BR102020002432B1 - Sistema híbrido para o controle de contaminantes de processos industriais - Google Patents

Sistema híbrido para o controle de contaminantes de processos industriais Download PDF

Info

Publication number
BR102020002432B1
BR102020002432B1 BR102020002432-9A BR102020002432A BR102020002432B1 BR 102020002432 B1 BR102020002432 B1 BR 102020002432B1 BR 102020002432 A BR102020002432 A BR 102020002432A BR 102020002432 B1 BR102020002432 B1 BR 102020002432B1
Authority
BR
Brazil
Prior art keywords
contaminants
treatment
water
paper
pulp
Prior art date
Application number
BR102020002432-9A
Other languages
English (en)
Other versions
BR102020002432A2 (pt
Inventor
Ricardo Reis De Carvalho
Ricardo De Lima Barreto
Original Assignee
Ricardo Reis De Carvalho
Filing date
Publication date
Application filed by Ricardo Reis De Carvalho filed Critical Ricardo Reis De Carvalho
Priority to BR102020002432-9A priority Critical patent/BR102020002432B1/pt
Publication of BR102020002432A2 publication Critical patent/BR102020002432A2/pt
Priority to CL2021000268A priority patent/CL2021000268A1/es
Priority to US17/165,379 priority patent/US11897803B2/en
Priority to PT117048A priority patent/PT117048A/pt
Publication of BR102020002432B1 publication Critical patent/BR102020002432B1/pt

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/44Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/72Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/26Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from the processing of plants or parts thereof
    • C02F2103/28Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from the processing of plants or parts thereof from the paper or cellulose industry
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F9/00Multistage treatment of water, waste water or sewage
    • GPHYSICS
    • G16INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16YINFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY SPECIALLY ADAPTED FOR THE INTERNET OF THINGS [IoT]
    • G16Y40/00IoT characterised by the purpose of the information processing
    • G16Y40/30Control

Abstract

SISTEMA HÍBRIDO PARA O CONTROLE DE CONTAMINANTES DE PROCESSOS INDUSTRIAIS O presente pedido de Patente de invenção relata um programa abrangente de controle de contaminantes orgânicos e inorgânicos de processos papeleiros e de outras indústrias potencialmente poluidoras através da ação integrada de três sistemas de tratamento contínuo, aqui referenciada como 3WAY, sendo um primeiro sistema voltado para o tratamento das águas de processo visando o reuso, mais especificamente a água branca ou clarificada presente na extremidade da parte úmida das máquinas de papel e celulose, aliado a um segundo sistema baseado no uso de um equipamento de mistura de argilas adsorventes que permite tratar a polpa celulósica em etapas anteriores do processo até o circuito de máquina, bem como um terceiro sistema que realiza a limpeza dos depósitos de contaminantes presentes nas vestimentas (feltros e telas) ou demais partes das máquinas através da aplicação de uma solução limpadora aquecida e pressurizada, com elevado poder de detergência.

