GEA - Sistemas de Resfriamento Ltda
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GEA - Sistemas de Resfriamento Ltda
GEA Sistemas de Resfriamento Ltda Apresentação 2014 Segmento: TRATAMENTO DE AGUA E EFLUENTES – WWP GEA Heat Exchangers Grupo GEA • Sede: Bochum, Alemanha • Fundada em 1920 em Bochum, Alemanha • Nome GEA: “Global Engineering Alliance” • 20.128 funcionários mundialmente (03/2008) • Presença em mais de 50 países • Aproximadamente 250 empresas mundialmente 21/04/2014 1 GEA Sistemas de Resfriamento - WWP Grupo GEA – no BRASIL Presentes no Brasil há mais de 36 anos Grupo GEA – Segmentos de Negócio 21/04/2014 2 GEA Sistemas de Resfriamento - WWP GEA SR – Atuação: Segmentos e Clientes Açúcar e Álcool Papel e Celulose Químico Siderurgia Alimentício Energia Tratam. Água / Efluentes Petroquímico efficiency in food and energy processes. GEA Sistemas de Resfriamento – GEA SR Segmento: Tratamento de Água e Efluentes Eng. André Gomes – Coordenador Eng. Eduardo Grigoletto - Orçamentos Prod. de Integração em Tratamento de Água e Efluentes, 17/04/2014 AESABESP 21/04/2014 3 GEA Sistemas de Resfriamento - WWP GEA SR – Introdução Para o segmento de tratamento de água e efluentes, a GEA SR fabrica “Produtos de integração”! Produtos de integração para sistemas de tratamento de água e efluentes? São produtos plásticos especificamente desenvolvidos para obter a maior eficiência operacional em sistemas de tratamento de água e efluentes, domésticos e industriais, possuindo características e design próprios de modo a melhorar a eficiência e facilitar procedimentos de instalação, operação e manutenção, reduzindo os custos associados a tais tarefas. Os produtos para o segmento de tratamento de águas e efluentes têm vindo a ser instalados em todo o mundo ao longo de 30 anos, em todos os tipos de estações de tratamento, públicas e privadas. efficiency in food and energy processes. GEA SR – Áreas de Atuação Áreas de intervenção da GEA SR Segmento de Tratamento de Água e Efluentes - Indústria processadora de frutas e alimentos - Destilaria - Refinaria de açúcar - Industria farmacêutica - Cervejaria - Laticínio - Abatedouro - Ind. Papel e Celulose - Esgoto Municipal - Industrial Têxtil - Industria Petro e Agroquímica - Industria de Bebida - Curtumes - Chorume de aterro sanitário - Aquicultura - Outros (águas para abastecimento doméstico ou industrial, e todo o efluente biodegradavel). efficiency in food and energy processes. 21/04/2014 4 GEA Sistemas de Resfriamento - WWP GEA SR – Linha de Produtos Linha TUBEdek® Linha BIOdek® Módulos Lamelares para decantação / Enchimentos estruturados para tratamento biológico sedimentação de sólidos e lodo de ETA e ETE. (carbono e nitrogênio) e para transferência de massa. efficiency in food and energy processes. GEA SR - Produtos e Aplicações TUBEdek® BIOdek® Sedimentação Crescimento Bacteriano/ Transferência de Massa Água Potável ou Processo Decantação com ou sem floculação Remoção de nitrogênio Efluente Municipal ou Industrial Sedimentação primária / secundária (Remoção de carbono, nitrificação e desnitrificação) Água Pluvial Sedimentação --- Emissão de Gases --- Lavadores de Gases Função Aplicações Tratamento completo efficiency in food and energy processes. 21/04/2014 5 GEA Sistemas de Resfriamento - WWP TUBEdek® - Introdução Módulos lamelares TUBEdek O que são os módulos TUBEdek ? • Módulos formados por perfis / lamelas soldadas por ultrassom / ferro de solda, sem requerer qualquer tipo de cola, solvente, etc. • Os módulos são montados com as dimensões requeridas para o projeto, ao “mm”. • Apenas o formato da lamela “Chevron” é padronizado; todas as restantes dimensões são de acordo com o projeto: comprimento, largura, altura, ângulo, etc. • Os módulos TUBEdek são adaptáveis a qualquer tipo de instalação, dimensões disponíveis, e formato do reservatório (retangular, quadrado, circular, etc). Para que servem ? • Remoção de sólidos em Decantadores Primários, com e sem etapa de coagulação / floculação prévia (Tratamento Primário), em estações de tratamento de água para abastecimento doméstico e industrial. • Remoção de sólidos e lodo em Decantadores, antes e / ou após a etapa de tratamento biológico (Decantador Primário e Secundário) em estações de tratamento de efluentes domésticos e industriais; • Disponíveis em quatro modelos (FS41.84 / FS41.50 / FS42.50 / KLP 638), conforme a aplicação, a concentração e características dos sólidos/lodo e parâmetros do projeto. efficiency in food and energy processes. TUBEdek® - Princípio de Funcionamento Funcionamento do TUBEdek 1) O processo é iniciado com a chegada do efluente juntamente com sólidos em suspensão. O líquido é derivado em inúmeras saídas, sendo distribuído homogeneamente por debaixo das lamelas. 2) O líquido segue em sentido ascendente juntamente com os sólidos pelos canais das lamelas 3) A velocidade dos sólidos pode ser desmembrada em dois vetores: horizontal (mesmo plano do canal) e vertical (sentido perpendicular ao canal). 4) Durante passagem pelo canal, os sólidos cuja velocidade de sedimentação é superior à distancia a ser percorrida verticalmente são decantados na base da lamela. 5) Com a inclinação das placas, o sólido decantado segue deslizando para fora das lamelas. 6) O lodo é acumulado na base do clarificador, onde é removido para pós-tratamento. 