PROJETO PRIMEIRO RELATÓROIO TÉNICO IMPLEMENTAÇÃO PARA TRATAMENTO DE ÁGUA E EFLUENTES COM TECNOLOGIA DE OZÔNIO COORDENADOR DO PROJETO: PROF. DR. WILSON CABRAL ELABORADO POR: PROF. DR. WILFREDO IRRAZABAL URUCHI BOLSISTA TREINAMENTO TÉCNICO: AMARILDO FERREIRA DATA DO RELATÓRIO: 16 de maio de 2008
RESUMO Tendo como finalidade o reuso da água de chuva do aeroporto de Guarulhos está sendo construído um sistema de tratamento de efluentes (pluvial) com aplicação de ozônio. O ozônio tem muitos benefícios nos tratamentos de efluentes, eliminando microorganismos, degradando compostos fenólicos, solventes, entre outros sem deixar resíduos tóxicos. O presente relatório é uma descrição das atividades realizadas do projeto, desenvolvimento e montagem do sistema de tratamento de água de chuva com aplicação de ozônio. O volume previsto para água de chuva é de 10 m 3 /h, com um gerador de ozônio de 9,0 g/h, gerado a partir de um concentrador de oxigênio. O sistema de aplicação será realizado por um venturi. O andamento de sua execução encontra-se com 80 % da implementação. Nas próximas etapas estão previstos a finalização de sua implementação, realização dos ensaios e sua instalação na ASA D do Aeroporto Internacional de Guarulhos, conforme previsto no projeto. 1. INTRODUÇÃO O ozônio esta cada vez mais sendo utilizado no tratamento de efluentes devido aos efeitos causados sobre poluentes e a não deixar resíduos tóxicos. A sua evolução das aplicações é devido a seu poder de oxidação, que em muitos casos é o único composta a dar soluções ecologicamente corretas. Entretanto as aplicações devem ser adequadas a cada sistema para ser avaliado o efeito causado. Entre as avaliações encontram-se as analises físico-químico e biológico. O presente projeto tem como finalidade estudar o reuso da água de chuva com aplicação de ozônio. Com esta finalidade está construindo-se um sistema de aplicação de ozônio, com capacidade prevista para tratamento de 10 m 3 /h de água de chuva, com um gerador de ozônio com capacidade de 9,0 g/h a partir de oxigênio gerado por um concentrador de oxigênio. O sistema de ozonização da água será realizado por um sistema de venturi. Neste relatório são apresentados: No item 2 O andamento do processo de implementação do Sistema de Tratamento de Água de Chuva com Ozônio STACOZ-001, no item 3 uma descrição geral do STACOZ-001, no item 4 são descritos as tarefas futuras, no item 5 as referências bibliográficas.
2. ANDAMENTO DO PROCESSO DE IMPLEMENTAÇÃO DO SISTEMA DE TRATAMENTO DE ÁGUA DE CHUVA COM OZÔNIO STACOZ-001. As etapas que envolvem a implementação do STACOZ-001 encontram-se na Tabela 1: Tabela 1 Andamento do Projeto do STACOZ-001 # Descrição Realização 1 Projeto documentado STACOZ-001 60% 2 Construção da estrutura em inox 80% 3 Instalação hidráulica (água) 80% 4 Instalação do gerador de ozônio 70% 5 Instalação do painel de controle 30% 7 Instalação da câmara de contato 30% 8 Implementação do STACOZ-001 no AISP 10% 9 Elaboração do manual do usuário 10% 3. DESCRITIVO O Sistema de Tratamento de Água de Chuva com Ozônio STACOZ-001 é constituído por oito (8) elementos distintos, sendo a Estrutura em Inox, o Gerador de Ozônio, o Concentrador de Oxigênio, o Painel de Controle Elétrico, a Bomba de Água, a Válvula Hidráulica, a Câmara de Contato e as Tubulações em PVC. A Figura 1, ilustra esquematicamente o arranjo do STACOZ-001: Figura 1 Diagrama Esquemático do STACOZ-001
