Equipamento de tratamento de lixiviados DTRO

Requisitos Fundamentais do Processo

Dadas as características do lixiviado, o projeto e a seleção do processo para tratamento de chorume em aterros sanitários precisam atender às seguintes condições:

● Atendendo às exigências de mudanças na quantidade de água.

A capacidade de processamento de qualquer escala escolhida de processo de tratamento de água tem um limite superior no tratamento de água. Como resultado, o processo de design deve ter uma alta capacidade de carga de choque de pressão anti-água para acomodar grandes flutuações na quantidade de água.

● Alta resistência à carga de choque devido à qualidade da água.

Devido à grande variação na qualidade da água do lixiviado, o processo de tratamento deve ser resistente a cargas de choque. Considerar a diminuição significativa na biodegradabilidade do lixiviado e o desequilíbrio da proporção de carbono e nitrogênio conforme a idade do aterro aumenta é especialmente importante.

● Alta capacidade de remoção de DQO e DBO.

A concentração de DQO no chorume de aterro pode variar entre 4000 e 20000 mg/l, e as políticas nacionais de proteção ambiental exigem padrões de qualidade de água cada vez mais rigorosos para efluentes de tratamento de chorume. Como resultado, o processo de tratamento deve ter uma capacidade de remoção de poluentes orgânicos muito alta.

● Excelente eficiência de desnitrificação.

A concentração de nitrogênio amoniacal do lixiviado de aterro sanitário normalmente varia de centenas a milhares de mg/L, o que é dezenas a centenas de vezes maior do que a do esgoto municipal. Além disso, como resultado do uso do padrão GB16889-2008 pelo projeto, os requisitos de descarga para nitrogênio amoniacal e nitrogênio total no efluente são extremamente rigorosos. Portanto, para a remoção de nitrogênio amoniacal, o processo de tratamento necessita de uma taxa de desnitrificação maior que 99%.

● A unidade de tratamento é estável e a operação e o gerenciamento são simples.

● O método de tratamento é seguro e ecológico.

Visão geral da tecnologia DTRO (osmose reversa em tubo de disco)

DTRO (Disc Tube Reverse Osmosis) é uma tecnologia de ponta membrana de osmose reversa tecnologia. O componente é construído de forma diferente das membranas tradicionais enroladas em espiral. O canal de alimentação do módulo de membrana de tubo de disco apresenta um design de canal de fluxo patenteado com um canal aberto. A solução de alimentação entra no vaso de pressão através da entrada e flui para a outra extremidade do módulo através do canal entre a placa guia e o alojamento. 

A solução de alimentação entra na placa guia através de oito canais na extremidade oposta do flange (conforme mostrado na Figura 1). O líquido tratado flui através da membrana de filtragem o mais rápido possível, então reverte 180o para a outra superfície da membrana e flui para a placa guia seguinte através da fenda no centro da placa guia (conforme mostrado na Figura 2). 

Na superfície da membrana, isso cria um duplo “S” — o caminho moldado da borda circular da placa guia para o centro, de volta para a borda e de volta para o centro. Finalmente, o líquido concentrado emerge do flange da extremidade de alimentação. As duas placas guia do módulo DTRO são separadas por 3 mm, e a superfície da placa guia tem saliências dispostas em um padrão específico. 

Este design hidráulico exclusivo causa turbulência no líquido tratado à medida que ele passa pela superfície da membrana e colide com as saliências sob pressão, aumentando a taxa de permeação e a função de autolimpeza, evitando efetivamente a incrustação da membrana e a polarização da concentração, e estendendo com sucesso a vida útil do módulo da membrana. A limpeza do módulo também é simples, tornando o módulo da membrana do tubo de disco adequado para condições adversas de água de alimentação.

Esta é uma explicação técnica dos benefícios de usar uma membrana de osmose reversa de tubo de disco para tratar lixiviado. Aqui estão os pontos principais:

● Qualidade confiável do efluente que atende aos padrões de descarga, não afetado pela biodegradabilidade do chorume.

