Tratamento de Água Industrial Parte 7 Aspectos de Tomada de Decisão de Projetos

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ASPECTOS DE TOMADA DE 
DECISÃO EM PROJETOS
Informações para Projeto e 
Definição de rotas tecnológicas
Gestor: ENG-AB/PROJEN/EPROC
Junho/2015
DEFINIÇÃO DE ROTAS TECNOLÓGICAS
Gestor: ENG-AB/PROJEN/EPROC
Junho/2015
• Para definição da rota tecnológica, são necessários alguns dados de
entrada para o projeto do sistema:
- Dados locais e climáticos;
- Planta de arranjo da unidade;
- Legislação aplicável;
- Captação de água e descarte de efluentes;
- Características da água bruta;
- Tipos de usos, consumos e especificações das correntes de água tratada;
- Regime de operação;
- Logística da região;
DEFINIÇÃO DE ROTAS TECNOLÓGICAS
Gestor: ENG-AB/PROJEN/EPROC
Junho/2015
• Planta de arranjo da unidade
- Área disponível para instalação da unidade;
- Presença de “piperacks”, tubovias, eletrodutos, redes de drenagens e
sistemas existentes;
- Possíveis interferências com o novo sistema.
• Legislação aplicável
- Portaria nº 2914/2011 do Ministério da Saúde;
- Resoluções nº 357/2005 e nº 430/2011 (CONAMA), etc;
- Atender sempre as exigências estabelecidas pela regulamentação federal
e, caso haja regulamentação estadual ou municipal, estas são mandatórias
sobre as exigências menos restritivas ou aspectos não abordados na
legislação federal.
DEFINIÇÃO DE ROTAS TECNOLÓGICAS
Gestor: ENG-AB/PROJEN/EPROC
Junho/2015
• Captação de água de descarte de efluentes
- Outorga de captação de água e a autorização para o descarte de efluentes
são definidas por Órgãos Públicos;
- Geralmente um sistema de água superficial apresenta apenas um ponto de
captação, enquanto sistemas de captação de fonte subterrânea
apresentam múltiplos pontos de captação.
- Para captação subterrânea, um estudo hidrogeológico é necessário, pois
fornece a estimativa dos dados de vazão e regime de operação de cada
poço a ser perfurado.
DEFINIÇÃO DE ROTAS TECNOLÓGICAS
Gestor: ENG-AB/PROJEN/EPROC
Junho/2015
• Captação de água de descarte de efluentes
- Outorga de captação de água e a autorização para o descarte de efluentes
são definidas por Órgãos Públicos;
- Geralmente um sistema de água superficial apresenta apenas um ponto de
captação, enquanto sistemas de captação de fonte subterrânea
apresentam múltiplos pontos de captação.
- Para captação subterrânea, um estudo hidrogeológico é necessário, pois
fornece a estimativa dos dados de vazão e regime de operação de cada
poço a ser perfurado.
• Parâmetros mínimos normalmente exigidos para caracterização da água bruta:
– Alcalinidade
– Cloretos
– Condutividade
– Cor
– DBO5
– DQO
– Dureza Total
– Ferro Total
– pH
– Sílica Total
– Sílica Reativa
– Sólidos Suspensos
– Sólidos Dissolvidos 
– Sulfatos
– Turbidez
• Importante que seja fornecida uma série histórica da qualidade da água que abranja
todas as variações de qualidade da mesma;
• Água superficiais: no mínimo, 1 ano;
• Águas subterrâneas: a depender do comportamento e existência de variações
expressivas em função das características dos poços existentes.
Gestor: ENG-AB/PROJEN/EPROC
Junho/2015
DEFINIÇÃO DE ROTAS TECNOLÓGICAS
DEFINIÇÃO DE ROTAS TECNOLÓGICAS
Gestor: ENG-AB/PROJEN/EPROC
Junho/2015
• Demandas e especificações das correntes tratadas
- Demandas de cada unidade;
- Especificação de qualidade variam (agau de resfriamento, caldeiras,
potável, para unidades do on-site, etc.);
• Regime de operação
- Plantas industriais que operam de modo intermitente devem apresentar as
facilidades necessárias para a hibernação e partida dos sistemas.
