Membranas ZeeWeed

GE Power & Water
Water & Process Technologies
Soluções de GE de Equipamentos e
Químicos para Gerar Água de Reúso
22/03/11
Marcus VG
Vallero
Alexandre Magno
Sumário

GE Water & Process
Technologies – Portifólio

Contexto de aplicação da
tecnologia UF/MBR ZeeWeed®

Fundamentos da tecnologia
UF/MBR ZeeWeed®

Casos de Aplicação da
Tecnologia UF/MBR ZeeWeed®
na Indústria

Soluções de Engenharia com
Produtos Químicos
Presença Global e Expertise Local
Minnetonka, Minneapolis, USA
Products: Filters, Membranes and RO
machines
Munich, Germany
European Technology
Center
Oroszlány, Hungary
Products: Element Rolling
ZeeWeed membrane series
Bangalore, India
John F. Welch
Technology Center
Oakville, Canada
UF/MBR Center of
Excellence
Niskayuna, New York, USA
GE Global Research Center
• HQ: Trevose,
Pennsylvania
• 7,900
colaboradores
• 130 países
• 50,000 clientes
• 50 locais de
manufatura
local
Rio de Janeiro, Brazil
New Global Research
Center
Sorocaba, Brazil
Products: Equipment
Assembly
Hoskote, India
Products: Element
Rolling
Wuxi, China
Products:
Element
Rolling, Pro &
High Purity
Equipment
Assembly
Shanghai,
China
China
Technology
Center
Manufaturas
Forte presença global com expertise local
Liderança no Mercado Global de
Água
$400M
1999
Glegg
$1.2B
$1.5B
$1.8B
2004
2003
2002
Osmonics Services
BetzDearborn
Launch
ü Pure Water
Solutions ü Pure Water
Solutions
ü Pure Water
Solutions
ü
ü Water & Process
Specialty
Chemicals
ü
U$ 9,5 Bilhões
ü Pure Water
Solutions
ü
Water & Process
Specialty
Chemicals
ü
Equipment &
Membranes
ü
$2.1B
$2.5B
2005
Ionics/
Ecolochem
2006
Zenon
ü Pure Water
Solutions
Water & Process
ü Water &
Specialty
Process
Chemicals
Specialty
Chemicals
Equipment &
Membranes
CSA
ü Pure Water Solutions
ü Water & Process
Specialty Chemicals
ü Equipment &
Membranes
ü Customized Service
Agreements
ü Equipment &
ü Desalination & Reuse
Membranes
ü CSA
ü Desalination
& Reuse
ü Mobile Water
ü Hollow Fiber
Membrane
ü Adv. Water & Waste
ü Mobile Water ü Membrane Bioreactor
ü Analytical
Instruments
ü Municipal
Portifólio de Equipamentos GE
EDI
MB
R
Skids de Osmose
Reversa
Padronizados
Plant
Guard
Filtros de Cartucho
e Elementos
Filtrantes
Especialidades
Químicas
Dessalinização
GTM
EDR
Membranas
espirais de
RO, NF, UF e
MF
Equipamentos de NF,
UF, MF (membranas
espirais)
Equipamentos
de UF
(membranas de
Terceirização c/
fibra oca)
Investimento
Investindo em Diferenciação
Global Research Center
Niskayuna, NY
Global Research - Europe
Munique, Alemanha
China Technology Center
Xangai, China
John F. Welch Technology Center
Bangalore, India
GRC GE - Centro de Pesquisas
Rio de Janeiro, Brasil
Prover soluções estadoda-arte e tecnologias
avançadas para resolver
os maiores desafios
relacionados a qualidade e
disponibilidade de água.
Sumário

