Controle de dosagem química no tratamento de efluentes

Vários processos de tratamento de águas residuais requerem a dosagem controlada de produtos químicos no fluxo do processo, seja para auxiliar o tratamento ou para remover elementos indesejáveis. Para que as bombas dosadoras funcionem de forma eficiente, os operadores de obras precisam estar constantemente cientes do que está acontecendo no processo de tratamento para que os níveis de dosagem e as velocidades possam ser ajustados de acordo. A Partech Instruments, sediada no Reino Unido, desenvolveu sistemas de controle feedforward empregando analisadores on-line no fluxo de entrada para enviar dados em tempo real a um sistema de controle de dosagem para ajuste automático da bomba de dosagem. Relatórios de Bryan Orchard.

A remoção de fosfato do efluente de uma estação de esgoto é uma parte essencial do tratamento de águas residuais urbanas do Reino Unido e das diretrizes relacionadas. Hoje, muito mais obras de tratamento têm autorizações de descarga de fósforo, mas, com os altos níveis contínuos de fosfato na água não tratada, o problema de permanecer dentro da autorização está crescendo. A remoção do fosfato é realizada pela dosagem de produtos químicos, normalmente sais de ferro ou ocasionalmente sais de alumínio. Os produtos químicos utilizados no processo são caros, por isso é do interesse das estações de tratamento de águas residuais exercer um controle rigoroso do regime de dosagem.

A Partech Instruments de St Austell no Reino Unido desenvolveu um controle feedforward de circuito fechado de sistemas de dosagem de entrada para a remoção de fosfato, que foi testado com sucesso em vários locais em todo o Reino Unido (Figura 1). Os resultados dos testes demonstram que essa abordagem é confiável e econômica e pode ajudar a obter o desempenho ideal da bomba de dosagem e economizar consideravelmente em produtos químicos.

Quando aplicável, a remoção natural de fosfato (por precipitação biológica ou química natural) é o método de escolha. No entanto, na maioria dos casos não é possível e torna-se necessário que o operador da obra recorra a produtos químicos, sendo o cloreto férrico e o sulfato ferroso os mais utilizados. Onde a eficiência do ferro é muito reduzida, um sal de alumínio foi aplicado com sucesso e funciona normalmente em conjunto com sais de ferro. Em todos os casos, a quantidade de produto químico utilizado é fundamental para a execução das obras, controle de custos e cumprimento da autorização de descarte tanto de fosfato quanto de ferro/alumínio.

A dosagem de sais de ferro na extremidade frontal de uma fábrica requer um nível de controle da bomba para garantir que o pH do afluente não se torne muito ácido, pois isso tem um efeito prejudicial no processo de nitrificação. Historicamente, a taxa de dosagem de ferro foi calculada tomando uma série de amostras ao longo do dia e analisando-as para obter um perfil diurno. Esse perfil foi inserido no sistema de dosagem de forma que um volume específico de ferro fosse dosado nos intervalos de tempo utilizados e este fosse então empregado para 'controlar' a dose.

O sistema de amostragem da Partech é baseado na análise de ortofosfato, em oposição ao fósforo total; a química do ortofosfato é simples e rápida, enquanto a química do fósforo total é mais complexa e pode ser muito lenta. O ferro reage diretamente com o fosfato solúvel, que está quase totalmente na forma de ortofosfato. O fósforo total está em grande parte na forma ligada com os sólidos e, portanto, se deposita naturalmente junto com a forma solúvel tratada de fosfato. Para analisar o fósforo total, também seria necessário analisar uma amostra não filtrada, o que na aplicação de entrada não seria possível.

O sistema de medição usa o analisador MicroMac C, que incorpora um sistema de análise de fluxo de loop (LFA). A técnica LFA altamente flexível permite que o analisador lide com o alto nível de turbidez de fundo associado ao esgoto bruto. O analisador usa um método químico que é diretamente comparável ao método Blue Book usado em laboratórios, permitindo assim a comparação direta com qualquer amostra aleatória analisada em laboratório. (O Livro Azul é publicado pelo Serviço Nacional de Laboratório da Agência Ambiental do Reino Unido. Seu Comitê Estatutário de Analistas fornece orientação oficial sobre métodos de amostragem e análise para determinar a qualidade de matrizes ambientais.)