SEMINÁRIO GESTÃO AMBIENTAL. FTQ 012 . TRATAMENTO DE ÁGUA EM PROCESSOS INDUSTRIAIS

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Universidade Federal do Amazonas – UFAM 
Faculdade de Tecnologia 
Departamento de Engenharia Química
Gestão Ambiental do Tratamento de Água em Processos
Industriais por Osmose Reversa, Resina Troca Iônica e 
Ultrafiltração
Orientador: Msc. Jonhson Pontes de Moura
Igor Moraes Bezerra Calixto (21456321)
Jardel Ribeiro Cardoso (21453436)
Quelren Benacon Lima Marinho (21454868)
Manaus, 2016/01.
Tópicos Abordados
 1. Considerações Iniciais
 2. Objetivos
 3. Revisão da Literatura/ Estado da Arte
 4. Metodologia.
 5. Resultados e Discussão
 6. Considerações Finais
 7. Referências
1. Considerações Iniciais
 Na sociedade em que vivemos, a
água passou a ser vista como
recurso hídrico e não mais como
um bem natural, disponível para a
existência humana e das demais
espécies.
 Passamos a usá-la
indiscriminadamente, encontrando
sempre novos usos, sem avaliar as
consequências ambientais em
relação à quantidade e qualidade
da água.
Somada ao aumento populacional em escala mundial no último século, a intensidade da
escassez aumentou em determinadas regiões do planeta, especialmente por fatores
antrópicos ligados à ocupação do solo, à poluição e contaminação dos corpos de águas
superficiais e subterrâneos.
 Em nossa sociedade, a exploração dos recursos naturais, dentre eles a água,
de forma bastante agressiva e descontrolada, levou a uma crise
socioambiental bastante profunda.
 Assim, o estudo da gestão ambiental de reutilização na indústria é muito
importante, pois qualquer empresa tem como objetivos a maximização da
produção e do lucro, tendo como enfoque também a questão ambiental no
que concerne à preservação e conservação dos recursos hídricos mas
também com a redução de desperdícios e custos.
1. Considerações Iniciais
Dentro disso, este trabalho, volta-se para o foco
do estudo de caso de um processo industrial de
tratamento de água utilizando técnicas
modernas como ultrafiltração, resina troca
iônica e osmose reversa.
2. Objetivos
Geral:
Avaliar um plano de gestão ambiental para tratamento
de água em processos industriais por membranas de
ultrafiltração, osmose reversa e resina troca iônica.
(I). Estudar os princípios de funcionamento e
aplicabilidade das técnicas de potabilização ou
dessalinização da água- Ultrafiltração, resina troca
iônica e osmose reversa;
(II). Obter um programa de gestão ambiental
integrado e participativo para este processo de
tratamento da água;
(III). Identificar e/ou catalogar os princípios
impactos ambientais gerados no processo;
(IV). Propor medidas mitigadoras dos impactos
ambientais da atividade em estudo;
(V). Obter valores numericamente quantificáveis
de gases poluentes emitidos (GEEs) durante a atividade
em estudo avaliada através de ferramentas como o
PHG Protocol.
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3. Revisão da Literatura/ Estado da Arte.
 Definições do reuso de água
Segundo o Artigo 2º da Resolução Nº 54 de 28/11/2005, do Conselho Nacional de
Recursos Hídricos –CNRH, temos as seguintes definições para este termo:
Água
Residuária
Reuso de Água
Reuso direto de 
água
Água de Reuso
Produtor de 
água de reuso
Distribuidor de 
Água de Reuso
Usuário de 
Água de Reuso
LEGISLAÇÃO – ÁGUA E REUSO
 3.1. Fundamentos sobre Membranas e processos de separação por membranas
• Processo de Separação por Membranas
Adaptado de Mulder ,1997
Correntes no processo de separação por membrana. 
• Características mais relevantes da membranas
•Adaptado de Scott (1995) e Ribau Teixeira&Rosa (1998)
 3.2. Tratamento de Água por Osmose Reversa
• A pressão do lado mais concentrado deve ser maior do que a do menos concentrado.
Osmose: Água Doce x Água Salgada.
Osmose Natural vs. Osmose Reversa.
 3.3. Tratamento de água por Resina Troca Iônica
Resinas de troca iônica são produtos sintéticos, que colocados na água,
poderão liberar íons sódio ou hidrogênio (resinas catiônicas) ou hidroxila
(resinas aniônicas) e captar desta mesma água, respectivamente, cátions e
ânions, responsáveis por seu teor de sólidos dissolvidos, indesejáveis a muitos
processos industriais (KREMER, 2007)
1) Resina Catiônica Forte: C.F.A.