7) O efluente clarificado é coletado no topo do decantador, livre dos sólidos, por coletores. Concepção do produto foi baseado em CFD (Dinâmica de Fluxo Computadorizada) efficiency in food and energy processes. 21/04/2014 6 GEA Sistemas de Resfriamento - WWP TUBEdek® - Informações Técnicas Alguns dados técnicos do produto TUBEdek: Materiais: PVC (Policloreto de Vinila) ou PP (Polipropileno) Temperatura Máxima: 55°C (PVC) e 80° (PP) Peso seco: 35 a 80 Kg/m³ Inclinação recomendada: 55° a 60° Área de Sedimentação: 6 a 13 m²/m³ Comprimento do perfil: conforme o projeto (mm) Montagem: Encaixe longitudinal das 4 linhas de fixação e aplicação de pontos de solda segundo o projeto ou a aplicação Altura do canal (H): 45 a 83 mm (conforme modelo) H efficiency in food and energy processes. TUBEdek® - Desenho e Dimensionamento Desenho e dimensionamento de decantadores e de módulos TUBEdek Em fábrica, os pontos de soldadura por ultrassom são aplicados segundo a carga de sólidos / lodo prevista no canal TUBEdek e a aplicação (ETA/ET E). Os perfis lateriais (bordas) dos m ódulos poderão ter qualquer largura entre 25 m m (Rs) e 60 m m (Rb). Conforme a aplicação e as necessidades do projeto, a união lateral de dois m ódulos poderá form ar um novo canal com pleto, um canal irregular com bordas sobrepostas, ou novos can ais com aberturas variáveis - aplicável em m ódulos de form ato circular, com o em m ódulos lineares (decantadores retangular / quadrado). Desenho e fabricação de m ódulos TUBEdek de m odo a form ar encaixes perfeitos, sem sobreposição de perfis. A união frontal é calculada para que não ocorra qualquer sobreposição de perfis (exceto em casos particulares). efficiency in food and energy processes. 21/04/2014 7 GEA Sistemas de Resfriamento - WWP TUBEdek® - Desenho e Dimensionamento Desenho e dimensionamento de decantadores e de módulos TUBEdek •Software específico para o desenho de decantadores com módulos TUBEdek, ou para o desenho de módulos a partir de uma vazão e dimensões existentes. •Cálculo das velocidades associadas à operação e correção da altura ou dimensões dos módulos TUBEdek. •Cálculo do número de peças inteiras e laterais, metros a utilizar, áreas e volumes ocupados, efetivos e projetados de sedimentação, e com possível variação do ângulo dos módulos. •Desenho do sistema de suporte, para obter a melhor configuração e resistência, promovendo a rápida instalação em obra e com o menor consumo de materiais. efficiency in food and energy processes. TUBEdek® - Desenho e Dimensionamento Desenho e dimensionamento de decantadores e de módulos TUBEdek Aplicação usual: ETE Aplicação usual: ETA Seleção de modelos TUBEdek Aplicação: polimento efficiency in food and energy processes. 21/04/2014 8 GEA Sistemas de Resfriamento - WWP TUBEdek® - Montagem A montagem das lamelas inicia-se com a preparação da mesa / gabarito, cuja inclinação, largura e comprimento deve ser superior às do módulo acabado. As lamelas TUBEdek são placas únicas e possuem um sistema de encaixe longitudinal em suas bordas, ao longo de todo o comprimento, que ao se unirem formam o canal de decantação. Na última etapa são realizadas soldagens pontuais - pontos de soldadura - entre as uniões dos perfis, conferindo maior resistência ao módulo. Não se aplica colagem ou soldagem química. 2° Fila de perfil Solda Perfil Lateral Perfil Lateral 1° Fila de perfil Largura do módulo Guia lateral efficiency in food and energy processes. TUBEdek® - Montagem O tempo de montagem dos módulos em fábrica é de aproximadamente 1,1 h / m³ para o modelo FS41.84, e 2,1 h / m³ para os modelos FS41.50 / FS42.50, independentemente do número de blocos, com um só operador. A montagem pode ser também realizada em obra. TUBEdek efficiency in food and energy processes. 21/04/2014 9 GEA Sistemas de Resfriamento - WWP TUBEdek® - Montagem A união dos perfis é excelente, garantindo total fiabilidade durante o transporte, instalação, operação e limpeza de módulos TUBEdek! TUBEdek efficiency in food and energy processes. TUBEdek® - Sistema Suporte Sistema de Trilho Suportes intermediários ~0,9m de 0,7 a 1,1m Largura de até 1,2m Comprimento / Largura de até 2,4m Funcionamento Funcionamento Os blocos de lamelas são apoiadas em vigas de fibra de vidro pultrudado (GRP Beams) com espaçamentos definidos por cálculo, Blocos de lamelas são apoiados em toda sua lateral por uma viga. Características Características - Fácil alinhamento - Módulos podem ter um maior comprimento ou largura (até 2400 mm) - Limitação na largura (até 1200 mm) efficiency in food and energy processes. 21/04/2014 10 GEA Sistemas de Resfriamento - WWP TUBEdek® - Sistema Suporte Suporte para lamelas (H >1,3 m) Viga longitudinal: GRP-Beam (Fibra de vidro pultrudado) Suporte engastado na parede Chapa para fixação do vigas Viga transversal (concreto ou aço) Perfil do GRP-Beam 19 mm de contato! O formato da viga GRP mantem a passagem do fluxo livre e evita a acumulação de sólidos sobre o suporte. GRP-Beam Comprimento: 3 m (padrão) Obs: Outros comprimentos mediante proj eto ou pedido. Peso: 3,5 kg/m GRP-Bracket Apoio , em aço carbono galvanizado ou aço inoxidável. Carga: Até 500 kg para o comprimento padrão de 3 m. efficiency in food and energy processes. TUBEdek® - Exemplos efficiency in food and energy processes. 