Water scarcity, rising energy costs, and stricter regulations on disposal of industrial effluents have forced a focus on the water usage in process plants. In this context, the development of methodologies to analyze the possibility of water reuse in industrial processes, considering the presence of multiple contaminants, has became an important issue for process engineers. There are a great variety of methods to deal with this problem, and they can be divided in two groups: algorithmic methods and mathematical programming methods. The problem with multiple contaminants becomes more complex, and the available algorithmic procedures are sometimes cumbersome; the methodologies based on mathematical programming present complex formulation and solving algorithms. This paper presents an extension of the algorithmic procedure water source diagram (WSD) to multiple contaminant processes. The proposed extended WSD procedure synthesizes water mass exchange networks for multiple contaminant processes, focusing on water reuse. It also targets the minimum water consumption and simultaneously makes the synthesis of the corresponding water network. The proposed procedure was applied in different examples used in the literature by others authors when discussing their proposals. Confrontation of results shows that the methodology here proposed has very good performance.

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Water Sources Diagram (WSD) has proved to be one of the most efficient methods to reduce industrial freshwater consumption and to provide a minimum amount of wastewater to be treated. Different types of industry have been benefited from the use of this technique, which resulted in great savings in the design of the effluent treatment systems. Among the successful case studies, we mention herein applications in systems with wastewater treatment, thermal and water plants' integration, oil refineries, petrochemicals, batch processes, pulp and paper plants, and textile plants. The degree of WSD maturity motivated researchers to not only improve WSD algorithms, but also extend the concept of the Sources Diagram to Source/Sink types of process. This paper presents a background of WSD progress as well as insights into future perspectives using the Sources Diagrams' concept.

Resumo: Este trabalho propõe uma revisão integrativa da literatura com o objetivo de avaliar a aplicação dos Princípios da Química Verde (PQV) na produção de ferro-gusa. A pesquisa mostrou que não há estudos que evidenciem a utilização dos 12 PQV nesse processo, bem como não existe uma metodologia que mensure e analise processos produtivos por meios destes princípios. Assim, a realização deste estudo permitiu identificar lacunas e oportunidades voltadas às pesquisas para aplicação dos PQV na produção do ferro-gusa, bem como apresentar um grande potencial do uso de uma metodologia que avalie e mensure os 12 princípios para a produção de todo e qualquer processo produtivo.

As práticas de reúso de efluentes industriais demandam uma adequada compreensão das características dos processos produtivos quando se deseja minimizar o consumo de água captada e a geração de efluentes. O objetivo deste estudo foi aplicar o método Diagrama de Fontes de Água (DFA), usado na definição de metas de mínimo consumo de água nos processos de uma refinaria de petróleo, pela geração de cenários de reúso e reciclo de correntes nas operações, incluindo processos regenerativos. Foram avaliadas a importância e a influência da estação de tratamento de efluentes na recuperação da qualidade de correntes intermediárias de processo, por meio de configurações de tratamento centralizado e distribuído. Apresentou-se um estudo de caso com três contaminantes nas correntes para ilustrar a aplicação do método, mostrando a redução de vazão e de custos totais dos cenários, em relação à configuração inicial. Os cenários mostraram-se bastante promissores, com reduções superiores a 4 %, em termos de vazão, e a 20 %, em termos de custos totais. Assim, revela-se que a técnica empregada pode ser útil quando a minimização do consumo de água na indústria é uma das metas para o alcance da ecoeficiência dos processos. Palavras-chave: estação de tratamento de efluentes; regeneração e reúso; tratamento distribuído de efluentes; síntese de redes de transferência de massa; refinaria de petróleo.

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The production of shale gas in Brazil has great potential to meet the country's energy needs. This process uses hydraulic fracturing, a well stimulation method that induces fractures in the reservoir rock by injecting a fracturing fluid into it, therefore increasing the permeability around the well, as well as the well's productivity index. To mitigate the risks involved in hydraulic fracturing, it is important to properly understand the operation and the factors influencing the process. This work aims to identify and analyze the possible failure modes and their risks through risk analysis methods, Failure Modes and Effects Analysis (FMEA) and Fault-Tree Analysis (FTA), in addition to connecting them to environmental impacts. Thus, it is expected that, in the future, this integrated methodology will support the safe monitoring of the technique.

As vantagens no uso de abordagens de otimização ou de programação matemática com o uso de superestruturas voltadas para a síntese de redes de água em plantas industriais são de amplo conhecimento, as quais podem ser mencionadas: (1) capacidade de lidar com um grande número de alternativas estruturais e operacionais, simultaneamente, (2) possibilidade de automatização do procedimento de síntese da rede em um nível superior e (3) habilidade de lidar de maneira eficiente com diversas situações, como restrições de correntes do processo etc. No entanto, esta abordagem não elimina as não linearidades que são inerentes aos sistemas e a transparência e visualização do procedimento de síntese é praticamente perdida. Este artigo apresenta uma abordagem sistemática que combina a metodologia do Diagrama de Fontes de Água (DFA) com um procedimento de programação matemática para o reúso de água TOTAL SITE em plantas industriais. Os resultados obtidos mostram que a abordagem híbrida é extremamente útil para o entendimento geral do problema e para a determinação de um melhor resultado.