Análise de utilização de ciclos intermitentes de arejamento em reator biológico com enquadramento de tarifa energética variável. Caso de estudo ETAR do Barreiro/Moita

A eficiência energética de uma ETAR tem vindo a tornar-se cada vez mais importante, não só porque cada ETAR consome uma quantidade significativa de energia, sendo normalmente a maior parcela dos custos operacionais, como devido à elevada volatilidade dos preços de energia. Este consumo de energia para além de ter um custo significativo contribui para a emissão de Gases com Efeito de Estufa (GEE), quando proveniente de fontes não renováveis e consequentemente para as alterações climáticas. A ETAR do Barreiro/Moita, cujo tratamento secundário é materializado por um processo de lamas ativadas para remoção de matéria orgânica, consumiu 3 341 270 kWh de energia elétrica durante o ano 2021. Um consumo que corresponde a mais de 500 tep, enquadrando a ETAR no perfil de uma instalação consumidora intensiva de energia, de acordo com o Decreto-Lei nº 71/2008, de 15 de abril. A obrigatoriedade de tomar medidas para reduzir o consumo energético, e sabendo que o arejamento dos reatores biológicos representa mais de 50% do consumo de energia elétrica global da instalação, levou inevitavelmente a considerar esta etapa, como uma área de intervenção prioritária. Nesta perspetiva, surge este estudo em que foram realizadas três campanhas de amostragem para caracterização das cargas afluentes, levando à distinção de dois tipos de afluências e posteriormente à criação de quatro cenários para avaliação das necessidades de oxigénio, culminando numa avaliação de consumos de energia e respectivos custos. Com vista à redução de consumos energéticos, a presente dissertação procurou analisar a utilização de ciclos intermitentes de arejamento no processo de lamas ativadas da ETAR do Barreiro/Moita. A solução de arejamento intermitente proposta permite uma poupança de 29% relativamente à situação atual, demonstrando ser economicamente mais vantajosa, traduzindo-se num consumo mais responsável da energia e garantindo a qualidade do efluente final.

The energy efficiency of a WWTP has become increasingly important, not only because it consumes a significant amount of energy, which is usually the largest part of operating costs, but also because of the high volatility of energy prices. This energy consumption not only has a significant cost but also contributes to the emission of Greenhouse Gases (GHG) when it comes from non-renewable sources and consequently to climate change. The Barreiro/Moita WWTP, whose secondary treatment is materialized by an activated sludge process to remove organic matter, consumed 3 341 270 kWh of electricity during 2021. This consumption corresponds to more than 500 tep, making the plant an intensive energy consumer, according to Decreto-Lei nº 71/2008, of 15 April. The obligation to take measures to reduce energy consumption, and with the aeration of the biological reactors accounting for more than 50 % of the facility's overall electricity consumption, inevitably led to this being considered a priority area for intervention. With this in mind, this study was carried out and three sampling campaigns were carried out to characterize the inflows, leading to the distinction of two types of inflows and subsequently to the creation of four scenarios to assess oxygen requirements, culminating in an assessment of consumption and cost. With a goal of reducing energy consumption, this dissertation aimed to analyse the use of intermittent aeration cycles in the activated sludge process at the Barreiro/Moita WWTP. The proposed intermittent aeration solution enables savings of 29 % compared to the current situation, proving to be more economically advantageous, resulting in more responsible energy consumption and guaranteeing the quality of the final effluent.