• Reação de abrandamento:
• Reação de descarbonatação/desmineralização:
2) Resina Catiônica Fracamente Ácida: C.F.A.
3) Resina Aniônica Forte: A.F.B
4) Resina Aniônica Fracamente Básica. A.f.B
 3.4. Sistemas de Tratamento de Águas e/ou Efluente Industriais
 Os sistemas de tratamento de água (SiTAs), como toda indústria, geram resíduos
no seu processo produtivo.
 Nos SiTAs, esses resíduos são provenientes da descarga e limpeza de
decantadores e lavagem de filtros, os quais, no Brasil, são comumente lançados
em corpos de água como disposição final, ocasionando impactos ambientais.
 Essa prática torna necessária a implantação de programas e desenvolvimento de
atividades para minimizar esses impactos.
Processo Contínuo de tratamento da água. Esquema prático do sistema de tratamento de água. Fonte: Sabesp
FLUXOGRAMA DE PROCESSOS - ETAs
 3.5. Catalogação dos principais resíduos sólidos e gasosos gerados em processo de
tratamento de água
• Resíduos Sólidos: Lixo Fino, Escuma, Areia e Lodo.
• Resíduos Gasosos: Nitrogênio (N2), o Gás Carbônico (CO2), o Metano (CH4), o Gás
Sulfídrico (H2S), o Oxigênio (O2), o Hidrogênio (H2) e o óxido nitroso (N2O)
Resíduos GasososResíduos Sólidos
 Estudo de caso: Estação de tratamento de água na remoção de
Carbofurano e outros rejeitos da água residual.
 Carbofurano é um tipo de agrotóxico extremamente nocivo à saúde
humana, de acordo com a ANVISA (2016).
 É um agente bastante comum em lavouras, podendo ser encontrado em
águas naturais, principalmente em regiões como a Índia, devido à alta
produção de arroz.
Fórmula estrutural do carbofurano. Fonte: ANVISA
4.Metodologia.
 De acordo com o estudo, os testes foram feitos em um equipamento de
bancada, de acordo com a figura abaixo.
 É um equipamento universal para testes qualitativos de membranas em
batelada e fluxo tangencial (BUENO et al., 2016).
 água ultrapura (AUP)
 água de manancial (AB)
 água pré-tratada (ABM)
Três amostras de água foram
utilizadas
Membrana NF90
Membrana HR
Dois tipos de membranas foram
utilizadas
• Os testes foram feitos a duas pressões diferentes, para se
determinar a porcentagem de carbofurano filtrada e a
concentração de carbofurano que ainda se manteve
no filtrado
Relação das eficiências de remoção e das concentrações do
carbofurano nos permeados de acordo com as membranas,
pressões e matrizes de alimentação (AUP - água ultrapura; AB -
água bruta e ABM - água bruta microfiltrada). Fonte: BUENO et al.,
2016
5. Resultados e Discussão
 O estudo de gestão ambiental de sistemas de tratamento de água pelos
processos propostos deve apresentar a viabilidade ambiental e
econômica nas fases de projeto, implantação, operação do sistema,
abrangendo o diagnóstico de estruturas como o manancial de
abastecimento, o sistema de captação de água, a localização de
implantação da estação de tratamento de água, a operação e
manutenção do sistema como um todo, a identificação de impactos
ambientais, como a geração de resíduos nas estações.
 O autor Souza, 2000, apresenta na representação iconográfica na
lauda a seguir a relação entre as etapas de um sistema de gestão
ambiental.
 Este trabalho limitou-se a apresentar o sistema de tratamento de
água como atividade e consequentes impactos ambientais e
propor medidas mitigadoras, já que as características ambientais
dependem do fator locacional de implantação do sistema.
Relaçãoentre as etapas do sistema de gestão ambiental. 
SISTEMAS DE GESTÃO AMBIENTAL
RELAÇÃO ASPECTO X IMPACTO X MEDIDA MITIGADORA
ASPECTO AMBIENTAL IMPACTO AMBIENTAL MEDIDA MITIGADORA
Descarte do lodo para as águas 
superficiais e subterrâneas
Alteração da ictiofauna
Mortandade dos peixes
Minimização do volume de lodo 
produzido
Descarte do lodo nas águas 
superficiais e subterrâneas
Poluição Hídrica
Assoreamento
Utilização do lodo na construção 
civil
Uso abusivo de água no processo Perdas desnecessárias de recurso 
hídrico
Minimização de água utilizada 
para a limpeza das unidades de 
tratamento
Descarte de coagulantes na 
melhoria do processo de 
potabilização
Perdas processuais
Aumento de custos Recuperação de coagulantes
Descarte indevido dos resíduos 
sólidos no processo
PNRS (2010)
Poluição Hídrica
Poluição Atmosférica
Poluição Lençóis Freáticos
Tratamento e disposição final de 
resíduos gerados em ETAs
Manutenção da qualidade do 
Manancial de Abastecimento
Poluição dos mananciais Proteção do manancial de 
abastecimento
Matriz de Impactos Ambientais – Matriz de Leopold.
