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2025-03-10 16:11:14 Raquel Alves: Added attachment(s): Tratamento_de_Aguas_Industriais.md.| /dev/null .. Utilidades industriais/Tratamento_de_Aguas_Industriais.md | |
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| + | *Tarefa 1 – Utilidades Industriais Tratamento de Águas Industriais * |
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| + | *Faculdade de Ciências e Tecnologias Departamento de Engenharia Química Mestrado em Engenharia Química |
| + | Integração e Intensificação de Processos* |
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| + | **Docente:** |
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| + | Nuno Oliveira **Elaborado por:** |
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| + | Beatriz Oliveira |2017249079| Joana Costa |2017250672| |
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| + | Coimbra, abril de 2022 |
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| + | Índice |
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| + | [Introdução ................................................................................................................................3 ](#_page2_x82.00_y70.92)[Sistemas de Tratamento de Água Bruta ....................................................................................3 ](#_page2_x82.00_y306.92)[Sistemas de Tratamento de Água de Alimentação de Caldeiras .................................................3 ](#_page2_x82.00_y683.92) |
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| + | [Sistema de Tratamento de Água de Torres de Arrefecimento....................................................4 ](#_page3_x82.00_y710.92)[Sistema de Tratamento de Efluentes Industriais ........................................................................5 ](#_page4_x82.00_y644.92)[Indústrias que Necessitam de Tratamento ................................................................................7 ](#_page6_x82.00_y70.92)[Legislação .................................................................................................................................9 ](#_page8_x82.00_y202.92)[Referências Bibliográficas ....................................................................................................... 10 ](#_page9_x82.00_y70.92) |
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| + | <a name="_page2_x82.00_y70.92"></a>Introdução |
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| + | As águas industriais necessitam de ser purificadas antes de serem reutilizadas ou descartadas no meio ambiente. Um sistema de tratamento de águas industriais tem como objetivo tratar a água para remover os contaminantes presentes, permitindo a sua utilização para diversos fins, nomeadamente, para consumo, indústria ou descarte. Este procedimento beneficia as indústrias, na medida em que permite a minimização de custos de processamento de resíduos ao reutilizar a água no processo. Este sistema de tratamento depende das condições de instalação e das tecnologias usadas, podendo incluir [1]: |
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| + | - Sistemas de tratamento de água bruta; |
| + | - Sistemas de tratamento de água de alimentação de caldeiras; |
| + | - Sistemas de tratamento de água de torres de arrefecimento; |
| + | - Sistemas de tratamento de efluentes industriais. |
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| + | <a name="_page2_x82.00_y306.92"></a>Sistemas de Tratamento de Água Bruta |
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| + | A água bruta consiste em água não tratada proveniente de fontes naturais (água da chuva, rios, lagoas, águas subterrâneas, etc.), podendo ser utilizada a nível industrial para arrefecimento, processos de produção ou consumo humano. |
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| + | Os sistemas de tratamento permitem um pré-tratamento da água, melhorando o desempenho do processo para uma determinada utilização e protegendo os equipamentos de corrosões e incrustações devido à presença de contaminantes na forma de iões dissolvidos nas águas. A nível industrial, o principal objetivo consiste em otimizar os processos, reduzir custos e riscos operacionais. |