21/04/2014 11 GEA Sistemas de Resfriamento - WWP TUBEdek® - Exemplos efficiency in food and energy processes. TUBEdek® - Exemplos efficiency in food and energy processes. 21/04/2014 12 GEA Sistemas de Resfriamento - WWP TUBEdek® - Exemplos efficiency in food and energy processes. TUBEdek® - Exemplos efficiency in food and energy processes. 21/04/2014 13 GEA Sistemas de Resfriamento - WWP TUBEdek® - Exemplos efficiency in food and energy processes. TUBEdek® - Exemplos efficiency in food and energy processes. 21/04/2014 14 GEA Sistemas de Resfriamento - WWP TUBEdek® - Exemplos efficiency in food and energy processes. TUBEdek® - Formas de Fornecimento Módulos Prontos • Os módulos são montados em fábrica, com as dimensões e configuração de acordo com o projeto. A montagem dos módulos pode ser realizada para que sejam acoplados ao sistema suporte (cortes inferiores). • É possível executar a montagem de módulos para que possam receber tubulação, sondas e acesso aos raspadores na base dos decantadores. • Rapidez na instalação de módulos em decantadores. efficiency in food and energy processes. 21/04/2014 15 GEA Sistemas de Resfriamento - WWP TUBEdek® - Formas de Fornecimento Fornecimento planificado • Placas lamelares são fornecidas com comprimento e ângulo de corte definidos pelo cliente. • Sistema de suporte enviado desmontado. • Equipe do cliente ou da GEA realiza a montagem dos módulos in loco conforme cronograma da obra e sob orientação de supervisor GEA. • As lamelas para a montagem dos módulos TUBEdek são enviadas à obra em pallets ou fardos, ou em embalagem especificada pelo cliente. efficiency in food and energy processes. TUBEdek® - Exemplos de Decantadores Modelos Retangulares e Quadrados Coletores do efluente clarificado Canal de entrada do afluente Canal do efluente TUBEdek Decantador TUBEdek Canal de entrada Correia do raspador Módulo pronto Saída de lodo efficiency in food and energy processes. 21/04/2014 16 GEA Sistemas de Resfriamento - WWP TUBEdek® - Exemplos de Decantadores Modelos Circulares efficiency in food and energy processes. TUBEdek® - Exemplos de Decantadores Projeto Compacto Entrada Efluente Saída do Clarificado Saída de lodo Modelo Circular - Sistema “Plug-in”, de instalação rápida e fácil. - Diâmetro de 1,45 a 3,40 m (modelos compactos). Formatos possíveis dos módulos: - Carga de entrada de 2,0 a 70,0 m³/h. - Triangular / “pizza” - Corpo em Fibra de Vidro Pultrudado, PP, etc. - Cúbicos / paralelepipédicos efficiency in food and energy processes. 21/04/2014 17 GEA Sistemas de Resfriamento - WWP BIOdek® - Vantagens e Beneficios Considerações finais: Visão Geral & Benefícios Obra Módulos Operação Menores Garantia de dimensões Performance dos tanques Configuração Elevadas especial para áreas Facilidade sedimentação específicas de Comprimento de limpeza sedimentação e ângulo conforme o Facilidade no Área de Vida útil projeto Material transporte e sedimentação prolongada soldado e instalação robusto Sistema de Suporte simples Prazo de montagem reduzido Montagem simples em fábrica ou obra Diferentes modelos para cada apliação Baixo risco de entupimento Quimicamente inerte efficiency in food and energy processes. TUBEdek® - Processos Aplicáveis O produto TUBEdek é utilizado qualquer etapa onde ocorra a remoção de sólidos / lodos: Água potável ou de processo - Processo físico-químico (floculação e decantação) - Água de lavagem de filtro - Remoção de sólidos de águas superficiais ou de subsolo - Polimento de água com carga de sólidos Efluente - Sedimentação primária - Lodo ativado com concentração baixa/média de sólidos - Aquicultura - Processo físico/químico (floculação/decantação) - Polimento de efluentes com carga de sólidos (KLP 638) Água pluvial - Remoção de sólidos e areia efficiency in food and energy processes. 21/04/2014 18 GEA Sistemas de Resfriamento - WWP TUBEdek® - Módulos e Lamelas de Decantação Módulos TUBEdek montados por ultrassom, prontos para instalação. Perfis para montagem em obra. Simplicidade e resistência no transporte. Configurações específicas para projetos especiais. efficiency in food and energy processes. BIOdek® - Introdução Enchimento estruturado BIOdek O que é o enchimento estruturado BIOdek ? • São blocos de chapas de PP e PVC, soldadas ou coladas, com áreas superficiais específicas de até 400 m²/m³ e um índice de vazios superior a 97%, fabricadas em canal cruzado, vertical e misto, em função da aplicação e parâmetros de desenho. Para que serve ? • De uma forma simplificada, várias populações de microrganimos (autotróficos, heterotróficos, aeróbios, anaeróbios, facultativos, termófilos, mesófilos, etc.), crescem e proliferam aderidos a qualquer superfície (biofilme / biomassa aderida), se providos com os nutrientes necessários para seu desenvolvimento (na presença ou não de O2). Os sistemas de tratamento biológico de efluentes são desenhados e operam de acordo com a capacidade de degradação dos compostos a remover (medidos como DBO, DQO, NTK, NH3-N, NO2-N, NO3-N, etc) – Remoção de carbono e / ou remoção de nitrogênio. Entre outros fatores, quanto maior a superfície disponível para a fixação e crescimento do biofilme e maior a facilidade com que o alimento e O2 chegam aos microrganismos, maior será a massa de compostos removida, e portanto maior a eficiência do sistema. • O BIOdek é o meio de suporte mais eficiente para crescimento de biomassa / biofilme aderido em sistemas de tratamento biológico em leito fixo, na presença ou não de O2. efficiency in food and energy processes. 