O Quantum Filtration Medium (Quantum) realizou uma série de visitas ao local para avaliar as opções de atualização da estação de tratamento de água (WTP) que fornece a Usina de Kuala Langat (KLPP) na Malásia. O objetivo foi destacar opções de baixo custo com baixo impacto na manutenção da planta, ao mesmo tempo em que ausenta o desempenho, a eficiência, a confiabilidade e a capacidade do WTP de lidar com as mudanças sazonais de carga experimentadas no abastecimento de água bruta.
ESTUDO DE CASO: MODERNIZAÇÃO DA ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ÁGUA KLPP
A KLPP está em operação desde 1996, utilizando turbina a gás de ciclo combinado, e a usina está contribuindo atualmente com 675MW de capacidade de geração de eletricidade para a rede.
A capacidade da usina de fornecer eletricidade à rede de acordo com sua obrigação sob o Contrato de Compra de Energia depende de uma série de fatores, incluindo um fornecimento confiável de água limpa para fins de resfriamento.
Em média, a KLPP atrai 20.000 metros cúbicos de água tratada para sua operação diária. Para uma operação ideal e vida útil da planta, a água precisa ser o mais limpa possível com baixo teor de substância orgânica ou inorgânica.
O potencial de melhorias consideráveis para o WTP foi identificado como:
- Esclarecimento de água bruta, antes da filtragem da mídia
- Otimização do programa de dosagem de polímeros
- Mudança da mídia nos filtros de areia rápida para DMI-65®
- Atualização da estação de tratamento de água para uma ótima qualidade usando mídia de filtragem DMI-65®
Esclarecimento e otimização de polímeros
Identificou-se que os altos níveis de turbidez e sólidos suspensos na água bruta poderiam ser bastante reduzidos por esclarecimentos antes da entrada da água no WTP. Uma etapa de pré-esclarecimento reduziria drasticamente a carga na planta atual.
Um sistema tradicional de dosagem de polímeros e clarificador a montante para lidar com 1ML/h não era prático, pois custaria bem mais de US$ 1 milhão e ocuparia considerável área terrestre para instalar.
Com um tempo de retenção muito baixo, este tipo de sistema também exigiria um uso químico muito alto. A Quantum, no entanto, reconheceu que as barragens de água bruta existentes poderiam potencialmente ser modificadas para atuar como um esclarecedor.
Devido à localização da tubulação de entrada e da tubulação de equilíbrio, uma parede poderia ser criada para desviar a água de entrada ao redor da lagoa para evitar curto-circuitos, o que reduziria muito o tempo de assentamento na lagoa.
Isso também reduziria a exigência de remoção de lodo, uma vez que grande parte dos sólidos se estabeleceria dentro da menor área murada da lagoa.
Uma bomba de vácuo com válvulas automáticas seria usada para selecionar qual linha seria periodicamente bombeada para fora.
Idealmente, o polímero seria dosado na entrada de água do rio para permitir a mistura na linha de transferência para a lagoa.
Neste caso, como a entrada do rio está localizada a cerca de 1km da planta, o polímero foi adicionado na tubulação antes que a água bruta entrasse na lagoa para permitir a mistura máxima à medida que a água entrava na lagoa. Isso exigiu preparação e dosagem adicionais de polímeros perto da entrada da lagoa.
Em vez de construir outro sistema de polímero líquido semelhante à unidade existente no WTP, a Quantum sugeriu que um sistema de loteamento de polímero em pó fosse instalado para reduzir consideravelmente os custos do polímero.
Uma série de amostras de polímeros foram fornecidas durante a visita ao local e foram realizados testes de jarra para ver qual polímero em particular era mais adequado para esta água crua.
Uma empresa local de fornecimento de polímeros foi capaz de fornecer um produto muito semelhante em forma em pó e a um preço muito razoável que se adequaria ao sistema de loteamento mencionado acima.
Substituição da mídia rápida do filtro de areia
Durante uma visita ao local, um dos filtros de areia rápida foi drenado para inspeção. A areia nos filtros nunca tinha sido alterada, e estava muito embalada e precisando de substituição. Como o filtro estava cheio de água, a taxa de infiltração da água de entrada era muito ruim.
A maior parte da água fluiu através e sobre o topo da areia. A água também drenou através de rachaduras na areia embalada duramente em vez de filtrar uniformemente. A Quantum propôs substituir a mídia por mídia de filtragem ® DMI-65.
O DMI-65® remove os níveis de ferro e manganês que podem ser encontrados na fonte de água bruta com qualidade variada. O DMI-65® requer um baixo nível de cloro livre (0,1 – 0,3mg/L) para ativar a mídia.
O DMI-65® também fornece o coeficiente perfeito de filtragem, resultando em excelente filtragem mecânica, e reduzindo sólidos suspensos e níveis de turbidez.
Durante a mudança de mídia, foi recomendado que todos os bocais de filtragem fossem substituídos. Também foram necessários reparos e inspeções nos filtros de concreto reais, pois alguns bicos haviam sido livres e houve danos nos pisos do filtro.
A adição do DMI-65® e a substituição dos bicos de filtragem melhorariam não apenas a qualidade da água dos filtros de mídia, mas também a quantidade de água através dos filtros.