Description

CAMPO DE APLICAÇÃO
[001] O presente pedido de Patente de Invenção trata de um sistema híbrido, que integra três sistemas de tratamento, atacando de forma abrangente o problema do controle de contaminantes de processo em fábricas de papel e celulose e outros setores industriais. A tecnologia envolve métodos químicos e mecânicos, através de sistemas de tratamento que controlam o efeito e as causas da geração de depósitos orgânicos e inorgânicos, agindo concomitantemente nas águas de processo, na polpa celulósica e nas vestimentas ou demais partes de máquina, tais como rolos, tanques, caixas de sucção, capotas, entre outras.
PREÂMBULO
[002] O presente pedido de Patente de invenção relata um programa abrangente de controle de contaminantes orgânicos e inorgânicos de processos papeleiros e de outras indústrias potencialmente poluidoras através da ação integrada de três sistemas de tratamento, sendo um primeiro sistema voltado para o tratamento das águas de processo visando o reuso, mais especificamente a água branca ou clarificada presente na extremidade da parte úmida das máquinas de papel e celulose, aliado a um segundo sistema baseado no uso de um equipamento de mistura de argilas adsorventes que permite tratar a polpa celulósica em etapas anteriores do processo até o circuito de máquina, bem como um terceiro sistema que realiza a limpeza dos depósitos de contaminantes presentes nas vestimentas (feltros e telas) ou demais partes das máquinas através da aplicação de uma solução limpadora aquecida e pressurizada, com elevado poder de detergência.
[003] A ação integrada destes três sistemas de tratamento permite não só o controle efetivo dos contaminantes em fábricas de papel e celulose e outros setores industriais, bem como o maior fechamento do circuito de águas pela depuração contínua do sistema, evitando sobrecarregar as Estações de Tratamento de Efluentes (ETE) e o consumo desnecessário de água captada de rios ou da rede pública de abastecimento.
[004] Este é um aspecto altamente desejável devido à tendência observada nos últimos anos de escassez de água com o consequente aumento do custo de captação e tratamento. No entanto, ao fechar cada vez mais o circuito, acarreta-se o agravamento dos problemas de depósitos pelo acúmulo dos contaminantes de processo, tais como o “pitches” e “stickies” no processo papeleiro, oriundos das resinas naturais da madeira e da fibra reciclada, respectivamente. Além disso, para manter os níveis de produtividade e qualidade do papel produzido, aumenta-se a dosagem dos aditivos químicos como polímeros e surfactantes, elevando ainda mais os conteúdos de sólidos orgânicos e inorgânicos que se apresentam dissolvidos ou suspensos em estado coloidal no meio aquoso.
[005] Deve-se observar que os sólidos suspensos macrométricos (acima de 5 μm) são removidos facilmente no processo por equipamentos de depuração mecânica, enquanto os sólidos suspensos micrométricos acabam sendo usualmente atacados pelo tratamento físico-químico primário nas ETEs que envolve ajustes de pH, coagulação e floculação. O problema maior reside, portanto, nos sólidos orgânicos dissolvidos recalcitrantes (ou não-biodegradáveis) como, por exemplo, os derivados fenólicos da lignina, e nos inorgânicos dissolvidos como o íon Ca2+, responsáveis pela dureza elevada e cujas quantidades são crescentes em regime fechado com o agravante de serem complexados por ânions orgânicos que formam depósitos com facilidade.
[006] Sendo assim, torna-se premente o desenvolvimento e a aplicação racional de tecnologias avançadas de tratamento que ataquem de forma efetiva e economicamente viável os sólidos orgânicos e inorgânicos dissolvidos ou suspensos em estado coloidal nas correntes residuárias complexas do processo papeleiro e outros setores industriais. Estas correntes podem ser encontradas em diferentes pontos do processo, muito embora as mais problemáticas no setor papeleiro, sob a ótica do presente pedido de Patente de Invenção, sejam a água branca ou clarificada que circula nas máquinas, sendo responsável pelo acúmulo de depósitos nos feltros e telas e outras partes de máquina, afetando negativamente a produtividade, o consumo de vapor e a qualidade da folha de papel formada.
ESTADO DA TÉCNICA
[007] O presente pedido de Patente de Invenção pressupõe o conhecimento adquirido no campo acima contextualizado, evidenciando os avanços tecnológicos mais relevantes nos métodos químicos e mecânicos empregados para atacar os contaminantes de processos industriais, com destaque para o controle de “pitches” e “stickies” em processos papeleiros, os quais foram estrategicamente divididos em três circunstâncias: 1 - Nas águas de processos do circuito de máquina; 2 - Na polpa celulósica da linha de fibras e circuitos de máquina; e 3 - Nas vestimentas (feltros e telas) e partes de máquina.
[008] Com relação ao tratamento das águas de processo, para atacar o problema já mencionado dos contaminantes orgânicos e inorgânicos dissolvidos ou suspensos em estado coloidal nas águas de processo, visando o reuso, devem ser empregadas tecnologias avançadas de tratamento, dentre as quais constatou-se a importância daquelas que se baseiam em técnicas de filtração e oxidação avançadas, muitas vezes com mais de uma técnica associada.
[009] Entre os trabalhos sobre filtração avançada, chama atenção a patente chinesa CN101337750 que conjuga técnicas de membrana como ultrafiltração e osmose reversa para atacar os contaminantes usuais do processo papeleiro: sais inorgânicos, aditivos químicos usados em excesso, lignina, fibrilas, hemicelulose, entre outros. O diferencial tecnológico reside nas metodologias utilizadas para se evitar o rápido entupimento das membranas, bem como o polimento por micro-ondas do concentrado que é gerado após a osmose reversa, sendo capaz de enquadrá-lo minimamente nas condições de descarte.
[010] A patente CN101781049 foi além, associando a mesma estratégia de filtração avançada (ultrafiltração seguida de osmose reversa), só que aplicando-se ao concentrado um processo de oxidação mais robusto, envolvendo primeiro uma catálise heterogênea com ozônio em superfície de carvão ativado, contando posteriormente com a reação de Fenton tradicional. Assim, consegue-se aumentar significativamente o nível de aproveitamento da água de reuso.
[011] Na busca por alternativas de tratamentos avançados visando o reuso, identificou-se na patente CN103130370 um equipamento de evaporação baseado no método de recompressão mecânica de vapor (MVR - Mechanical Vapor Recompression), o qual demonstra sua utilidade no segmento de corantes para obtenção de uma água destilada de altíssima qualidade para o reuso, bem como o diferencial de se poder aproveitar o concentrado, neste caso, para cristalizar o sólido residual que pode ser de alto valor agregado, contendo substâncias como sulfato e cloreto de amônio.
[012] Com relação ao tratamento da polpa celulósica, é de conhecimento dos especialistas da técnica que todo programa de controle de contaminantes orgânicos, mais especificamente de “pitches” e “stickies” no setor papeleiro, deve contemplar uma sólida estratégia de tratamento da polpa celulósica, visando inibir a formação dos depósitos logo nas primeiras etapas do processo de fabricação de celulose e papel, seja na linha de fibras como também no circuito de máquina. Neste sentido, são empregados diferentes métodos químicos e processos de aplicação, com destaque para as estratégias de dispersão, adsorção e microfixação que idealmente devem estar associadas.
[013] O emprego de adsorventes conjugados com polímeros, num sistema dual de micropartículas, talvez possa ser considerado hoje a estratégia mais efetiva, uma vez que é capaz de atrair os contaminantes dissolvidos e em estado coloidal, retendo-os de forma mascarada na folha de papel e ainda inibindo sua adesividade (efeito chamado de detack), removendo-os do meio aquoso e permitindo ao mesmo tempo que sejam expurgados do sistema sem comprometer a produtividade.
[014] Usualmente emprega-se o talco como adsorvente universal, no entanto tem-se observado uma tendência crescente do uso de outras argilas, tais como a bentonita na forma de “slurry”, visando a sua substituição parcial ou total, devido principalmente às preocupações relacionadas com a saúde humana, uma vez que o talco apresenta amianto em sua composição que é uma substância reconhecidamente cancerígena. Neste sentido, identificou-se avanços mais significativos na patente WO2009/117073 que considera uma mistura de argilas associado a um polímero hidrofóbico, mais propriamente um biopolímero do tipo éter de celulose modificada.
[015] Com relação ao tratamento das vestimentas (feltros e telas) e partes de máquina, é hoje uma realidade de vital importância para se manterem os níveis de produtividade, custo de produção e qualidade do papel produzido nas indústrias do setor papeleiro, em especial mediante os atuais níveis de fechamento do circuito de água, cujos conteúdos de contaminantes orgânicos e inorgânicos dissolvidos ou em estado coloidal são crescentes, acarretando a maior ocorrência de depósitos, os quais comprometem a drenabilidade e, consequentemente, a vida útil dos feltros e telas. Por sua vez, as abordagens mais recentes encontradas na literatura que inovam ao atacar o problema da sua limpeza e condicionamento envolvem, na grande maioria, métodos químicos e químico-mecânicos, muito embora comecem a aparecer iniciativas somente mecânicas.
[016] A abordagem puramente mecânica ainda é restrita, mas sinaliza uma tendência importante na busca por soluções ambientalmente amigáveis, livres quando possível da aplicação de produtos químicos. Neste sentido, destaca-se a patente WO 2013/154802 (prioridade para US 61/622,622) que propõe o uso de métodos de limpeza contínua que aplicam vapor para aquecer e amolecer os contaminantes nas vestimentas, seguido da aplicação de água aquecida ou preferencialmente superaquecida, através de chuveiros encapsulados e sob pressão para remover os contaminantes sem afetar a molhabilidade.