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| + | O processo de tratamento varia de acordo com os requisitos farmacológicos, químicos e industriais, podendo incluir [2]: |
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| + | - Processos físicos (filtração, sedimentação e destilação); |
| + | - Processos químicos (floculação e cloração); |
| + | - Processos biológicos (filtros de areia lentos ou carvão ativado); |
| + | - Radiação eletromagnética (luz ultravioleta). |
| + | |
| + | Por norma, o tratamento envolve a clarificação da água para remover os sólidos presentes na água bruta através de um conjunto de etapas: coagulação (ajustes químicos para que as partículas aglomerem), floculação (agitação física de forma a contribuir com o crescimento das partículas), decantação (separação da fase sólida e líquida) e filtração (utilização de carvão ativado) [3]. Após este processo, segue-se a desinfeção para inativar microrganismos patogénicos e, por fim, o tratamento químico onde se adicionam químicos capazes de controlar a capacidade de corrosão e incrustação da água. |
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| + | <a name="_page2_x82.00_y683.92"></a>Sistemas de Tratamento de Água de Alimentação de Caldeiras |
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| + | Este tipo de sistemas de tratamento permite um processo eficiente e produção de vapor com qualidade, evitando a ocorrência de corrosões e incrustações na caldeira, manutenções caras e aumento do consumo de combustível [1]. O tratamento envolve o controlo da acidez e condutividade da água e a remoção de impurezas antes da entrada da água na caldeira, nomeadamente sólidos dissolvidos, sólidos suspensos e matéria orgânica. |
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| + | Um sistema de tratamento de água de alimentação de caldeiras pode incluir os seguintes processos: |
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| + | - Filtração e ultrafiltração: para remover partículas suspensas; |
| + | - Permuta iónica/amolecimento: para remover a dureza da água de alimentação através de uma resina de permuta iónica; |
| + | - Processos de membrana (osmose inversa e nanofiltração): apesar de não serem sempre usados estes permitem a remoção de bactérias, sais orgânicos e sílica através de uma membrana semi-permeável que retém os contaminantes; |
| + | - Desgaseificação: para remover oxigénio e dióxido de carbono da corrente líquida, prevenindo possíveis corrosões; |
| + | - Distribuição: após a água de alimentação da caldeira ter sido suficientemente purificada a água é alimentada na caldeira onde é aquecida e usada para produzir vapor. O condensado pode ser combinado com água de reposição tratada e o ciclo irá recomeçar. |
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| + | O processo de tratamento irá depender das impurezas presentes na água de alimentação e das necessidades do processo industrial (requisitos da caldeira, regulamentos em vigor na indústria, etc). |
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| + | ***Figura 1.** Processo de filtração.[4] **Figura 2.** Processo de amolecimento.[4]* |
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| + | ***Figura 3.** Processo de osmose inversa.[4] **Figura 4.** Desgaseificador térmico.[5]* |
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| + | <a name="_page3_x82.00_y710.92"></a>Sistema de Tratamento de Água de Torres de Arrefecimento |
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| + | Estes sistemas de tratamento são essencialmente usados para evitar danos nas torres de arrefecimento devido aos contaminantes presentes nas águas, tais como corrosões, incrustações ou sujidade. Para tal, estes controlam os níveis de alcalinidade, dureza, matéria orgânica, sólidos totais dissolvidos, sólidos totais suspensos, sulfatos e cloretos. |
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| + | As águas de alimentação, de purga ou de circulação geralmente são complexas e variam bastante na sua composição de um processo para outro, portanto o tipo de tratamento a aplicar irá variar consoante os contaminantes presentes nessas águas. Por norma, um sistema de tratamento de água para as torres de arrefecimento envolve os seguintes processos [1]: |
