Uso e Reúso de Água na Indústria Canavieira

Workshop Sustainability of Sugarcane – CTBE

1

Uso e Reúso de Água na Indústria Canavieira

André

Elia NetoEng°

Especialista

Tecnologia

Agroindustrial

–

Meio

Ambiente

CTC –

Centro de Tecnologia

[email protected]

São

Paulo, SP, 15 de maio

de 2009

Uso

sem

restrição

desde

que

citada

a fonte


2

Processo, Efluentes e Resíduos -

Etanol

Abordagem•

Água utilizada no processo industrial

•

Uso e Réusos

de Água no Setor •

Usinas e bacias hidrográficas

•

Efluentes•

Vinhaça (vinasse)


3

Processo Industrial Fonte: folheto da Usina Santa Elisa

Recepção, Preparo e Extração

Produção de Energia

Preparo do Caldo

Fábrica de Açúcar

Destilação de Álcool

Fermentação


4

Setor: Extração do Caldo

Efluente da Lavagem de Cana

Caldo da Clarificação (Decantação p/ Etanol)

Água p/ Embebição

Caldo Primário p/ Decantação (p/

Açúcar)

Ácido Fosfórico

Caldo p/ Fermentação

ExtraçãoÁgua p/ Lavagem de Cana

PreparoRecepção

Bagaçilho

p/ Lodo

Eletro-Imã

desfibrador

canaPicador 01

Picador 02

Mesa 45 °

-

cana inteira

caldo

primáriocaldo

misto

Tq

Cana Inteira

Bagaço

Bagaço p/ Caldeiras

Caldo Misto p/ Decantação (p/ Etanol)

Peneira Rotativa

Caldo Filtrado(retorno)

Regenerador de calor

Cana Picada

Peneiramento

Água Morna

Água Fria

Refrigeração de Óleo Lubrificante

Refrigeração Mancais

Figura 21 -

Fluxograma dos setores de recepção, preparo da cana e extração do caldo.


5

Setor: Preparo do Caldo

Figura 29 -

Fluxograma do tratamento de caldo, etapas: pré-aquecimento, sulfitação e caleação.

Água e Efluente de Resfriamento

Caldo Caleado (p/ açúcar)

Caldo Primário da Extração

Sulfitação

Caleação

Leite de Cal

,

Enxofre Sólido

Vapor Vegetal

Condensado VegetalPré-aquecimento

Trocador de Calor

Forno de Enxofre

Coluna de Absorção de Dióxido de Enxofre (SO2

)

Caldo Misto da Extração

Caldo Caleado (p/álcool)

,

Água


6

Setor: Tratamento do Caldo

Vapor de Escape

DecantadorCaldo Clarificado p/ Açúcar

Distribuidor de Polímero

Balão de Flash

Lodo

DecantaçãoTq. de Caldo Clarificado

Condensado Vegetal

VaporVegetal

Condensado para Caldeiras

Lodo

Caldo Caleado

Trocadores de Calor Distribuidor de Caldo

Lodo

Lodo

Aquecimento

DecantadorDecantador

Polímero Concentrado

Caldo Clarificado p/ Etanol

Decantador

Água diluição

Misturador Estático

Figura 30 -

Fluxograma do tratamento de caldo, etapas: aquecimento e decantação.


7

Setor: Filtros a Vácuo

Caldo Filtrado p/ retorno

Água p/ Lavagem da Torta

Água e Efluente dos Condensador Barométrico

Lodo

Torta de Filtro

Filtragem

Moega

p/ Torta

Filtros Rotativos a Vácuo Prensa Desaguadora

Tanque de Lodo

Torta de filtro

Bomba de VácuoTorta

Torta

Tq. de Caldo Filtrado

Bagacilho

Preparo Pré-

Capa

Figura 31 -

Fluxograma dos setores de tratamento de caldo (lavagem da torta).