21/04/2014 19 GEA Sistemas de Resfriamento - WWP BIOdek® - Processo de Fabricação Produção do BIOdek 1. A fabricação é iniciada com a especificação do uso do produto para que possa ser definida a formulação da matéria-prima e aditivos (anti-UV, flamabilidade, temperatura e pigmentação). Todo o processo é totalmente automatizado. 2. Após definida a composição do produto, o material é aquecido e passa por um processo de extrusão. Nessa etapa é obtida a lâmina do filme plástico com a espessura requerida. 3. Na etapa seguinte, o filme plástico passa por um processo de vácuo-formação (mod. FB/FC) ou extrusão por alto-relevo (mod. KFx/KVx) para conferir à lâmina as características necessárias para o enchimento estruturado requerido (rugosidade, ondulação e configuração do canal). 4. A lâmina contínua é então cortada de forma automática, obtendo-se folhas / chapas com um comprimento padrão de 2,4 m. Para projetos especiais ou por pedido, o comprimento das folhas / chapas poderá ser outro (2,0 m, 2,185 m, etc.) 5. A última etapa do processo é a união das chapas / folhas plásticas através de o procedimento de colagem (se em PVC) ou de soldagem (se em PP), para a obtenção dos blocos de BIOdek, de dimensões padrão de 2,4 x 0,3 x 0,6 m (L*W*H), embora para projetos especiais, possam ter outras. efficiency in food and energy processes. BIOdek® - Processo de Fabricação Montagem de blocos BIOdek – Colagem (PVC) O procedimento de montagem de enchimento estruturado BIOdek é realizado através da colagem das folhas de PVC ou através de soldadura das folhas de PP, obtendo-se os blocos prontos a instalar. A colagem de folhas de PVC requere a utilização de uma mistura de cola e solvente que, na proporção correta, proporciona um bloco rígido e totalmente coeso. Cada folha é introduzida através de uma máquina de rolos, cujas posições são reguladas de acordo com o modelo de enchimento a formar, para que somente seja aplicada a mistura de colagem nos pontos onde efetivamente duas chapas estão em contato, não sendo aplicada nos canais. Estas máquinas, móveis, permitem que a montagem seja realizada em obra ou nas dependências do cliente. efficiency in food and energy processes. 21/04/2014 20 GEA Sistemas de Resfriamento - WWP BIOdek® - Processo de Fabricação Montagem de blocos BIOdek – Soldadura (PP) A soldadura de folhas de PP é realizada através de um equipamento específico cujo software permite a configuração do modelo a soldar, o número de folhas por bloco (que indicará a largura do mesmo), e o tempo de aplicação da solda térmica. É um processo sem geração de resíduos, que através de até 20.000 pontos de soldadura por m³, garante um produto final extremamente estável e robusto. Estes equipamentos são móveis pelo que a montagem poderá ser realizada em obra, reduzindo drasticamente os custos associados ao transporte. efficiency in food and energy processes. BIOdek® - Princípio de Funcionamento Como funciona o BIOdek? Os pontos de contato entre as folhas / chapas variam entre 3.500 a 308.000 pontos por m³, e têm uma dupla função: a) Absorver os esforços mecânicos ao qual o enchimento será submetido. b) Servir como ponto de redistribuição do fluxo durante a passagem do fluído pela mídia – excelente capacidade de percolação! Capacidade de PERCOLAÇÃO Se for fornecida água em um único ponto localizado no topo do enchimento, durante a percolação o fluxo de água será dividido e redistribuído continuamente, facilitando o escoamento uniforme do líquido todo o volume do enchimento. efficiency in food and energy processes. 21/04/2014 21 GEA Sistemas de Resfriamento - WWP BIOdek® - Princípio de Funcionamento Outro princípio do funcionamento do enchimento estruturado BIOdek reside na ondulação dos canais de passagem que são revestidos por corrugações, causando turbilhonamento e otimizando assim a transferência de massa e oxigênio entre o fluído e o biofilme. Toda esta estrutura, dependendo da altura da ondulação dos canais e do número de corrugações, fornece áreas para fixação de biofilme de até 400 m² / m³ de enchimento, reduzindo substancialmente o volume de meio de suporte necessário para obter uma mesma eficiência de remoção (comparado com outros recheios, como pedra britada, aneis Pall, etc). efficiency in food and energy processes. BIOdek® - Processos Aplicáveis Tratamento de Efluentes com enchimento estruturado BIOdek: Filtro Biológico Percolador (FBP) • Tratamento primário: altas taxas com remoção parcial de DBO. • Tratamento secundário: remoção completa de carbono com nitrificação. • Tatamento terciário: nitrificação completa da amônia. Filtro Biológico Submerso (FBS) • Filtro Biológico Aerado Submerso (FBAS): remoção de DBO e nitrificação completa. • Filtro Anóxico (FA): desnitrificação. Sistema de Biodiscos Rotativos (RBC): remoção de DBO e nitrificação. efficiency in food and energy processes. 21/04/2014 22 GEA Sistemas de Resfriamento - WWP BIOdek® - Processos Aplicáveis Tratamento de Efluentes com enchimento estruturado BIOdek: Filtro Biológico Percolador (FBP) efficiency in food and energy processes. BIOdek® - Processos Aplicáveis Tratamento de Efluentes com enchimento estruturado BIOdek: Filtro Biológico Percolador (FBP) efficiency in food and energy processes. 