AUTOMATIZAÇÃO DOS PROCESSOS DE DESINFECÇÃO DE DEJETOS POR RAIOS ULTRAVIOLETAS E ENERGIA PARA FUCIONAMENTO DE UMA ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ÁGUA E ESGOSTOS NO MARANHÃO

ENGENHARIA DE CONTROLE E AUTOMAÇÃO











AUTOMATIZAÇÃO DOS PROCESSOS DE DESINFECÇÃO DE DEJETOS POR RAIOS ULTRAVIOLETAS E ENERGIA PARA FUCIONAMENTO DE UMA ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ÁGUA E ESGOSTOS NO MARANHÃO

















São Luís
09/2015


AUTOMATIZAÇÃO DOS PROCESSOS DE DESINFECÇÃO DE DEJETOS POR RAIOS ULTRAVIOLETAS E ENERGIA PARA FUCIONAMENTO DE UMA ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ÁGUA E ESGOSTOS NO MARANHÃO


PABLO JORDAN
SILVIELLY COSTA MENDES










Projeto de Pesquisa apresentado à disciplina de Informática Industrial, como requisito parcial de avaliação.
Professor: Edilson Maia.



















São Luís
09/2015


SUMÁRIO



1 INTRODUÇÃO..............................................................................................4

2 OBJETIVOS...................................................................................................5

3 JUSTIFICATIVA..........................................................................................6

4 REVISÃO TEÓRICA......................................................................................7
4.1 Desinfecção de afluentes por raios UV...........................................7
4.1.1 Vantagens da desinfecção................................................8
4.1.2 Vantagens da automatização do processo........................9
4.2 Transformação do metano em energia elétrica...............................9

5 METODOLOGIA...........................................................................................11

6 CONCLUSÃO...............................................................................................12

7 BIBLIOGRAFIA............................................................................................13









1 INTRODUÇÃO

A
tualmente, a principal preocupação mundial é o meio ambiente ou o meio em que vivemos. Engenheiros de todo o mundo se voltaram para essa área específica e se preocupam em automatizar os processos já existentes para reduzir as emissões na atmosfera e o consumo de água. Adicionando aos citados, a redução de custos e desenvolvimento de meios para um trabalhador mais consciente.
Este trabalho visa todos os temas já citados acima e procura desenvolver um projeto que beneficie a todos.
A ideia básica do projeto é o desenvolvimento de um sistema automatizado moderno em que aja o corte de cloro para a desinfecção das águas já tratadas e utilize o metano que é liberado neste processo para fabricação de energia suficiente para o consumo da estação de tratamento.
Assim, no funcionamento de uma estação de tratamento de água e esgotos como a existente no maranhão, o projeto comece a funcionar nestas duas etapas para depois ampliar o processo e, em um futuro, torná-la completamente automatizada e autossuficiente.
Automatizar um sistema como este beneficiará a todos num âmbito social, ambiental e financeiro. No maranhão, há uma grande falta de projetos como esses para a modernização de processos simples que possam contribuir para os contextos já citados acima.
A realização do projeto consiste em trocar a utilização do cloro por um sistema de emissão de raios ultravioletas para desinfecção da água para uso comercial e outro sistema para reenergização da estação de tratamento a partir da produção de metano gerada no processo.

Introdução no banner
Atualmente, a principal preocupação é o meio em que vivemos e a utilização consciente dos recursos naturais disponíveis. Este projeto visa automatizar algo já existente e, consequentemente, reduzir a emissão de metano na atmosfera, um maior tratamento de dejetos, redução de custos e o desenvolvimento de uma maior conscientização do trabalhador neste processo.









2 OBJETIVOS

Apresentam-se os objetivos de forma geral e específica.


Objetivo geral:
Automatizar uma estação de tratamento de água e esgotos buscando a redução de gás metano lançado na atmosfera e, a partir deste, energizar a mesma.


Os objetivos específicos:
Reduzir a emissão de gás metano na atmosfera oriundo do processo de tratamento de esgotos no maranhão.
Automatizar o processo de desinfecção de dejetos por um sistema renovável e automatizado.
Utilizar o metano liberado no processo para geração de energia suficiente para abastecer a estação de tratamento. (no bunner, foi até aki)
Extinguir o cloro no processo de desinfecção no tratamento de água e esgotos no maranhão.



