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| + | - Entrada da água na torre de arrefecimento: a água que circula na torre é evaporada e torna- se necessária a sua reposição através de águas oriundas de outras fontes (água bruta, água proveniente de municípios, águas residuais, etc.) que devem ser tratadas para ajustar o pH ou a dureza; |
| + | - Filtração e ultrafiltração: filtra a água para remover partículas suspensas (sedimentos, matéria orgânica). A utilização deste processo no início do tratamento é mais vantajosa, visto que a remoção das partículas suspensas pode evitar a presença de incrustações nos equipamentos; |
| + | - Permuta iónica: remoção da dureza da água; |
| + | - Adição química: recurso a produtos químicos, tais como inibidores de corrosão de forma a neutralizar a acidez, inibidores de incrustação de forma a evitar que os contaminantes provoquem incrustações nos equipamentos e biocidas de forma a reduzir o crescimento de micróbios; |
| + | - Purga: permite reciclar e recuperar a água através de osmose inversa, especialmente em locais onde a água pode ser escassa. Isto permite que os resíduos líquidos e sólidos sejam concentrados e removidos enquanto a água tratada pode ser devolvida à torre e possa ser reutilizada.  |
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| + | ***Figura 5.** Torre de arrefecimento.[6]* |
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| + | É de salientar que o tratamento de água nas torres de arrefecimento é muito importante para evitar casos de *Legionella*, uma bactéria que provoca doença. |
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| + | <a name="_page4_x82.00_y644.92"></a>Sistema de Tratamento de Efluentes Industriais |
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| + | Um sistema de tratamento de efluentes industriais é um processo usado para tratar águas residuais que são produzidas pelas indústrias como um subproduto indesejável. Após este tratamento, o efluente industrial tratado pode ser reutilizado, lançado num esgoto sanitário ou no meio ambiente. Estes processos de tratamento de águas residuais devem estar aptos para evitar a contaminação do meio ambiente, evitar problemas na saúde humana e os equipamentos devem ser fáceis de utilizar. |
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| + | A presença de contaminantes varia de processo para processo e o tratamento dos efluentes controla os níveis de carência bioquímica de oxigénio (CBO), nitratos, fosfatos, sólidos suspensos totais, sólidos voláteis totais e organismos patogénicos. O sistema de tratamento envolve, por norma, os seguintes processos [1]: |
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| + | - Clarificação: primeiro passo neste tipo de tratamento com várias etapas para precipitar metais, sílica e remoção de sólidos suspensos. Pode ser caracterizada por reatores em série que consistem em adição química, coagulação, floculação, sedimentação e, por fim, a filtração. Estes processos físico-químicos normalmente conseguem retirar partículas finas e subprodutos que ainda têm algum valor associado; |
| + | - Desinfeção: quando as águas residuais contêm organismos patogénicos, fungos, vírus ou outro tipo de microrganismos, estes são removidos ou neutralizados; |
| + | - Permuta iónica/amolecimento: redução da dureza, sulfatos ou teor de minerais, através de uma aplicação de cal que faz aumentar o pH do fluxo que provoca a precipitação deste; |
| + | - Processo especializado: utilizados especificamente para tratamentos de águas residuais que contenham substâncias como, metais específicos, organismos ou reduzir os sólidos totais dissolvidos; |
| + | - Distribuição: direcionamento das águas residuais para reutilização ou para descarte, estando dentro dos parâmetros de descarga no meio ambiente. |
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| + | O tratamento de efluentes industriais acarreta muitos benefícios, nomeadamente [7]: |
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| + | - Reduz a quantidade de resíduos lançados no meio ambiente; |
| + | - A perda de água devido à poluição da água é reduzida ou erradicada; |
| + | - Contaminantes potencialmente nocivos não são liberados no meio ambiente; |