21/04/2014 23 GEA Sistemas de Resfriamento - WWP BIOdek® - Processos Aplicáveis Tratamento de Efluentes com enchimento estruturado BIOdek: Filtro Biológico Submerso (FBS) efficiency in food and energy processes. BIOdek® - Processos Aplicáveis Tratamento de Efluentes com enchimento estruturado BIOdek: Filtro Biológico Submerso (FBS) efficiency in food and energy processes. 21/04/2014 24 GEA Sistemas de Resfriamento - WWP BIOdek® - Processos Aplicáveis Tratamento de Efluentes com enchimento estruturado BIOdek: Sistema de Biodiscos Rotativos (RBC) efficiency in food and energy processes. BIOdek® - Processos Aplicáveis Tratamento de Efluentes com enchimento estruturado BIOdek: Sistema compactos: filtros aerados submersos e filtros anaeróbios efficiency in food and energy processes. 21/04/2014 25 GEA Sistemas de Resfriamento - WWP BIOdek® - Comparativo Operacional Comparativo operacional entre BIOdek e meios de suporte randômicos para aplicações de leito fixo (pedra britada, mídias e peças plásticas de disposição aleatória) (Parte 1) Meios de suporte disponíveis para crescimento aderido / fixo Meio de suporte Dimensões (mm) Peso específico (kg/m³) Área superficial específica (m²/m³) Índice de vazios (%) Brita 1” – 2,5” 25,4 - 63,5 1249,4 – 1441,7 55,8 – 68,9 40 – 50 Brita 4” – 5” 101,6 - 127 800,9 – 993,2 39,4 – 90,3 50 – 60 Escórias 2” – 3” 50,8 - 76,2 897,0 – 1201,4 55,8 – 68,9 40 – 50 Escórias 2” – 3” 6,2 – 127 800,9 – 993,2 45,9 – 59,1 50 – 60 Mídia randômica 25,4 – 76,2 9,8 – 140 41,2 – 278,9 75– 95 Mídia estruturada std. 1200x600x600 32,0 – 96,1 78,7 – 98,4 94 – 97 Mídia estruturada HS 1200x600x600 32,0 – 96,1 98,4 – 196,9 94 – 97 BIOdek FKC / FKP std 2400x300x600 22 – 54 70 – 240 > 97 BIOdek FC / FKP HS 2400x300x600 25 – 60 195 – 400 > 96 Fonte: Metcalf&Eddy; GEA efficiency in food and energy processes. BIOdek® - Comparativo Operacional Comparativo operacional entre BIOdek e meios de suporte randômicos para aplicações de leito fixo (pedra britada, mídias e peças plásticas de disposição aleatória) (Parte 2) Filtro 1 Filtro 2 Filtros iguais? Não. Resulta nos comuns problemas de falta de eficiência, odores, colmatação… • Canais preferenciais • Zonas mortas (ineficientes) • Canais preferenciais • Espoçamentos • Zonas mortas Desenho e dimensionamento mássico e hidráulico de filtros/ reatores biológicosde leito fixo com meio de suporte randômico: Para cada filtro, o cálculo da área disponível para fixação de biofilme é similar, baseado no índice de vazios por m³ (não por todo o volume), e na área superficialdisponível também por m³, segundo modelos bem conhecidos (mas as peças estãoem contato!). Para compensar esse fato, podem ser usados nos cálculos apenas os valores de área interna (protegida) das peças (somente aplicável a mídias randômicas), e por vezes fatores de segurança (aumentando o volume de recheio para a mesma DBO, e de toda a instalação!). É impossível prever a posição das peças despejadas em um reservatório (random = aleatório) e portanto, é impossível prever a existência e localizaçãode canais preferenciais e consequentes empoçamentos e zonas mortas! efficiency in food and energy processes. 21/04/2014 26 GEA Sistemas de Resfriamento - WWP BIOdek® - Comparativo Operacional Filtro biológico com peças randômicas como meio de suporte para fixação de biofilme. efficiency in food and energy processes. BIOdek® - Comparativo Operacional Filtro biológico com peças randômicas como meio de suporte para fixação de biofilme. efficiency in food and energy processes. 21/04/2014 27 GEA Sistemas de Resfriamento - WWP BIOdek® - Comparativo Operacional efficiency in food and energy processes. BIOdek® - Comparativo Operacional Comparativo operacional entre BIOdek e meios de suporte randômicos para aplicações de leito fixo (pedra britada, mídias e peças plásticas de disposição aleatória) (Parte 3) Filtro 1 Filtro 2 Filtros iguais ? Em ambos os filtros, 97% do volume ocupado em cada filtro é realmente efetivo e disponível para a fixação de biofilme, para além de facilitar a percolação, TDH e aeração através dos canais, evitando a colmatação. Modelação moderna e validada em ETEs por todo o mundo (EXPOVAL) Desenho e dimensionamento mássico e hidráulico de filtros/ reatores biológicosde leito fixo com meio de suporte BIOdek: Para cada filtro, o cálculo da área disponível para fixação de biofilme é baseado na geometria do volume disponível do próprio filtro, nas constantes do(s) modelo(s) de BIOdek a utilizar, que estão bem definidas e em modelos avançados (iterativos e diferenciais). A instalação do enchimento BIOdek no interior do filtro obdece a regras quanto à disposição de cada bloco em cada camada, através de um desenho com a indicação das posições e eventuais cortes , sendo cada blocofornecido de fábrica com uma numeração indexada ao desenho. Considerando uma distribuição homogênea do efluente a tratar alimentado ao filtro, e porque as constantes de cada modelo BIOdek estão perfeitamente definidas e sua instalação é programada, não existe a possibilidade de ocorrência de canais preferenciais, zonas mortas ou empoçamentos. Se seguidas as instruções de manutenção, a operação do filtro será excelente, sem a necessidade de qualquer intervenção. efficiency in food and energy processes. 