[017] Com relação aos métodos químicos e químico-mecânicos, vale uma menção à aplicação enzimática nos feltros (contínua ou intermitente), pioneira em US 60/395,528 e estendida mundialmente em WO 2004/007839, que passa a considerar os mecanismos de degradação das substâncias principais que compõem os depósitos, através do uso de enzimas específicas (ex. lipase agindo sobre as resinas do “pitches” ) ou um mix de enzimas como amilases, proteases, xilanases, entre outras. O intuito principal seria a redução ou até mesmo a eliminação das limpezas químicas em batelada que acabam diminuindo a vida útil dos feltros e telas.
PROBLEMAS DO ESTADO DA TÉCNICA
[018] As limitações técnicas dos trabalhos que alicerçaram a presente proposta de inventividade também foram propositalmente divididas nas três circunstâncias de tratamento, a saber:
Tratamento das águas de processo:
[019] Sobre as tecnologias avançadas visando o reuso de águas de processo no processo papeleiro, bem como em outros setores industriais, observou-se no geral que uma única técnica não é capaz de resolver o problema para todos os tipos de contaminantes, sendo necessária muitas vezes a conjugação de técnicas avançadas de filtração, oxidação e destilação numa sequência adequada de tratamento.
[020] Com relação à filtração avançada, viu-se na patente CN101337750 que a associação da ultrafiltração e osmose reversa é bastante propícia para as características específicas das correntes de processos papeleiros, muito embora o concentrado de permeado, que geralmente representa até 30% do volume filtrado, tenha sido atacado com sucesso parcial através da técnica de micro-ondas, permitindo somente o enquadramento legal para o descarte, fato este que afeta significativamente as taxas de reuso.
[021] A patente CN101781049, por sua vez, foi mais bem-sucedida neste sentido ao conjugar a mesma filtração avançada com técnicas de oxidação avançada, mais propriamente ozônio ativado em superfície de carvão e a reação de Fenton convencional, atingindo em alguns casos taxas de reuso de até 85%. No entanto, os custos operacionais desta etapa de oxidação, para os volumes de concentrado obtidos, são elevados e podem inviabilizar economicamente a grande maioria das aplicações.
[022] Os métodos que se baseiam na destilação da água, tal como o MVR, apresentado em CN103130370, ainda estão claramente num estágio embrionário de desenvolvimento da aplicação, limitados principalmente pelo elevado consumo energético que restringe sobremaneira a viabilidade industrial, mais propriamente aos setores pouco intensivos no uso da água que certamente não é o caso do setor papeleiro e alguns outros como o têxtil, sucroalcoleiro, etc. Tratamento da polpa celulósica:
[023] Apesar da tendência recente de substituição do talco no tratamento da polpa celulósica, os sistemas envolvendo micropartículas adsorventes continuam sendo a opção de escolha para obtenção dos resultados mais efetivos em termos de inibição dos depósitos orgânicos, mais especificamente de “pitches” e “stickies” em processos papeleiros. Outras tecnologias como o uso de enzimas foram testadas, mas não ganharam notoriedade funcionando quando muito como estratégia complementar aos dispersantes, adsorventes e fixantes.
[024] Especificamente sobre o mix de argilas empregado em WO 2009/117073 o problema é que pouca inovação se deu no tocante à natureza das argilas empregadas (bentonita, kaolin, etc.), sendo todas elas da mesma classe química do talco, ou seja, polisilicatos. Desta maneira, deixa-se de explorar possíveis efeitos sinérgicos com outros tipos de argilas, mantendo-se a limitação de precisar aplicá- las juntamente com um polímero ou biopolímero capaz de promover a sua organofilização.
Tratamento das vestimentas e partes de máquina:
[025] Sobre as tecnologias de limpeza e condicionamento mecânico, apesar dos relatos da patente WO 2013/154802 indicarem que os níveis elevados de pressão (entre 20 e 55 bar) e temperatura (entre 100 e 135oC) não ocasionarem nem acelerarem o desgaste das vestimentas (feltros e telas), fica em dúvida a real efetividade da limpeza mecânica somente com vapor e água superaquecida, uma vez que sugerem ao mesmo tempo a eventual aplicação de uma solução limpadora, conflitando inclusive com outras patentes precursoras desta técnica e o próprio escopo do referido pedido de Patente de Invenção.
[026] Com relação à tecnologia enzimática proposta em WO 2004/007839, apesar da concepção acertada em termos de funcionalidade química com base na degradação seletiva dos contaminantes presentes nos depósitos, na prática observa-se que a atividade enzimática está ainda muito aquém de atender, especificamente, à dinâmica imposta pelo diminuto tempo de residência nos feltros e telas. Adicionalmente, existe sempre a preocupação de degradar outras substâncias úteis à química do papel, bem como a limitação da aplicação à quente que inativa total ou parcialmente grande parte das enzimas, impedindo assim o avanço na sua aplicabilidade.
[027] Com base nos problemas aqui expostos, mediante análise pormenorizada levada a efeito com vistas à proposição da matéria ora apresentada, nenhum dos métodos químicos e mecânicos previstos no estado da técnica para o controle de contaminantes em fábricas de papel e celulose e outros setores industriais conflitam com as concretizações descritas no presente pedido de Patente de Invenção.
[028] Por fim, mediante o alcance do levantamento de patentes ora apresentado, não foram encontrados outros processos relacionados diretamente aos assuntos supramencionados no acervo do INPI, nem tampouco nos principais escritórios de patentes ao redor do mundo.
BREVE DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO
[029] Conforme descrição em maiores detalhes a seguir, o presente pedido de Patente de Invenção concretiza um sistema híbrido, seu uso e método para o controle de contaminantes em fábricas de papel e celulose e outros setores industriais. Tal sistema, em realidade, é capaz de integrar três sistemas de tratamento: Tratamento das águas de processo; Tratamento da polpa celulósica; Tratamento das vestimentas e partes de máquina.
[030] A integração sinérgica destes sistemas que fundamenta o presente pedido de Patente de Invenção, se comparada aos relatos na literatura, promove amplos benefícios para o controle de contaminantes de processo, em especial na fabricação de papel e celulose e outros setores industriais com perfil de contaminação semelhante, conforme evidenciado pelas premissas elencadas a seguir:
[031] Propicia um programa de controle efetivo de contaminantes de processos industriais, com destaque para o controle de “pitches” e “stickies” no setor papeleiro, inibindo a formação de depósitos orgânicos e inorgânicos em todas as etapas do processo produtivo;
[032] Viabiliza o aumento de produtividade das máquinas, a redução do consumo de vapor e a melhoria na qualidade do papel produzido, com menos furos, pintas e perfil transversal de umidade mais uniforme;
[033] Possibilita a substituição parcial ou total do talco pela aplicação de um mix especial de micropartículas à base de argilas adsorventes, minimizando eventuais riscos à saúde humana e propiciando a organofilização in situ;
[034] Permite atingir um maior índice de fechamento do circuito de águas pela depuração contínua do sistema e o incremento do make-up de água fresca industrial;
[035] Evita sobrecarregar a ETE, segregando e atacando correntes residuárias complexas com excesso de aditivos químicos nas águas de processo, a exemplo da água branca ou clarificada em fábricas de papel e celulose;
[036] Disponibiliza água de elevada pureza para aplicações nobres como água DESMI para geração de vapor nas caldeiras ou na central de químicos para o preparo de aditivos de processo sensíveis ao meio diluente;
[037] Flexibilidade de aplicação do sistema híbrido, total ou parcialmente na modalidade, em outros setores industriais além do papeleiro, desde que estes apresentem características semelhantes dos contaminantes presentes em correntes residuárias complexas das águas de processo e que as mesmas possam ser segregadas e tratadas isoladamente.
BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS
[038] O presente pedido de Patente de Invenção será pormenorizadamente descrito com referência aos desenhos abaixo relacionados, nos quais: • A figura 1 ilustra o método do tratamento químico dos contaminantes de processos papeleiros e o conceito do sistema híbrido; • A figura 2 ilustra um diagrama de um exemplo do mapeamento de processo industrial típico de produção de celulose, constando as respectivas caracterizações e medidas em pontos importantes para o controle de contaminantes; • A figura 3A ilustra um gráfico que avalia diferentes aditivos sobre uma amostra de polpa celulósica pela medida do diferencial de turbidez versus a contagem de contaminantes; • A figura 3B ilustra um gráfico no qual varia-se a concentração de um dos aditivos para determinação da curva de calibração; • A figura 4 ilustra um diagrama do sistema desenvolvido para tratar uma corrente de água clarificada em condições típicas encontradas no setor papeleiro através da conjugação de tecnologias avançadas visando o reuso; • As figuras 5A e 5B representam, respectivamente, a solução tecnológica de tratabilidade para correntes de águas residuárias oriundas do setor petroquímico através de um processo de oxidação avançada (diagrama) e a respectiva tabela com os resultados obtidos (Tabela 1); • A figura 6 ilustra o fluxograma resumido do sistema de tratamento da polpa celulósica; e • A figura 7 ilustra, por fim, uma visão esquemática do conjunto mais importante de equipamentos que compõem o sistema de tratamento de vestimentas e partes de máquina.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
[039] O cerne do presente pedido de Patente de Invenção, conforme ilustrado na figura 1, é a integração de três sistemas de tratamento num sistema híbrido em sua modalidade completa, corroborando o método (100) de tratamento que age sinergicamente no efeito (101), ou seja, quando os depósitos já estão formados em diferentes etapas do processo e acumulados em partes de máquina como as vestimentas, bem como nas causas (102) e (103) ou mais propriamente antes da aglomeração dos contaminantes dissolvidos ou suspensos em estado coloidal e a formação dos depósitos orgânicos e inorgânicos.
