Veolia Water Technologies & Solutions

A fábrica de amônia Nutrien Redwater faz parceria com a Veolia para aumentar a confiabilidade e reduzir a pegada de uso de água por meio da otimização do clarificador

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Informações básicas

Com sede no Canadá, a Nutrien é a terceira maior produtora de amônia do mundo, com capacidade anual de 7,1 milhões de toneladas. Entre suas nove instalações de produção de nitrogênio está a Redwater Nitrogen Plant. Localizada em Alberta, Canadá, tem capacidade para 1,4 milhões de toneladas por ano de fertilizantes nitrogenados.

O abastecimento de água bruta da Nutrien Redwater vem do rio Saskatchewan do Norte. Durante grande parte do ano, a qualidade da água do rio é constantemente limpa. Contudo, durante o escoamento da primavera, o derretimento de neve introduz grandes quantidades de sedimentos, aumentando a turbidez. O sistema de pré-tratamento da fábrica é projetado para remover o silte, a argila e o material orgânico da água afluente para evitar a incrustação dos vários equipamentos de processo, o que poderia levar a problemas de desempenho.

Desafio

O sistema de pré-tratamento da Redwater é composto por um clarificador e um amaciador de cal fria que normalmente operam em paralelo, enviando água tratada adequadamente para várias áreas de processo no local. Entretanto, durante o escoamento, o clarificador e o amaciador de cal fria operam em série, com o clarificador removendo a maior parte dos sólidos suspensos antes de serem tratados pelo amaciador de cal fria. Quando a Veolia fez uma parceria com a Nutrien Redwater em 2017 para se tornar sua fornecedora de soluções de tratamento de água, a fábrica vinha enfrentando dificuldades operacionais que coincidiam com o escoamento da primavera.

A equipe local da Veolia se familiarizou com a operação das instalações e identificou que os problemas da usina, que incluíam ciclos curtos de desmineralizadores de troca iônica, deposição do trocador de resfriamento e excursões de limite de descarga de efluentes da fábrica, não eram devidos apenas às condições de escoamento e apontavam para a necessidade de melhoria na química de clarificação pré-tratamento.

Solução

A Veolia colaborou com a equipe de operações da fábrica, conduzindo um trabalho analítico aprofundado durante vários períodos de escoamento para capturar totalmente o impacto do atual programa de clarificação. Para gerenciar a alta afluência de sólidos suspensos durante esses períodos, a fábrica historicamente alimentava grandes quantidades de química de sulfato de alumínio (alúmen). Os dados coletados mostraram que a alta dosagem de alúmen durante o escoamento superficial da primavera causava um efeito negativo sobre a qualidade da água de saída do amaciador de cal fria, limitando a capacidade da unidade de remover a dureza da água.

O aumento da dureza, combinado com o aumento de sólidos dissolvidos para espécies adicionais de sulfato, aumentou a carga sobre os três desmineralizadores de troca iônica. Isso estava fazendo com que os trens de desmineralização fossem desligados para regeneração com mais frequência, levando a um aumento no custo de ácidos e cáusticos, e a menores volumes de água tratada devido à disponibilidade reduzida.

Depois que as equipes da Veolia e da Nutrien no local tiveram uma compreensão clara das causas das dificuldades operacionais, elas exploraram como a alteração da química de clarificação existente poderia eliminar os impactos downstream e evitar que os desmineralizadores atuassem como um gargalo de produção.

Resultado

Após um ensaio em larga escala para testar e validar uma química coagulante alternativa do pacote de produtos da Veolia, os seguintes benefícios foram confirmados:

  • Dosagem significativamente menor de química adicionada ao clarificador primário
  • Melhor desempenho do amaciador de cal fria na remoção da dureza
  • Diminuição da frequência de regeneração dos desmineralizadores devido à redução da carga de sólidos na água afluente (Figura 1)
  • Produção otimizada para maior disponibilidade e volume de água desmineralizada
  • Economia de custos com o uso de ácidos e cáusticos devido a regenerações reduzidas
  • Controle otimizado de KPI de água afluente (Figura 2)
Fig 1Fig 2

Comparando os parâmetros operacionais da fábrica sob química clarificadora otimizada com os cinco anos anteriores, as economias foram significativas:

  • ~30 milhões de galões por ano de água economizados com a redução da regeneração de desmineralização
  • US$ 1,265 milhões em economia operacional devido à melhoria da produtividade e à redução do uso de produtos químicos

"Trabalhar com a Veolia não foi apenas um ótimo serviço, mas uma verdadeira parceria. Sua experiência no tratamento de água e na aplicação de seus programas aumentou o desempenho e melhorou a sustentabilidade com soluções voltadas para nossa operação específica e seus desafios."

Tyler McDowell, engenheiro-chefe de Energia Nutrien Redwater, Alberta, Canadá