| + | - A eliminação simplificada de resíduos reduz significativamente os custos. |
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| + | ***Figura 6.** Clarificador.[8] **Figura 7.** Processo de desinfeção.[9]* |
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| + | ***Figura 8.** Amolecimento.[10]* |
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| + | <a name="_page6_x82.00_y70.92"></a>Indústrias que Necessitam de Tratamento |
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| + | O processo de tratamento depende de vários fatores, nomeadamente: custos operacionais, área disponível para implementação do tratamento, legislação em vigor, clima, estabilidade do terreno e mão-de-obra. Para além das indústrias já abordadas nos outros trabalhos, destacam- se as seguintes: |
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| + | - **Indústria de alimentos Pesca:** |
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| + | Os efluentes industriais são constituídos por matéria orgânica proveniente do processamento do peixe, nomeadamente na receção do peixe, condensação nas câmaras frigoríficas, salmoura, cozedura, armazenamento em latas e adição de óleo. |
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| + | O sistema de tratamento habitual envolve três etapas [11]: |
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| + | - Tratamento preliminar: peneiramento para remover escamas e pedaços de peixes; |
| + | - Tratamento primário: clarificação através da adição de coagulantes químicos para remover óleos e sólidos coloidais; |
| + | - Tratamento secundário: biodigestão para remover matéria orgânica dissolvida num reator anaeróbio. |
| + | |
| + | **Lacticínios:** |
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| + | A indústria de laticínios envolve o processamento de leite cru em produtos como leite de consumo, manteiga, queijo, iogurte e leite condensado. |
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| + | O sistema de tratamento dos efluentes produzidos por este tipo de indústria pode incluir processos de [11]: |
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| + | - Tratamento preliminar: separação de gorduras; |
| + | - Tratamento primário: flotação e coagulação química para remover gorduras presentes no efluente; |
| + | - Tratamento secundário: lodos ativados ou biodigestor. |
| + | - **Indústria química** |
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| + | **Tintas:** |
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| + | Os efluentes provenientes deste tipo de indústria podem ser bastante tóxicos e, por norma, apresentam elevada carga orgânica. |
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| + | O sistema de tratamento envolve processos físico-químicos aliados a processos biológicos aeróbios, com o objetivo de reduzir a toxicidade associada e a carga orgânica. Os processos mais comuns podem incluir: |
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| + | - Tratamento preliminar: equalização; |
| + | - Tratamento primário: clarificação através da adição de coagulantes químicos e sedimentação/flotação; |
| + | - Tratamento secundário: lodos ativados. |
| + | |
| + | **Celulose e papel:** |
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| + | A indústria de celulose e papel utiliza uma grande quantidade de materiais lignocelulósicos e água durante o processo de produção e liberta ácidos lignosulfónicos clorados, ácidos resinosos clorados, fenóis clorados e hidrocarbonetos clorados no efluente. Assim sendo, é de extrema importância o tratamento dos efluentes proveniente desta indústria. |
| + | |
| + | O sistema de tratamento mais comum pode incluir os seguintes processos [12]: |
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| + | - Tratamento primário: remoção de sólidos e partículas maiores suspensas; |
| + | - Tratamento secundário: coagulação e floculação; |
| + | - Tratamento terciário/biológico: oxidação avançada, carvão ativado e tratamento com membranas que aumentam a qualidade da água para ser reutilizada na indústria do papel. |
| + | - **Indústria siderúrgica** |