- Exemplo: UTEs que operam sob demanda podem apresentar tanque de
água polida com capacidade compatível com o consumo desta utilidade
durante a partida do sistema térmico.
DEFINIÇÃO DE ROTAS TECNOLÓGICAS
Gestor: ENG-AB/PROJEN/EPROC
Junho/2015
• Logística da região
- Importantes para a especificação dos sistemas integrantes da ETA e
definição dos produtos químicos a serem utilizados;
- Depende de:
– Tempo de entrega x Vida de prateleira (degradabilidade) dos produtos;
– Resíduos sólidos ou líquidos (definição da forma de descarte);
DEFINIÇÃO DE ROTAS TECNOLÓGICAS
Gestor: ENG-AB/PROJEN/EPROC
Junho/2015
• Cada operação unitária de ETA possui uma especificidade:
- Determinada eficiência de remoção de contaminantes;
- Limites na corrente de alimentação;
- Consumos distintos de produtos químicos;
- Área ocupada;
- Recuperação de água e consumo de água para contralavagens,
regenerações, etc.
X X
DEFINIÇÃO DE ROTAS - CLARIFICAÇÃO
Gestor: ENG-AB/PROJEN/EPROC
Junho/2015
• Para definição da rota devem ser analisados:
- Tipo de sólido presente na água de alimentação representados por cor e turbidez
(siltes, areia, matéria orgânica natural, ferro, etc.);
- Sazonalidade do corpo hídrico (constante, anual, diária, horária);
- Área disponível, etc.
• Podem ser utilizadas operações de clarificação e filtração combinadas em
função da área disponível, da variação da qualidade da água e da demanda
(Ex: Flotofiltração);
• Rendimento típico para projeto de clarificadores:
- Remoção de sólidos: 90-97% em relação à água coagulada;
- Hidráulico: 95%.
• Normalmente, águas clarificadas são adequadas para reposição de sistemas de
resfriamento.
DEFINIÇÃO DE ROTAS - FILTRAÇÃO
Gestor: ENG-AB/PROJEN/EPROC
Junho/2015
• Rotas disponíveis:
- Filtração de areia gravitacional;
- Filtração de areia pressurizada;
- Por membranas: microfiltração/ultrafiltração.
DEFINIÇÃO DE ROTAS - FILTRAÇÃO
Gestor: ENG-AB/PROJEN/EPROC
Junho/2015
• Filtro de areia gravitacional:
- Utilizado em altas vazões;
- Geralmente em estruturas de concreto.
• Filtro de areia pressurizado:
- Usado para baixas vazões;
- Maiores campanhas (maior P disponível);
- Vasos de pressão (maior custo para maiores vazões).
• Microfiltração e Ultrafiltração
- Teor de sólidos praticamente nulo na saída;
- Compactos;
- Remoção de bactérias e vírus (UF), ideal para produção de água potável;
- Ideal a montante de sistemas de osmose reversa;
- Problemas com sólidos grosseiros na entrada e “fouling” (melhor água de
alimentação necessária);
- Eventual troca de membranas.
Tipo de Filtração Taxa de Operação (m³/m².h)
Gravitacional 08 a 12
Pressurizada 10 a 12
DEFINIÇÃO DE ROTAS - FILTRAÇÃO
• Microfiltração e Ultrafiltração
Desvantagens
Podem consumir mais energia
Troca de membranas ao fim da vida útil
Podem necessitar de pré-tratamento
Suscetíveis a ruptura ou imperfeições
Vantagens
Teor de SS praticamente nulo na saída
Remoção de bactérias e vírus (ideal para 
potabilização)
Menor footprint: Unidades compactas
Unidades modularizáveis
Baixo consumo de químicos
Gestor: ENG-AB/PROJEN/EPROC
Junho/2015
DEFINIÇÃO DE ROTAS - FILTRAÇÃO
Gestor: ENG-AB/PROJEN/EPROC
Junho/2015
• Para produção de água potável de águas superficiais, é obrigatória a
filtração (Portaria 2914/2011);
• Rendimento típico de filtros de areia para projeto:
- Remoção de sólidos suspensos/colóides : 100% dos sólidos maiores que 5 µm.