Como a tecnologia de osmose reversa de tubo de disco rejeita poluentes em uma taxa alta, o efluente pode atender aos padrões de descarga nos estágios inicial, médio e final do tratamento de chorume sem ser afetado pela biodegradabilidade do chorume ou pela proporção carbono-nitrogênio. Essa tecnologia é especialmente útil para tratar chorume de aterros sanitários antigos nos estágios intermediário e final.

● Baixos custos de investimento e operação.

Quando comparada a outros processos, a tecnologia de osmose reversa de tubo de disco tem o menor fluxo de processo e o menor consumo de energia, ao mesmo tempo em que atende aos padrões de descarga de alto nível, resultando em baixo investimento e custos operacionais. Os custos operacionais do DTRO de dois estágios são muito menores do que os de outros processos de tratamento que podem atender aos novos padrões.

● Maior vida útil da membrana.

Os componentes do DTRO têm um canal aberto de 3 mm e um disco guia de fluxo exclusivo com saliências, permitindo que o fluido no elemento forme um estado de fluxo turbulento, minimizando a incrustação da membrana, a poluição e a polarização da concentração na maior extensão possível.

O formato distinto e o design hidráulico do DTRO simplificam a limpeza e a restauração do fluxo após a limpeza, estendendo a vida útil da membrana. A engenharia prática demonstra que a vida útil de um pacote de membrana DTRO de primeiro estágio no tratamento do lixiviado original pode chegar a 3 anos ou até mais, e a vida útil de um DTRO de segundo estágio pode chegar a mais de 5 anos, o que é difícil de ser alcançado para os sistemas de tratamento de osmose reversa disponíveis.

● Os componentes da membrana são simples de manter.

Os componentes da membrana DTRO são projetados para serem desmontados e mantidos facilmente. Abrir o componente DTRO permite uma inspeção e manutenção simples de qualquer pacote de membrana de filtro e outras peças. Quando o número de peças é insuficiente, o componente pode permitir a instalação de menos pacotes de membrana e guias de fluxo sem afetar o uso do componente de membrana DTRO, o que outros componentes de membrana não podem fazer.

● Baixo custo de substituição de membranas filtrantes.

Cada componente do DTRO pode ser substituído individualmente. O filtro é composto por vários pacotes de membrana de filtro e guias de fluxo. Quando um pacote de membrana de filtro precisa ser substituído, isso pode ser feito individualmente, e pacotes de membrana de bom desempenho ainda podem ser usados para manter os custos de substituição da membrana no mínimo. Outros componentes de membrana, como membranas de rolo e membranas de fibra oca, não conseguem isso. Quando uma membrana de rolamento desenvolve problemas de qualidade, como remendos ou vazamentos locais, ou quando novas membranas são necessárias, todo o componente da membrana deve ser substituído.

Como uma tecnologia de separação por membrana, o sistema de membrana DTRO oferece as seguintes vantagens em relação aos processos bioquímicos tradicionais:

• Adaptabilidade operacional

O sistema de membrana DTRO é um dispositivo de separação física altamente flexível que pode ser usado de forma contínua ou intermitente. A configuração série-paralela do sistema também pode ser ajustada para atender aos requisitos de qualidade e quantidade de água.

• Tempo de construção curto, bem como depuração e inicialização rápidas

O processamento mecânico é usado para construir o sistema de membrana DTRO, com instalações de suporte, como prédios de fábrica e piscinas de água. O sistema é construído em pequena escala e pode ser concluído rapidamente. A instalação e a depuração podem ser concluídas em cerca de duas semanas após o equipamento ser entregue no local.

• Alto nível de automação e facilidade de uso

O sistema de membrana DTRO é totalmente automático e apresenta um sistema avançado de monitoramento e controle. Para proteger o sistema, o PLC pode ajustar automaticamente com base nos parâmetros do sensor e emitir sinais de alarme prontamente. Para solucionar problemas de códigos de erro, os operadores precisam apenas consultar o manual de operação, o que não requer experiência extensa.

