e-book Medição de Vazão NO TRATAMENTO DE EFLUENTES

(1)

Medição de Vazão

NO TRATAMENTO DE EFLUENTES

(2)

Introdução 2

Etapas do Tratamento de Efluentes 3

Proteção de Seres Humanos e Ecossistemas 4 Monitoramento Eficaz Requer Medição Exata 5

Tipos de Sensores 7

Sensor de Ultrassom 7

Aplicações 8

Tecnologias 8

Como Escolher 8

Medidor Magnético de Vazão 9

Sensor de Vazão Área Variável ou Rotâmetro 10

Sensor de Deslocamento Positivo 11

Tipo Turbina 12

Sensor Tipo Vortex 13

Medidores de Nível em Efluentes 14

Sensor e Controlador de Nível Ultrassônico 14

Sensor de Nível Tipo Radar 15

Materiais Técnicos 16

A Omega Engineering 17

(3)

Fig. 1: ESTAÇÃO DE TRATAMENTO

Introdução ^{CAPÍTULO 1}

A

tualmente o despejo cada vez maior de efluentes industriais e residenciais no meio ambiente resulta na presença de substâncias nocivas em volume acima daquele permitido para garantir a qualidade da água. Esse desequilíbrio implica em perdas econômicas e ambientais graves que exigem uma medição constante de nível e vazão pelas empresas de tratamento de água e efluentes (fig. 1).

A

s usinas de tratamento de efluentes recolhem as águas residuais do esgoto público, transportam para a planta através de tubulações e estações de bombeamento e, em seguida, removem uma parte significativa dos poluentes antes que o restante líquido (conhecido como efluente) seja reutilizado.

(4)

Fig 2 VISTA AÉREA DA ESTAÇÃO DE TRATAMENTO

Fig 3 TANQUES DE TRATAMENTO

Etapas do Tratamento de Efluentes

E

ste processo de tratamento de águas residuais geralmente ocorre em várias etapas:

Tratamento preliminar Tratamento primário

Os detritos de maior tamanho (por exemplo, areia e cascalho) que poderiam potencialmente danificar o equipamento são removidos e descartados.

As águas residuais são mantidas em um tanque imóvel de modo que os sólidos pesados são depositados no fundo enquanto óleo, a graxa e outros sólidos mais claros flutuam na superfície.

Os sólidos do fundo e da superfície, chamados de lama, são ainda tratados para estabilizá-los e reduzir os fortes odores.

(5)

Fig. 4 ÁGUAS RESIDUAIS

Proteção de Seres Humanos e Ecossistemas

CAPÍTULO 3

A

s águas residuais maltratadas podem ameaçar a saúde dos seres humanos e de ecossistemas inteiros. Em seres humanos, as águas residuais podem causar doenças como gastroenterite, encefalite, hepatite, cólera, disenteria e febre tifoide e podem contaminar a água potável.

A

lgumas das tecnologias existentes que podem ser utilizadas como método de medição são elencadas na norma NBR 13403 citada mais adiante.

(6)

Fig 5 MONITORAMENTO DE ESTAÇÃO

Monitoramento Eficaz Requer Medição Exata

A

fim de cumprir estas regulamentações rigorosas e proteger as massas de água que recebem o fluxo de efluentes, as instalações de tratamento de águas residuais devem ser administradas com cuidado.

N

ão só os operadores das instalações devem receber uma formação completa para compreender plenamente os requisitos do programa de licenciamento*, mas também devem supervisionar cuidadosamente todo o processo de descontaminação - desde a medição do consumo de águas residuais, observando cuidadosamente cada passo de tratamento e fazendo ajustes sempre que necessário.

(7)

1.

Vazão operacional

2.

Características do fluido

3.

Rangeabilidade

4.

^Custo

5.

Exatidão da medição

6.

Confiabilidade do sistema

7.

Facilidade de manutenção

8.

Conectividade.

* De acordo com o PNLA – Portal Nacional do Licenciamento Ambiental – o Licenciamento Ambiental avalia o impacto ambiental e licencia atividades efetivas ou potencialmente poluidoras.

O Licenciamento Ambiental é matéria constitucional, onde no Art. 225, § 1º, Inciso IV da Constituição Federal de 1988, prevê o estudo do impacto e suas consequências antes de uma obra ou atividade seja instalada no país.

