Boletim

deaplicações Economize 98 % da Água Recuperada da Lavagem de Filtros

Sistema Pall Aria FB4 para tratamento de água com capacidade de 20 m3/h

Visão geral

Hoje a demanda de água está rapidamente ultrapassando a oferta.Essa escassez de água demonstra a necessidade de uma melhoradministração do uso da água. A indústria de alimentos e bebidascomeçou a avaliar seu footprint de água – o volume de água usadono processo para produzir 1L ou 1 kg de produto acabado – como partede sua estratégia de sustentabilidade.

Os programas de administração do uso de água estão em vigor nosprincipais fabricantes do setor de bebidas e alimentos para a otimizaçãodo uso da água, redução do footprint de água e busca de melhoriasgerais em termos de custo.

O tratamento de água tradicional em vigor na maioria das indústriasde alimentos e bebidas usa filtros de areia e de carvão ativado. Em geral,em uma estação de tratamento de água, de 2 a 5 % da produção totalde água é usada para a lavagem desses filtros [1]. Essa água usadana lavagem de filtros contém uma grande quantidade de sólidosem suspensão e a prática comum de descarte é usar tanquesde armazenagem para sedimentação onde o depósito lodoso é assentadocom a ajuda opcional de tratamentos químicos. A água clarificada é,então, reciclada novamente para a estação de tratamento de água(Figura 1).

O desafio

Sem um controle adequado, há o risco de se reintroduzir concentraçõesmaiores de contaminantes patogênicos, como Cryptosporidium e Giardiaaos filtros assim como na água de recuperação.

Quando se faz o tratamento da água de lavagem recuperada, antesde sua reintrodução nos filtros, pode-se controlar esse risco.

Além disso, dependendo do nível do fluxo de água diário, mais de cemmetros cúbicos de água por dia requerem tratamento. A recuperaçãoda água é fundamental para a redução dos gastos com água na unidadede produção assim como a redução do footprint de água. O tratamentoquímico pode melhorar o tempo de sedimentação dos fluxos de águade descarte, mas eles aumentam o custo do tratamento de recuperação.

Por fim, os fluxos de descarte advindos da estação de tratamento de águapodem conter diferentes tipos de contaminantes, tais como o lodo quecontém um alto nível de colóides os quais podem dificultar o tratamentoem algumas instalações.

Por fim, todo administrador de uma estação de tratamento de águadeseja:

• reduzir os fluxos de descarte e conservar o máximo possível de água;

• produzir água limpa com qualidade segura e consistente;

• uma instalação robusta que possa dar conta da variabilidadedo fornecimento;

• melhorar os custos operacionais da estação de tratamento de água.

A solução

Além do tratamento de água convencional com o uso de clarificaçãoe filtração com areia, a microfiltração em membranas em uma únicaetapa é comprovadamente uma forma eficaz e econômica de se obterqualidade consistente na água proveniente do descarte de enxágue [2].

O sistema de membranas Pall Aria™ FB (Figura 2) foi desenvolvidoespecificamente para satisfazer as necessidades dos administradoresde estações de tratamento de água, em uma única etapa.

O sistema utiliza membranas de microfiltração com fibras ocas de PVDF,para reter sólidos em suspensão e micróbios patogênicos, reduzindo assimo risco de recontaminação da estação de tratamento de água. O designhigiênico em aço inoxidável, combinado a um ciclo de desinfecçãoautomatizado quando o sistema não está em operação por maisde 24 horas, garante um alto nível de segurança microbiológica parao processo de recuperação da água.

Os sólidos retidos são concentrados em um fluxo de descarte combaixo volume que é descartado do sistema.

Um enxágue mecânico proprietário com sopro de ar permite umdesempenho contínuo com alto rendimento, chegando a mais de 98 %de recuperação de água de enxágue.

No sentido fluxo abaixo, a qualidade da água é mantida nos padrõesexigidos, independentemente da variabilidade do fluxo de água fornecida.O sistema oferece água de qualidade bem superior àquela do tratamentoconvencional com turbidez de água típica abaixo de 0,1 NTU.

Graças ao design compacto, o sistema é de fácil integração comas estações de tratamento de água já existentes.

O sistema totalmente automatizado é simples e fácil de operar. O enxáguemecânico e o baixo consumo de energia (em geral, 0,09 kWh por m3

de água filtrada) trazem melhorias aos custos operacionais da ordemde mais de 50 %, em comparação ao tratamento convencional (Tabela 1).