8

Setor: Evaporação

Água Quente

Água Fria

Vapor Vegetal para os Vácuos

Vapor de Escape (ve)

Evaporador de Múltiplo Efeito

Pré-Evaporador

3º

Efeito 4º

Efeito

5º

Efeito

Condensado Vegetal (vv1)

2º

Efeito

Xarope para

Cozimento

Evaporação do Caldo

Caldo Clarificado

Caixade

Xarope

Coluna Barométrica

5º

Efeito

Condensado p/ Caldeiras (ve)

Condensador/Multijato

vapor vegetal (vv1)(vv2) (vv3) (vv4) (vv5)

Condensados Vegetal (vv2, vv3 e vv4)

Figura 34 -

Fluxograma do setor de evaporação do caldo da fábrica de açúcar.


9

Setor: Fábrica de Açúcar

Caixa de xaropeCozimento-Cristalização

Ciclo da Massa B Ciclo da Massa A

VC -

03

180 HL

K-06 K-10

VC -

01

400 HLVC -

06

450 HLVC -

02

100 HLVC -

04

100 HLVC -

05

100 HL

Caixa de Magma

Magma p/ Massa A

Tq.s de xarope

Mel

rico

Mel

pobre

01 02

Mel

RicoMel

Pobre

Mel

RicoMel

Pobre

Cristalizador

Mel Final p/ Destilaria

Xarope

Vapor Vegetal

Águas Condensadores Barométricos /Multijatos

Água p/ retardar cozimento Condensados Vegetais

Água Quente

Vapor de Escape

Açúcar Cristal Úmido

Méis

Massa B

Massa A

Água p/ Diluição

Centrifugação

Centrifugação

Resfriamento

Figura 37 -

Fluxograma dos setores de cozimento, cristalização e centrifugação da fábrica de açúcar.


10

Setor: Secagem e Armazenamentos

Ar

Açúcar Úmido

Açúcar (expedição)

Calda p/ Retorno

Água Captação de

Pó

Secador de açúcar

Elevador

de canecas

Armazém de açúcarAçúcar

Big Bag

1.200 KgSacos de açúcar

50 Kg

Multiciclone

p/ pó

Figura 38 -

Fluxograma do setor de secagem e ensaque do açúcar.


11

Setor: Fermentação

Água p/ diluição

Mel final

Caldo Misto Clarificado

Ácido Sulfúrico

Leite de Levedura

Preparo do Mosto

Mosto resfriado

Água de Resfriamento

Tq. de Diluição

Tanque H2

SO4

Cuba

Tanque

de Mel

Caixa

de Mel

Mosto p/ Fermentação

Tratamento do Fermento

Leite de Levedura Tratado

MisturadorTrocador de Calor de

Placas

Resfriamento do Mosto

Água p/ Diluição do Fermento

Cuba Cuba Cuba

Figura 39 -

Fluxograma das operações de preparo do mosto e tratamento do mosto para a fermentação.


12

Setor: Fermentação

Mosto

Vinho para Destilação

Leite de Levedura

Gases (CO2

)Torres de

lavagem dos

gases

Fermentação

Tq. Vinho Bruto

02 03 0401

Turbinas

Distribuidor de Mosto

Dorna Volante

Dorna Volante

Água p/

Lavagem de Gases

TurbinamentoÁgua de

Resfriamento de Dornas

Dorna (serpentina)

Dorna (serpentina)

Dorna (serpentina)

Dorna (trocador) Dorna (trocador)

Dorna (trocador)Dorna (trocador)

Dorna (trocador) Dorna (trocador)

Figura 40 -

Fluxograma das operações da fermentação do mosto.


13

Setor: Destilação (Hidratado e Anidro)

Vinho

Óleo alto e Óleo fúsel

Gases incondensáveis (CO2

, SO2, ...

)Álcool

2ª

D

Setor de Destilação

Etanol Anidro

TanquesMedidores

Tq

de Álcool

Tqs

. Pulmão

Colunas de

Deionização

Água

Fria

Conden-sadores

B C

R R E E1 E2Água

Quente

Vapor de escape

Vinhaça

P

H H1

I

O O

Flegmaça

Etanol Hidratado

B C

P

EtanolAnidro

K

Ciclo-

hexano

N N TanquesMedidores

Tq. de Etanol

EtanolHidratado

‘R1

I1

A

Condensado

Figura 42 -

Fluxograma das operações da destilação do etanol.