 Utilizou-se o método de interação entre as ações
impactantes e os fatores ambientais para a construção da
matriz de impactos ambientais, identificando-os fatores
como positivos e negativos, em termos numéricos.
 Segundo o autor Canter, 1996, o uso da matriz de
interação indica o ponto de interseção de uma ação ou
atividade que causará uma mudança no fator ambiental,
sendo bastante utilizada em estudos de impacto
ambiental.
Com base na identificação dos impactos ambientais,
estima-se quais serão os aspectos ambientais mais
potencialmente afetados, sendo importante ferramenta
para controle.
Fluxograma de uma estação de tratamento de água de ciclo completo e métodos
de tratamento e disposição de resíduos sólidos gerados nas unidades de
sedimentação ou flotação e filtração.
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 Inventário dos Principais gases de Efeito Estufa (GEES) 
Fluxograma de processo de emissão de GEEs em tratamento de água. 
A elaboração de
inventários é o
primeiro passo para
que uma empresa
possa contribuir para
o combate às
mudanças climáticas
(GHG Protocol).
OBJETIVOS – INVENTÁRIOS GASES GEEs
 Instrumento de gestão;
 Identificação de oportunidades de melhoria operacional
e redução de gastos;
 Exigência do mercados;
Oportunidades (mercado de carbono);
 Atração de investimentos, etc.
EXEMPLO – FÓRMULA - EMISSÃO
 U: Classe social; T: %utilização do tratamento; EF: Fator de emissão; TOW:
carga orgânica total; S: Carga orgânica removida do lodo; R: metano
recuperado.
DADOS NECESSÁRIOS
SIMULAÇÃO – INVENTÁRIOS GEEs
Em termos metodológicos, utilizamos como
fatores de emissão:
(i). Gases inventariados: Gás carbônico
(CO2), Metano (CH4) e Óxido Nitroso (N2O).
(ii). Utilizados fatores de emissão
reconhecidos pelo Governo brasileiro e
IPCC (2006).
(iii). Resultado em termos de CO2
equivalente.
Seguindo os padrões de cálculo
estabelecidos pelo programa PHG
Protocol, obtemos o inventário dos
principais Gases de Efeito Estufa
emitidos para uma estação
convencional de tratamento de água
e esgotamento sanitário, seguindo os
resultados obtidos a seguir.
PROGRAMA PHG PROTOCOL
LEVANTAMENTO DAS EMISSÕES
Tabela 1 - Valores de GEEs obtidos utilizando a ferramenta PHG Protocol
QUADRO 1 – Valores de GEEs emitidos em cada escopo e processo global.
LEVANTAMENTO DAS EMISSÕES
MEDIDAS MITIGADORAS 
GASES DE EFEITO ESTUFA
5. Considerações Finais
 Diante das exposições mostradas neste presente trabalho, conclui-se que o tratamento de
água por técnicas mais recentes e inovadoras como ultrafiltração, osmose reversa e
resina troca iônica colaboram na eficácia no processo de potabilização da água e
eliminação de qualquer agente patogênico do mesmo.
 No entanto, apesar de alguns avanços científicos na área, não foram solucionadas
questões vitais referentes ao controle ambiental, uma vez que ainda é frequente os
fenômenos de poluição hídrica e assoreamento de rios e córregos decorrentes de
atividades predatórias industriais que não levam em conta os prováveis impactos
ambientais de deposição de efluentes ou água não tratada em córregos ou igarapés.
 O Estudo de Impacto Ambiental constitui um importante instrumento para a apresentação
da viabilidade ambiental nas fases de projeto, implantação e operação de uma estação
de tratamento à sociedade.
 Com base neste trabalho, recomenda-se obediência à legislação ambiental e aos
padrões de qualidade nas fases que compreendem o projeto, a implantação e
operação de estações de tratamento de água, considerando os fatores ambientais
físico, biológico e antrópico, a otimização dos processos de tratamento das fases líquidas
e sólidas, em projeto de estações, visando a minimização de resíduos gerados e o
dimensionamento econômico das unidades componentes do sistema.
6. Referências.
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