Água fornecida 100 % Tratamento de água95 - 98 %

Água de lavagem2 - 5 %

Descarte (Lodo)8 - 10 %

Tanque desedimentação

Recuperação de água90 - 92 %

Água fornecida 100 %Tratamento de água

95 - 98 %

Água de lavagem2 - 5 %

Descarte (Lodo)1 - 2 %

Recuperação de água98 - 99 %

Pall Aria FB

Figura 1 -Recuperação de lavagem de filtros convencionais

Figura 2 –Recuperação de lavagem de filtros usando o Pall Aria FB

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Pall Alimentos e Bebidas

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FBABARIAFBBP Impresso no Reino Unido. Julho de 2009

BenefíciosA Tabela 2 mostra uma abordagem econômica com o uso de dadosde um estudo de caso publicado [3].

Parâmetros:

Lavagem do filtro de areia por semana : 44 m3

Lavagem do filtro de carvão ativado por semana : 38 m3

Lavagem de filtros por ano (50 semanas por ano) : 4100 m3

Custos de água : 0,6 $/m3

Custos de descarte de água : 0,4 $/m3

O sistema de filtração por membranas Pall Aria FB oferece :

• Até 98 % de recuperação da água

• Qualidade de água consistente, independentemente da qualidadeda água bruta dentro dos limites especificados que cobremas aplicações de tratamento de águas mais comuns

• Grande capacidade de remoção microbiológica

- Design higiênico em aço inoxidável e desinfecção automáticaquando o sistema fica fora de operação por mais de 24 horas.

- Em geral, remoção de 6 log para oocistos de Cryptosporidiume cistos de Giardia

• Melhoria geral nos custos de produção

- Baixo consumo de produtos químicos, baixo consumo de energia(em geral 0,09 kWh por m3 de água filtrada) e perda mínimade água (até 98 % de recuperação de água).

• Recuperação da água de lavagem dos filtros em uma única etapasimples

• Ciclos de produção longos

Não há harmonização global na legislação para água ou alimentos. Entreem contato com a Pall para verificar se o produto está de acordo comos requisitos de regulamentação locais e/ou nacionais.

Referências :[1] S. Vigneswaran, S. Boonthanon, H. Prasanthi, Filter backwash waterrecycling using crossflow microfiltration, Desalination 106 (1996) 31-38.

[2] CBC Raj, T E Kwong, W W Cheng, L M Fong, S H Tiong, P S Klose,Wash water in waterworks : contaminants and process options forreclamation, Journal of Environmental Sciences 20(2008) 1300-1305.

[3] P Padhiar, P Anderson, Industry taking action – Case study of a wateruse efficiency program in Coca-Cola plants, Resultados da Conferênciasobre recursos hídricos Geórgia 2005, ocorrida entre 25 e 27 de abrilde 2005, na University of Georgia. Kathryn J. Hatcher, editor, InstituteEcology, The University of Georgia, Athens, Georgia.

Sobre a Pall Corporation

A Pall Corporation é a maior e mais diversificada empresa do mundode produtos de filtração, separação e purificação. A Pall atende asindústrias de alimentos e bebidas com a avançada tecnologia de filtraçãopor membranas e sistemas projetados para oferecerem confiabilidadee eficácia em termos de custo. Fáceis de instalar e simples de usar,nossos sistemas satisfazem a uma ampla gama de necessidadesde filtração. Nossa abordagem Total Fluid Management (TFM) ofereceaos clientes soluções para atender as necessidades de todo o processo,englobando produtos de filtração, serviços, sistemas e treinamento.

Tabela 1 – Comparação dos tratamentos de recuperação da água de enxágue de filtros

Por ano Nenhum tratamentode recuperação Pall Aria FB

Aproveitamento de água 0 98 %

Economia de água (m3) 0 4018

Custos de água ($) 4100 82

Custos operacionais ($) - 287 – 574

Melhoria nos custosde água (%)

- 84 - 91

Tabela 2 – Estudo de caso

Tratamento convencional Pall Aria FB

Turbidez da água > 1 NTU Variável < 0,1 NTU Consistente

Estabilidade dotamanho do poro

Variável Estável

Flexibilidadeoperacional

Não Dependente de variaçõesno carregamento da águafornecida

Sim Independentede variações no carregamentoda água fornecida

Consumo deprodutos químicos

Alto (coagulantes) Baixo (cloro para desinfecção)

Recuperaçãoda água

90 – 92 % 98 %

Consumode energia

Alto 0,09 kWh/m3

Design (por ex.para uma áreade 1 m2)

Grande (sistema para 15 m3/h)Pequeno(sistema para 50 m3/h)

Contaminaçãomicrobiana

Pode ocorrerAlta retençãode Cryptosporidiume Giardia

Custosoperacionaisnormais

> 0,25 $/m3 < 0,12 $/m3

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