21/04/2014 28 GEA Sistemas de Resfriamento - WWP BIOdek® - Comparativo Operacional Porquê usar BIOdek se existem outros enchimentos / recheios ? • São enchimentos leves e de estrutura simples, mas são desenhados, calculados e específicos para cada tipo de aplicação (em função da instalação e dos parâmetros do processo: DBO, DQO, vazão, SS, NTK, temperatura, recirculação, etc). • Disponíveis com diferentes áreas superficiais específicas e em diferentes configurações (cruzada / vertical / mista), podendo ser cortados em qualquer formato. • Disponíveis em diferentes materiais e modelos, sendo possível montar de um mesmo modelo com folhas de espessura variável (para diferentes cargas e profundidades). • Podem ser armazenados ou transportados milhares de metros cúbicos de meio de suporte em um pequeno volume (para posterior montagem). • São enchimentos de montagem simples e rápida, em fábrica ou na própria obra. • Disponível assistência técnica e supervisão da montagem, instalação e operação. • Apoio técnico no desenho e dimensionamento de novos filtros e reatores, e na reforma de filtros ou reatores existentes, para qualquer sistema de tratamento de biofilme fixo. Mais de 30 anos de experiência no dimensionamento e fornecimento de BIOdek, para diversas aplicações, diferentes efluentes e requerimentos de descarga e eficiência, nas temperaturas mais extremas, e em todos os continentes. efficiency in food and energy processes. BIOdek® - Desenho e Dimensionamento Desenho e dimensionamento de FBP, FBAS e FA utilizando enchimento estruturado BIOdek •Software específico para cada aplicação, com seleção de modelos BIOdek e obtenção imediata dos valores de DBO, SS e TKN no efluente tratado a partir dos dados do projeto, com ou sem recirculação. •Simulação dos valores de DBO, SS e TKN no efluente e vazão de recirculação, com indicação dos perfis de concentração ao longo da profundidade do enchimento e de forma gráfica, de acordo com a equação de Velz, o modelo desenvolvido e verificado por Boller & Gujer, permitindo variação da temperatura de operação. •Cálculo do número de blocos, do volume e área superficial disponível e efetiva, carga orgânica volumétrica e taxas de aplicação hidráulica e mássica. •Cálculo de parâmetros operacionais e de processo, tais como o número de braços do distribuidor, velocidade de rotação e taxa hidráulica [FBP]; constantes biológicas (taxa de nitrificação, incorporação de N, produção de lodo, etc) [FBS, FBP]; sistema de suporte, requerimentos de oxigênio (ventilação natural, forçada e mista), etc. efficiency in food and energy processes. 21/04/2014 29 GEA Sistemas de Resfriamento - WWP BIOdek® - Desenho e Dimensionamento Desenho e dimensionamento de FBP, FBAS e FA utilizando enchimento estruturado BIOdek Seleção de modelos BIOdek efficiency in food and energy processes. BIOdek® - Desenho e Dimensionamento Desenho e dimensionamento de FBP, FBAS e FA utilizando enchimento estruturado BIOdek Seleção de modelos BIOdek efficiency in food and energy processes. 21/04/2014 30 GEA Sistemas de Resfriamento - WWP BIOdek® - Desenho e Dimensionamento Capacidadade de carga: De 2.000 kg a 10.000 kg … POR METRO QUADRADO ! Para confirmar a resistência de toda a estrutura, em conjunto com cálculos, blocos de diferentes modelos e com espessuras variáveis de folha são testados mecanicamente (segundo a norma DIN 19557) assegurando assim a capacidade de carga para cada aplicação em particular e para cada projeto específico. Teste de compressão 153,2 kN/m² OK ! efficiency in food and energy processes. BIOdek® - Desenho e Dimensionamento Fundação e Sistema de Suporte em FBP, FBAS e FA Função: - Suportar mídia, biofilme aderido e efluente percolante. - Permitir a passagem de ar para o enchimento (só FBP/FBAS) - Permitir e facilitar a circulação de efluente (sem retenções) Materiais utilizados: - Madeira, aço, fibra de vidro, concreto, etc. Vantagens dos enchimentos estruturados BIOdek: • Peso extremamente mais leve que recheio à base de brita ou mídias plásticas (4 a 5 vezes já considerando biofilme), o que resulta em uma redução de custos e simplificaçao da execução. • Executado com espaçamento entre as vigas de apoio dos blocos e piso de escoamento do efluente, o que resulta na correta drenagem do percolado e sólidos. • Enchimento leve e auto-portante, permitindo o uso de vigas ou placas com alta porcentagem de vazios: otimizam a passagem de ar através da base do enchimento, eliminando entupimentos e a criação de canais preferenciais, que reduzem consideravelmente a eficiência. efficiency in food and energy processes. 21/04/2014 31 GEA Sistemas de Resfriamento - WWP BIOdek® - Desenho e Dimensionamento Fundação e Sistema de Suporte em FBP - EXEMPLOS Opções possíveis, dependendo de cada projeto, altura do enchimento, carga prevista, etc. efficiency in food and energy processes. BIOdek® - Desenho e Dimensionamento Exemplo de fundação e sistema de suporte em FBP / FBS efficiency in food and energy processes. 