GE Water & Process
Technologies

Contexto de aplicação da
tecnologia UF/MBR ZeeWeed®

Fundamentos da tecnologia
UF/MBR ZeeWeed®

Casos de Aplicação da
Tecnologia UF/MBR ZeeWeed®
na Indústria

Soluções de Engenharia com
Produtos Químicos
Escassez alavancando o reúso
Milhões m3/dia
Demanda por
tecnologias de
tratamento avançado
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Crescimento do
reúso na próxima
década
Um olhar para
práticas globais…
País
260%
33%
4%
2009
2025
U.S.
China
Espanha
Egito
Australia
Síria
Israel
Cingapura
Kuwait
Saudi
India
Global
Capacidade de reúso
(global)
% de efluentes
reusados (global)
% reuso
hoje*
ObjetivoAno
11%
14%
11%
32%
4%
12%
85%
35%
91%
11%
<1%
25%
40%
2015
2015
12%
2015
90%
2016
65%
5%
2016
2016
33%
2025
4%
% reuso
Governos e indústrias atentos ao
reúso
Fonte: GWI
Custo alavancando o reúso
Tarifas aplicadas para uso industrial:
Agências Reguladoras  cobrança do uso e
aumento do custo da água  Práticas de Redução
e Reúso!
Drivers para o reúso:
Tecnologia
Economia
Legislação
Comparação entre Soluções
Substitui a clarificação convencional e a filtração.
 Combina as características da separação física de
uma membrana com o tratamento biológico.
 Produz um efluente de alta qualidade
consistentemente.

MBR ZeeWeed® = Efluente com
Alta Qualidade Consistentemente
Qualidade do efluente alcançável
com a tecnologia ZeeWeed®
DBO
SST
NH3-N
TN
TP
Turbidez
SDI
< 2 mg/L
< 2 mg/L
< 0.5 mg/L
< 3 mg/L
< 0.10 mg/L*
< 0.2 NTU
< 2.5
* Com a dosagem de coagulante
Sumário

GE Water & Process
Technologies

Contexto de aplicação da
tecnologia UF/MBR ZeeWeed®

Fundamentos da tecnologia
UF/MBR ZeeWeed®

Casos de Aplicação da
Tecnologia UF/MBR ZeeWeed®
na Indústria

Soluções de Engenharia com
Produtos Químicos
Tecnologia de Separação por
Membranas
MF - Microfiltração
0,1 a 10 µm
Bactérias, sólidos em suspensão
UF - Ultrafiltração
0,005 a 0,05 µm
Vírus, colóides
NF - Nanofiltração
0,0005 a 0,005 µm
Dureza total, íons bivalentes,
orgânicos
OR – Osmose Reversa
0,0001 a 0,001 µm
Íons monovalentes, sólidos dissolvidos
Membrana
Traços de sais
Água
dissolvidos
Gases Dissolvidos (CO2;
O2)
Membranas ZeeWeed®
• Fibra oca imersa
• Estruturadas (reforçadas)
• Permeação de fora para dentro
• Ultrafiltração UF  0,04 µm (nominal)
• Material  PVDF:
 Resistente a oxidantes
(500.000 ppm.h Cl2)
 Faixa de pH abrangente
 Filtração: pH de 5.5 a 8.5
(bioprocesso)
 Limpeza: pH de 2 a 10.5
Fibra
Vista microscópica da
superfície da membrana
As membranas não são iguais!
®
ZeeWeed
•Compacto
– Alta densidade =
pequena projeção
– Custos energéticos
baixos
•Acessível
– Fácil de remover
módulos e cassetes
•Simples
– Menos conecções e
válvulas = maior
confiabilidade
– Menor CAPEX
500d – Cassette
Um trem de MBR típico
1. Reator
biológico
2. Membranas
3. Bombas de
Permeado &
soprador de ar
5
1
4. Painel de
controle
5. Tubulação de
ar e permeado
2
3
4
Típica instalação de um cassete
ZeeWeed® 500d
Sumário