- Hidráulico: 94-99% da água de entrada (1-6% do volume produzido são utilizados
para contralavagem).
• Rendimento típico de processos de membranas:
- Remoção de sólidos suspensos/colóides: praticamente total.
- Hidráulico: 90% de produção líquida (perda com rejeito e limpezas).
DEFINIÇÃO DE ROTAS - DESCLORAÇÃO
Gestor: ENG-AB/PROJEN/EPROC
Junho/2015
• Filtro de carvão ativado:
- Rendimento hidráulico = 99,5%;
- Maior CAPEX;
- Menor OPEX;
• Bissulfito de sódio: 
- Relação de bissulfito de sódio para cloro livre de 3:1 (excesso);
- É preferível usar este método de descloraçãoantes da OR;
- Menor CAPEX;
- Maior OPEX;
- Limitação: Aumento de sólidos dissolvidos totais.
DEFINIÇÃO DE ROTAS - DESMINERALIZAÇÃO
Gestor: ENG-AB/PROJEN/EPROC
Junho/2015
• Rotas disponíveis:
- Resinas de Troca Iônica (Abrandamento, Desalcalinização,
Desmineralização);
- Osmose Reversa;
- Eletrodiálise Reversa;
- Eletrodeionização.
• Definição da rota depende, principalmente, de/a:
- Salinidade/condutividade da alimentação;
- CAPEX e OPEX (consumo de químicos, energia elétrica, etc.);
- Rendimento hidráulico;
- Qualidade da água no processo a jusante;
- Qualidade da água de alimentação e contaminantes.
DEFINIÇÃO DE ROTAS - DESMINERALIZAÇÃO
Gestor: ENG-AB/PROJEN/EPROC
Junho/2015
?
DEFINIÇÃO DE ROTAS - DESMINERALIZAÇÃO
Gestor: ENG-AB/PROJEN/EPROC
Junho/2015
• Valores típicos de condutividade na alimentação:
• Valores típicos de saída:
Processo Faixa de alimentação - Condutividade
EDI < 5 µS/cm
Troca iônica 5 µS/cm < Condutividade < 200 µS/cm
Osmose reversa > 100 µS/cm
EDR < 3600 µS/cm
Fonte: Water Treatment Handbook - Degremont
Processo Condutividade (µS/cm) Sílica (mg/L)
Troca iônica com regeneração concorrente 1 a 20 0,1 a 0,5
Troca iônica com regeneração contracorrente 0,5 a 2 0,02 a 0,1
Osmose simples passo 3 a 20 0,1 a 1
Osmose duplo passo 1 a 3 0,01 a 0,1
Saída de leito misto 0,05 a 0,2 0,002 a 0,02
DEFINIÇÃO DE ROTAS - DESMINERALIZAÇÃO
Gestor: ENG-AB/PROJEN/EPROC
Junho/2015
• Rendimentos típicos:
• Membranas de EDR mais robustas do que de OR;
• Resinas de troca iônica consomem mais produtos químicos;
• OR tende a consumir mais energia elétrica;
• Resinas de troca iônica e OR menos resistentes a matéria orgânica;
• Sílica não removida pela EDR;
• Sílica coloidal não removida por troca iônica;
• Entre outros...
Processo Rendimento Hidráulico (% da alimentação)
Troca iônica 97% (Campanha 24 h)
Osmose reversa 75% (água superficial)
EDR 85% - 95% (em função da alimentação)
EXERCÍCIO – BALANÇO HÍDRICO
Clarificação 
SedimentaçãoÁgua Bruta
Centrífuga Lodo desaguado
Filtração
Make-up Torres 
de Resfriamento
Tanque de 
água filtrada
Água 
Industrial
Descloração 
em Carvão Troca iônica
Tanque de água 
desmineralizada
Descarte
Água p/ 
Caldeiras
Coagulante
EXERCÍCIO – BALANÇO HÍDRICO
• A rota de tratamento de água mostrada no fluxograma anterior foi
definida para um novo empreendimento. Com base nos dados a
seguir, estimar a vazão de captação de água bruta da ETA, o teor
aproximado de sólidos no lodo e a vazão de efluente da troca iônica
para neutralização:
– Consumo de água desmineralizada para caldeiras: 200 m³/h;
– Consumo de água industrial para serviços: 30 m³/h;
– Consumo para make-up de água de resfriamento: 500 m³/h;
– Turbidez da água bruta: 70 NTU;
– Admitir que todos os sólidos saem na clarificação.
