Otimização energética de sistemas de arejamento nas estações de tratamento de águas residuais

• Autor(a) principal: Barros, Maria Flávia Ferreira
• Data de Publicação: 2016
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.22/11066
• topic: ETAR; Água Residual; Arejamento; Eficiência energética; Custos de energia; WWTP; Wastewater; Aeration; Energy efficiency; Energy costs; Infraestruturas

A água é um bem escasso e que deve ser protegido. Esta preocupação tem vindo a refletir-se numa legislação cada vez mais exigente e, por conseguinte, obriga a que os processos de tratamento sejam, também eles, mais complexos e onerosos, sendo um dos principais custos, correspondentes ao consumo de energia. Uma estação de tratamento de águas residuais permite repor as principais características de qualidade de águas que antes são impróprias para consumo. Essa despoluição é assegurada com recursos a tratamentos físicos, químicos e biológicos, antes da devolução ao meio recetor. Tomando por base o exemplo das Estações de Tratamento de Águas Residuais (ETAR) de lamas ativadas, processo de tratamento biológico mais comum, o arejamento necessário à manutenção das condições aeróbias para ação das bactérias é o que consome mais energia numa ETAR (precisamente o gasto em que este relatório se foca), correspondendo, habitualmente, a mais de 50% do consumo de energia. Nesse sentido, qualquer potencial de otimização deste processo, poderá representar uma redução significativa dos custos de exploração de uma ETAR. Para avaliação do potencial de otimização existente, foi considerado que os principais objetivos são: (i) caracterizar a situação atual em termos de necessidades de arejamento e consumos de energia reais verificados, (ii) avaliar o potencial de otimização dos sistemas de arejamento atendendo aos níveis de eficiência dos equipamentos (no caso, sobrepressores), ao nível das transferências de oxigénio no tanque e controlo do sistema e (iii) ainda ao nível do melhor ajuste às reais necessidades de arejamento. Para se proceder à análise foi utilizado um software de simulação do processo biológico (Activated Sludge SIMulation Program – ASIM, da EAWAG) que permite obter, para um caso teórico de uma ETAR, as reais necessidades de oxigénio em diferentes cenários. Os cenários simulados, os quais se vão comparar com o cenário de referência (projeto) foram: variação dos caudais e cargas poluentes das águas residuais que a ETAR serve, variação da temperatura ao longo do tempo (dia e ano), controlo do sistema de arejamento em função dos níveis de Oxigénio Dissolvido (OD) no tanque de arejamento e criação de condições para a desnitrificação. Da análise destes diferentes cenários foi possível verificar a existência de um potencial de otimização de, pelo menos, 20 % quando se introduzem mecanismos de ajuste.