3- JUSTIFICATIVA

N
a sociedade atual, a maior preocupação é que a água possa acabar daqui à alguns anos. Esta faz com que ideias inovadoras surjam, para a sua resolução.
A relevância social deste projeto é considerada importante por garantir a pureza e conservação das características físico-químicas da água a partir do processo de desinfecção por raios ultravioletas.
A reenergização da ET é considerada um exemplo para que no futuro, possa ser ampliada de maneira que a geração de metano oriundo do processo de tratamento tenha um bom rendimento no processo de geração de energia limpa.
As principais contribuições que o projeto pode trazer é a redução de custos com a compra de cloro e energia, além de, dependendo da quantidade de energia gerada a partir do metano, o abastecimento da ET e das comunidades vizinhas. Adicionando o fato de oferecer uma água de melhor qualidade para a população.
Havendo possibilidades de melhoria a partir do desenvolvimento inicial como ampliação da automatização para todo o processo e implantação de um sistema hibrido associado ao de raios UV para uma melhor obtenção de grande quantidade de energia limpa.


4- REVISÃO TEÓRICA

A
s preocupações atuais com os recursos hídricos e energéticos, manifestadas nos principais fóruns, especializados ou não, e nos principais veículos de informação em todo o planeta, decorrem de importantes desequilíbrios no ciclo urbano da água (GONÇALVES, 2009).
O crescimento populacional e o desenvolvimento tecnológico das últimas décadas se deram à custa de recursos naturais, tais como a água, e da poluição de diversos ecossistemas no planeta.
É comum a ocorrência de corpos hídricos que, concomitantemente, abastecem uma determinada população com água e recebem o efluente sanitário de suas habitações.
Normalmente, esta condição só é factível quando a disposição dos esgotos gerados é precedida de uma etapa de remoção de poluentes.
No Brasil, o poder público tem intensificado os investimentos no esgotamento sanitário. A Pesquisa Nacional de Saneamento Básico (PNSB) de 2008 indica que subiu de 52,2%, em 2000, para 55,2%, em 2008, o número de municípios brasileiros que tem serviço de esgotamento sanitário por rede coletora (IBGE, 2010).

4.1 Desinfecção De Efluentes Por Raios Ultravioletas

O tratamento de água com desinfecção Ultravioleta é uma desinfecção de água ambientalmente amigável e de descarte para rios, áreas da costa e corpos de água.
A radiação ultravioleta não afeta as características físico-químicas da água e não há produção de subprodutos do tratamento (cloroaminas).
Os microrganismos são destruídos através da ação germicida da radiação e luz ultravioleta e não há necessidade de tanques de residência e tempo de contato como no caso do uso do cloro.

4.1.1Vantagens Da Desinfecção

Vantagens dentro dos padrões ambientais de lançamento;
Reduzidos níveis químicos – especialmente se a UV for combinada com processos de biotecnologia e/ou oxidantes;
Melhores praias para banhistas e possibilidade de uso de reservas de água interiores para uso recreacional;
Proteção do público e turismo;
Inaceitáveis lançamentos de bactérias e vírus são prevenidos;
Desinfecção de efluente tratado e esgotos para reuso;
Evita o uso de produtos químicos, manuseio e transporte e estocagem;
Evita a decloração;
Segurança ambiental;




4.1.2 Vantagens Da Automatização Do Processo

Seguro;
Não adiciona produtos químicos;
Não produz subprodutos (cloroaminas);
Operador não requer licença nem treinamento especial;
Eficiente contra bactéria, fungos, vírus e algas;
Barato e de baixa manutenção;
Redução da necessidade de biocidas.


Figura 1: Sistema de desinfecção por UV típico para tratamento de efluentes.
Fonte: Revista TAE.

O sistema de UV é composto por alguns principais componentes: lâmpada de mercúrio, um reator e um quadro de controle. A origem da radiação UV é lâmpada de arco de mercúrio de baixa e média pressão com baixa ou alta intensidade.
Este método tem baixo investimento e pode ser aplicado em vários casos, como: tratamento de água (ultra pura) para indústria eletrônica e de semicondutores; indústria farmacêutica, para aplicações clínicas; hospitais; açúcares líquidos; sanitização de água de piscinas; efluentes tratados; água potável; reuso de água, dentre outros.
A baixa relação de investimento e custo operacional do UV está sendo visto hoje no mercado com bons olhos, pois devido à conscientização das empresas públicas e privadas e as novas normas ambientais, implantar um sistema de cloro requer muito mais investimento do que no passado. Isso porque, hoje é necessária a construção de áreas de contenção de vazamentos, plano de evacuação e emergência para a operação, circulação de caminhões com cloro em áreas populosas, além dos custos de civil gerados pela necessidade de grandes áreas de contato.