Gestor: ENG-AB/PROJEN/EPROC
Junho/2015
RESOLUÇÃO – BALANÇO HÍDRICO
Clarificação 
SedimentaçãoÁgua Bruta
Centrífuga Lodo desaguado
Filtração
Make-up Torres 
de Resfriamento
Tanque de 
água filtrada
Água 
Industrial
Descloração 
em Carvão Troca iônica
Tanque de água 
desmineralizada
Descarte
Água p/ 
Caldeiras
Coagulante
200 m³/h
30 m³/h
500 m³/h
Turbidez (NTU) Dosagem Base Seca (mg/L)
1 a 5 8
5 a 10 10
10 a 15 13
15 a 20 14
20 a 30 17
30 a 50 25
50 a 80 30
80 a 110 34
110 a 150 40
150 a 250 43
250 a 350 52
350 a 500 60
500 a 800 75
800 a 1200 95
Dosagem de coagulante em função da turbidez (Regra geral)
Gestor: ENG-AB/PROJEN/EPROC
Junho/2015
• Embora não exista uma regra geral de correlação entre os valores de turbidez (NTU) e a
concentração de sólidos suspensos (SS), a seguinte fórmula é usada para relacionar os
parâmetros:
– Baixos valores de SS: relação entre turbidez e sólidos suspensos em mg/l é de 1:5
– Elevados valores de SS: relação entre turbidez e sólidos suspensos é de 1:0,5.
RESOLUÇÃO – BALANÇO HÍDRICO
Clarificação 
SedimentaçãoÁgua Bruta
Centrífuga Lodo desaguado
Filtração
Make-up Torres 
de Resfriamento
Tanque de 
água filtrada
Água 
Industrial
Descloração 
em Carvão Troca iônica
Tanque de água 
desmineralizada
Descarte
Água p/ 
Caldeiras
Coagulante
200 m³/h
30 m³/h
500 m³/h
35 mg/L
30 mg/L
RESOLUÇÃO – BALANÇO HÍDRICO
Clarificação 
SedimentaçãoÁgua Bruta
Centrífuga Lodo desaguado
Filtração
Make-up Torres 
de Resfriamento
Tanque de 
água filtrada
Água 
Industrial
Descloração 
em Carvão Troca iônica
Tanque de água 
desmineralizada
Descarte
Água p/ 
Caldeiras
Coagulante
200 m³/h
30 m³/h
500 m³/h
35 mg/L
30 mg/L
206 m³/h
207 m³/h
6 m³/h
7 m³/h1 m³/h
Rendimento de 97% 
Rendimento de 99,5% 
RESOLUÇÃO – BALANÇO HÍDRICO
Clarificação 
SedimentaçãoÁgua Bruta
Centrífuga Lodo desaguado
Filtração
Make-up Torres 
de Resfriamento
Tanque de 
água filtrada
Água 
Industrial
Descloração 
em Carvão Troca iônica
Tanque de água 
desmineralizada
Descarte
Água p/ 
Caldeiras
Coagulante
200 m³/h
30 m³/h
500 m³/h
35 mg/L
30 mg/L
206 m³/h
207 m³/h
6 m³/h
7 m³/h
249 m³/h
12 m³/h
12 m³/h
249 m³/h
1 m³/h
Rendimento de 95% 
RESOLUÇÃO – BALANÇO HÍDRICO
Clarificação 
SedimentaçãoÁgua Bruta
Centrífuga Lodo desaguado
Filtração
Make-up Torres 
de Resfriamento
Tanque de 
água filtrada
Água 
Industrial
Descloração 
em Carvão Troca iônica
Tanque de água 
desmineralizada
Descarte
Água p/ 
Caldeiras
Coagulante
200 m³/h
30 m³/h
500 m³/h
35 mg/L
30 mg/L
206 m³/h
207 m³/h
6 m³/h
7 m³/h
249 m³/h
12 m³/h
12 m³/h
249 m³/h
788 m³/h
39 m³/h
36 m³/h 3 m³/h
740 m³/h
1 m³/h
Rendimento de 95% 
Recuperação de 
água de 92% 