[040] Dando sequência à definição do conceito ora proposto, o sistema de tratamento das vestimentas 101A atua no efeito removendo os depósitos orgânicos do tipo “pitches” ou “stickies” que são dispersos e estabilizados no meio aquoso até finalmente serem destinados como resíduos líquidos para ETE. Por outro lado, o sistema de tratamento das águas de processo (102A) e o sistema de tratamento da polpa celulósica (103A) atuam nas causas, sendo que o primeiro remove e/ou degrada os contaminantes propiciando o reuso da água no processo e o segundo permite tanto a remoção dos contaminantes como também a sua fixação na fibra de celulose, sendo desta forma carreados para o processo sem efeitos colaterais.
[041] Observar que em regime fechado de circuito de águas, em que não ocorre a depuração do sistema, há constantemente a entrada de novos contaminantes, bem como a concentração dos aditivos através das águas de processo, de modo que para consecução da estratégia química e mecânica ora descrita, são necessários minimamente dois sistemas de tratamento integrados, atacando sempre o efeito mais uma causa, a saber: tratamento das vestimentas e partes de máquina (101A) mais tratamento da polpa celulósica (103A) ou o tratamento das vestimentas e partes de máquina (101A), mais o tratamento das águas de processo (102A) visando o reuso.
[042] Para avançar na integração dos sistemas de tratamento ora apresentados, tornou-se imperativo o desenvolvimento de um método mais efetivo para o mapeamento e posterior monitoramento do nível de contaminantes em diferentes etapas do processo, propiciando assim análises preditivas rápidas para tomada de decisão sobre como balancear as dosagens de aditivos químicos e condições de operação entre os sistemas.
[043] Sabendo-se da complexidade de composição dos depósitos e que os contaminantes podem se distribuir entre as fases dissolvida e suspensa no estado coloidal, antes de se aglomerarem e formarem depósitos maiores (acima de 5 μm) , a depender das condições do meio aquoso, variações de pH, receita de produção, temperatura e pressão ao longo do processo, partiu-se do princípio da realização de um mapeamento inicial com algumas medidas diretas dos parâmetros relevantes, que são laboriosas e susceptíveis ao erro humano, e posteriormente correlacioná-las com medidas indiretas que possam ser monitoradas com maior agilidade na rotina operacional.
[044] Na figura 2 apresenta-se, a título de exemplo, o mapeamento de um processo industrial de produção de celulose (200), envolvendo resumidamente as etapas de digestão da madeira em um digestor (201), depuração das fibras (202), seção de filtros (203), seção de prensas (204) e difusores (205), que compreendem a linha de fibras, seguido do circuito de máquina, mais precisamente a partir do Tanque de Alta Consistência (TAC) (206), passando pelos tanques de mistura (207) e tanque de máquina (208), depois pelo silo (209) e torre de água branca (210) até atingir, finalmente, a caixa de entrada (211) que marca a entrada de fato na máquina desaguadora de celulose (212).
[045] Neste monitoramento específico concentrou-se a avaliação no circuito de máquina, constando caracterizações em cinco pontos distintos do processo, considerados relevantes para o controle de contaminantes, bem como as respectivas medidas de pH, dureza, condutividade, sólidos totais, turbidez, cor e contagem de contaminantes. Na mencionada figura 2 os cinco pontos de máquina são indicados, respectivamente, pelas referências 1, 2, 3, 4 e 5, relacionados aos quais estão expressos os valores medidos de pH, Dureza, Contaminantes, Condutividade, Sólidos Totais, Turbidez e Cor, devendo ser ressaltado que as unidades de medida para tais grandezas são apresentadas em: pH, Dureza (mg/L), Contaminantes (milhões cont./cm3), Condutividade (μS/cm), Sólidos totais (%), Turbidez (NTU)e Cor (mg PtCo/L).
[046] No ponto 1 foram obtidos os seguintes valores: pH = 9,96, Dureza = 60, Contaminantes = 119, Condutividade = 1358, Sólidos Totais = 3,14, Turbidez = 49 e Cor = 386; No ponto 2 foram obtidos os seguintes valores: pH = 4,84, Dureza = 20, Contaminantes = 138, Condutividade = 1240, Sólidos Totais = 2,45, Turbidez = 54 e Cor = 427; No ponto 3 foram obtidos os seguintes valores: pH = 4,86, Dureza = 40, Contaminantes = 127, Condutividade = 1244, Sólidos totais = 2,97, Turbidez = 59 e Cor = 493; No ponto 4 foram obtidos os seguintes valores: pH = 6,73, Dureza = 100, Contaminantes = 13, Condutividade = 1071, Sólidos Totais = 0,07, Turbidez = 16 e Cor = 132; e No ponto 5 foram obtidos os seguintes valores: pH = 4,71, Dureza = 72, Contaminantes = 142, Condutividade = 1257, Sólidos Totais = 2,07, Turbidez = 59 e Cor = 451;
[047] Deve-se observar, como exemplo de medida direta específica para contaminantes orgânicos suspensos do tipo “pitches” e “stickies”, a contagem microscópica da quantidade de contaminantes (expressa em milhões de contaminantes por cm3), a qual poder-se-ia em teoria cruzar com a medida indireta de turbidez. Outra correspondência importante, neste caso para os contaminantes inorgânicos dissolvidos, seria a medida direta da dureza expressa pelo teor de CaCO3 em solução (mg/L) contra a medida indireta da condutividade expressa em μS/cm.
[048] Acontece que este modelo teórico não se confirmou para o caso específico da correspondência entre turbidez e a contagem microscópica de contaminantes orgânicos suspensos, conforme indicaram as medidas realizadas no mesmo ponto só que com amostras coletadas em dias distintos. Observou-se no ponto 5, por exemplo, um comportamento destoante da contagem de contaminantes que aumentou de 48 para 282 milhões cont./cm3 em duas rodadas de análise realizadas em semanas subsequentes, enquanto a turbidez permaneceu praticamente inalterada neste mesmo período.
[049] Neste sentido, o presente Pedido de Patente de Invenção partiu da hipótese de que a diferença de turbidez (Δ NTU), antes e após uma variação brusca de pH (de 8 para 4, por exemplo), seria esta sim uma medida correlacionável com a contagem dos contaminantes (milhões cont./cm3), uma vez que cada espécie química susceptível a alterações na solubilidade pelo equilíbrio das formas protonada e desprotonada, apresenta uma distribuição específica entre as fases dissolvida e coloidal, podendo por vezes não afetar o valor absoluto de cada medida de turbidez, mas sim o diferencial entre elas.
[050] Para comprovação desta hipótese, fixou-se as condições experimentais em laboratório, avaliando-se inicialmente (figura 3A) uma bateria com três diferentes aditivos adsorventes sobre a mesma amostra de polpa celulósica, confrontando-se a medida de diferencial da turbidez (Δ NTU) versus a contagem microscópica de contaminantes (em milhões cont./cm3). Posteriormente, selecionou-se o melhor resultado (neste caso o aditivo 3) e variou-se sua concentração (em kg/t) para confirmar a tendência de queda da contagem de contaminantes com o aumento do diferencial da turbidez, conforme pode ser observado na figura 3B para uma ampla faixa de concentrações, muito embora tenha-se constatado uma concentração limite acima de 4 kg/t. Sendo assim, após traçar uma curva de calibração robusta (minimamente quatro pontos), é perfeitamente possível fazer extrapolações coerentes sobre o nível de contaminantes de uma amostra somente pela rápida medida do diferencial de turbidez (ΔNTU), facilitando sobremaneira o monitoramento dos contaminantes de processo.
[051] De posse desta metodologia, é possível identificar uma alteração abrupta do nível de contaminantes orgânicos logo no início do processo pela variação mais significativa do diferencial de turbidez (Δ NTU), devido a fatores como uma alteração da composição da madeira, permitindo assim a elevação das dosagens dos aditivos de controle de “pitches” e “stickies” no sistema de tratamento da polpa celulósica (103A). Caso esta variação se propague para pontos mais à frente do processo, pode-se agir também na estratégia química do sistema de tratamento das vestimentas e partes de máquina (101A), aumentando-se a frequência dos choques preventivos ou a dosagem do produto químico de limpeza contínua. Evidentemente, o mesmo raciocínio se aplica para detecção de variações abruptas da condutividade, muito embora neste caso o foco seriam os contaminantes inorgânicos como o cálcio.
[052] Na sequência são detalhados cada um dos três sistemas de tratamento que compõem a presente solução tecnológica e podem ser contemplados do sistema híbrido para controle de contaminantes de processos papeleiros e outros setores industriais.
Tratamento das águas de processo:
[053] O sistema de tratamento das águas de processo 102A visando o reuso se caracteriza por utilizar uma ou mais tecnologias, quais sejam: filtração, oxidação e/ou destilação. O foco reside no tratamento de correntes residuárias complexas, as quais são normalmente geradas em menores volumes, abaixo de 100 m3/h e idealmente entre 5 e 20 m3/h. Estas correntes precisam ser segregadas no foco da sua geração, antes do descarte para ETE, sendo potencialmente reaproveitadas dentro do próprio processo industrial, como “make up” de água fresca industrial importante para depuração dos sistemas em regime fechado de circuito de águas ou até mesmo em aplicações que requerem uma água mais nobre, de elevada pureza, tais como água DESMI para geração de vapor nas caldeiras ou na Central de Químicos para o preparo de aditivos de processo sensíveis ao meio diluente.