14

Setor: Energia

Figura 43 -

Fluxograma das operações da área de produção de energia.

Água quente

Água fria

Energia elétrica

Fuligem Decantada

Gases de CombustãoSobra de Bagaço

Vapor de escape p/ processo

Água p/ dessuperaquecedor

água quente

Bagaço

Água p/

Lavagem de Gases

Prensa de

fuligem

Água p/

Lavadores de Gases

vapor direto

Turbogerador

CPFL

Lav.

de gases

Caldeira

Desaerador

Condensado Recuperado

Unidade de Desaeração de água

Água p/ LimpezaCinzeiros

Cinzas

efluente quente

com cinzas

óleo

energia elétrica

MoendasPicadores

Desfibrador Turbinas

vapor de escape

Água Tratada (ETA)

Dessuper-

aquecedor

vapor de escape

saturado

Trocador de calor


15

Usos médios de água:

Setor Finalidade Uso Específico Uso médio[m3/t.cana] [%]

Alimentação

, preparo e extração (moendas e difusores)

Lavagem de cana 2,200 m3/t.cana.total 2,200 9,9

Embebição 0,250 m3/t.cana.total 0,250 1,1

Resfriamento de mancais 0,035 m3/t.cana.total 0,035 0,2

Resfriamento óleo 0,130 m3/t.cana.total 0,130 0,6

Subtotal 2,615 11,8

Tratamento de caldo

Resfriamento coluna sulfitação (*1)

0,100 m3/t.cana.açúcar 0,050 0,2

Preparo de leite de cal 0,030 m3/t.cana.total 0,030 0,1

Preparo de polímero (*1) 0,015 m3/t.cana.açúcar 0,008 0,0

Aquecimento do caldo

p/ açúcar (*1) 160 kg.vapor/t.cana.açúcar 0,080 0,4

p/ etanol (*2) e (*4) 50 kg.vapor/t.cana.etanol 0,025 0,1

Lavagem da torta 0,030 m3/ t.cana.total 0,030 0,1

Condensadores dos filtros 0,30 0 a 0,350 m3/t.cana.total

0,350 1,6

Subtotal 0,573 2,6Obs. (*1) itens que não participam do processo do etanol; (*2) os que não participam do processo de açúcar; (*3) os que participam apenas no caso de produção de energia excedente não sendo computado nas somas; (*4) recuperando-se o calor do caldo para mosto.


16



Fábrica de açúcar (*1)

Vapor para evaporação 0,414 t/t.cana.açúcar 0,207 0,9

Condensadores/multijatos evaporação

4 a 5 m3/t.cana.açúcar 2,250 10,2

Vapor para cozimento 0,170 t/t.cana.açúcar 0,085 0,4

Condensadores/multijatos cozedores

8 a 15 m3/t.cana.açúcar 5,750 26,0

Diluição de méis e magas 0,050 m3/t.cana.açúcar 0,030 0,1

Retardamento do cozimento 0,020 m3/t.cana.açúcar 0,010 0,0

Lavagem de açúcar (1/3 água e 2/3 vapor)

0,030 m3/t.cana.açúcar 0,015 0,1

Retentor de pó

de açúcar 0,040 m3/t.cana.açúcar 0,020 0,1



17



Fermentaçã

o (*2)

Preparo do mosto 0 a 10 m3/m3

etanol.residual 0,100 0,5

Resfriamento do Caldo 30 m3/m3etanol 1,250 5,6

Preparo do pé-de-cuba 0,010 m3/m3etanol 0,001 0,0

Lavagem gases CO2

fermentação1,5 a 3,6 m3/m3etanol 0,015 0,1

Resfriamento de dornas 60 a 80 m3/m3etanol 3,000 13,6

Subtotal 4,366 19,7Destilaria (*2) Aquecimento (vapor) 3,5 a 5 kg/m3etanol 0,360 1,6