RESOLUÇÃO – BALANÇO HÍDRICO
Clarificação 
SedimentaçãoÁgua Bruta
Centrífuga Lodo desaguado
Filtração
Make-up Torres 
de Resfriamento
Tanque de 
água filtrada
Água 
Industrial
Descloração 
em Carvão Troca iônica
Tanque de água 
desmineralizada
Descarte
Água p/ 
Caldeiras
Coagulante
200 m³/h
30 m³/h
500 m³/h
206 m³/h
207 m³/h
249 m³/h
249 m³/h788 m³/h
12 m³/h
12 m³/h
740 m³/h
6 m³/h
7 m³/h
39 m³/h
35 mg/L
30 mg/L
1135 mg/L
36 m³/h 3 m³/h
14750 mg/L
1 m³/h
Remoção de 
sólidos = 92% 
Admitindo que não 
retornam sólidos 
para clarificação
Admitindo remoção 
total de sólidos na 
centrífuga
RESOLUÇÃO – BALANÇO HÍDRICO
Clarificação 
SedimentaçãoÁgua Bruta
Centrífuga Lodo desaguado
Filtração
Make-up Torres 
de Resfriamento
Tanque de 
água filtrada
Água 
Industrial
Descloração 
em Carvão Troca iônica
Tanque de água 
desmineralizada
Descarte
Água p/ 
Caldeiras
Coagulante
200 m³/h
30 m³/h
500 m³/h
206 m³/h
207 m³/h
249 m³/h
249 m³/h788 m³/h
12 m³/h
12 m³/h
740 m³/h
6 m³/h
7 m³/h
39 m³/h
35 mg/L
30 mg/L
1135 mg/L
36 m³/h 3 m³/h
14750 mg/L
1 m³/h
RESOLUÇÃO – BALANÇO HÍDRICO
ASPECTOS DE TOMADA DE 
DECISÃO EM PROJETOS
Rotas de ETAs na Petrobras
Gestor: ENG-AB/PROJEN/EPROC
Junho/2015
ROTAS TECNOLÓGICAS - REFAP
Gestor: ENG-AB/PROJEN/EPROC
Junho/2015
Clarificação 
(Pulsator) Filtração
Microfiltração Osmose Reversa
Água p/ 
Caldeiras
Água 
Potável
Água de 
Incêndio
Água Bruta Água Industrial
Make-up Torres 
de Resfriamento
Rejeito da OR
ROTAS TECNOLÓGICAS - REMAN
Gestor: ENG-AB/PROJEN/EPROC
Junho/2015
AbrandamentoUltrafiltração
Água 
Potável
Água Bruta 
(Rio)
Água p/ 
Caldeiras
Make-up Torres 
de Resfriamento
Água de 
Incêndio
Água Bruta 
(Poços)
Make-up Torresde Resfriamento
ROTAS TECNOLÓGICAS - RECAP
Gestor: ENG-AB/PROJEN/EPROC
Junho/2015
Clarificação Filtração
Descloração 
em Carvão
Água de 
Incêndio
Água Bruta
Água 
Industrial
Make-up Torres 
de Resfriamento
Osmose 
Reversa
Água p/ 
Caldeiras
ROTAS TECNOLÓGICAS - REGAP
Gestor: ENG-AB/PROJEN/EPROC
Junho/2015
Clarificação Filtração
Descloração 
em Carvão
Água de 
Incêndio
Água Bruta
Água 
Industrial
Make-up Torres 
de Resfriamento
Troca iônica Água p/ Caldeiras
ROTAS TECNOLÓGICAS - REDUC
Gestor: ENG-AB/PROJEN/EPROC
Junho/2015
Clarificação Filtração Descloração 
em Carvão
Água de 
Incêndio
Água Bruta
Água 
Industrial
Make-up Torres 
de Resfriamento
Troca iônica Água p/ Caldeiras
Ultrafiltração
Água 
Potável
Troca iônica 
e Polimento
ROTAS TECNOLÓGICAS - REPLAN
Clarificação Filtração
Ultrafiltração
Água Bruta
Make-up Torres 
de Resfriamento
Rejeito da OR
Água de 
Incêndio
Osmose 
Reversa
Descloração 
em Carvão Troca Iônica
Polimento
Água p/ 
Caldeiras