GE Water & Process
Technologies

Contexto de aplicação da
tecnologia UF/MBR ZeeWeed®

Fundamentos da tecnologia
UF/MBR ZeeWeed®

Casos de Aplicação da
Tecnologia UF/MBR ZeeWeed®
na Indústria

Soluções de Engenharia com
Produtos Químicos
®
ZeeWeed
Mais de 1000 Instalações
(650 MBR) em 45 países no mundo
GE Offices
GE UF/MBR
Instalações
GE UF/MBR
Centro de
Excelência
15 dos 22 Maiores MBRs Contratados* usam ZeeWeed®
Projeto
Tecnologia
Data
VD média / VD
máx (L/s)
Riverside
GE
2011
1.226 / 1.709 (Fase 1)
1.402 / 2.103 (Fase 2)
Brightwater, WA
GE
2011
1.358/ 1.969
Qinghe, China
MRC/BOW
1.733
Visalia
GE
2011
788 / 1.577
Jumeirah Golf Estates, UAE
GE
2010
1.308 / 1.562
North Las Vegas, NV
GE
2012
1.094 / 1.531
Frederick County, MD
GE
2011
656 / 1.523
Cox Creek, MD
GE
2013
656 / 1.313
Yellow River, GA
GE
2011
801/ 1.282
Shiyan Shengdinghe, China
BOW
Cannes (Aquaviva), França
GE
2013
683 / 1.221
Busan City, Coréia
GE
2010
1.155
Guangzhou, China
Memstar/NOVO
2010
1.155
1.273
Wenyuhe Phase II, China
MRC/BOW
Wenyuhe, China
Asahi/BOW
2007
1.155
Johns Creek, GA
GE
2009
477/ 1.081
Awaza – Turcomenistão
GE
2010
809 / 1.011
Jordan Basin WRF, UT
GE
2010
608 / 914
Siemens
2008
691 / 901
Kubota
2009
613 / 901
La Moree, França
GE
2012
687 / 884
Cleveland Bay, Australia
GE
2007
337 / 866
Beixiaohe, China
Al Ansab, Muscat, Omã
Brightwater, WA
Lusail, Catar
1.155
Cannes (Aquaviva),
França
*Agosto de 2010, em termos
de vazão diária máxima (VD
máx)
Global Water Intelligence (Dez, 2010):
41,6% das plantas MBR com
capacidade > 10.000 m³/d
foram fornecidas pela GE
Water
Plantas MBR ZeeWeed® no Brasil
Mais de 10 anos de experiência
com as membranas ZeeWeed®
no Brasil!
Plantas MBR ZeeWeed® no Brasil
Tratamento de efluentes industriais
(refinaria) – projetos inovadores e
de alta complexidade
Plantas MBR ZeeWeed® no Brasil
Sistema de tratamento
completo: alta qualidade
da água produzida
Primeira planta MBR
para o tratamento de
esgotos sanitários do
Brasil
Sumário