A

norma brasileira NBR 13403 (junho 1995) tem como objetivo normatizar as condições exigíveis para a identificação dos métodos mais adequados de medição de vazão em efluentes líquidos. Com isso, a seleção do sistema de medição a ser utilizado obedece a critérios rígidos como os listados abaixo:

(8)

Fig. 6: SENSOR ULTRASSÔNICO

Tipos de Sensores

U

m dos tipos de sensores mais precisos empregados no monitoramento do fluxo de águas residuais é o ultrassônico (fig.6). Estes medidores podem realizar a medição precisa mesmo sob as condições mais adversas e podem ser usados para medir líquidos homogêneos e os que contêm sólidos suspensos. Sua excepcional versatilidade faz com que esses medidores sejam ideais para a indústria de águas residuais, pois são capazes de lidar com a diversidade de fluidos processados por estações de tratamento de águas residuais (incluindo esgoto bruto, lodo, aditivos químicos e efluentes).

Sensor de Ultrassom

(9)

Fig 7a - FD-400 Fig 7b - FD-613 Fig 7c - FDH-1 Series

Medidor de Vazão Doppler

Ultrassônico Medidor de Vazão Doppler

Ultrassônico Portátil Medidor de Vazão Ultrassônico Híbrido

T Aplicações

ais instrumentos são capazes de medir o fluxo de líquidos e gases em um tubo.

E

stes dispositivos consistem num par de transdutores que emitem e recebem impulsos ultrassônicos. As ondas são emitidas contra e a favor do fluxo de fluido. A diferença no tempo de deslocamento das ondas a montante e a jusante é proporcional à velocidade do fluido.

Combinado com o diâmetro do tubo, esta informação é usada para calcular o volume de fluxo.

O

s medidores podem ser colocados dentro do tubo ou fixados à sua superfície exterior.

Esta última disposição é capaz de medir o fluxo em tubos de até seis metros de diâmetro.

Tecnologias

A

escolha dependerá da natureza do fluido, gás ou líquido, sua temperatura, pressão e outras características. Outros fatores incluem o grau de precisão requerido e se um modelo inserido ou clamp-on é mais apropriado. Alguns estão equipados com uma tela digital, conforme os fabricados pela OMEGA Engineering Brasil (fig. 7).

Como Escolher

(10)

Fig 8a - Série FMG3000 Fig 8b - Série FMG900 Fig 8c - Série FMG-550

Medidor de Vazão Magnético de

Inserção Medidor de Vazão

Magnético de Inserção Medidor de Vazão Magnético de Inserção Metálico

O

s sensores de vazão magnético são uma ótima tecnologia para medir vazão. Estes tipos de sensores são duráveis e geralmente podem ser enterrados sem problema. Os medidores de vazão magnéticos geralmente não são afetados por sólidos que podem estar na linha de vazão.

P

orém os medidores de vazão magnéticos podem ser afetados pelo ar na tubulação e apresentar falsas leituras se não for mantido cheio. Eles também podem ser afetados por corrente elétrica dispersa de variadores de freqüência (VFDs) que interferem no campo magnético do sensor. A sua instalação é fundamental para garantir que o dispositivo efetue operações precisas (fig. 8).

(11)

Fig. 10: Modelo FL-93/96/ 97/98/9900 Fig. 9: Série FLD

Medidores de Vazão de Fácil Visualização Rotâmetro de Leitura Direta

O

rotâmetro consiste num tubo de vidro orientado verticalmente (ou plástico) com uma extremidade maior no topo, e um flutuador de medição que se move livremente dentro do tubo. O fluxo de fluido faz com que o flutuador se mova para cima do tubo pela pressão diferencial vencendo a ação da gravidade.

O

flutuador sobe até que a área anular entre o flutuador e o tubo aumente suficientemente para permitir um estado de equilíbrio dinâmico entre a pressão diferencial ascendente e os fatores de flutuabilidade e de gravidade descendentes (fig. 9).

A

altura do flutuador é uma indicação da vazão. O tubo pode ser calibrado e graduado em unidades de fluxo apropriadas. O medidor rotâmetro tem tipicamente uma taxa de TurnDown de até 12: 1. A precisão pode ser tão boa quanto 1% da escala completa.

Sensor de Vazão Área Variável ou Rotâmetro

(12)

Fig. 12: modelos: FPD3005 e FPD3003

O

medidor de vazão de deslocamento positivo mede o fluxo de fluido do processo por rotores de precisão como elementos de medição de vazão. Volumes conhecidos e fixos são deslocados entre os rotores. A rotação dos rotores é proporcional ao volume do fluido que está sendo deslocado.

O

número de rotações do rotor é contado por um transmissor de pulso eletrônico integrado e convertido em volume e vazão.

U

m dos modelos mais conhecidos são com engrenagens ovais, que possuem duas engrenagens giratórias de forma oval com dentes sincronizados e fechados.

Uma quantidade fixa de líquido passa através do medidor para cada revolução.