21/04/2014 32 GEA Sistemas de Resfriamento - WWP BIOdek® - Exemplo de Projeto - FBP Estes valores foram obtidos para um conjunto de parâmetros não totalmente indicados. Confirme Parâmetros do projeto: Q = 1.500 m³/d DBO = 300 mg/L NTK = 60 mg/L 2 x D = 17,4 m H=2m 2 2filters filtrosparallel em paralelo H = 2m a GEA os valores entrada eem saída, edois os recomendados para sua aplicação). A necessidade de com dividir um defiltro ou mais é devida à limitação da altura do filtro que é imposta pelo meio de suporte. Podem ser considerados dois ou mais filtros, em série, desde que por necessidade do processo (remoção de DBO seguido por nitrificação, por exemplo, etc.) Construir dois ou mais filtros para operar em paralelo é um aumento desnecessário de custos! 11 filter filtro with com o doubleda height dobro altura H = 2m Efluente calculado: Calculated Effluent: BODDBO: = 8 mg/L 8 mg/L TKNNTK: = 2626mg/L mg/L filtersem in series 22filtros série H = 4m H = 2m Calculated Effluent: Efluente calculado: BOD DBO==22mg/L mg/L TKN= NTK 9= mg/L 9 mg/L H = 2m Calculated Effluent: Efluente calculado: BOD DBO==22mg/L mg/L TKN= NTK 9= mg/L 9 mg/L efficiency in food and energy processes. BIOdek® - Exemplo de Projeto - FBP Tipos de enchimento aplicáveis em FBP: Macro Estrutura - Mídia estruturada com canal Cruzado (Cross-Flow) - Mídia estruturada com canal Vertical (Vertical-flow) Micro Estrutura (algumas constantes do BIOdek) - Abertura do canal: 12 a 38 m (disponível de 7 a 38 mm) - Área superficial: 70 a 240 m²/m³ (disponível até 400 m²/m³) - Corrugação do canal - Índice de vazios: superior a 97% - Peso específico: 21 a 55 kg/m³ efficiency in food and energy processes. 21/04/2014 33 GEA Sistemas de Resfriamento - WWP BIOdek® - Exemplo de Projeto - FBP Substituição de brita por BIOdek em Filtro Biológico Percolador 1 de 7 efficiency in food and energy processes. BIOdek® - Exemplo de Projeto - FBP Substituição de brita por BIOdek em Filtro Biológico Percolador 2 de 7 efficiency in food and energy processes. 21/04/2014 34 GEA Sistemas de Resfriamento - WWP BIOdek® - Exemplo de Projeto - FBP Substituição de brita por BIOdek em Filtro Biológico Percolador 3 de 7 efficiency in food and energy processes. BIOdek® - Exemplo de Projeto - FBP Substituição de brita por BIOdek em Filtro Biológico Percolador 4 de 7 efficiency in food and energy processes. 21/04/2014 35 GEA Sistemas de Resfriamento - WWP BIOdek® - Exemplo de Projeto - FBP Substituição de brita por BIOdek em Filtro Biológico Percolador 5 de 7 efficiency in food and energy processes. BIOdek® - Exemplo de Projeto - FBP Substituição de brita por BIOdek em Filtro Biológico Percolador 6 de 7 efficiency in food and energy processes. 21/04/2014 36 GEA Sistemas de Resfriamento - WWP BIOdek® - Exemplo de Projeto - FBP Substituição de brita por BIOdek em Filtro Biológico Percolador 7 de 7 efficiency in food and energy processes. BIOdek® - Exemplo de Projeto - FBP Exemplo de construção e edificação de Filtro Biológico Percolador com BIOdek Fundações Estrutura de Suporte Coluna Central 1 de 17 efficiency in food and energy processes. 21/04/2014 37 GEA Sistemas de Resfriamento - WWP BIOdek® - Exemplo de Projeto - FBP Exemplo de construção e edificação de Filtro Biológico Percolador com BIOdek Fundações Estrutura de Suporte Coluna Central 2 de 17 efficiency in food and energy processes. BIOdek® - Exemplo de Projeto - FBP Exemplo de construção e edificação de Filtro Biológico Percolador com BIOdek Estrutura de Suporte com vigas em madeira 3 de 17 efficiency in food and energy processes. 21/04/2014 38 GEA Sistemas de Resfriamento - WWP BIOdek® - Exemplo de Projeto - FBP Exemplo de construção e edificação de Filtro Biológico Percolador com BIOdek Travamento da parede perimetral (variável, dependendo da localização, sismologia, e/ou requisitos específicos do projeto) 4 de 17 efficiency in food and energy processes. BIOdek® - Exemplo de Projeto - FBP Exemplo de construção e edificação de Filtro Biológico Percolador com BIOdek Anel inferior em concreto (para suporte da parede perimetral) 5 de 17 efficiency in food and energy processes. 21/04/2014 39 GEA Sistemas de Resfriamento - WWP BIOdek® - Exemplo de Projeto - FBP Exemplo de construção e edificação de Filtro Biológico Percolador com BIOdek Fechamento da parede perimetral (painéis em Aço, PRFV, etc). 6 de 17 efficiency in food and energy processes. BIOdek® - Exemplo de Projeto - FBP Exemplo de construção e edificação de Filtro Biológico Percolador com BIOdek Fechamento da parede perimetral (painéis em Aço, PRFV, etc). 7 de 17 efficiency in food and energy processes. 21/04/2014 40 GEA Sistemas de Resfriamento - WWP BIOdek® - Exemplo de Projeto - FBP Exemplo de construção e edificação de Filtro Biológico Percolador com BIOdek Início da disposição do enchimento estruturado BIOdek 8 de 17 efficiency in food and energy processes. BIOdek® - Exemplo de Projeto - FBP Exemplo de construção e edificação de Filtro Biológico Percolador com BIOdek Instalação dos Distribuidores Rotativos 9 de 17 efficiency in food and energy processes. 21/04/2014 41 GEA Sistemas de Resfriamento - WWP BIOdek® - Exemplo de Projeto - FBP Exemplo de construção e edificação de Filtro Biológico Percolador com BIOdek Instalação dos Distribuidores Rotativos 10 de 17 efficiency in food and energy processes. BIOdek® - Exemplo de Projeto - FBP Exemplo de construção e edificação de Filtro Biológico Percolador com BIOdek Instalação dos Distribuidores Rotativos 11 de 17 efficiency in food and energy processes. 