[054] A segregação destas correntes residuárias complexas se dá pelo monitoramento de certos parâmetros físico-químicos e biológicos ao longo de uma árvore de decisão, em que os poluentes são segmentados primeiramente entre orgânicos e inorgânicos, sendo posteriormente separados em dissolvidos ou suspensos no meio aquoso. Para os orgânicos dissolvidos, abre-se ainda a possibilidade de estes serem biodegradáveis ou recalcitrantes (não-biodegradáveis). Já para os suspensos, de forma geral, separa-se os macrométricos dos micrométricos pelo tamanho de partícula, ou seja, acima ou abaixo de 5μ m. Desta forma, fica bem mais fácil de se conduzir as análises dos parâmetros ambientais nas correntes, tomando-se como critério, por exemplo, a razão entre a Demanda Química de Oxigênio e a Demanda Bioquímica de Oxigênio (DQO/DBO), sendo que se esta razão for maior que cinco indica o caráter recalcitrante dos contaminantes e, portanto, a enquadra como corrente residuária complexa em que recomenda- se o tratamento por processos de oxidação avançada (POAs) que ocorre no reator multioxidativo (102J) e/ou soluções mais recentes como a destilação avançada de alta eficiência energética, que ocorre na unidade destiladora (102) Já para os poluentes suspensos micrométricos (<5μm), potencialmente deve-se empregar as técnicas de filtração por membrana, mais propriamente a ultrafiltração seguida de osmose reversa que também serão efetivas para os poluentes inorgânicos dissolvidos e para os poluentes orgânicos dissolvidos macromoleculares (com peso molecular superior a 10 kDaltons). Na sequência são apresentados exemplos representativos.
[055] EXEMPLO 1. Para uma situação típica de tratamento de uma corrente de água clarificada de um circuito de máquina de papel, com dureza elevada e a presença de diversos contaminantes dissolvidos e coloidais, encontra- se normalmente na água bruta valores de referência para os principais parâmetros de turbidez inferiores a 100 NTU e dureza menor que 375 ppm de CaCO3. Os valores da razão DQO/DBO oscilam bastante, ficando normalmente em 1,5 (ex. 6.000/4.000 mg O2/litro), no entanto pode atingir valores acima de 5 (ex. 10.000/2.000 mg O2/litro) de acordo com o grau de fechamento do circuito de águas e a composição dos contaminantes da corrente específica.
[056] Conforme disposto no diagrama da figura 4, tendo-se em vista os avanços já alcançados na nossa patente BR 102014022402-5 que abordou os processos de filtração convencionais acoplados a técnicas de adsorção química, a presente invenção propõe o tratamento inicial da água clarificada 102B numa vazão de 10 m3/h através da conjugação de duas técnicas de filtração por membrana, mais precisamente a ultrafiltração 102C seguida da osmose reversa (102D), alcançando excelentes resultados da água tratada com valores de turbidez inferiores a 0,2 NTU e dureza menor que 0,5 mg/L de CaCO3.
[057] O primeiro aceite (102E) desta filtração (cerca de 7 m3/h) pode imediatamente ser destinado para o reuso, enquanto o seu primeiro rejeito (102F) aproximadamente 3 m3/h, com a carga de contaminantes concentrada, deve seguir no tratamento passando por uma unidade destiladora (102G) que aplica o conceito patenteado em BR102016010684-2 (estendida internacionalmente em WO2017193190) que atinge elevada eficiência energética nos processos de troca de calor. Seu segundo aceite 102H de aproximadamente 2 m3/h, por sua vez, compreende uma água de elevada pureza, podendo ser utilizada em aplicações de reuso mais nobres, tais como água DESMI para geração de vapor nas caldeiras ou no preparo de aditivos químicos sensíveis ao meio diluente. O segundo rejeito (102I) de 1 m3/h, ainda mais concentrado em carga iônica e carga orgânica dissolvidos, deve passar por um processo de oxidação avançada em reator multioxidativo (102J), capaz de degradar a carga orgânica residual e ainda levar os íons remanescentes para o maior estágio de oxidação que normalmente são espécies menos tóxicas (ex. sulfeto vai a sulfato). Esta água clarificada tratada (102K) pode então retornar ao início do sistema de tratamento, ser liberada para o circuito de águas em recirculação ou ser destinada para ETE sem maiores impactos nos parâmetros ambientais de controle.
[058] EXEMPLO 2. Como exemplo de aplicação da tecnologia de tratamento das águas de processo visando o reuso em outros setores industrias, mais especificamente no setor petroquímico que é considerado um dos mais poluidores, apresenta-se, nas figuras 5A e 5B, o estudo de tratabilidade para uma corrente fenólica (104A) com vazão de cerca de 4 m3/dia), oriunda das operações de drenagem do processamento da gasolina e que precisa ser segregada em tanque de segregação (104) para tratamento avançado antes do descarte na ETE, tendo-se em vista a elevada toxicidade que afeta o equilíbrio do tratamento biológico quando o nível de fenol se encontra acima de 50 ppm, lembrando que o mesmo precisa ser abatido abaixo de 5 ppm para enquadramento legal dentro dos padrões de descarte.
[059] Por se tratar de um contaminante recalcitrante clássico, cujos métodos convencionais de tratamento praticamente não têm efeito, elegeu-se como solução tecnológica o processo de oxidação avançada desenvolvido originalmente na patente BR102013020206-1 que faz uso de sistemas oxirredudores sob pressão. Deve-se observar que, neste caso específico, tanto os processos de filtração e destilação avançada não se mostraram efetivos por conta das propriedades específicas das correntes fenólicas (104A), consideradas entre as mais difíceis de se tratar.
[060] A solução tecnológica encontrada, conforme evidenciado no fluxograma e tabela das figuras 5A e 5B respectivamente, passa pelo reator multioxidativo (102J) que recebe a corrente fenólica (104A) oriunda do tanque de segregação (104) com capacidade de 800 m3 e conjuga reagentes líquidos e/ou gasosos dependendo da situação. Neste caso, foram empregados somente reagentes líquidos, mais propriamente o corretor de pH 104B numa concentração de 2,7 g/L e os sistemas oxidantes H2O2 50% (104C), o aditivo dispersante específico (104D) e o reagente (FENTOX®) (104E), mais especificamente 16 g/L de uma solução de H2O2 50%, aditivo dispersante específico (104D) e reagente FENTOX® (104E) em concentrações de 50 e 400 mg/L, respectivamente. O resultado é uma água tratada (104F) com pH de 6 e abatimento de fenol na ordem de 99% de eficiência, enquadrada em uma condição menor que 5 ppm que permite até mesmo o reuso para algumas aplicações específicas dentro do processo petroquímico. Na mencionada figura 5A estão indicadas, para o reator multioxidativo (102J), suas várias entradas as quais são referenciadas como (102J1) (para admissão de reagente líquido1, (102J2) para admissão de reagente gás 2, (102J3) para admissão de reagente líquido 3 e (102J4) para admissão de reagente gás 4.
[061] Evidentemente, aos conhecedores das tecnologias avançadas de tratamento ora apresentadas, fica explicitada a aplicabilidade do sistema de tratamento das águas de processo (102A) visando o reuso, conjugado aos outros sistemas de tratamento, com foco na segregação de correntes residuárias complexas, com características de tratabilidade semelhantes aos exemplos aqui tratados, e em segmentos industriais diversos além do papeleiro, tais como a indústria química, têxtil, de curtumes, alimentícia, frigoríficos, farmacêutica, farmoquímica, sucroalcooleira, siderúrgica, metalurgia, mineração, empresas de remediação, óleo e gás, entre outras.
Tratamento da polpa celulósica:
[062] O sistema de tratamento da polpa celulósica 103A, por sua vez, se caracteriza essencialmente por aplicar uma nova composição da mistura de argilas, não mais restrita somente a polisilicatos (ex. talco para controle de “pitches”), conciliando micropartículas naturais e sintéticas em diferentes proporções, mais especificamente bentonita e hidrotalcita que apresentam propriedades adsorventes complementares e sinérgicas.
[063] Tais argilas são aplicadas na forma de suspensões sólidas de adsorventes “slurries” com elevado teor de sólidos e passando por um equipamento termodinâmico do tipo câmara cisalhadora (103D) patenteado recentemente em BR 10 2019 024382-1, com foco na substituição do talco em processos papeleiros, o qual propicia melhor homogeneização e fricção entre os “slurries”, com a evolução espontânea de pressão e temperatura, maximizando o processo de delaminação das argilas com o consequente aumento da área superficial e sítios de adsorção que incorporam os contaminantes. Ademais, o equipamento permite a ação sinérgica das argilas bentonita (103B), hidrotalcita (103C), alternativamente, das outras argilas com o polímero fixante (103E), promovendo a sua organofilização in situ sem degradar a estrutura das cadeias poliméricas, o que potencializa os efeitos de detackficação e fixação dos contaminantes na fibra.
[064] Um aspecto importante desta aplicação, visando propiciar a melhor integração entre os sistemas nas modalidades de tratamento, reside no monitoramento da demanda iônica no ponto onde a mistura de “slurries” será aplicado. É sabido que o balanço das cargas elétricas, mais especificamente a presença de lixo aniônico na suspensão de polpa celulósica, tem papel vital no desempenho de vários aditivos, em especial sobre os adsorventes e polímeros catiônicos aqui empregados. Usualmente, maiores cuidados devem ser tomados ao encontrar demandas aniônicas acima de 100 mV ou abaixo de 50 mV.
[065] Sendo assim, o presente pedido de Patente de Invenção contempla o controle periódico da demanda iônica em mV (medida direta) no ponto de aplicação através de equipamento do tipo MUTEK® (103G), bem como a correspondência com a medida indireta da condutividade (μS/cm), conforme visto anteriormente, servindo como análise preditiva de situações anômalas de processo para decisão sobre mudanças na estratégia de aplicação do sistema como, por exemplo, uma correção do nível de dosagem dos “slurries” de argila e polímeros na entrada da câmara cisalhadora (103D), visando contrapor uma eventual sobrecarga de lixo aniônico.
[066] Na figura 6 apresenta-se o fluxograma resumido do sistema de tratamento da polpa celulósica (103A), inserido na linha de produção de celulose ou papel, o qual prevê a mistura das argilas natural bentonita (103B) e sintética hidrotalcita) através do equipamento termodinâmico do tipo câmara cisalhadora (103D), mencionado anteriormente. A organofilização in situ das argilas é feita pela adição concomitante do polímero fixante (103E) que pode entrar no lugar do talco, numa seção independente da câmara, ou no lugar da terceira argila (103F) que é opcional.
[067] Conforme já enfatizado alhures, deve-se observar que a modalidade preferível do presente pedido de Patente de Invenção prevê a integração do referido sistema de tratamento da polpa celulósica (103A) com o sistema de tratamento das vestimentas e partes de máquina (101A), agindo assim ao mesmo tempo nas causas oriundas da água de processo (102) e nas causas oriundas da polpa celulósica (103), bem como no efeito (101) da presença dos contaminantes em pontos bem distintos do processo, ou seja, lá atrás no início do processo, seja na linha de fibras ou nos circuitos de máquina, bem como mais à frente no processo, mais propriamente nas máquinas de papel e celulose.