Fig. 11 ENGRENAGENS DO SENSOR DE DESLOCAMENTO POSITIVO

Medidor de Vazão Tipo Deslocamento Positivo para Combustíveis e Óleos

(13)

Fig. 14: Série FTB-1400

Fig. 13: GERAÇÃO DE SINAL DE FLUXO DE TURBINA

Fonte: http://www.omega.com/literature/transactions/volume4/T9904-08-MECH.html#mech_3

O

medidor de turbina gira na proporção da velocidade do fluido que passa através de uma área de secção transversal conhecida no seu interior.

Tipo Turbina

A

velocidade de rotação do rotor é diretamente proporcional à vazão volumétrica e pode ser detectada por dispositivos do tipo indutivo, capacitivo, efeito hall ou sensores mecânicos.

Medidores de Vazão tipo Turbina para Líquidos

(14)

Fig. 15: Modelo FV-505C

O

s medidores de vazão do tipo Vortex funcionam pelo princípio chamado efeito von Kármán. De acordo com este princípio, o fluxo irá gerar alternadamente vórtices quando passam por uma barra interna verticalmente ao o fluxo. A velocidade de fluxo é proporcional à freqüência dos vórtices.

A vazão é calculada multiplicando a área do tubo pela velocidade do fluxo.

E

m alguns casos, os medidores tipo Vortex requerem o uso de palhetas de endireitamento ou de tubulação direta a montante para eliminar padrões de fluxo distorcidos e redemoinho. Baixos fluxos apresentam um problema para os medidores tipo Vortex, pois geram irregularidades nessas condições. A precisão desses medidores é de médio a alto, dependendo do modelo e fabricante. Além da medição do fluxo de líquidos e gases, os medidores de vazão de Vortex são amplamente utilizados para medir o fluxo de vapor.

Medidores de Vazão tipo Vortex

(15)

Fig. 6: SENSOR ULTRASSÔNICO

Medidores de Nível em Efluentes ^{CAPÍTULO 6}

Sensor e Controlador de Nível Ultrassônico

A

^mediçãoimportante para a maioria dos ^do ^nível ^é ^muito processos industriais para garantir a qualidade do produto, a segurança de pessoas e equipamentos. Atualmente a preocupação com o meio ambiente também requer cuidados protetivos no que se refere ao controle de nível.

H

á uma variedade desses tipos de sensores atualmente disponível no mercado. Deve-se levar em conta os aspectos de confiabilidade, economia, desempenho, instalação e manutenção na escolha de um produto.

O

tamanho do ambiente onde será instalado é uma característica fundamental na escolha do modelo.

Existem sensores projetados e fabricados especialmente para pequenos ambientes.

Um exemplo é o controlador de nível sem contato para aplicações em tanques pequenos série LVCN414.

Fig. 17: Série LVCN414

Controlador de Nível Sem Contato Para Aplicações em Tanques Pequenos

(16)

Fig. 19: Modelo LVRD501 Fig. 18: MECANISMO DO SENSOR DE

NÍVEL TIPO RADAR

O

s instrumentos modernos do radar consistem em uma antena dentro do tanque e uma eletrônica montada remotamente. Eles trabalham através da transmissão de sinais de microondas de alta freqüência que refletem fora da superfície do líquido e são devolvidos a um receptor. Muito parecido com aqueles por ultrassom, que usam ecos sonoros de uma maneira similar.

Sensor de Nível Tipo Radar

(17)

Materiais Técnicos ^{CAPÍTULO 7}

Referências Técnicas

Basta fazer seu cadastro em:

http://br.omega.com/literature

Siga-nos nas Redes Sociais

Assista nossos Vídeos

Clique aqui

B

aixe gratuitamente ou receba no endereço indicado:

(18)

A Omega Engineering

F

undada em 1962 em Stamford nos EUA como um fabricante de termopares, a OMEGA^TM cresceu para alcançar a liderança mundial estabelecida no mercado técnico como referência em medição e controle de processos.

São mais de 100 mil produtos de alta qualidade para medição e controle de temperatura, pressão, deformação e força, vazão e nível, pH e condutividade.

A

OMEGA™ também oferece aos clientes uma linha completa para aquisição de dados, aquecimento elétrico, produtos customizados e para automação.

Excedendo Suas Expectativas

É

nosso compromisso oferecer instrumentação de qualidade e uma experiência de compra excepcional para todos os nossos clientes.

A

OMEGA Engineering Brasil possui milhares de itens, muitos deles com aprovações CSA/UL/CE. Na OMEGA^TM você vai encontrar assistência técnica especializada, suporte de vendas com foco em aplicações, atendimento pós-venda ao cliente, serviços de customização de produtos especiais, além de preços e formas de pagamento competitivos.

Comprove a qualidade na experiência de ser um cliente OMEGA^TM.