•  Tamanho compacto

O sistema de membrana DTRO é instalado como uma unidade integrada, com pequenas estruturas e instalações que ocupam pouco espaço.

Fluxo de Processo

O líquido de filtragem do tanque de ajuste é bombeado para o tanque de armazenamento de água bruta de filtragem para ajuste de pH, pré-tratamentos simples, como filtragem de areia e filtragem de segurança, e então para o primeiro estágio DTRO. No primeiro estágio, o concentrado DTRO é descarregado para o tanque de armazenamento de concentrado para reciclagem. O permeado DTRO entra na torre de desgaseificação para tratamento adicional antes de ser descarregado para atender ao padrão. 

A figura a seguir ilustra o fluxo completo do processo de tratamento DTRO para líquido de filtração:

Descrição do Processo

1. Pré-tratamento

• O pH do permeado varia com a idade da planta, mudanças em várias condições ambientais e a composição complexa da água de alimentação, que contém uma variedade de sais insolúveis, como cálcio, magnésio, bário e sílica. A incrustação ocorre na superfície da membrana quando a concentração desses sais inorgânicos insolúveis excede a solubilidade sob essas condições.

• O valor do pH da água de alimentação deve ser ajustado antes de entrar no sistema de osmose reversa para prevenir eficazmente a incrustação de sais inorgânicos de carbonato. Simultaneamente, os sólidos suspensos na água de alimentação devem ser pré-tratados para reduzir a poluição dos sólidos suspensos no permeado para a membrana.

• Antes que a água bruta seja transportada do tanque regulador para o tanque de água bruta permeada pelo bomba de reforço, ele é primeiro passado por um filtro de cesto para remover qualquer material particulado que possa ter sido introduzido na água de alimentação. O filtro de cesto tem uma abertura de filtragem de 1,0 mm. A água bruta entra no tanque de água bruta permeada após ser filtrada. Ao mesmo tempo em que o permeado entra no tanque de água bruta, o ácido do tanque de armazenamento de ácido é adicionado para ajustar o valor do pH. 

• Ao mesmo tempo, a bomba de mistura de ácido começa a operar para mistura de refluxo para atingir o valor de pH desejado. O pipeline de refluxo do tanque de armazenamento de líquido bruto no sistema é equipado com um sensor de pH, e o PLC julga o valor de pH da água bruta e ajusta automaticamente a frequência da bomba de dosagem para ajustar a quantidade de ácido adicionado para que o valor de pH do líquido bruto antes de entrar na osmose reversa esteja eventualmente na faixa de 6,1-6,5. Não há necessidade de ajustar o ácido se o pH das cachoeiras brutas estiver dentro dessa faixa.

• O filtro de areia da bomba de reforço bombeia água bruta para o filtro de areia. O filtro de areia tem uma única unidade e uma precisão de filtragem de 50um. Manômetros estão localizados na entrada e na saída do filtro de areia. A retrolavagem deve ser realizada quando a diferença de pressão exceder 1,5 bar. A frequência da retrolavagem do filtro de areia é determinada pelo número de sólidos suspensos no influente. 

2. DTRO de primeira fase

Dois estágios da osmose reversa compreendem o sistema de membrana. Após o filtro de areia, a osmose reversa de primeiro estágio deve ser alimentada, e a osmose reversa de segundo estágio trata o permeado do primeiro estágio.

O efluente do filtro de areia é alimentado no equipamento DTRO de primeiro estágio, que fornece água. Ele passa primeiro pelo filtro central, onde os sólidos suspensos são removidos do permeado. O equipamento é equipado com um único conjunto de filtros centrais, e sensores de pressão nas extremidades de entrada e saída detectam diferenças de pressão automaticamente. Quando a diferença de pressão excede 2,0 bar, o sistema indica que o elemento filtrante deve ser substituído — a precisão da filtragem do núcleo.