4.2 Transformações do Metano em Energia Elétrica

O gás metano é uma dos gases mais que mais contribuem para o aquecimento global, sendo o metano 21 vezes mais danoso ao meio ambiente do que o gás carbônico, com relação à camada de ozônio, contribuindo para o efeito estufa.
Diante do contexto de crescimento mundial, a demanda por energia elétrica também tem aumentado. Apesar de contar com uma matriz energética em que 75% provêm de energia renovável por hidroelétricas, no Brasil, a taxa de crescimento econômico e a dependência do sistema de geração de energia das condições climáticas trazem sérias dúvidas quanto à oferta em médio prazo.


Figura 2: Processo detalhado do processo: desde o esgoto saindo da casa até a energia elétrica.
Fonte: RT Magic Tecnologia e Saneamento.

A conversão energética do biogás, processo de transformação do gás em energia elétrica, a energia contida nas moléculas é transformada em energia mecânica por um processo de combustão controlada. Essa energia mecânica ativará um gerador responsável por sua conversão elétrica. (Coelho, 2006.)


Quadro 1: Vantagens e Dificuldades na transformação do metano em energia.
Vantagens
Dificuldades
Geração descentralizada e próxima aos pontos de carga, a partir de fonte renovável;
Escassez de tecnologias nacionais de geração de energia a partir do biogás;
Redução na quantidade de eletricidade comprada da concessionária, e, em decorrência, de custos;
A utilização do biogás demanda a retirada de constituintes, como o H2S;
Possibilidade de processos de cogeração;
Ausência de casos reais que comprovem a viabilidade econômica;
Redução das emissões de metano para a atmosfera;
Falta de fiscalização e penalidades por possíveis danos ambientais;
Créditos de carbono;
O biogás é um gás leve e de baixa densidade, de difícil liquefação, o que dificulta seu transporte e armazenamento.
Maior controle de maus odores.

Fonte: Adaptado de Salomon e Lora (2005).












5- METODOLOGIA
A metodologia do projeto se divide em teórica e prática.
Neste caso, a parte teórica é a busca referencial de comprovação do projeto além de citações equivalentes ao tema discutido.
Na parte prática, a execução viável do projeto como os resultados do mesmo.
Quadro 2: Descrição detalhada das atividades essenciais do projeto.
N° da Etapa
Atividade
O que será realizado
1
Pesquisa bibliográfica
Nesta etapa, plenamente inicial, o projeto irá ser baseado em pesquisa científica e teórica.
Será efetuada a busca em referências bibliográficas que comprovem a viabilidade do projeto.

2
Elaboração de cronograma de atividades
Nesta etapa será avaliada cada etapa do projeto inicial e o tempo necessário para a realização de cada uma.
3
Dimensionamento do projeto
Nesta etapa, será realizada as primeiras atividades práticas do projeto.
4
Execução do projeto
Nesta etapa, a parte prática do projeto ganhará vida.
5
Resultados
Elaboração de relatórios com os resultados do projeto.
Fonte: Do autor.













6 CONCLUSÃO
Após apresentar este trabalho, percebemos a grande importância da água potável no mundo e da energia elétrica. A partir disso, podemos desdobrar em vários segmentos e áreas que podemos seguir, tanto no âmbito ambiental, de inovação e a própria automação.





















7-BIBLIOGRAFIA

COELHO, S. T., VELÁZQUEZ, S. M. S. G., PECORA, V., ABREU, F. C. Geração de Energia Elétrica A Partir Do Biogás Proveniente Do Tratamento De Esgoto. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENERGIA (CBE), 11., 2006, Rio de Janeiro: Anais do XI Congresso Brasileiro de Energia, 2006. p. 547-562.

IBGE. Instituto Brasileiro de Geografia E Estatística. Sala de Imprensa. Pesquisa Nacional de Saneamento Básico 2008 (PNSB). 2010. Disponível em: . Acesso em: 12 set. 2015.

GONÇALVES, R. F. Conservação de água e energia em sistemas prediais e públicos de abastecimento de água. Rio de Janeiro: ABES, 2009. 354 p.

NATURALTEC. Desinfecção de Águas e Efluentes. Disponível em : . Acesso em: 12 set. 2015.

PEROVANO, T. G.; Geração De Energia A Partir De Subprodutos Do Tratamento De Esgotos Sanitários. 2011, Vitória. Disponível em: . Acesso em: 08 set. 2015.

SALOMON, K. R.; LORA, E. E. S. Estimativa do potencial de Geração de Energia Elétrica para diferentes fontes de biogás no Brasil. 2005. Biomassa & Energia, 2005, v.2, n.1, p.57-67.

TAE. Desinfecção de água e efluentes com raios ultravioletas. Disponível em: . Acesso em: 12 set. 2015.
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