Título: PROJETO DE UM SISTEMA AVANÇADO DE CONTROLE DE PH EM UMA ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE EFLUENTES QUÍMICOS
Título alternativo: PROJECT FOR AN ADVANCED PH CONTROL SYSTEM IN A CHEMICAL EFFLUENT TREATMENT PLANT
Autoria de: Luis Otavio Gatti Rabelo de Sa
Orientação de: Gilson Campani Junior
Presidente da banca: Gilson Campani Junior
Primeiro membro da banca: Lidja Dahiane Menezes Santos Borél
Segundo membro da banca: Lucas Resende Montrezor Silva
Palavras-chaves: neutralização de efluentes, controlador PID, controle em cascata, método de Ziegler e Nichols, grafite natural cristalino
Data da defesa: 23/08/2024
Semestre letivo da defesa: 2024-1
Data da versão final: 02/09/2024
Data da publicação: 02/09/2024
Referência: Sa, L. O. G. R. d. PROJETO DE UM SISTEMA AVANÇADO DE CONTROLE DE PH EM UMA ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE EFLUENTES QUÍMICOS. 2024. 46 p. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Química Bacharelado)-Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2024.
Resumo: A gestão do pH em reatores de tanque de agitação contínua (CSTR) é crucial para o tratamento eficiente de águas residuais, especialmente diante das rigorosas normas ambientais, o que deve ser feito por sistemas de controle. Neste contexto, este trabalho apresenta o desenvolvimento de um sistema avançado de controle de pH em uma estação de tratamento de efluentes químicos (ETEQ), visando aumentar a eficiência do processo de neutralização dos efluentes ácidos provenientes da produção de grafite. A metodologia aplicada envolveu a reconfiguração dos tanques de neutralização, a seleção e instalação de novos equipamentos de medição e controle de pH e a aplicação de controladores Proporcional-Integral-Derivativo (PID) ajustados com base no método da realimentação por relé. Foram realizados testes in loco para validar a eficácia do novo sistema de controle, garantindo maior precisão e estabilidade nas medições de pH. Os resultados mostraram uma significativa melhoria na estabilidade do pH dos efluentes tratados, com uma redução das variações de pH que antes oscilavam de forma inconsistente. A implementação do novo sistema resultou em uma economia mensal de reagentes neutralizantes, além de uma diminuição nos custos de manutenção. A análise econômica indicou um retorno financeiro favorável, com um payback descontado de aproximadamente 17,24 meses, um Valor Presente Líquido (VPL) de R 97.729,13 e uma Taxa Interna de Retorno (TIR) de 5,24 ao mês. A adoção do sistema avançado de controle de pH não só melhorou a eficiência operacional e a sustentabilidade ambiental da estação de tratamento, mas também proporcionou uma base sólida para futuras melhorias e aplicações em contextos similares. As inovações introduzidas demonstraram-se tecnicamente viáveis e economicamente vantajosas, contribuindo para a prática da engenharia química no tratamento de efluentes.
Abstract: The management of pH in continuous stirred-tank reactors (CSTR) is crucial for the efficient treatment of wastewater, especially in light of stringent environmental regulations, which must be done by control systems. In this context, this work presents the development of an advanced pH control system in a chemical effluent treatment plant, aiming to increase the efficiency of the neutralization process of acidic effluents from graphite production. The applied methodology involved the reconfiguration of neutralization tanks, the selection and installation of new pH measurement and control equipment, and the application of Proportional-Integral-Derivative (PID) controllers adjusted based on the relay feedback method. In situ tests were conducted to validate the effectiveness of the new control system, ensuring greater accuracy and stability in pH measurements. The results showed a significant improvement in the stability of the treated effluents pH with a reduction in pH variations that previously fluctuated inconsistently. The implementation of the new system resulted in monthly savings of neutralizing reagents, as well as a decrease in maintenance costs. The economic analysis indicated a favorable financial return, with a Discounted Payback period of approximately 17.24 months, a Net Present Value (NPV) of R 97,729.13, and a Monthly Internal Rate of Return (IRR) of 5.24. The adoption of the advanced pH control system not only improved the operational efficiency and environmental sustainability of the treatment plant but also provided a solid foundation for future improvements and applications in similar contexts. The innovations introduced proved to be technically feasible and economically advantageous, contributing to the practice of chemical engineering in effluent treatment.
URI alternaviva: sem URI do Repositório Institucional da UFLA até o momento.
Curso: G033 - ENGENHARIA QUÍMICA (BACHARELADO)
Nome da editora: Universidade Federal de Lavras
Sigla da editora: UFLA
País da editora: Brasil
Gênero textual: Trabalho de Conclusão de Curso
Nome da língua do conteúdo: Português
Código da língua do conteúdo: por
Licença de acesso: Acesso aberto
Nome da licença: Licença do Repositório Institucional da Universidade Federal de Lavras
URI da licença: repositorio.ufla.br
Termos da licença: Acesso aos termos da licença em repositorio.ufla.br
Detentores dos direitos autorais: Luis Otavio Gatti Rabelo de Sa e Universidade Federal de Lavras
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