Make-up Torres 
de Resfriamento
Água 
Industrial
ROTAS TECNOLÓGICAS - REVAP
Clarificação Filtração UltrafiltraçãoÁgua Bruta
Rejeito da OR
Água de 
Incêndio
Osmose 
Reversa
Água p/ 
Caldeiras
Make-up Torres 
de Resfriamento
Água 
Industrial
Água 
Potável
Polimento
Gestor: ENG-AB/PROJEN/EPROC
Junho/2015
ROTAS TECNOLÓGICAS - RLAM
Clarificação FiltraçãoÁgua Bruta
Rejeito da OR
Água de 
Incêndio
Osmose 
Reversa
Descloração 
em Carvão
Água p/ 
Caldeiras
Make-up Torres 
de Resfriamento
Água 
Industrial
Água 
Potável
Clarificação
ROTAS TECNOLÓGICAS - RPBC
Clarificação FiltraçãoÁgua Bruta
Make-up Torres 
de Resfriamento
Água de 
Incêndio
Descloração 
em Carvão Troca Iônica
Polimento
Água p/ 
Caldeiras
Água 
Industrial
Make-up Torres 
de Resfriamento
ROTAS TECNOLÓGICAS - REPAR
Gestor: ENG-AB/PROJEN/EPROC
Junho/2015
Descloração 
em Carvão
Água de 
Incêndio
Água Bruta
Troca iônica
Água p/ 
CaldeirasFlotofiltração
Osmose 
Reversa
Make-up Torres 
de Resfriamento
Rejeito da OR
Flotofiltração
Efluente 
ETDI (MBR)
Carvão 
Ativado
Eletrodiálise 
Reversa
Condensado 
Tratado
ROTAS TECNOLÓGICAS - RNEST
Flotofiltração Troca Iônica 
e Polimento
Água Bruta
Água de 
Incêndio
Água p/ 
Caldeiras
Make-up Torres 
de Resfriamento
Água 
Industrial
Gestor: ENG-AB/PROJEN/EPROC
Junho/2015
Purga das 
Torres
Clarificação 
e Filtração
Carvão 
Ativado
Eletrodiálise 
Reversa
Efluente 
ETDI (MBR)
Carvão 
Ativado
Condensado 
Tratado
Gestor: ENG-AB/PROJEN/EPROC
Junho/2015
ASPECTOS DE TOMADA DE 
DECISÃO EM PROJETOS
Monitoramento de Parâmetros
CLARIFICAÇÃO E FILTRAÇÃO - ANALISADORES
Gestor: ENG-AB/PROJEN/EPROC
Junho/2015
• Importante ter medidores de vazão e analisadores de pH, turbidez,
potencial zeta, cloro residual, etc. sempre calibrados;
• Plantas onde não existe controle automático (analisadores) dessas
dosagens de produtos químicos, não acompanham as variações da
qualidade da água bruta;
• Tempo de residência e agitação adequada nas câmaras de mistura rápida
e lenta
Bom controle da planta
Mais susceptíveis aos problemas operacionais 
no tratamento convencional
Boa mistura dos produtos químicos;
Flocos muito grandes podem se quebrar, 
prejudicando a clarificação
CLARIFICAÇÃO E FILTRAÇÃO - ANALISADORES
Gestor: ENG-AB/PROJEN/EPROC
Junho/2015
Investimentos em controle 
automático de dosagem 
de produtos químicos
Instalação de analisadores em linha: 
pH, turbidez, cloro, potencial zeta (ou 
monitor de coagulante)
Coagulação Floculação Clarificação Filtração
Tratamento 
de lodo
Água 
Bruta
Água 
Tratada
Disposição 
Final
Produtos 
Químicos
Usuários
Turbidez Alta
pHmetro
Analisador de Cloro
Monitor de Coagulante
pHmetro
Turbidez
Turbidez