Resfriamento dos condensadores

80 a 120 m3/m3etanol 3,500 15,8



18



Geração de Energia

Produção de vapor direto 400 a 600 kg/t.cana.total 0,500 2,3

Dessuperaquecimento 0,030 l/kg.vapor 0,015 0,1

Lavagem de gases da caldeira 2,0 m3/t.vapor 1,000 4,5

Limpeza dos cinzeiros 0,500 m3/t.vapor 0,250 1,1

Resfriamento óleo e ar dos turbogeradores

15 l/kW 0,500 2,3

Água torres de condensação (*3) 38 m3/t.vapor 6,0 (*3) 27,1

Subtotal 2,265 10,2Outros Limpeza pisos e equipamentos 0,050 m3/t.cana.total 0,050 0,2

Uso potável 70 l/funcionário.dia 0,030 0,1

Subtotal 0,080 0,4Total 22,126 100

Obs. (*1) itens que não participam do processo do etanol; (*2) os que não participam do processo de açúcar; (*3) os que participam apenas no caso de produção de energia excedente não sendo computado nas somas; (*4) recuperando-se o calor do caldo para mosto.


19

Usos médios de água: setoriais

Distribuição Média dos Usos Setoriais de Água na Indústria Sucroenergética

Geração de Energia; 10%

Outros; 0%

Fermentação; 20%

Fábrica de açúcar ; 38%

Tratamento de caldo; 3%

Destilaria; 17%

Alimentação, preparo e

extração; 12%

Usinas com destilaria anexa usa cerca de 22 m3/t.cana

“Mix”

de produção de cerca de 50% de cana para açúcar e 50% para a produção do álcool.

Os volumes de água usados para álcool e açúcar se equivalem (~38%)


20

Distribuição dos Usos e Reúsos da Água

Diretrizes: captação mínima e Lançamento zero

Prática de redução e reuso de água

Circuitos fechados

Águas residuárias para lavoura

Metas para gerenciamento de águas para o setorCaptação

(m3/t.cana) 1,0

Consumo

(m3/t.cana) 1,0

Lançamento

(m3/t.cana) zero

Uso médio = 22 m3/t.cana (usina)Existem usinas que captam água com

taxas menores ainda de até

0,7 m3/tcana

Distribuição Média dos Usos Pontuais de Água na Indústria Sucroenergética

Lavagem de Gases

Caldeira5%

Demais14%

Resfriamento de Dornas

e Caldo19%

Condensadores/Multijatos Cozedores

26%

Condensadores/Multijatos Evaporação

10%

Lavagem de Cana10%

Resfriamento dos

Condensadores

16%


21

Tendência: Captação de Água

Figura 63 -

Curva da tendência de decréscimo da captação de água a indústria canavieira.

Curva de Tendência da Taxa de Captação de Água na Indústria Canavieira

0246810121416182022

1970 1980 1990 2000 2010 2020

Taxa

de

Cap

taçã

o [m

3/t.c

ana]


22

Balanço de Água

Figura 62 -

Balanço médio global de água nas usinas sucroenergéticas.

CaptaçãoMédia = 2 m3/t.canaMeta = 1 m3/t.cana

Água da CanaMédia = 0,7 m3/t.cana

LançamentoMédia = 0

Meta = 0 m3/t.cana

Reúso AgronômicoMédia = 1,1 m3/t.canaMeta = 1,1 m3/t.cana

PerdasMédia = 0,9 m3/t.canaMeta = 0,9 m3/t.cana

Uso e reúso22 m3/t.cana

Índice de reúso:•

91% (meta 95%)

20 L/L10 L/L

10 L/kg5 L/kg

~ 18 L/kWh

http://www.unica.com.br/noticias/show.asp?nwsCode=A18EE8B2-48DE-4DA0-97B0-4B4698C01B2F


23

Disponibilidade e Demanda

Em um passado recente o setor utilizava água em abundância, chegando até

cerca 15 m3/t.cana

(ou mais ainda)•

circuitos abertos para a lavagem de cana e resfriamento de águas•

tratamentos realizados em lagoas enormes, com tempo de detenção que podiam chegar à

cerca de 2 a 3 meses•

problemas pontuais de lançamento de efluentes com carga orgânica ou temperatura não condizente com a capacidade de assimilação dos corpos de água, sobretudo os com menores vazões.