Na tabela 2, São descritos os elementos mostrados na Figura 1. Tabela 2 Descrição dos Elementos da Figura 1 Item Descrição Indicativo 1 Gerador de Ozônio com Tubulações Agregadas 2 Painel de Controle Eletrônico com Cabeamento Agregado 3 Concentrador de Oxigênio 4 Estrutura de Inox 5 Válvula Hidráulica com Atuador Elétrico 6 Câmara de Contato 7 Bomba Hidráulica Elétrica 8 Caixa de Água de Entrada 9 Tubulações de Entrada 10 Tubulações de Contato 11 Tubulações de Saída 12 Caixa de Água de Saída A água da chuva será captada na caixa de entrada [#8]. A água sai da caixa de entrada [#8] e passa pela válvula hidráulica com atuador elétrico [#5], assim vai para a bomba hidráulica [#7]. A bomba hidráulica [#7] força a passagem pela tubulação de contato [#10]. Na tubulação de contato [#10] têm-se dois (2) ramais, um deles regula a passagem da água pelo venturi, que se encontra no outro ramo. O venturi tem a função de criar uma sucção, onde é aplicado o ozônio. A mistura (água e ozônio) é injetada na câmara de contato [#6], que posteriormente (20 segundos) é direcionado para a caixa de saída [#12]. Nos itens a seguir são descritos os elementos do sistema: 3.1. Gerador de Ozônio [#1] Foi desenvolvido o gerador de ozônio especifico GOZ-9.0 para o STACOZ-001. Este gerador tem capacidade produção de 9,0 g/h, podendo ser regulado no painel de controle em três (3) estágios de produção, acionados pelo programa de controle do CLP. Com massa aproximada de 20 kg, e dimensões 510 mm de largura, 220 mm de altura e 450 mm de profundidade, com potência máxima de 250 W, tensão de alimentação 220 V e freqüência de rede de 60 Hz, válvula solenóide em inox para controle e proteção, e refrigerado por ar forçado através de duas (2) ventoinhas laterais, e (1) painel frontal de comando. controle. No painel frontal, está previsto a instalação do sistema elétrico e de
O Gerador GOZ-9.0 está sendo instalado no segmento superior fixado com quatro (4) parafusos, com quatro (4) arruelas e quatro (4) porcas. As instalações de gás e elétricas serão realizada pela parte inferior do gerador de ozônio. Na figura 3, é mostrado foto da estrutura com o gerador de ozônio. 3.2. Painel de Controle Eletrônico com Cabeamento Agregado [#2] Este item será detalhado nas ações futuras, em função do desenvolvimento do mesmo. 3.3. Concentrador de Oxigênio [#3] Para a produção eficiente de ozônio é necessária à alimentação continua do gerador com oxigênio, sendo assim escolheu-se o concentrador de oxigênio fabricado pela RESPIRONICS, modelo MILLENNIUM M5. Este tem capacidade de concentração de oxigênio 92 ± 4% a 4 LPM e 94 ± 2% a 2 LPM. Com massa aproximada de 25 kg, e dimensões aproximadas (sem rodízios) 520 mm de largura, 700 mm de altura e 380 mm de profundidade, com potência máxima de 480 W, tensão de alimentação 220 V e freqüência de rede de 50/60 Hz. O concentrador de oxigênio está instalado na estrutura de inox no segmento central, retiraram-se os rodízios originais do equipamento, e adaptaram-se através dos quatro (4) pinos de fixação existente nos dois (2) perfis da estrutura de inox, lembrando que estes pinos contêm dispositivo de travamento por pressão. A alimentação de energia elétrica é fornecida através do painel de controle eletrônico. concentrador de oxigênio. Na figura 3, é mostrado a foto com o 3.4. Estrutura em Inox [#4] A estrutura para o STACOZ-001 foi construída em material de aço inox 304. Foi escolhido este material em razão de ser adequado para trabalho em ambientes com ozônio. A estrutura é divida em quatro (4) segmentos: Superior, Central, Inferior e Lateral. Na parte Superior serão instalados o gerador de ozônio e o painel de controle, na parte central o concentrador de oxigênio, na parte inferior a válvula e bomba hidráulica elétrica com as tubulações, e na Lateral a câmara de contato.
