Projeto de tratamento de águas residuais e armazenamento de esgotos com 2 reservatórios de 11 800 m³

Soluções de Concepção e Engenharia para a Proteção contra a Corrosão

Planeamento da capacidade do tanque de águas residuais

Desenvolvido em Chengdu, na província de Sichuan, em 2021, este projeto de tratamento de águas residuais foi adjudicado a uma empresa de construção industrial especializada no desenvolvimento de infraestruturas de tratamento de águas residuais. A engenharia, a fabricação e a instalação de dois tanques de aço de grande diâmetro, concebidos para o armazenamento de águas residuais, o equilíbrio do processo e a sedimentação no âmbito do processo de tratamento, foram incluídos no projeto.

Nas estações de tratamento de águas residuais, A capacidade do reservatório influencia o tempo de retenção hidráulica, a estabilização do processo e o armazenamento de emergência. Durante o desenvolvimento do projeto, o volume de armazenamento foi determinado pelo caudal diário de águas residuais, variações no caudal máximo de entrada e a reserva de manutenção. Em instalações com um caudal diário aproximado de 500 m³/dia a 2 000 m³/dia, os tanques de equalização e de armazenamento são concebidos com capacidades de reserva para proporcionar um margem de emergência para 12 a 24 horas de fluxo do processo.

A equipa de projeto analisou a qualidade das águas residuais de sedimentação em termos de concentração de sólidos em suspensão, pH e caudal sazonal. Com base no exposto, o design flexível foi considerada a opção dos dois tanques de aço. Em comparação com o betão, os tanques de armazenamento de aço oferecem uma redução do tempo de construção do local de 30% a 40% e permitir flexibilidade de conceção para futuras expansões.

Principais características do projeto estrutural

• Otimização do diâmetro do tanque: As configurações com diâmetros maiores ajudam a minimizar a área total ocupada pelos tanques de armazenamento e a simplificar a conceção das redes de tubagem de suporte.
• Distribuição da carga na fundação: O projeto da fundação do reservatório teve em conta várias centenas de toneladas de cargas líquidas a granel.
• Resistência ao vento e aos sismos: Foram abordados os requisitos regionais relativos ao vento e à sismicidade, bem como os requisitos relativos à segurança do funcionamento do reservatório.
• Facilidade de manutenção: A conceção do tanque de armazenamento teve em conta a necessidade de manutenção de rotina, prevendo a instalação de passadiços de inspeção, escadas de acesso e aberturas de manutenção.

Para criar o sistema estrutural, as secções da carcaça foram reforçadas. Nas áreas sujeitas a tensões mais baixas, foram utilizadas chapas de aço mais finas. Foram realizados cálculos de carga finita para determinar os requisitos de espessura para fiabilidade a longo prazo. Para o vida útil prevista de mais de 20 anos, os riscos de deformação foram eliminados através da distribuição adequada das cargas ao longo da parede do reservatório e da fundação.

Conceção da proteção contra a corrosão em águas residuais com elevada humidade

Existem muitos desafios na criação e manutenção de um sistema robusto para o tratamento de águas residuais, uma vez que o ambiente catalisa o corrosão rápida dos componentes do sistema. A par da exposição contínua à humidade, a presença de sulfureto de hidrogénio e de cloreto, bem como a camada biótica, contribuem para que, sem proteção, a corrosão venha a comprometem a integridade do depósito e aumentam os custos de manutenção.

Este projeto utilizou um tratamento anticorrosão em várias camadas tanto no interior como no exterior do tanque, para reforçar a proteção. A preparação da superfície correspondeu ao nível Sa2.5, de modo a garantir uma forte aderência para que a proteção se mantivesse reforçada e para prolongar a vida útil do tratamento.

Este projeto proporciona um sistema de proteção contra a humidade, os produtos químicos e a corrosão biológica. Enquanto o depósito funcionar em condições normais, será necessário tratar a corrosão em há mais de uma década, o que irá custos de manutenção mais baixos para o tanque de tratamento de água.

Conceção de sistemas de automatização do nível de líquido

Para um tratamento e gestão eficazes das águas residuais, é fundamental controlar os níveis de líquido e garantir uma monitorização contínua das operações. Consequentemente, a maioria dos tanques modernos de águas residuais está equipada com instrumentação automatizada para aumentar a estabilidade dos processos e minimizar a necessidade de operações manuais.

