Monitoramento Online de Oxigênio Dissolvido, pH e ORP no Tratamento de Efluentes em Siderúrgicas

  • Indústria: Siderúrgicas (Plantas de Coque)
  • Aplicação: Tratamento de Efluentes em planta de Coque
  • Produtos ALUTAL/Hamilton: VisiFerm DO Arc, Polilyte Plus Arc, Polilyte Plus ORP Arc.

Introdução

O tratamento de efluentes em plantas siderúrgicas é um desafio crítico devido à alta carga de poluentes, incluindo compostos orgânicos, metais pesados e nitrogênio. O monitoramento online de parâmetros como Oxigênio Dissolvido (OD), pH e Potencial de Redução e Oxidação (ORP) é essencial para garantir a eficiência dos processos biológicos de degradação e remoção de contaminantes.

Este documento explora a importância desses parâmetros na operação de plantas de tratamento de efluentes, com base em estudos de caso e referências técnicas relevantes.

Contexto e Importância das Medições

Oxigênio Dissolvido (OD)

O OD é um parâmetro crítico no tratamento biológico de efluentes. Em plantas siderúrgicas, a presença de compostos como fenol, tiocianatos e amônia exige processos de biodegradação aeróbica eficientes. Bactérias como Pseudomonas e Nitrosomonas são essenciais na decomposição de poluentes e necessitam de concentrações adequadas de oxigênio para metabolizar os compostos orgânicos.

O uso de sensores ópticos de OD, como o VisiFerm DO Arc, garante medições confiáveis, mesmo em efluentes com alta carga orgânica e partículas em suspensão. Estes sensores minimizam interferências de CO2 e SO2 e possuem baixa necessidade de manutenção.

Sensor VisiFerm DO Arc

  • Tecnologia óptica: medições confiáveis, sem necessidade de eletrólito ou membrana substituível.
  • Baixa manutenção: calibração mínima e resistência a contaminações.
  • Durabilidade: vida útil da tampa do sensor superior a dois anos.
  • Integração digital: comunicação direta via 4-20 mA e Modbus.

pH

O controle de pH é fundamental para a estabilidade dos processos biológicos e químicos. Valores fora da faixa ideal podem comprometer a atividade microbiana e afetar a solubilidade de metais pesados, aumentando sua toxicidade.

Sensores como o Polilyte Plus Arc permitem um monitoramento contínuo, garantindo que o pH seja mantido dentro da faixa ideal para a remoção de poluentes e a eficiência dos tratamentos químicos e biológicos.

Sensor Polilyte Plus Arc

  • Medições precisas e estáveis, mesmo em meios com alta carga de contaminantes.
  • Manutenção reduzida: calibração esporádica e sistema de microtransmissor integrado.
  • Calibração offline: armazenamento de dados no próprio sensor para ajustes em laboratório.
  • Vida útil superior: aproximadamente 18 meses de operação.

ORP (Potencial de Redução e Oxidação)

O ORP é um indicador crítico da capacidade de oxidação ou redução do meio, refletindo diretamente a eficiência dos processos biológicos e químicos. Processos como nitrificação e desnitrificação exigem faixas de ORP específicas para ocorrer de forma eficiente:

  • Nitrificação: exige um ORP positivo moderado (~ +150 mV a +250 mV).
  • Desnitrificação: ocorre melhor em condições levemente redutoras (-50 mV a +50 mV).

Sensores como o Polilyte Plus ORP Arc fornecem medições precisas e de baixa manutenção, garantindo que os processos de tratamento estejam operando dentro dos parâmetros ideais.

Sensor Polilyte Plus ORP Arc

  • Alta estabilidade mesmo em ambientes agressivos.
  • Baixa necessidade de calibração, com dados armazenados no microtransmissor.
  • Vida útil prolongada, estimada em até dois anos.
  • Compatibilidade digital, permitindo comunicação direta com sistemas de automação.

Estudo de Caso REAL:

Há uma planta de coque em uma das maiores companhias siderúrgicas da Europa (e também do Brasil), onde tratamento de efluentes é realizado em quatro estágios biológicos sucessivos, utilizando bactérias como Pseudomonas, Thiobacillus, Nitrosomonas e Nitrobacter para degradar fenol, tiocianatos, cianetos, tiossulfatos e amônia.

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Os sensores da Hamilton (VisiFerm DO Arc, Polilyte Plus Arc e Polilyte Plus ORP Arc) são usados em cada um dos tanques biológicos, garantindo um controle preciso das condições operacionais e maximizando a eficiência do tratamento.

Com esse monitoramento rigoroso, a planta consegue remover 90% da carga orgânica (COD) e 75% da carga de nitrogênio, permitindo a reciclagem da água dentro da própria unidade siderúrgica.

Benefícios do Monitoramento Online

  1. Maior Eficiência Operacional: A resposta rápida às variações nos parâmetros evita falhas no processo.
  2. Redução de Custos: Minimiza o uso de reagentes químicos e intervenções manuais.
  3. Sustentabilidade: Garante conformidade ambiental e reduz impactos ecológicos.
  4. Manutenção Reduzida: Sensores de última geração exigem menos calibrações e trocas.

Conclusão

O monitoramento online de OD, pH e ORP é indispensável para um tratamento de efluentes eficiente e sustentável na indústria siderúrgica. Ao adotar tecnologias avançadas de sensores, é possível otimizar a remoção de poluentes, reduzir custos operacionais e garantir o cumprimento das regulamentações ambientais.

Referências

  • “Zero Pollution with the Help of Bacteria” – Hamilton Bonaduz AG, 2014.
  • Metcalf & Eddy, “Wastewater Engineering: Treatment and Resource Recovery”, 5th Edition, 2013.
  • Norma ISO 5667-10: “Guidelines for biological sampling in water quality monitoring”.