Considerando a racionalização do uso de água, a demanda média do setor é

significativa quando comparada com os outros setores.•

Apesar do grande crescimento nas duas últimas décadas (125 % de 1990 a 2007 no ESP), a demanda proporcional de água diminuiu quase que pela metade (de 13% em 1990, para 7 % em 2007).

•

Considerando a média de 1,83 m3/t.cana de água, na safra, o setor demandaria 31,4 m3/s, ou seja, 7 %

da demanda estadual de todos os setores,•

Em relação à

demanda industrial, estima-se que o setor sucroalcooleiro seja

responsável por cerca de 23 %

da demanda estadual por água (quase ¼

das capptadas

pelas demais industrias).


24

Brasil: Usinas e Destilarias

Regiões Brasileiras

% Produção de cana

Norte 0,2

Sul 8,2

Centro-Oeste 10,3

Nordeste 12,4

Sudeste 68,9

Unidades no Brasil

•

281 Centro-Sul

•

75 Norte-Nordeste unida

Fonte: UNICA, 2008

Fonte: UNICA, 2009


25

São Paulo: Usinas e Destilarias

São Paulo

•

196 unidades industriais

•

22,1 % do território (cana)


26

Resolução SMA 88 (19/12/2008): estabelece diretrizes para licenciamento ambiental de empreendimentos novos do setor no Est. SP

Zoneamento Agroambiental (SP)

1 m3/ t canaLimite máximo

0,7 m3/t canaÁreas com Restrições Ambientais


27

Reuso e Tratamento dos Efluentes Líquidos

Controle Externo (corretivo)•

decantação da água de lavagem de cana

•

lagoas de estabilização da água de lavagem de cana (circuito aberto)

•

torres de resfriamento •

tanques aspersores

•

decantador/flotador de água de lavagem de gases da chaminé


28

Efluente da lavagem da cana :•

Médio potencial poluidor em termos de matéria orgânica (180 a 500mg/ de DBO5) e alta concentração de sólidos.

•

Evolução: Limpeza da cana a seco =>Eliminação da lavagem (em cana picada a perda de açúcar é

muito grande e não é

feito lavagem). Com a

eliminação da queimada se terá

cana colhida com máquina (picada).

Tratamento: Água de Lavagem de Cana

Obs. CMAI, Controle Mutuo Agroindutrial

do CTC

Impurezas Minerais na Cana - Matéria Prima (Controle Mútuo Industrial - Centro-Sul - Anual 2008/2009, CTC)

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008

% e

m p

eso

de c

ana

M. Ponderada

Máximo

Mínimo

Linear (M. Ponderada)

Taxa de Água de Lavagem de Cana - Recepção e Preparo (Controle Mútuo Industrial - Centro-Sul - Anual 2008/2009, CTC)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008

Taxa

de

Águ

a de

Lav

agem

de

Can

a [m

3/t.c

ana]

M. Ponderada

Máximo

Mínimo

Linear (M. Ponderada)


29

Sistemas: Tratamento de Água de Lavagem de Cana

Decantador circular de água de lavagem de cana

Caixas de areia p/ água de lavagem de cana


30

Águas dos multijatos e condensadores barométricos•

Despejo originado nos evaporadores e vácuos do setor de concentração e cozimento

•

Apresentando um baixo potencial poluidor (10 a 40 mg/DBO5

) e alta temperatura (~ 50°C). •

O tratamento consiste de tanques aspersores (ou não convencional, torres para resfriamento), com as águas frias recirculando ao processo (ou lançamento).