Este projeto reservou portas para vários sistemas de monitorização inteligentes, incluindo, entre outros, sensores de nível ultrassónicos, transmissores de pressão e sistemas de alarme remotos. Para esses sistemas, a precisão das medições do nível de líquido pode chegar a ±0,251 TP6T, sendo que os intervalos de tempo para a monitorização são definidos como em tempo real.

Um sistema equipado com SCADA (Controlo de Supervisão e Aquisição de Dados) permitiria controlo centralizado para monitorizar os níveis dos tanques, o estado das bombas e os alarmes de transbordamento. A automatização do controlo melhora a eficiência do processo de tratamento de águas residuais ao reduzindo o tempo de resposta a situações anormais.

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Como os tanques de aço minimizam o risco e os custos de manutenção no tratamento de águas residuais

Prevenção da corrosão a longo prazo

A corrosão é uma das principais causas de paragens e de custos de manutenção nas instalações de tratamento de águas residuais. Um plano de proteção ao longo do ciclo de vida começa com escolher o material adequado, definir os revestimentos adequados, otimizar a drenagem e planear as inspeções.

Neste projeto, foram objeto de proteção especial as juntas das estruturas com elevado número de soldaduras, bem como as entradas e as interfaces líquido-ar. Em conjunto com as inspeções realizadas a cada 6 a 12 meses, isto irá resultar numa uma redução significativa na necessidade de reparações, prolongando simultaneamente a vida útil das estruturas para além de 20 anos.

Gestão otimizada da segurança do armazenamento de águas residuais

A segurança durante as operações de gestão depende de armazenamento seguro de níveis suficientes de líquido. Além disso, os dispositivos Overseer, a capacidade de reserva de emergência monitorizada e os sistemas de controlo de acesso aumentar a segurança.

As avaliações estruturais anuais, as verificações mensais dos equipamentos e as avaliações constantes dos parâmetros críticos fazem parte da maioria dos planos de gestão da segurança. Estas medidas contribuem para manter os riscos operacionais baixos e garantir o cumprimento das normas de proteção ambiental.

Monitorização automatizada para reduzir os custos operacionais

A automatização ajuda reduzir a mão-de-obra e aumentar a consistência de um processo. A monitorização em tempo real pode ajudar os operadores a detetar alterações repentinas nos níveis de líquido, avarias no equipamento ou perturbações no processo, antes que se verifique um incidente que acarrete custos elevados.

A seguir, descrevem-se os benefícios decorrentes da automatização:

• Redução da frequência das inspeções manuais: a monitorização remota reduz os custos com mão-de-obra, uma vez que diminui a necessidade de inspeções no local.
• Detecção mais rápida de avarias: as situações anormais desencadeiam um alarme e uma notificação imediatas.
• Melhoria da estabilidade do processo: A sustentabilidade do tratamento de águas residuais é reforçada graças à monitorização contínua da estabilização.
• Custos de ciclo de vida mais baixos: A infraestrutura fica protegida contra reparações imprevistas e dispendiosas graças à manutenção preditiva contínua.

As instalações que implementaram sistemas de monitorização automatizados têm conseguido reduzir os custos de manutenção de 15% para 30%, com um aumento correspondente da fiabilidade operacional.

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Tendências inovadoras no desenvolvimento de soluções para o armazenamento e tratamento de águas residuais

• Tendências atuais na construção de tanques modulares
  

  A construção modular de tanques de aço está a impor-se face aos métodos de construção tradicionais devido à rapidez e facilidade com que a obra pode ser concluída. Em comparação com uma estrutura convencional construída in situ, os sistemas modulares podem reduzem o tempo de construção no local em 25% a 50% e são muito mais fáceis de ampliar.

• Tendências futuras da monitorização operacional digital
  

  Um número crescente de estruturas operacionais digitais está a combinar sensores em rede, dados na nuvem e análises de manutenção preditiva. Com as ferramentas adequadas, uma instalação pode recolher centenas, senão milhares, de pontos de dados por dia, aumentando assim consideravelmente a eficiência e a precisão da manutenção.

• Desenvolvimento de instalações de tratamento de águas residuais ecológicas e de baixa manutenção
  

  O cumprimento da legislação ambiental está a impulsionar a criação de infraestrutura de águas residuais duradoura e de baixa manutenção. Os futuros projetos de tanques de tratamento de águas residuais irão dar ênfase a baixos custos de energia e de recursos, manutenção pouco frequente e vida útil prolongada dos revestimentos. Todos os sistemas modernos de tratamento de águas residuais incluem sistemas de monitorização integrados e inteligentes, uma construção modular e uma proteção melhorada contra a corrosão.

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