Otimização e redução de energia em estações de tratamento de águas residuais industriais

O consumo da energia nas estações de tratamento de águas residuais depende da tecnologia utilizada, do volume de água a ser gerida e da qualidade dos efluentes exigida. O consumo de energia excessivo deve-se frequentemente ao facto de os sistemas utilizados não possuírem sistemas automáticos de otimização energética, não possuírem sensores, muitas vezes carecem de sistemas de controlo de aeração e a conceção é baseada na variação de volume de acordo com a atividade sazonal da empresa, o que implica um certo sobredimensionamento dos equipamentos.

Estas são algumas das medidas que a ACO pretende realizar para reduzir a energia consumida no tratamento de águas industriais.

Redução do consumo de gás natural

Nas caldeiras, é importante que a combustão esteja completa para formar dióxido de carbono (CO2). Por este motivo, é adicionado excesso de oxigénio (O2) aos gases de combustão da caldeira. Se a reação não for completa, será gerado monóxido de carbono (CO), que tem um impacto ambiental nas alterações climáticas.

Para controlar a formação de monóxido de carbono (CO), podem ser utilizados sistemas de medição seletivos de oxigénio controlando excessos, o que envolve custos energéticos.

Redução do consumo de oxigénio no tratamento biológico

Para reduzir a matéria orgânica biodegradável (CBO5), em muitos casos é implantado um tratamento biológico com aeração para que as bactérias aeróbicas responsáveis pela remoção da matéria orgânica tenham o ambiente à base de oxigénio de que necessitam.

O oxigénio é adicionado à água por meio de ventiladores de oxigénio. A dosagem de oxigénio nas águas residuais é otimizada mediante um sensor deste gás. Este encontra-se dissolvido na água, de modo que se consegue uma redução drástica de energia.

Não só precisa de um sensor de oxigénio, mas também de um sistema de limpeza automática que mantenha o sensor de oxigénio dissolvido limpo e que meça o que está realmente presente. Se estiver sujo, não detetará o oxigénio e os ventiladores fornecerão mais oxigénio.

Com um sistema de limpeza automática, o consumo de energia dos ventiladores é drasticamente reduzido.

Redução do consumo de energia em centrifugadoras

A desidratação de lamas é realizada mediante centrífugas ou filtros prensa e com a adição de polieletrólito.

Segundo a velocidade das lâminas de centrifugação, ocorre o seguinte:

1. Se a velocidade da centrifugadora for reduzida, a percentagem do total de resíduos sólidos será reduzida. A secura da lama desidratada será menor
2. Se a velocidade da centrifugadora for aumentada, a percentagem de resíduos sólidos totais irá aumentar. A secura da lama desidratada é superior

No primeiro caso, é obtida uma redução do consumo energético porque a bomba centrífuga gira menos. Além disso, melhora a decantação primária porque as águas residuais da bomba centrífuga retornam mais limpas, embora a secura da lama seja menor.

No segundo caso, o consumo energético será elevado devido à velocidade de rotação da bomba centrífuga. Haverá mais problemas no processo devido às águas residuais com mais sólidos, mas será conseguida uma melhor secura e, portanto, uma redução dos custos de transporte.

A fim de otimizar a rotação da bomba centrífuga e assim reduzir o consumo energético, deve ser adicionado um sistema de medição com um sensor seletivo de sólidos totais. Isto irá otimizar a dosagem do poli em função dos sólidos, reduzir a rotação da bomba centrífuga, diminuir a percentagem de resíduos sólidos totais e aumentar a secura da lama.

Redução do consumo energético na bombagem de lamas

O bombeamento de lama nos decantadores primários pode ser controlado através de um sistema de medição de sólidos totais na saída do decantador primário. Desta forma, apenas é realizada a purga da lama até ser removida do decantador, parando a bomba e evitando a descarga de água.

Se a lama não tiver tanta humidade (água), as centrífugas não trabalharão tanto e o consumo energético será reduzido.

Redução de custos na geração de biogás

Caso a indústria tenha uma instalação de geração de biogás, é importante controlar o total de sólidos na entrada do digestor. Com uma maior secura, o tempo de digestão pode ser aumentado para aumentar a produção de mais biogás e, portanto, aumentar também o consumo de mais energia.

Como os sólidos totais são mais secos, não é necessária tanta energia de aquecimento e é possível produzir mais energia elétrica através da aeração dos reatores biológicos.

Todos estes pontos são onde se podem conseguir reduções no consumo de energia com resultados a curto prazo.

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