Otimização do funcionamento do sistema de arejamento da ETAR de Ílhavo da AdCL

Abstract

O presente relatório de estágio é o produto do estágio curricular realizado na ETAR de Ílhavo da AdCL, S.A., que teve três objetivos específicos, nomeadamente: análise do funcionamento do tratamento biológico por lamas ativadas; análise do funcionamento do sistema de arejamento através do seu algoritmo e possível proposta de alteração tendo em vista a sua otimização; e estudo dos consumos energéticos do tratamento biológico e das turbinas utilizadas para arejamento. Em primeiro lugar, apurou-se que a ETAR está a tratar um caudal médio de 57% do horizonte de projeto (2018). Em termos de carga, está a tratar 81% do horizonte de projeto. A nível do tratamento secundário, a ETAR alcança uma remoção média anual de 85 % em SST, 88% em CQO e 94 % em CBO5. A análise dos parâmetros operacionais permitiu concluir que a ETAR opera em média carga com um escoamento hidráulico PFR e CSTR. O tratamento na ETAR mostrou-se eficiente, sendo que maioritariamente, durante 2015, cumpriu os limites dos requisitos legais para o CQO, CBO5 e SST constantes da licença de descarga de águas residuais. No que diz respeito aos parâmetros de dimensionamento, todos os valores encontraram-se dentro das gamas recomendadas pela bibliografia para um sistema de média carga, à exceção dos SST no tanque de arejamento, que se encontravam um pouco elevados. Do trabalho desenvolvido concluiu-se que o algoritmo do sistema de arejamento possuía algumas limitações, tendo então sido elaborados dois novos, considerando o funcionamento das turbinas com e sem variador de frequência. Além disso foi desenvolvida uma nota técnica que facilitasse a compreensão e operação do sistema de arejamento. No que diz respeito à energia associada ao tratamento secundário, verificouse que representa 78 % dos consumos energéticos totais existentes na ETAR, e que o consumo associado às turbinas representa 60,1 % dos consumos no tratamento secundário e, portanto, 47,0 % dos consumos energéticos totais na ETAR. Por último, foi realizada uma campanha de amostragem nos dias 25 e 26 de junho de 2016 na seção A1 do tanque de arejamento, o que permitiu validar alguns pressupostos dos novos algoritmos e concluir que a turbina 1 apresentou um fator de carga de 66% e a turbina 2 de 91 %. A utilização de variadores de frequência implicou uma menor oscilação na energia consumida, eliminando assim picos de consumo. Além disso, verificou-se uma redução da energia consumida no funcionamento das turbinas entre 5 % a 20 %.

The present internship report is the product of a curricular traineeship at the Ílhavo Wastewater Treatment Plant (WWTP) of AdCL, S.A., having found three specific objectives: analysis of the functioning of the activated sludge system; analysis of the functioning of the aeration system through its algorithm and possible proposal of alteration with view to its optimization; and a study of energy consumption in secondary treatment and turbines. Firstly, it was revealed that the WWTP appears to be oversized for current needs with an average flow rate of 57% of what was projected for 2018. In terms of load, in 2015, Ílhavo WWTP treat 80 % of what was project. In terms of secondary treatment, the WWTP reaches an average annual removal of 85% in TSS, 88% in COD and 94 % in BOD5.The analysis of the operational parameters allowed to conclude that the WWTP operates on average load and the biological system resembles a mixed system (plug-flow and complete mix) with tapered aeration. The treatment of WTTP was found to be efficient whereby, for the most part during 2015, it complied with the limits of legal requirements imposed for the discharge of wastewater. With the exception of TSS’s which were found to be slightly elevated, the remaining parameters were within the range recommended by the bibliography. It was concluded that the algorithm of the aeration system had some flaws leading to the elaboration of two new ones for the turbines, with and without frequency variator. In addition, a technical note was developed to facilitate the comprehension and operation of the aeration system. Furthermore, there was a verification of the energy associated to the secondary treatment representing 78% of the existing energy comsuption in the WWTP and the consumption associated to the turbines representing 60,1% of the secondary treatment and therefore, 47.0% of the energy expenses in the WWTP. Finally, a sampling campaign was carried out on the 25th and 26th of June in section A1 of the aeration tank. This allowed the validation of some assumptions of the new algorithm and the conclusion that turbine 1 presents a yield of 66% and turbine 2 of 91%. The use of frequency variators implied a lower oscillation in the energy consumed, eliminating consumption peaks. In addition, there was a reduction of the energy consumed between 5% and 20%