Tratamento de Água da Fábrica


31

Tratamento de Água de Resfriamento da Destilaria

Águas de resfriamento de dornas e de condensadores de álcool•

Sem potencial poluidor em termos de matéria orgânica, porém com alta temperatura (~50°C).

•

O tratamento visando diminuir a temperatura consiste de torres de resfriamentos (ou não convencional tanques aspersores) para retorno (circuito fechado).


32

Tratamentos: Resfriamento de Água da Fábrica e Destilaria

Torres de resfriamento de águas

Aspersores para resfriamento de águas multijatos


33

Tratamento dos Despejos da Lavagem de Gases da Chaminé

Decantadores/Flotadores

Água do circuito de lavador de gases e cinzas das caldeiras•

Baixo potencial poluidor em termos de matéria orgânica (100 a 150mg/ de DBO5

), alta concentração de sólidos e alta temperatura (80°C).

•

O tratamento consiste em decantação/flotação e o reuso do tratado se dá

pela recirculação.

•

O RS formado pelo lodo é

enviado para a lavoura (aplicação com a torta de filtro)

Retentores Via Úmida

Operam por lavagem com água

Vazão de água 0,7 a 1,0 litro/Nm³

Pressão de água 1,5 kgf/cm²

Atende a escala Ringelmann 1

Requer sistema de decantação


34

Sistema: Tratamento dos Despejos da Lavagem de Chaminé

Decantador/ /flotador de fuligem

Retentor de fuligem caldeiras


35

Água Residuárias (diluindo ou não a vinhaça/fertirrigação).•

Constituídas pelos efluentes de lavagem de piso e equipamentos, purgas dos circuitos fechados e efluentes diversos.

•

Quantidade: depende do índice de reuso na usina, podendo chegar com o fechamentos dos principais circuitos, em torno de 1 m3 de água captada/t.cana.

•

Assim uma dosagem de vinhaça pura que tem uma lâmina de água pequena (15 a 30 mm/ano) pode ter esta lâmina aumentada para 80 a 120 mm/ano, com a mistura com água residuária.

•

Caracterização: com médio teor de matéria orgânica (1.500 mgDBO5 em média) e sólidos. Podem conter OG no caso das águas de oficinas e das moendas não passarem por caixa de óleo.

Tratamento: Águas Residuárias


36(*) Fonte: Rosenfeld, U. Irrigação e Fertirrigação nas Sub egiões

de SP e CO. Palestra; Simpósio de Tcnologia

de Produção de Cana-de-Açúcar, GAPE/FEALQ, Piracicaba, 04/07/2003

Deficiência de água -

irrigação de salvamento (*):•

Para cana planta 80 a 120 mm (4º

ao 8º

mês em 2 aplicações)

•

Para cana soca 40 a 60 mm (15 dias após o corte em aplicação única)

Sistema: Irrigação e Fertirrigação

Ganhos médios de produtividade (*):Cana planta de 12 a 20 %Cana soca de 6 a 12 %

Reuso: diminui a necessidae

de novas captação para irrigação.


37

RS: Vinhaça

Definição (N.Cetesb P4.231):•

Vinhaça: líquido derivado da destilação do vinho, que é

resultante da fermentação do caldo da cana de açúcar ou melaço.

Conhecida conforme a região como: •

vinhaça, vinhoto, restilo,..

Resíduo Sólido Não Inerte (ABNT 10.004):

pelo fato de não ter tratamento convencional que possibilite o lançamento


38

Vinhaça: Origemciclo-hexano

A B


39

Vinhaça: Quantificação

Quantificação•

Volume varia basicamente conforme o teor alcoólico do vinho e o vapor direto utilizado (10 a 15 litro/litro de álcool)

Relação Vinhaça/Álcool - Processo Álcool (Controle Mútuo Industrial - Centro-Sul - Anual 2008/2009, CTC)

0123456789

1011121314151617181920

1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008

Taxa

de

Prod

ução

de

Vinh

aça

[L/L

.álc

ool]