Tratamento das vestimentas e partes de máquina:
[068] Finalmente, o sistema de tratamento das vestimentas e partes de máquina (101A) conjuga um equipamento termodinâmico do tipo bomba térmica injetora (101E) com difusor que combina água fresca (101B), vapor (101C) e produtos químicos (101D) para produzir uma solução química aquecida e pressurizada (101F) com alto poder de limpeza dos contaminantes, cujos benefícios visando melhorar a produtividade em máquinas de papel e celulose foram evidenciados na patente PI9715083-5, a qual teve aditivo em PI0503029-3 que foi estendida internacionalmente em WO 2008/012597.
[069] Em linhas gerais, os principais avanços foram a previsão de dois ou mais equipamentos termodinâmicos do tipo bomba térmica injetora (101E) atuando em paralelo que propiciam o tratamento individualizado das vestimentas, uma inovação importante para atender ao mesmo tempo diversos feltros e telas com diferentes condições de controle, tais como temperatura, pressão, dosagem dos produtos químicos, entre outras. Assim, cada vestimenta tem seu tratamento personalizado em função das suas características únicas de compactação e tempo de vida, permitindo a redução do consumo de produtos químicos pela utilização somente da quantidade necessária para limpeza de cada uma.
[070] Outras inovações importantes incorporadas foram o uso de chuveiros de corpo duplo (101H) que permitem sacar a parte interna para limpeza dos bicos (101N) sem afetar a produtividade da máquina e qualidade da folha de papel formada, bem como a introdução de um tanque de abatimento de pressão e temperatura (101I), composto de um conjunto de equipamentos alocados numa posição intermediária estratégica que permite o abatimento da temperatura e pressão para níveis entre 40 e 60oC e 1 a 6 bar, respectivamente. Em tais condições, flexibiliza-se o sistema para aplicação eventual em diferentes pontos da máquina de produtos químicos mais sensíveis como alguns enzimáticos ou poliméricos.
[071] A figura 7 apresenta uma visão esquemática do conjunto mais importante de equipamentos que compõem o sistema de tratamento de vestimentas e partes de máquina (101A), com destaque para a linha de alimentação de água fresca (101B), a linha de vapor (101C), as linhas de alimentação de produtos químicos de uso ou choque (101D), as bombas térmicas injetoras 101E com difusor, lembrando que estas estão sempre associadas em paralelo para permitir o tratamento individualizado dos diferentes feltros e telas ou partes de máquina onde se aplica a solução química aquecida e pressurizada (101F) que é levada por meio de uma bomba de elevação e manutenção de pressão (101G) até os chuveiros de corpo duplo (101H). Adicionalmente, pode-se observar o tanque de abatimento de pressão e temperatura (101I) e uma série de periféricos que propiciam a aplicação dos produtos poliméricos e enzimáticos, quais sejam: bombas dosadoras (101J), containers de armazenamento de produto químico (101K) e os containers de armazenamento de enzima (101L), bem como as tubulações (101M) conduzidas ao tanque de abatimento de pressão e temperatura (101I).
[072] Para facilitar a integração entre os sistemas nas modalidades de tratamento, o presente pedido de Patente de Invenção prevê a aplicação do conceito de IoT (do inglês Internet of Things nos sistemas de tratamento das águas de processo (102A), sistemas de tratamento da polpa celulósica (103A) e sistemas de tratamento das vestimentas e partes de máquina (101A), permitindo assim a coleta de dados, análise e geração de informações em tempo real, utilizando métodos de inteligência artificial fundamentais para rápida tomada de decisão acerca dos processos de aplicação, mais propriamente a otimização dos parâmetros de aplicação através da identificação de eventuais falhas mecânicas ou da estratégia química, bem como intervenções preditivas ou corretivas automáticas de dosagens, pontos de aplicação, troca de produtos, entre outras funcionalidades. Tais avanços permitem não só a melhor integração entre os sistemas, como também aspectos importantes para as indústrias em geral, quais sejam: o maior controle dos processos, o aumento da produtividade e a redução do consumo de produtos químicos.
[073] Por fim, mediante os avanços ora apresentados, apesar das concretizações particulares aqui descritas e pormenorizadas, o presente pedido de Patente de privilégio de Invenção não deve ser considerado limitado a tais descrições. Deve-se, outrossim, ficar explicitado aos especialistas das diversas áreas envolvidas, que quaisquer modificações, aparentes ou não, podem ser incorporadas como parte integrante da presente invenção e, ainda assim, permanecerem em conformidade com o escopo das reivindicações que se seguem.
GLOSSÁRIO TÉCNICO
[074] Apresenta-se neste glossário o significado de termos técnicos específicos do setor papeleiro e das abreviaturas empregados na Descrição da Invenção. Termos técnicos: - Água branca: água industrial gerada durante o processo de formação da folha de papel após desaguamento na mesa formadora e misturada à água removida no setor de prensagem. Recebe este nome por ter uma coloração esbranquiçada devido ao alto conteúdo de sólidos suspensos que conferem maior turbidez; - Água clarificada: água industrial que passou por processo de depuração mecânica para remoção de sólidos suspensos, reduzindo-se a turbidez e conferindo maior propriedade translúcida. Daí o nome clarificada; - Água DESMI: água desmineralizada é uma água de elevada pureza e baixa condutividade que passou por algum processo de remoção de íons como, por exemplo, osmose reversa; - Árvore de decisão: tipo específico de algoritmo que utiliza um fluxograma ramificado de perguntas e respostas afirmativas para processos lógicos de tomada de decisão; - Circuito de águas: contempla todos os fluxos de uso e descarte de águas dentro de um processo industrial, desde a captação até a emissão para o corpo receptor, bem como o reuso de água em todas as etapas do processo; - Circuito de máquina: nome dado ao circuito de processos que antecede a chegada da fibra celulósica à máquina desaguadora de celulose ou máquina formadora de papel; - Concentrado: termo comumente empregado para designar a corrente de permeado rejeitada num tratamento de águas por técnica de filtração por membranas, seja por ultrafiltração ou osmose reversa; - Correntes residuárias complexas, ou simplesmente correntes: são águas residuárias de processos industriais com elevada dificuldade de tratamento, ou seja, seus contaminantes não são normalmente removidos pelas técnicas convencionais de tratamento primário e secundários, requerendo tecnologias avançadas de tratamento terciário; - Corrente fenólica: é uma corrente residuária complexa com altas concentrações do contaminante específico fenol; - Detack ou detackificação: propriedade de remoção da adesividade de contaminantes papeleiros como “pitches” e “stickies”; - Detackfier: inibidor da adesividade de contaminantes papeleiros como “pitches” e “stickies”; - Finos: caracteriza pequenos fragmentos de fibra celulósica que apresentam dificuldade de ser retidos na folha de papel formada e tendem a ficar suspensos na água branca ou em menor quantidade na água clarificada; - Linha de fibras: linha industrial responsável pela produção da fibra celulósica envolvendo diversas etapas antes de chegar no circuito de máquina; - Lixo aniônico: contaminantes orgânicos ou inorgânicos que apresentam carga aniônica e caracterizam-se por interferir de maneira mais significativa no processo; - Make up: reposição de água fresca industrial visando compensar as perdas naturais do processo; - Organofilização in situ: processo de modificação superficial de adsorventes no sentido de reduzir sua hidrofobicidade, melhorando a dispersibilidade em água e a consequente interação com contaminantes hidrofóbicos no estado coloidal. O processo é in situ porque se dá no momento da aplicação pela interação com polímero catiônico específico por um determinado tempo de residência; - Parte úmida: parte do processo industrial de fabricação de papel em que o teor de umidade é alto, normalmente superior a 60% de teor úmido, envolvendo o circuito de aproximação, formação de folha e seção de prensagem; - “pitches”: depósito orgânico natural oriundo dos extrativos da madeira formado no processo de fabricação de celulose e papel; - Química do papel: termo genérico utilizado para designar qualquer interação química oriunda ou não de aditivos químicos que impacte positivamente ou negativamente o processo de produção de papel; - Regime fechado: termo comumente empregado em tratamento de água e efluentes visando o reuso para designar processos industriais em que o circuito de águas é 100% fechado, ou seja, toda a água de processo é 100% reutilizada. Não há, portanto, captação de água além da reposição das perdas naturais do processo; - “slurry” ou no plural “slurries”: designa uma suspensão sólida de partículas orgânicas ou inorgânicas; - “stickies”: depósitos orgânicos sintéticos formados no processo de fabricação de papel devido à utilização de fibra reciclada; - Sistema dual: termo típico para associação de um adsorvente mineral (normalmente uma argila do tipo filossilicato) com um polímero floculante visando ganhos nas propriedades de retenção e drenagem das fibras de celulose; - Soluções ambientalmente amigáveis: qualquer solução química, bioquímica ou mecânica capaz de gerar menor impacto ao meio ambiente do que as soluções vigentes. Abreviaturas: - DQO/DBO: Demanda Química de Oxigênio/Demanda Bioquímica de Oxigênio; - ETE: Estação de Tratamento de Efluentes; - IoT: do inglês Internet of Things ou em português Internet das Coisas; - MVR: do termo em inglês Mechanical Vapor Recompression ou traduzido para o português seria método de mecânica de vapor; - POA - Processo de Oxidação Avançada; - TAC - Tanque de Alta Consistência. 1/1