A estrutura é constituída basicamente por perfis, chapa e rodízios para locomoção. Sendo dezesseis (16) perfis de 20x40mm com espessura 1,2mm, e sete (7) perfis de 20x30mm com espessura 1,2mm. Na figura 3, é mostrada foto da estrutura. Na parte superior utilizou-se como base uma (1) chapa de aço inox 304 de espessura 1,2mm, com dimensões de 555x455mm reforçada centralmente por um (1) perfil. Serão fechadas as laterais com duas (2) chapas aço inox 304 de espessura 1,0mm com dimensões 500x290mm, e na área superior com uma (1) chapa de aço inox 304 de espessura 1,0mm e dimensões 600x500mm, e ainda na parte posterior com uma (1) chapa de aço inox 304 de espessura 1,0mm e dimensões 600x290mm. Na parte central, foi necessário desenvolver junto aos dois (2) perfis de 20x30mm existentes, quatro (4) pinos de fixação para o concentrador de oxigênio. Já na parte inferior foi necessário utilizar uma (1) chapa de 105x125mm entre dois (2) perfis existentes, a fim de instalar a bomba hidráulica. Utilizou-se de quatro (4) rodízios giratórios Modelo 310, sendo dois (2) simples e dois (2) com travas, fabricados pela NOVEX, de 75 mm de diâmetro, com capacidade de 60 kg em cada rodízio. Toda a montagem da estrutura foi realizada por solda do tipo TIG para inox.. As dimensões máximas principais são mostradas na Figura 2 e resumidas na Tabela 3 e Tabela 4.
Figura 2 Ilustração das Dimensões da Estrutura de Inox Tabela 3 Dimensões Máximas da Estrutura Valores Máximos Plano Dimensões Não Considerando Considerando Rodízio Rodízio XY Comprimento (mm) 800 885 XY Altura (mm) 1465 1565 YZ Profundidade (mm) 495 600 Tabela 4 Dimensões Úteis dos Segmentos da Estrutura de Inox Plano Dimensões Segmento Superior Central Inferior Lateral XY Comprimento (mm) 515 515 515 200 XY Altura (mm) 235 695 345 1370 YZ Profundidade (mm) 455 455 455 455 É importante ressaltar que estas dimensões são apenas da estrutura de inox, isto é não estão considerados as caixas de água e tubulações de instalação.
Figura 3. foto da estrutura do STACOZ-001 3.5. Válvula Hidráulica com Atuador Elétrico [#5] A válvula elétrica com atuador elétrico será instalada na saída da caixa de entrada. Servirá para evitar um vazamento de água quando o sistema não esteja funcionando. O atuador elétrico será comandado pelo sistema de controle. 3.6. Câmara de Contato [#6] Estão previstos 4 tubos de 4 polegadas de diâmetro, ligadas entre elas, que serão colocados após o sistema de aplicação de ozônio e a saída para a caixa de saída. 3.7. Bomba Hidráulica [#7] A bomba hidráulica utilizada é fabricada pela KSV, modelo HIDROBLOC P500, com potência máxima de 550 W, tensão de alimentação 220 V e freqüência de rede de 60 Hz, com massa aproximada de 7kg. A bomba está instalada no segmento inferior da estrutura de inox sob uma (1) chapa entre (2) perfis, com quatro (4) parafusos, com quatro (4)
arruelas e quatro (4) porcas. A alimentação é feita através do painel de controle elétrico. Ver foto da figura 4. Figura 4. Foto da bomba hidráulica com o regulador e o venturi. 3.8. Tubulações Hidráulicas [#8] [#9] [#10] [#11] [#12] As tubulações hidráulicas podem ser descritas em: Tubulações de Entrada, de Contato e de Saída. As caixas de Entrada e Saída consistem de dois (2) reservatórios em PVC com capacidade de 750 litros, com dimensões máximas 1,40m de diâmetro e 1,00 de altura. Será instalada uma (1) bóia eletrônica de nível de água e cada caixa. Para as Tubulações de Entrada, foi utilizado um (1) adaptador de saída com vedação de 25 mm na caixa de entrada, quatro (4) tubos de PVC de e dois (2) cotovelos, todos de 1 polegada e fabricados pela TIGRE. Lembrando que as Tubulações de Entrada passam pela Válvula Hidráulica com Atuador Elétrico e se dirigem para a Bomba Hidráulica Elétrica.
4. TAREFAS FUTURAS As ações futuras previstas que envolvem a implementação do STACOZ-001 encontram-se na Tabela 5: Tabela 5 Ações Futuras Previstas do Projeto do STACOZ-001 # Descrição Realização Previsão para Finalização 1 Projeto documentado STACOZ-001 60% 40 dias 2 Construção da estrutura em inox 80% 20 dias 3 Instalação hidráulica (água) 80% 20 dias 4 Instalação do gerador de ozônio 70% 20 dias 5 Instalação do painel de controle 30% 30 dias 7 Instalação da câmara de contato 30% 20 dias 8 Implementação do STACOZ-001 no AISP 10% 60 dias 9 Elaboração do manual do usuário 10% 40 dias