M. PonderadaMáximoMínimoLinear (M. Ponderada)


40

Vinhaça: Quantificação

Variação da taxa de produção de vinhaça

•

De 7 litros/litro álcool(pura, fermentação c/ alto grau alcoólico)

•

Até

15 litros/litros de álcool (com vapor incorporado e baixo grau na fermentação)

•

A flegmaça também pode ser incorporada a vinhaça, aumentando-a em cerca de 2 l/litro (c/vapor)

Grau Alcólico no Vinho - Processo Álcool (Controle Mútuo Industrial - Centro-Sul - Anual 2008/2009, CTC)

00,5

11,5

22,5

33,5

44,5

55,5

66,5

77,5

88,5

99,510

10,511

11,512

1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008

Gra

u Á

lcoo

lico

no V

inho

[°G

L]

M. PonderadaMáximoMínimoLinear (M. Ponderada)


41Fontes: Elia Neto & Nakahodo, 1995; Elia Neto e Zotelli, 2008 e Cetesb, 1982

Vinhaça: Caracterização Físico-Química

Tabela 39 –Caracterização da vinhaçaParâmetros CTC CETESB, 1982 Composição Final

1995 2008 Caldo Mista Média FaixapH 4,15 4,8 3,7 -

4,6 4,4 -

4,6 4,3 3,5 -

4,9Temperatura (°C) 89 80 -

100 80 -

100 90 65 -

110,5DBO5

(mg/L O2) 16.950 11.331 6.000 -

16.500 19.800 14.833 5.879 -

75.330DQO (mg/L O2

) 28.450 31.505 15.000 -

33.000 45.000 23.801 9.200 -

97.400

DQO/DBO5 1,7 2,8 2,5 -

2,0 2,1 1,6 1,6 -

2,8ST (mg/L) 25.155 29.596 23.700 52.700 32.788 10.780 -

56.780SVT (mg/L) 10.211,74 21.905,4 20.000 40.000 23.030 628 -

45225SFT (mg/L) 18.420,06 24.520,4 3.700 12.700 14.835 1.509 -

45.630Nitrogênio (mg/L N) 357 353 150 -

700 480 -

710 433 81 -

1.215Fósforo (mg/L P) 60,41 32,0 2,1 -

44,1 1,89 -

42 34 2,1 -

188Potássio (mg/L K) 2.035 2.667 991 -

1.735 2.759 2206 814 -

7.612Cálcio (mg/L Ca) 286,2 479,5 72,2 -

854,7 738,2 -

2.536,4 832 39,4 -

1.451,2Magnési0(mg/L Mg) 135,4 321 120 -

294 348 -

420 262 97 -

1.112,9Sulfato (mg/L S) 1.538 861 300 -

380 1.850 -

1.865 1.149 92 -

3.364


42

Vinhaça: Caracterização média

Caracterização média da vinhaça•

PH

4

•

Temperatura (sem rec. de calor)

90°C•

Vazão de vinhaça

11,5 l/l.álcool

•

DBO5

14.833 mg/l•

DQO 23.801 mg/l

•

Relação DBO/DQO

~60 %•

Sólidos Totais

3,3 %

•

Potássio

2,2 kg.K/m3

Carga orgânica 274 g DQO/l.álcool


43

Vinhaça: Impactos –

Potencial Poluidor

Resíduo com alto potencial poluidor•

Alto teor de matéria orgânica, impossibilitando o tratamento e lançamento em corpos de água

•

Concentrações de sais

(potássio, nitrogênio e outros) que podem ser lixiviados e contaminar as águas subterrâneas

•

Cheiro objetável no armazenamento e disposição no solo (matéria orgânica e enxofre, formando mercaptanas)

•

A produção de 500 m3

álcool/dia (1.000.000 t.cana/safra)

equivale a poluição orgânica de uma cidade com 1.700.000 habitantes (durante a safra)


44

Evolução do manuseio da vinhaça

VINHAÇA

Lançamento em Rios

Áreas de Sacrifício

Fertirrigação

Uso Racional

Futuro(adubo + energia + água)

Transporte

Canais -

impermeabilizações

Sistemas rolão

Aplicação –

Aspersão

Área de sacrifício

Travessias de rios


45Source: Penatti et

alii

–

Vinasse

a liquid

fertilizer.

