba de dosagem química recebe o cloreto férrico de um reservatório de 25 m3, o qual é então transferido ao ponto de dosagem a cerca de 30 m.

De acordo com o operador, é essencial que a dosagem seja consistente 24 h por dia, mas as duas bombas de diafragma que eram usadas para realizar essa tarefa, operando alternadamente, não eram confiáveis e requeriam manutenções frequentes.

O gerente de operações de efluentes, Marco Quehl, disse, "Precisamos que uma quantidade constante de precipitado seja dosada, e essa quantidade precisa aumentar automaticamente, seguindo a variação da carga de fósforo na entrada.”

“A tecnologia da nova bomba Qdos CWT é simplesmente a melhor possível em relação à dosagem do agente de precipitação em nossa planta. Não há a necessidade de buscarmos qualquer outra solução.”

Marco Quehl, gerente de operações de efluentes

Desafios de corrosão

De acordo com Quehl, o maior problema das bombas de diafragma era que o sulfato de cloreto férrico era corrosivo e deixava resíduos de ferro nas válvulas da bomba, resultando em uma má vedação contra os assentos das válvulas e pequenos vazamentos constantemente.

“Isso exigia a execução frequente de pequenos trabalhos de manutenção, e após um tempo de operação médio de cerca de 12 meses das duas bombas de diafragma funcionando alternadamente, tínhamos que substituir o cabeçote, ou até mesmo toda a bomba”, comentou. “Quando consideramos também os procedimentos de limpeza necessários, percebemos que a longo prazo a sua operação era demorada e cara.”

A maioria das bombas de dosagem química precisa de manutenção periódica para se manter operacional. Isso pode tirar a bomba de operação durante horas, geralmente exigindo que haja uma bomba de reserva para garantir a continuidade do processo. A manutenção também requer a atenção total de pelo menos um técnico local especializado.

Economia de tempo

Os cabeçotes de toda a série Qdos da Watson-Marlow não precisam ser abertos para reparos. Simplesmente, o cabeçote é removido como uma unidade única e um novo é colocado no seu lugar. É necessário menos de um minuto para um operador fazer a troca, possibilitando inúmeros benefícios de economia de tempo e garantia de segurança, pois os técnicos de manutenção não têm contato com os produtos químicos.

“Já tínhamos tido uma experiência positiva usando as bombas Qdos da Watson-Marlow para a dosagem de sulfato de cloreto férrico e outros produtos químicos, sendo esse o motivo pelo qual concordamos em testar a bomba CWT na nossa planta,” disse Quehl.

A nova bomba Qdos CWT é a primeira bomba peristáltica do mundo sem mangueira, o que representa uma mudança radical no projeto conceitual de uma bomba peristáltica. O primeiro teste em campo da bomba foi feito na planta de efluentes de Fürstenhagen, como parte de um período de teste de longo prazo.

Redução das tensões

Enquanto uma mangueira peristáltica convencional é comprimida de maneira plana por meio da deformação plástica, o cabeçote da Qdos CWT incorpora um elemento de EPDM, que é comprimido elasticamente contra uma base composta por PEEK, um polímero de alta performance. Isso reduz a tensão e a fadiga do material, fornecendo um vida útil significativamente mais longa, uma manutenção rápida e menos paradas da planta.

A bomba é auto-escorvante e não há contrafluxos, mesmo quando a bomba não está em operação. Isso também evita bloqueios por gás, portanto, não há risco de interrupção ou necessidade de equipamentos adicionais, como válvulas de sustentação de pressão, válvulas de descarga de ar ou bombas de reserva.

O gerente de operações, Bernd Sennhenn, disse, “A bomba Qdos CWT foi instalada 12 meses atrás e tem funcionado sem nenhuma falha desde então. Foi possível instalar essa bomba diretamente no lugar de uma das bombas de diafragma.”

Refletindo sobre o teste na planta de efluentes de Fürstenhagen, Quehl comentou, “A bomba Qdos CWT está em operação há mais de 8.000 horas, tendo dosado um total de quase 90.000 litros de agente de precipitação, e ainda não precisou de manutenção.”

“Em comparação com as bombas de diafragma, as dosagens da bomba Qdos CWT são mais uniformes e têm uma menor pulsação, o que protege a tubulação e os conectores. Não há a necessidade de dampers de pulsação.”

Operação contínua

A troca das bombas de dosagem para uma bomba mais avançada gerou uma economia considerável de tempo e custo para a planta. A bomba Qdos CWT tem operado a uma média de 75% da sua capacidade máxima, demonstrando a sua capacidade e confiabilidade em faixas de desempenho mais altas.

Essa confiabilidade da Qdos CWT é resultado do seu projeto de engenharia. O elemento de contato com o fluido sofre baixos níveis de tensão, e apesar de uma segunda bomba de dosagem ser mantida como reserva na Fürstenhagen para garantir a disponibilidade operacional, ela praticamente nunca é usada.

Devido à confiabilidade e funcionalidade geral do cabeçote da Qdos CWT, a planta de Fürstenhagen alcançou uma redução de 97,5% da carga de fósforo durante o ano.

“A tecnologia da nova bomba Qdos CWT é simplesmente a melhor possível em relação à dosagem do agente de precipitação em nossa planta. Não há a necessidade de buscarmos qualquer outra solução,” afirnou Quehl.

Saiba mais sobre a tecnologia da Qdos CWT