Desafio
O Complexo de Refinaria Cooperativa (CRC) da Federated Co-operatives Limited é um dos maiores consumidores individuais de água doce na cidade de Regina, Saskatchewan. Adotando a conservação, a refinaria de petróleo se comprometeu com um megaprojeto ambiental de US$ 200 milhões — conhecido como Projeto de Melhoria de Efluentes — com foco em sustentabilidade e gestão ambiental.
O projeto é o ápice da expansão da produção da instalação de 100,000 barris por dia (bpd) para 130,000 bpd, usando menos água doce e descarregando menos efluentes. A operação ampliada precisava de uma instalação avançada de tratamento de efluentes capaz de:
- Remover sólidos, óleos, fenóis, compostos nitrogenados, orgânicos e outros contaminantes.
- Eliminar a liberação de compostos orgânicos voláteis de lagoas de efluentes para a atmosfera.
- Desmineralizar a água tratada para uso na produção de vapor.
- Eliminar o uso de água tratada municipal e reduzir a demanda de águas subterrâneas.
Solução
A Veolia Water Technologies foi chamada para ajudar a projetar, construir e comissionar partes da solução exclusiva de tratamento de efluentes da CRC. O sistema de cinco estágios, ilustrado na Figura 1, emprega muitas das tecnologias avançadas de tratamento de água da Veolia.
Durante o estágio 1, os efluentes são entregues aos tanques de retenção, onde a gravidade separa o óleo e a água. O petróleo é escumado do topo enquanto flutua acima da água e é reprocessado dentro da refinaria. Os efluentes são levados para outro tanque, onde sedimentos e lodo oleoso submergem para o fundo. O óleo é enviado de volta à refinaria para reprocessamento e o lodo é removido e descartado com segurança.
Os efluentes restantes continuam até o estágio 2, uma unidade de flotação de gás dissolvido Poseidon* da Veolia. Bolhas microscópicas de nitrogênio são bombeadas para dentro da unidade para se ligarem às partículas de óleo em suspensão. Essas partículas são levadas para o topo da unidade, onde são removidas para reprocessamento. O estágio 2 utiliza a química PolyFloc* AE1701 da Veolia como agente de floculação.
Após a separação, os efluentes entram no estágio 3, tratamento biológico seguido de filtração por meio das membranas de fibra oca de ultrafiltração ZeeWeed* 500 da Veolia. Essa combinação, conhecida como tecnologia de biorreator de membrana (MBR), cria permeado (veja a Figura 2). O estágio 3 utiliza a química BioPlus* BA2970 e BioPlus* BA3900 da Veolia para semeadura biológica e bioaumentação no reator biológico. O FoamTrol* AF3031 também é utilizado no reator biológico para controle de espuma.
Em grande parte livre de orgânicos, amoníaco, nitritos, nitrato e outras impurezas, o permeado se move diretamente para a planta de desmineralização (estágio 5) para tratamento adicional para se preparar para a produção de vapor.
A principal função do estágio 4 é lidar com o excesso de biomassa do biorreator. Essa biomassa é enviada para uma centrífuga para separar e devolver as bactérias ao biorreator. Uma pequena quantidade de água é extraída e reprocessada, enquanto a biomassa sólida remanescente é descartada com segurança. Durante esse estágio, a química Novus* CE2655 da Veolia é usada como agente de floculação na centrífuga.
O estágio 5 é a planta de desmineralização, que finalizará a água reciclada para a produção de vapor por meio do tratamento de altos níveis de sólidos dissolvidos. A fábrica terá um sistema de osmose reversa de pH alto da Veolia, que consiste em unidades de troca iônica para redução de dureza e um descarbonizador para remover alcalinidade e dióxido de carbono. A OR de pH alto é única em sua capacidade de funcionar efetivamente em uma recuperação muito alta, sob alta carga orgânica, sem incrustação ou limpeza frequente.
Após a remoção de sólidos dissolvidos, como cálcio, magnésio, cloretos e sulfatos, o permeado passa por outra OR para refinar a água e termina com a desmineralização de leito misto para produzir água ultrapura (veja a Figura 3).
Além de equipamentos e produtos químicos, a Veolia oferece gerenciamento de desempenho de ativos InSight* para os estágios 2, 3 e 4 do processo de CRC. O InSight usa dados e análises para assegurar que os ativos de tratamento de água operem com desempenho eficiente. Durante o estágio 3, a equipe de equipamentos da Veolia usa o InSight para monitorar o desempenho e a integridade a longo prazo das membranas ZeeWeed. A equipe da Veolia usa o InSight para se concentrar na operação, na química e na qualidade geral do produto entre os estágios. Por exemplo, eles monitoram a remoção de sólidos, óleos e graxas durante o estágio 2 e analisam atentamente a qualidade da água saindo do estágio 3 para assegurar que ela esteja dentro das especificações para reúso durante o estágio 5. Por fim, a Veolia usa o InSight para monitorar o uso de produtos químicos e as faixas de dosagem, e o inventários de tanques. Isso assegura que os produtos químicos sejam dosados corretamente, solicitados quando necessário estejam e sempre disponíveis.
Figura 1: O projeto de melhoria de efluentes do CRC apresenta uma solução de tratamento de efluentes em cinco estágios que permite a reciclagem e o reúso de 2 milhões de galões de efluentes por dia.
Figura 2: Durante o estágio 3, as membranas de ultrafiltração ZeeWeed da Veolia filtram os efluentes para reúso.
Figura 3: Efluentes não tratados do CRC (esquerda) e efluentes tratados pela Veolia (direita)
Resultado
A combinação de MBR ZeeWeed e OR de pH alto permitirá que o CRC elimine todos os efluentes, a maioria dos quais é recuperada para uso na planta de vapor da refinaria. Sem essa solução, a instalação produziria 2 milhões de galões de efluentes por dia. Essa solução abrangente diminuirá a dependência do complexo de água bruta do aquífero da cidade de Regina e reduzirá as necessidades de água doce da refinaria em 28%. Esse é o uso equivalente a cerca de 3,100 domicílios em Regina anualmente.
Além disso, uma combinação exclusiva de bactérias vivas, unidades especiais de filtragem e a tecnologia de ponta de OR de pH alto da Veolia reduzirão significativamente a pegada ambiental do complexo. Isso é alcançado com a redução de emissões e odores incômodos de orgânicos voláteis nos tanques de retenção de água do complexo.
Em 2017, o projeto de melhoria de efluentes do CRC foi nomeado Projeto de Água Industrial do Ano pela Global Water Intelligence (GWI). O prêmio reconheceu o projeto da Veolia como a conquista técnica ou ambiental mais impressionante do ano no campo de água industrial.
Embora seja um investimento considerável, o projeto multimilionário serve como exemplo de como uma empresa pode operar — e até mesmo expandir — enquanto está atenta ao meio ambiente e às questões de escassez de água.