Água e Águas Residuais

Águas residuais pré-tratadas são trazidas dos esgotos de entrada para o nível do solo por bombas centrífugas, onde continua pelo fluxo de gravidade para o tratamento subsequente. Para manter um nível desejado na cabeça do cabeçote, a velocidade da bomba é frequentemente variada. As bombas ligam e desligam automaticamente de acordo com uma sequência selecionável pelo operador. Desafio Um nível de wetwell desejado reduz a queda a jusante dos canais de afluentes para minimizar a turbulência e o arrastamento de ar e elimina ciclos frequentes de bombas associados ao controle de nível variável. A manutenção adequada do controle de nível nos poços pode aliviar o surto da bomba, o que interrompe o assentamento, causando correntes e redemoinhos no clarificador.

A medição do fluxo de ar é necessária em digestores aeróbicos e bacias de aeração. Nos digestores, a oxigenação permite que os micróbios decomponham compostos orgânicos complexos. As bacias de aeração de concreto utilizam difusores de bolhas finos ou grosseiros para arejar a água. Além de digestores e bacias de aeração, o monitoramento do fluxo de ar também pode incluir o ar indo para um tanque de areia aerada, para um tanque de equalização de fluxo, ou para tanques secundários de retenção de lodo. Desafio Os sistemas de sopradores de aeração devem fornecer uma ampla gama de fluxos de ar com uma faixa de pressão relativamente estreita sob condições variadas. Além de detectar a presença ou ausência de fluxo de ar, o interruptor de fluxo deve ser capaz de detectar condições de baixo fluxo.

No processo de decomposição anaeróbica, a matéria orgânica é convertida em sólidos estáveis e gás rico em energia, principalmente metano (60%) e dióxido de carbono (40%). Um hidrocarboneto combustível de alto valor de combustível, o metano pode servir como combustível para trocadores de calor dentro da fábrica, motores de soprador ou outros sistemas, comercializados para a comunidade industrial local, ou queimados. Desafio A medição segura e confiável do fluxo é essencial na coleta, descarte ou reutilização do gás metano. Como o metano é altamente combustível, a instrumentação de fluxo deve ser certificada para operação nesses locais perigosos.

A medição de vazão é realizada por um transmissor programado para converter uma leitura de nível em unidades de volume por tempo, conforme o líquido passa por um canal ou represa em um canal aberto. Um canal é uma parte especialmente moldada do canal aberto, com uma área ou inclinação diferente da inclinação ou área do canal. Um açude se assemelha a uma represa colocada através de um canal aberto, posicionado de forma que o líquido possa fluir sobre ele. Desafio Os dispositivos de medição são configurados de acordo com a geometria do canal ou barragem. Os dispositivos devem fornecer medições confiáveis, apesar da turbulência, teor de sólidos, produtos químicos corrosivos ou velocidades variáveis ??de fluxo e profundidades de fluxo. Os requisitos ambientais geralmente exigem o uso de um totalizador e registrador de dados.

Em termos de tonelagem anual, o cal ocupa o primeiro lugar entre os químicos de tratamento de água. A cal é usada para ajuste de pH, remoção de fosfato, condicionamento de lodos e biosólidos, e em associação com outras substâncias químicas para precipitação. Cal é inicialmente misturado com água em slakers de cal para formar uma pasta referida como cal slake. A cal slake é então adicionada à água bruta para formulação sob condições cuidadosamente controladas. Desafio Geralmente contido em um tanque agitado, a lama de cal é levemente abrasiva e pode ser corrosiva, dependendo dos outros químicos envolvidos. A detecção de nível de contato deve usar sondas de haste simples para evitar o acúmulo de mídia.

Instalações de tratamento de águas residuais com um grande número de clarificadores primários freqüentemente empregam um tanque de concreto com câmaras e portões conhecido como uma caixa divisora, ou caixa de distribuição, para dividir o fluxo influente em múltiplos fluxos que são encaminhados para o banco de clarificadores. Um dispositivo semelhante pode também ser usado para dividir os fluxos de licor misturado entre clarificadores secundários. Desafio O controle de nível nas caixas divisoras ajuda a manter o direcionamento balanceado de águas residuais influentes no processo de sedimentação primária, onde 50 a 70% dos sólidos suspensos são removidos, e no processo de sedimentação secundária, onde os sólidos suspensos remanescentes são removidos.

Em pequenas instalações de tratamento de águas residuais com apenas um clarificador, é vantajoso conhecer o nível de superfície do clarificador. Em plantas maiores, onde o fluxo influente é direcionado através de uma caixa divisora para muitos clarificadores, pode haver espaço insuficiente dentro da caixa divisora para acomodar instrumentação de nível. Neste caso, o monitoramento do nível do clarificador ajudará a atingir o equilíbrio de carga adequado. Desafio O monitoramento contínuo do nível do clarificador maximizará o fluxo de tratamento eficiente dentro das áreas de sedimentação primária e secundária, onde a maioria dos sólidos em suspensão é removida.