O WTP agora pode funcionar em sua capacidade atual usando apenas três dos quatro filtros de areia rápida, desde que os três filtros “em serviço” estejam totalmente funcionais.
O trabalho a seguir foi realizado em todos os quatro filtros de mídia, com cada filtro levando cerca de seis semanas para reformar, encomendar e trazer de volta ao serviço.
Devido à má condição dos meios de areia existentes e à dificuldade de acesso aos filtros de mídia, os antigos meios de comunicação foram removidos manualmente.
As paredes, o piso e o tubo do filtro foram então limpos de alta pressão para remover as muitas camadas de incrustados acumulados em todo o filtro.
Uma vez que os filtros foram completamente limpos, os bocais antigos do filtro foram removidos. Com os bicos removidos, vários ciclos de enchimento e despejo da água do filtro foram repetidos em um esforço para limpar qualquer areia da cavidade de fluxo sob o piso do filtro.
Quando foi detectado um acúmulo de areia (devido aos bicos do filtro soprando), a mangueira de alta pressão foi inserida através das âncoras do bocal para quebrar a areia e permitir a descarga.
Garantindo um desempenho superior do filtro
A investigação dos pisos do filtro realizado no início do processo destacou a necessidade de reforma e manutenção preventiva. Os reparos no piso do filtro, onde os bocais do filtro foram estourados e danificados, exigiram re-rejulgar e todas as âncoras do bocal substituídas.
Todas as âncoras do bocal do filtro foram exploradas para limpar o fio e avaliar a condição do concreto circundante. Os parafusos BSP de meia polegada foram aparafusados na âncora do bocal para garantir que permanecessem limpos durante os processos de re-grouting e revestimento do piso epóxi.
Em áreas onde o trabalho corretivo era necessário, as âncoras foram substituídas e re-grouting realizada ao redor da haste âncora. Uma vez definido o rejunte, todo o piso do filtro foi revestido de epóxi duplo para evitar danos semelhantes ao filtro no futuro.
Quando o revestimento epóxi estava seco, foi realizada uma nova inspeção para avaliar a condição do piso do filtro e reparos antes da instalação dos novos bicos do filtro.
Ao longo da atualização, todos os 11.250 bocais de filtro foram substituídos. Os bicos de substituição eram de um espaçamento de slot mais fino para atender à mídia mais fina ® DMI-65.
Antes de adicionar o cascalho do filtro de quartzo de suporte e a mídia DMI-65®,um teste de aeração foi concluído em cada filtro para garantir a segurança dos bicos e verificar se há um fluxo uniforme de ar através da área do filtro.
Uma camada de 100 mm de cascalho de filtro de quartzo grosseiro foi adicionada aos filtros para proteger os bocais do filtro de possíveis bloqueios devido à mídia fina. Uma camada de 600 mm do DMI-65® foi então adicionada para fornecer profundidade suficiente de cama de filtragem, permitindo uma placa livre de 400 mm para evitar a perda de mídia durante o ciclo de lavagem de costas.
Os filtros foram então preenchidos com água e dosados com 200L de cloro líquido (12,5 por cento) para ativar a mídia DMI-65®. Cinco ou seis ciclos de lavagem de costas foram necessários para lavar a solução de cloro até que a água que passava sobre o transbordamento se tornasse clara. Ao concluir o backwash, a nova mídia ® DMI-65 pôde ser vista claramente.
Após a substituição da antiga mídia de areia pelo DMI-65®, os resultados de desempenho têm sido consistentemente excelentes. Os resultados esperados dos filtros de mídia após a atualização foram: TSS < 5mg/L e Turbidity < 2 NTU.
A saída dos filtros de mídia viu uma turbidez média abaixo de 1 NTU e um TSS consistentemente abaixo de 1mg/L. Não houve leituras superiores a 2 NTU, com turbidez e TSS geralmente indetectáveis e registradas como zero.
Alcançar objetivos do projeto com a modernização da estação de tratamento de água
No geral, a atualização para o WTP foi um sucesso, abordando os principais objetivos da atualização com excelentes resultados.
“A atualização do KLPP WTP aumentou a eficiência e a confiabilidade, e sua capacidade de lidar melhor com as mudanças sazonais de carga experimentadas no fornecimento de água bruta”, disse o diretor-gerente da Quantum, Clive Hawkes.
“Os altos níveis de turbidez e sólidos suspensos na água bruta foram bastante reduzidos por esclarecimentos antes de entrar na usina. A planta existente é fixada em tamanho e capacidade, por isso uma etapa de pré-esclarecimento reduziu drasticamente a carga no WTP.
“Os efeitos combinados do esclarecimento adicional, otimização do polímero, novos bicos de filtro e adição de mídia de filtro DMI-65®, verão a planta alcançar alta qualidade de água durante todo o ano e permitirá maior capacidade em tempos de alta carga.
“O principal resultado da atualização foi fornecer opções de baixo custo, utilizando a planta e equipamentos existentes para aumentar a qualidade e a quantidade de água, reduzindo a manutenção e os custos operacionais contínuos.
“A Quantum conseguiu proporcionar redução de custos e redução da manutenção, melhorando a qualidade da água produzida pela usina em uma ampla gama de diferentes qualidades de água bruta.”
Artigo original de “Atualização de uma estação de tratamento de água para garantir a qualidade ideal da água” – https://utilitymagazine.com.au/