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| + | Os efluentes da indústria siderúrgica contêm compostos perigosos, como compostos orgânicos complexos de benzeno-tolueno-xileno (BTX) e hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (PAHs), cianeto, amoníaco e fenóis. Estes compostos tóxicos são um desafio no sistema de tratamento, podendo incluir processos: |
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| + | - Tratamento primário: sedimentação por gravidade, peneiramento e remoção de óleo; |
| + | - Tratamento secundário: oxidação avançada para desinfetar e reduzir sólidos totais dissolvidos e também para eliminar compostos tóxicos (como os PAHs); |
| + | - Tratamento terciário: lodo ativado para reduzir a carga orgânica. |
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| + | De notar que os processos por membrana têm sido uma boa alternativa ao sistema de tratamento tradicional. |
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| + | - **Minas e pedreiras** |
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| + | Os efluentes provenientes de minas e pedreiras são essencialmente lamas de partículas de rocha na água. Operações que envolvem lavagem do carvão para separar o carvão da rocha nativa podem produzir efluentes contaminados por partículas finas de hematita e surfactantes. [13] |
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| + | - **Indústria dos Curtumes** |
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| + | Os efluentes provocados por este tipo de indústria produzem quantidades elevadas de resíduos perigosos, podendo ser efluentes líquidos ou gasosos e resíduos sólidos. Normalmente podem conter quantidades de sólidos em suspensão, proteínas dissolvidas e apresentam um pH ácido. São produzidos cloretos de sódio, ácido sulfúrico e clorídrico e crómio, sendo o crómio aquele que dá uma aparência turva e verde-escuro ao efluente. |
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| + | Este tipo de efluente com características perigosas passa pelos tratamentos na ETAR e apresenta as seguintes etapas:[14] |
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| + | - Pré-tratamento: remoção por gradagem de partículas com dimensões grandes e remoção de gorduras; |
| + | - Tratamento primário: processo físico-químico, coagulação ou floculação, que remove os sólidos orgânicos e inorgânicos sedimentáveis; |
| + | - Tratamento secundário: tratamento biológico, anaeróbio ou aeróbio, que remove a carga orgânica proveniente do tratamento primário; |
| + | - Tratamento terciário: em determinados casos é necessário recorrer a esta etapa pois, através de sistemas de filtração, membranas de osmose inversa, eletrólise, ultrafiltração e microfiltração é possível obter um aumento de qualidade do efluente, removendo todo o tipo de organismos e sólidos. |
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| + | <a name="_page8_x82.00_y202.92"></a>Legislação |
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| + | São necessárias normas de qualidade para o descarte de efluentes no meio ambiente, consumo humano e industrial. O licenciamento de águas residuais urbanas e industriais rege-se pelo **Decreto-Lei n.º 152/97 de 19 de Junho** [15]. Neste documento é possível encontrar a caracterização de cada tipo de tratamento efetuado ao efluente, as zonas sensíveis e menos sensíveis para o seu descarte, como também tópicos sobre a amostragem, fiscalização e controlo. |
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| + | Relativamente ao Quadro Nº1, os requisitos para a descarga dos efluentes depois dos tratamentos nas estações de águas residuais, têm de estar dentro dos valores de concentração ou percentagem de redução, tal como apresentado na Figura 9. |
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| + | ***Figura 9.** Dados retirados do Decreto-Lei nº152/97 de 19 de Junho.* |
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| + | <a name="_page9_x82.00_y70.92"></a>Referências Bibliográficas |
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| + | 1. – Equipa da Samco (2017). “What Is an Industrial Water Treatment System and How Does It Work?”. Acedido em: [ https://www.samcotech.com/what-is-an-industrial-water-treatment-system-process/ ](https://www.samcotech.com/what-is-an-industrial-water-treatment-system-process/)(consultado a 27/03/2022) |