Existem várias áreas dentro de uma instalação de tratamento de águas residuais onde os sólidos se estabelecem e são subsequentemente removidos como lodo. Estes incluem tremonhas, tanques de retenção, espessadores de gravidade e outros sistemas de coleta de lodo. O nível de lodo é monitorado para controle contra descargas incompletas ou diluição do lodo. Desafio A medição sem contato é geralmente preferida, pois os sensores estão localizados acima do fluido do processo e além do contato direto com o lodo. Sensores de tecnologias de contato devem ser tipos de haste única para minimizar o acúmulo de material – ou ponte – que ocorre em configurações de barras duplas.

O carbono é empregado em processos de adsorção para a remoção de compostos orgânicos, inorgânicos e de controle de sabor e odor. Carvão Ativado Granular (GAC) e Carvão Ativado em Pó (PAC) são dois dos principais tratamentos de adsorção, o primeiro utilizando um leito de carbono e o segundo empregando uma bacia de contato. Tanques de lodo de carbono exigem monitoramento de nível. Desafio Os problemas de manuseio e segurança estão associados ao pó do tipo fly-away e às características difíceis de se molhar do carbono. Como o acúmulo de carbono geralmente sufoca os controles de nível mecânico, as tecnologias de monitoramento sem contato são populares. A detecção de nível de contato deve usar sondas de haste simples para evitar o acúmulo de mídia.

Os principais métodos biológicos empregados no tratamento de águas residuais para estabilização de lodo são a digestão aeróbica e anaeróbica. O primeiro utiliza bactérias aeróbicas para converter matéria orgânica e estabilizar o biossólido, enquanto o último realiza esse objetivo com bactérias anaeróbicas trabalhando sem oxigênio. Ambos os processos são monitorados quanto ao nível dentro de seus tanques. Desafio Os sistemas de injeção de gás e de agitação mecânica do processo anaeróbico e os sistemas de aeração do processo aeróbico criam grandes quantidades de espuma que tradicionalmente prejudicam os controles de nível mecânico. Desenvolvimentos recentes em tecnologias de radar têm uma precisão de medição avançada, apesar do conteúdo de espuma desses digestores.

Após a fase de clarificação do tratamento de água, a água pré-filtrada passa de um canal de entrada para um leito de filtração. À medida que passa pela mídia da cama – areia ou antracito em tipos de filtragem de profundidade; tecido ou membranas sintéticas em tipos de filtração de superfície – a água é limpa de seus sólidos suspensos de grãos finos. Desafio O nível do tanque de filtro aciona o ciclo de retrolavagem. À medida que os sólidos se acumulam no filtro, a perda de peso começa a aumentar e o nível da água aumenta no tanque do filtro. Um nível de tanque predeterminado indica que o valor de perda de capacidade do terminal foi atingido e que o filtro deve agora ser lavado para remover os sólidos suspensos.

A água de serviço é utilizada para serviços gerais de usinas que incluem água de vedação de bombas e instrumentos, água de incêndio, desmineralização, resfriamento e fornecimento de água de reposição. Tanques de armazenamento com capacidade para suportar de três dias a uma semana de operação, permitem operações continuadas na planta caso o fornecimento de água seja interrompido. Coletores e tanques de armazenamento são tipicamente tanques de aço cilíndricos verticais de telhado fixo. Desafio Os dispositivos de medição de nível e detecção de fluxo são cruciais para o gerenciamento eficaz da fonte de água. Os intervalos de medição típicos são de 24 a 50 pés.

O armazenamento para água recuperada varia de pequenos tanques para uso de água potável e de serviço, até reservatórios grandes, abertos ou fechados. O armazenamento de grande capacidade – mais comumente em reservatórios abertos – é necessário para armazenamento off-line de fluxos de pico, armazenamento em linha de fluxo contínuo e armazenamento a longo prazo de fluxos sazonais que são descarregados durante estações alternadas. Desafio O monitoramento de nível é essencial para tanques de armazenamento de água grandes e pequenos. Os controles são especificados de acordo com o tamanho e a geometria da embarcação de armazenamento a granel. Os controles de nível em reservatórios de atmosfera aberta devem freqüentemente resistir a condições climáticas adversas.

O compressor de uma turbina a gás ingere uma grande quantidade de ar contendo material particulado, aerossóis de hidrocarbonetos e outros compostos orgânicos e gases. Embora o material particulado maior seja filtrado, os outros compostos são depositados nas lâminas do compressor. A lavagem do compressor remove esta incrustação depositada e restaura o perfil aerodinâmico e a eficiência do compressor. Também utilizado para limpeza de geradores ou outros componentes de máquinas e equipamentos, a lavagem com água é descarregada periodicamente como água residual. Desafio A lavagem com água é coletada em um tanque de coleta dedicado monitorado para níveis com capacidades típicas de 50 a 100 galões.