Proceedings of

ISCCT Congress, Guatemala, 2005

Fertirrigação Racionalmente

Aplicada

Vinhaça: Benefícios Agronômicos

Ganhos médios de 10 t.cana/ha com dosagens de 300 m3.vinha/ha (cerca de 10 % de aumento de produdividade)


46

onde:0,05

= 5% da CTC

CTC

= Capacidade de Troca Catiônica, expressa em cmolc/dm³

a pH 7,0, dada pela análise de fertilidade do solo.ks

= Concentração de potássio no solo, expresso em cmolc/dm³, à

profundidade de 0,80 metros, dada pela análise de fertilidade do solo.3744

= Constante para transformar os resultados da análise de fertilidade para

kg de potássio em um volume de um hectare por 0,80 metros de profundidade.185

= kg de K2

O extraído pela cultura por ha, por corte.kvi

= Concentração de potássio na vinhaça, expressa em kg de K2

O/ m³.

•

Solos saturados a dosagem mais restritiva•

Áreas cada vez mais distantes

•

Incentivos a redução do volume (transporte econômico)

Vinhaça: NT CETESB P4.231 Dosagem de K2

OCritérios e Procedimentos para Aplicação no Solo Agrícolam³

de vinhaça/ha = [(0,05 x CTC -

ks) x 3744 + 185] / kvi


47

Vinhaça: Aspersão

Sistema de maior utilização nas usinas

•

Canal + Montagem Direta

•

Canal + Autopropelido (rolão -

hidro-roll)

•

Caminhão + Autopropelido (rolão -

hidro-roll)

Montagem Direta (canhão hidráulico)

Rolão (hidro-roll) acoplado em caminhão

Rolão (hidro-roll) em canal


48

Conclusões

O CTC tem sugerido metas para o setor de 1 m3/t.cana para captação e zero de lançamento de efluente.

•

Carga orgânica seria tratada através da utilização dos despejos na fertirrigação da lavoura conjuntamente com a vinhaça.

•

O consumo de água que é

a diferença entre o captado e o lançado ficaria ao redor da captação, ou seja, 1 m3/t.cana.

•

Os benefícios são muitos: ─

a própria reutilização dos despejos na lavoura (matéria orgânica e água na irrigação de salvamento),

─

a diminuição dos custos da cobrança de água, e ─

menor dispêndio com tratamento externo de efluente.

A política pública de cobrança de água mostrou ser um adequado instrumento de gestão das águas,

•

mesmo ainda não totalmente implantada incentivou em grande parte

o uso racional das águas no setor.

•

Este instrumento pode e deve ser constantemente aperfeiçoado através da

participação equânime entre Estado e Sociedade Civil, dando-se maior voz aos setores usuários de água.


49

Conclusões

Em relação às pesquisas:•

Pode se dizer que o setor atingiu um patamar de engenharia básica no seu balanço hídrico industrial, com os sistemas de tratamento e fechamento de circuitos

•

Há

necessidade de desenvolvimento de tecnologia que possibilite uma relação custo-benefício para a reutilização da própria água da cana (Usina de Água). ─

São cerca de 0,7 m3/t.cana, apesar de uma parte se incorporar ao bagaço, sobrando então pelo menos 0,55 m3/t.cana, que são as águas condensadas vegetais, com algum reaproveitamento no processo e as águas contidas na vinhaça.

─

Pesquisas neste sentido poderiam colocar o setor no rumo de auto- suficiência de água, a exemplo da auto-suficiência energética com o

bagaço da cana, aumentando mais ainda o grau de sustentabilidade ambiental

do setor.


50

obrigado pela atenção

CTC -

CENTRO DE TECNOLOGIA CANAVIEIRA

André

Elia Neto [email protected]

Fim

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Uso e Reúso de Água na Indústria Canavieira