Claims (1)

1. “SISTEMA HÍBRIDO PARA O CONTROLE DE CONTAMINANTES DE PROCESSOS INDUSTRIAIS", caracterizado por o referido sistema híbrido (100) compreender três sistemas de controle de contaminantes, sendo um sistema de tratamento das vestimentas e partes de máquina (101A) constituído por uma bomba térmica injetora (101E) com difusor que combina água fresca (101B), vapor (101C) e produtos químicos (101D), um sistema de tratamento das águas de processo (102A) constituído por um reator multioxidativo (102J) com o reagente Fentox® capaz de degradar carga orgânica residual e um sistema de tratamento da polpa celulósica (103A) constituído por uma câmara cisalhadora (103D) com argilas do tipo bentonita (103B) e hidrotalcita (103C) capaz de gerar uma suspensão sólida adsorvente.
BR102020002432-9A 2020-02-05 2020-02-05 Sistema híbrido para o controle de contaminantes de processos industriais BR102020002432B1 (pt)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BR102020002432-9A BR102020002432B1 (pt) 2020-02-05 Sistema híbrido para o controle de contaminantes de processos industriais
CL2021000268A CL2021000268A1 (es) 2020-02-05 2021-02-01 Sistema híbrido para el control de contaminantes de procesos industriales
US17/165,379 US11897803B2 (en) 2020-02-05 2021-02-02 Hybrid system for contaminants control of industrial process
PT117048A PT117048A (pt) 2020-02-05 2021-02-05 Sistema híbrido para o controle de contaminantes de processos industriais