21/04/2014 42 GEA Sistemas de Resfriamento - WWP BIOdek® - Exemplo de Projeto - FBP Exemplo de construção e edificação de Filtro Biológico Percolador com BIOdek Instalação dos Distribuidores Rotativos 12 de 17 efficiency in food and energy processes. BIOdek® - Exemplo de Projeto - FBP Exemplo de construção e edificação de Filtro Biológico Percolador com BIOdek Instalação dos Distribuidores Rotativos 13 de 17 efficiency in food and energy processes. 21/04/2014 43 GEA Sistemas de Resfriamento - WWP BIOdek® - Exemplo de Projeto - FBP Exemplo de construção e edificação de Filtro Biológico Percolador com BIOdek Aspecto final do interior do Filtro Percolador 14 de 17 efficiency in food and energy processes. BIOdek® - Exemplo de Projeto - FBP Exemplo de construção e edificação de Filtro Biológico Percolador com BIOdek Aspecto final do exterior do Filtro Percolador 15 de 17 efficiency in food and energy processes. 21/04/2014 44 GEA Sistemas de Resfriamento - WWP BIOdek® - Exemplo de Projeto - FBP Exemplo de construção e edificação de Filtro Biológico Percolador com BIOdek Aspecto final do Filtro Percolador 16 de 17 efficiency in food and energy processes. BIOdek® - Exemplo de Projeto - FBP Exemplo de construção e edificação de Filtro Biológico Percolador com BIOdek Filtro Percolador em Operação 17 de 17 efficiency in food and energy processes. 21/04/2014 45 GEA Sistemas de Resfriamento - WWP BIOdek® - Exemplo de Projeto - FBP Outros exemplos similares de Filtros Biológicos Percoladores da Nova Geração efficiency in food and energy processes. BIOdek® - Exemplo de Projeto - FBP Outros exemplos similares de Filtros Biológicos Percoladores da Nova Geração efficiency in food and energy processes. 21/04/2014 46 GEA Sistemas de Resfriamento - WWP BIOdek® - Exemplo de Projeto - FBP Outros exemplos similares de Filtros Biológicos Percoladores da Nova Geração efficiency in food and energy processes. BIOdek® - Exemplo de Projeto - FBP Outros exemplos similares de Filtros Biológicos Percoladores da Nova Geração efficiency in food and energy processes. 21/04/2014 47 GEA Sistemas de Resfriamento - WWP BIOdek® - Pesquisa & Desenvolvimento efficiency in food and energy processes. BIOdek® - Exemplo de Projeto - FBAS Filtro Biológico Aerado Submerso (FBAS) como opção ao sistema de Lodos Ativados (LA) • Diferenciais do FBAS Possível conversão de Lodos Ativados em FBAS Descarga de efluente com alto baixo conteúdo conteúdo de biomassa de lodos Reator de Lodos Ativados Decantador (↑% (↓% Lodo => ↑↓ volume) Reator de Leito Fixo Difusores Divisão em células independentes Retorno de lodo Notas : • Descarga de efluente com conteúdo reduzido de lodos => decantador de menor volume. • Biomassa fixa no reator => menores custos de desidratação / secagem de lodos (transporte, etc). • Não requer recirculação de lodos => menores custos de instalação. • Biomassa fixa, não requer movimento ou resuspensão => menor consumo elétrico ou maior eficiência por kWh consumido. • Controle do processo devido à possibilidade de aumento da área para fixação do biofilme no reator (diferentes modelos de BIOdek). efficiency in food and energy processes. 21/04/2014 48 GEA Sistemas de Resfriamento - WWP BIOdek® - Exemplo de Projeto - FBAS Desenho de elementos do sistema FBAS • O sistema pode ser usado para a remoção de BOD e nitrificação (sistema aeróbio), mas também para desnitrificação (sistema anóxico ou anaérobio). • Em sistemas aerados, a disposição dos difusores deverá favorecer o fornecimento de oxigênio através dos canais do enchimento BIOdek. • O cálculo da resistência do sistema de suporte e das camadas de blocos de enchimento é realizado de acordo com as regras de desenho de FBP, segundo norma alemã DIN 19557. • Os suportes podem ser de madeira Bongossi, aço inoxidável ou vigas de pultrudado / resina isoftálica. • Os difusores devem poder ser acedidos quando o tanque estiver esgotado (através da parte central). • O sistema de fixação do enchimento deverá suportar uma força de elevação variável conforme a aplicação e o modelo de enchimento utilizado, podendo ser instalado na base ou topo dos blocos de enchimento. efficiency in food and energy processes. BIOdek® - Vantagens e Beneficios Considerações finais: Visão Geral & Benefícios Obra Civil Menores dimensões do reator Dimensões reduzidas da base, fundação e paredes Enchimento Menor consumo de energia Leve e auto portante Facilidade no transporte Sistema de Suporte e Paredes simples Operação Elevadas áreas superficiais Elevada capacidade de percolação Garantia de Performance Alto índice de vazios Abertura variável dos canais Construção e instalação facilitada Menor tempo de execução Vida útil prolongada Baixo risco de entupimento Ausência de odores efficiency in food and energy processes. 21/04/2014 49 GEA Sistemas de Resfriamento - WWP GSR – Tratamento de Água e Efluentes Muito obrigado pela sua atenção! GEA Sistemas de Resfriamento Condomínio Empresarial Alpha Park – Pavilhão 10 Estrada Municipal, 691 – Bairro Sapezal CEP: 13337-200 – Indaiatuba – SP E-mail (geral): [email protected] Web: www.geasr.com.br Produtos de Integração para Tratamento de Água e Efluentes Tel.: (19) 3936-1522 Fax: (19) 3936-1171 Cel.: (11) 9 6185-2132 efficiency in food and energy processes. 21/04/2014 50 GEA Sistemas de Resfriamento - WWP