DESMINERALIZAÇÃO (TROCA IÔNICA)- ANALISADORES
Gestor: ENG-AB/PROJEN/EPROC
Junho/2015
Carvão Ativado Catiônico Descarbonatadora Aniônico Leito Misto
Analisador de cloro livre
Analisador de pH Analisador de condutividade
Analisador de condutividade
Analisador de sílica
Processo Condutividade (µS/cm) Sílica (mg/L)
Troca iônica com regeneração concorrente 1 a 20 0,1 a 0,5
Troca iônica com regeneração contracorrente 0,5 a 2 0,02 a 0,1
Osmose simples passo 3 a 20 0,1 a 1
Osmose duplo passo 1 a 3 0,01 a 0,1
Saída de leito misto 0,05 a 0,2 0,002 a 0,02
EXERCÍCIO
• Um projeto desenvolvido para uma unidade da Petrobras previu o
tratamento da água bruta proveniente de fonte superficial (rio) para
atendimento às demandas de água do empreendimento;
• Esta rota foi definida em função das características da água do rio e
das especificações de água requeridas na planta;
• Foi solicitada a avaliação a respeito da alteração da qualidade da
água para poços e quais seriam as implicações em processo e custo;
• O fluxograma a seguir mostra a rota empregada para água
superficial.
Água/Serviço Vazão (m³/h)
Alimentação de Água Bruta 1120
Água Industrial (Filtrada) 20
Água para Desmineralização (Filtrada) 30
Água para Torres de Resfriamento (Filtrada) 1070
EXERCÍCIO
Tanque de 
Água Bruta
Clarificação
Decantação
Filtração Areia 
GravitacionalÁgua Bruta
Carvão 
Ativado
Água p/ 
Caldeiras
Make-up Torres 
de Resfriamento
Água 
Potável
Tanque de 
Água Filtrada
Leito 
Catiônico
Leito 
Aniônico
Tanque de 
Água Desmi
Condensado 
tratado
Polimento 
Leito Misto
Clarificação
Decantação
Filtração Areia 
Gravitacional
Tanque de 
Água Filtrada
Água 
Industrial
30 m³/h
1120 m³/h
20 m³/h1070 m³/h
EXERCÍCIO
Parâmetros Unidade
Água do Rio
Poço 1 Poço 2 Poço 3
Mínimo Máximo
pH - 5,8 8,24 5,9 5,9 5,9
Condutividade µS/cm 35,8 82,9 106,8 109,7 112,3
SDT mg/L 36 121 126 138 138
SST mg/L 25 100 - 379 (Picos) 4 3 1
ST mg/L 45 221 - 462 (Picos) 112 123 149
Cor Aparente mg/L Pt-Co - - 20,2 15,1 18,2
Cor Real UPt 5 728 (Picos) - - -
Turbidez NTU 4,7 540 (Picos) 3,0 1,5 2,84
Alcalinidade Total mg/L CaCO3 10,5 20,4 45 50 53,3
Dureza total mg/L CaCO3 12,8 22,8 22 22 25
Cloreto mg/L 1,96 7,9 22 16 24
Alumínio mg/L 0,1 6,0 0,11 0,15 0,05
Ferro Total mg/L - - 5,56 5,66 5,29
Ferro dissolvido mg/L 0,03 0,6 - - -
Manganês mg/L - - 0,13 0,13 0,12
Sílica total mg/L - 11,3 (média) 26,9 27,3 26,9
DBO mg/L 1 6 <2 <2 4
DQO mg/L 4 26 <15 <15 <15
TOC mg/L - - 6,3* 2,6 3,2
EXERCÍCIO
• Quais alterações poderiam ser feitas na rota original para adequar os
processos para a nova fonte de água (poços)?
• Não existe solução única para definição da nova rota.