GE Water & Process
Technologies

Contexto de aplicação da
tecnologia UF/MBR ZeeWeed®

Fundamentos da tecnologia
UF/MBR ZeeWeed®

Casos de Aplicação da
Tecnologia UF/MBR ZeeWeed®
na Indústria

Soluções de Engenharia com
Produtos Químicos
Produtos químicos GE:
objetivos
Ambiente: atender regulamentação… retorno
e imagem. Melhoria na qualidade de vida
Recursos: redução do uso de água… otimização
da utilização/proteção dos ativos
Pessoas: mínimo impacto à saúde: forte filosofia
de saúde, ambiente e segurança (EHS)
Retorno: menor custo total aos clientes (savings diretos
& indiretos); favorece projetos de reuso/reciclo
Alexandre Moreira Magno
Soluções GE para Afluentes e
Efluentes
Coagulantes
Floculantes
•Separação sólidos/líquidos,
quebra de emulsões e deságue
de lodos
Bioaumentação
• Bactérias e Nutrientes
Remoção de
Metais
• Floculantes especiais
Controle de Espuma • Prevenção e contenção
Controle de Odor
• Na água e ar
Deságue de lodo
• Patentes GE, flocos mais
resistentes
Time global GE
Maria Trevino
WW’s PA Global
Leader
William Benner
Senior Global Product
Manager
Diferenças entre partículas:
Sólidos Suspensos
São compostos presentes na água que não estão
dissolvidos e são capturados quando filtrados
(areia, papel de filtro e etc..).
São aqueles que podem ser visíveis “a olho nu” e
causam uma certa “turvação” na água (areia, lama,
insolúveis sobrenadantes..).
Sólidos Dissolvidos (sais..)
São aqueles que não podem ser removidos
por um processo de filtração normal (filtro
de areia, papel de filtro), como: sais de
cálcio e magnésio, cloretos, sílica,
alcalinidade, sulfatos, íons, etc.
Colóides (ex: tinta, leite..)
Matéria em suspensão que se mantém dispersa
devido a forças de repulsão. Não são filtráveis por
areia, papel de filtro.
Contaminantes usuais em WW/indústria
Remoção de Sólidos Suspensos
Coagulação - Floculação
COLÓIDES
Sem
Decantação
Grande Energia
ADIÇÃO DE COAGULANTES
PIN FLOCS
(coágulos)
ADIÇÃO DE FLOCULANTES
Decantação
Lenta
Homogeinização
FLOCOS
Decantação
Clarificação da água de rio....
Itens que interferem diretamente na
coagulação/floculação: pH, temperatura, agitação, ponto
de dosagem, ppm adequados, velocidade e etc…
Curva de Dosagem de um Produto Orgânico em
Comparação com um Misto e um Inorgânico
TECNOLOGIA NOVUS
Uso Típico de Polímeros em
água/Peso Molecular:
10*5 => 10*7 = Floculantes
10*4 => 10*5 = Coagulantes
Possuem diferentes estruturas
químicas, pesos moleculares,
densidade de cargas (aniônicas,
catiônicas e noniônicas..), forte,
fracas, neutras...
Estudo de Caso
Estação de Tratamento de Efluentes Municipais
• Custos com polímeros reduzidos em 5%
• Teor de sólidos da torta aumentado de
Previous
21.5% para 23% (~7%)
• Produção de lodo reduzida de 251 ton/dia
para 232 ton/dia (~7.6%)
GE Betz
• Custos de incineração reduzidos em
US$50K (~7%) devido ao menor teor teor
de água no lodo
Estudo de caso
em Siderúrgica
ANTES
Savings totais => US$ 650.000/año..
DEPOIS
WWT Principais savings diretos em U$
• Menor custo na troca da dosagem da commodity
• Redução no custo da lama descartada/aterro e ou incineração
• Redução de água nas contralavagens de filtros
• Redução nas dosagens corretivas de alcalinizantes e ácidos
• Menores custos dos fretes dos caminhões para o aterro e de produtos
• Redução na energia elétrica, face a melhoria na eficiência nos equipamentos de
deságue e redução do uso de bombas nas retrolavagens dos filtros, agitadores
• Elevação nos ciclos de concentrações de CW, BW, implicando em menor dosagem
contingencial, menor reposição e purga
• Menor h/h operacional para operacionalização e manutenção
• Possível elevação na carga dos equipamentos de deságue
• Enfim, menor custo global
“O que se pode medir, se pode controlar e, portanto, se pode melhorar”
WWT Principais savings
indiretos
• Redução nas áreas destinadas aos estoques no Almoxarifado e
Área Industrial
• Minimização do esforço físico no manuseio/ergonomia dos
operadores (EHS)
• Melhoria da Imagem da Área Industrial (limpeza e segurança)
•Produtos com menor impacto ambiental (toxidez, periculosidade
e são biodegradáveis)
• Melhor estabilidade operacional num range de pH mais
abrangente
• Minimização do risco químico no manuseio de produtos
perigosos (ácido, alcalinizantes..)
GE awards
Premiação de reconhecimento Mundial da GE para projetos que
economizem água, produtos e savings financeiros e reduzam os
contaminantes nos descartes dos efluentes.
ROE – Return
on Environment
PNP - Proof Not
Promises
Perguntas ...