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BR102020002432-9A BR102020002432B1 (pt) 2020-02-05 Sistema híbrido para o controle de contaminantes de processos industriais

Publications (2)

Publication Number Publication Date
BR102020002432A2 BR102020002432A2 (pt) 2020-08-25
BR102020002432B1 true BR102020002432B1 (pt) 2023-06-27

Family

ID=

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI522513B (zh) 製造紙和紙板時提升澱粉於纖維素物質紙漿之優越性之方法
Latour et al. Silica removal from newsprint mill effluents with aluminum salts
KR20130102608A (ko) 종이를 제조하는 방법
BRPI0812941B1 (pt) Método relacionado à lavagem de polpa em uma fábrica de celulose de polpa química
KR100319491B1 (ko) 재활용되는제지공정수의칼슘경도조절방법
Jidong et al. Accumulation of dissolved and colloidal substances in water recycled during papermaking
Blanco et al. Water reuse within the paper industry
BR102020002432B1 (pt) Sistema híbrido para o controle de contaminantes de processos industriais
RU2634894C2 (ru) Способ и устройство для обработки жидких потоков на целлюлозном заводе
Pérez et al. Effect of Additives on Ozone‐Based Decomposition of Reactive Black 5 and Direct Red 28 Dyes
BR102020002432A2 (pt) sistema híbrido para o controle de contaminantes de processos industriais
Gonzalez-Vogel et al. Desalination by pulsed electrodialysis reversal: Approaching fully closed-loop water systems in wood pulp mills
RU2636560C2 (ru) Способ и устройство для обработки жидких потоков на целлюлозном заводе
CN104628052A (zh) 用于造纸废水处理的净水剂
Hubbe Water and papermaking. 3. Measures to clean up process water
Ming et al. Application of Aluminum Sulfate in the Treatment of Papermaking White Water.
Jwala et al. Techno-economic sustainable option adopting zero liquid discharge in wastepaper based pulp & paper industries
US20140360885A1 (en) Method of producing biocides from industrial process waters
BR112015010402B1 (pt) Método e sistema para tratar fluxos de líquido em uma fábrica de celulose química
Nassar Studies on internal and external water treatment at a paper and cardboard factory
CN106865719B (zh) 一种用于造纸工业制浆污水的处理剂
EP3371111A1 (en) Method for optimising material recovery in a chemical pulping process
CN107673416A (zh) 一种造纸废水处理剂
US6466317B1 (en) Automatic real time monitoring of true color in waste liquids
Widsten et al. In-mill removal of TMP whitewater contaminants by biological treatment in an aerobic biokidney used in conjunction with microfiltration and laccase treatment