RESOLUÇÃO – CLARIFICAÇÃO (INDUSTRIAL E POTÁVEL)
Tanque de 
Água Bruta
Tanque de 
sedimentaçãoÁgua Bruta Clarificação
Oxidante químico 
do ferro
Filtração Areia 
Gravitacional
Torre de 
aeração
Tanque de 
Água Filtrada
Make-up Torres 
de Resfriamento
Água 
Industrial
Para 
Desmineralização
RESOLUÇÃO – DESMINERALIZAÇÃO (ALTERNATIVA I)
Tanque de 
Água Filtrada
Carvão 
Ativado
Leito 
Catiônico
Leito 
Aniônico
Tanque de 
Água Desmi
Condensado 
tratado
Descarbonatadora
Água p/ 
Caldeiras
Polimento 
Leito Misto
RESOLUÇÃO – DESMINERALIZAÇÃO (ALTERNATIVA II)
Tanque de 
Água Filtrada
Carvão 
Ativado
Leito 
Catiônico
Leito 
Aniônico
Tanque de 
Água Desmi
Condensado 
tratado
Água p/ 
Caldeiras
Polimento 
Leito Misto
Osmose 
Reversa
RESOLUÇÃO
• Condutividade:
– Pouca alteração na condutividade não gera mudanças significativas na unidade de
desmineralização;
– Relação “aumento de volume de leito de resinas versus aumentodos custos de
investimento” deve ser pouco significativa;
– OBS: As análises de condutividade da água dos poços e do rio não estão consistentes
com o teor de sólidos dissolvidos (SDT) apresentado.
• Sólidos Suspensos Totais (SST):
– Agua do rio indicam teor maior de SST do que nos poços;
– Espera-se maior variação desse parâmetro ao longo do tempo para o rio, enquanto a
água dos poços tende a ter teores mais constantes;
– Com isso, a clarificação pode ser retirada na alternativa com água dos poços
profundos, reduzindo o CAPEX.
RESOLUÇÃO
• Cor
– Não é possível comparar as alternativas com base nos parâmetros de cor real e
aparente, devido à grande variabilidade da cor real do rio;
– A cor real, medida para o rio, não pode ser comparada com a cor aparente, medida
para os poços, pois são parâmetros distintos;
• Alcalinidade
– Alcalinidade ligeiramente mais elevada na água dos poços e pH mais baixo que a
água do rio;
– Sugere-se a inserção de uma descarbonatadora na desmineralização ou aumento do
leito aniônico, elevando o CAPEX.
RESOLUÇÃO 
• Dureza:
– Dureza da mesma ordem de grandeza da água do rio é um indicativo que a unidade
de desmineralização seria pouco alterada por conta desse fator;
• Ferro:
– Alto teor de ferro na água dos poços em relação ao rio indica que etapas adicionais
para remoção desse metal são necessárias;
– Torres de aeração são usadas para altas vazões e teores de ferro acima de 5 mg/L;
– A adoção desta solução ainda exige etapa adicional de tratamento, tal como por
oxidação química, para redução a teores dentro do padrão de potabilidade (< 0,3
mg/L);
– Remoção do ferro é vital para evitar a contaminação dos leitos de resina catiônica,
além de não prejudicar o sistema de água de resfriamento, cujos limites operacionais
na água circulante devem ser inferiores a 5 mg/L.
RESOLUÇÃO 
• Sílica:
– Análises da água dos poços indicam concentrações mais elevadas de sílica;
– Embora uma pequena parte da sílica possa ser removida na clarificação, o restante
será enviado para as torres de resfriamento, exigindo que o ciclo de concentração de
projeto seja reduzido;
– Esta alteração resulta em maior vazão de reposição de água no sistema e tem
impacto na vazão de água captada;
– Teores mais elevados de sílica na água bruta também provocam impacto na carga da
desmineralização, requisitando um aumento dos leitos de resinas aniônicas ou dos
leitos mistos;
– Uma vez que não há discriminação entre os tipos de sílica presentes na água na
análise de poço realizada (sílica coloidal x sílica reativa), não se pode concluir que a
aplicação de um sistema de osmose inversa em detrimento da desmineralização por
troca iônica seria uma melhor alternativa.