| + | 1. – Equipa da Corrosionpedia (2018). “Raw water”. Acedido em: [https://www.corrosionpedia.com/definition/959/raw-water ](https://www.corrosionpedia.com/definition/959/raw-water)(consultado a 27/04/2022 |
| + | 1. – Equipa eCycle (2015). “Vamos falar de água: tratamento e perdas”. Acedido em: [https://www.ecycle.com.br/vamos-falar-de-agua-tratamento-e-perdas/ ](https://www.ecycle.com.br/vamos-falar-de-agua-tratamento-e-perdas/)(consultado a 29/03/2022) |
| + | 1. – Equipa Petrochem. “Tratamento da Água de Alimentação da Caldeira”. Acedido em: [https://www.petrochem.pt/pt/area-de-negocio/tratamento-de-aguas/tratamento-da-agua-de- caldeiras/tratamento-da-agua-de-alimentacao.html ](https://www.petrochem.pt/pt/area-de-negocio/tratamento-de-aguas/tratamento-da-agua-de-caldeiras/tratamento-da-agua-de-alimentacao.html)(consultado a 02/04/2022) |
| + | 1. – Equipa ATTSU. “Desgaseificador”. Acedido em:[ https://www.attsu.com/pt/products/otros-equipos- de-vapo/desgasificador-termico/modelo-dg.html ](https://www.attsu.com/pt/products/otros-equipos-de-vapo/desgasificador-termico/modelo-dg.html)(consultado a 02/04/2022) |
| + | 1. – Equipa Allonda. “O que são torres de resfriamento e seu funcionamento?”. Acedido em: [https://allonda.com/blog/gestao-de-residuo/o-que-sao-torres-de-resfriamento-e-seu-funcionamento/ ](https://allonda.com/blog/gestao-de-residuo/o-que-sao-torres-de-resfriamento-e-seu-funcionamento/)(consultado a 02/04/2022) |
| + | 1. – Equipa Veolia. “What is Industrial Wastewater Treatment?”. Acedido em: [https://www.veoliawatertechnologies.com/en/applications/industrial-wastewater-treatment ](https://www.veoliawatertechnologies.com/en/applications/industrial-wastewater-treatment)(consultado a 29/03/2022) |
| + | 1. – Equipa GEA. “Separadoras para desnate do leite”. Acedido em: [https://www.gea.com/pt/products/centrifuges-separation/centrifugal-separator/separator/separators- milk-skimming.jsp ](https://www.gea.com/pt/products/centrifuges-separation/centrifugal-separator/separator/separators-milk-skimming.jsp)(consultado a 02/04/2022) |
| + | 1. – Equipa FUSATI Filtros (2021). “Desinfeção da Água”. Acedido em: [https://www.fusati.com.br/desinfeccao-da-agua/ ](https://www.fusati.com.br/desinfeccao-da-agua/)(consultado a 02/04/2022) |
| + | 1. – Equipa Ambietel. “Resinas de Permuta Iónica”. Acedido em:[ https://ambietel.com/pt/tratamento- de-aguas/permuta-ionica/ ](https://ambietel.com/pt/tratamento-de-aguas/permuta-ionica/)(consultado a 02/04/2022) |
| + | 1. – Giordano, G. “Tratamento e controle de efluentes industriais” [versão eletrónica]. Prof. Adjunto do Departamento de Engenharia Sanitária e do Meio Ambiente – UERJ. 81 pp. Acedido em: [http://metalcleanaguas.com.br/pdf/tratamento-controle-efluentes-industriais.pdf ](http://metalcleanaguas.com.br/pdf/tratamento-controle-efluentes-industriais.pdf) (consultado a 29/03/2022) |
| + | 1. – Equipa Genesis Water Tech (2021). “Tratamento de Águas Residuais de Celulose e Papel - Tratamento Inovador para Gerenciamento de Água de Efluentes”. Acedido em: [https://pt.genesiswatertech.com/blog-post/pulp-and-paper-wastewater-treatment-innovative- treatment-for-efficient-water-management/ ](https://pt.genesiswatertech.com/blog-post/pulp-and-paper-wastewater-treatment-innovative-treatment-for-efficient-water-management/)(consultado a 02/04/2022) |
| + | 1. – Equipa IWA. “Industrial Wastewater Treatment”. Acedido em: [https://www.iwapublishing.com/news/industrial-wastewater-treatment ](https://www.iwapublishing.com/news/industrial-wastewater-treatment)(consultado a 02/04/2022) |
| + | 1. – Carneiro, C. (2020). “Refinação do efluente da ETAR de uma fábrica de curtumes” [versão eletrónica]. Dissertação Submetida como requisito parcial para a obtenção do grau de Mestre em Engenharia Química no Ramo Qualidade no Instituto Superior de Engenharia do Porto. 64 pp. Acedido em: [https://recipp.ipp.pt/bitstream/10400.22/18122/1/DM_CassandraCarneiro_2020_MEQ.pdf ](https://recipp.ipp.pt/bitstream/10400.22/18122/1/DM_CassandraCarneiro_2020_MEQ.pdf)(consultado a 02/04/2022) |
| + | 1. – Decreto-Lei nº152/97. Acedido em: [ https://www.igf.gov.pt/leggeraldocs/DL_152_97.htm ](https://www.igf.gov.pt/leggeraldocs/DL_152_97.htm)(consultado a 02/04/2022) |
| + | 10 |