Estratégias de melhoria do tratamento da ETARI de uma indústria alimentar: otimização e redução da pegada de carbono

Abstract

O presente relatório resultou da realização de um estágio curricular na ETARI da Super Bock Group através da Veolia Portugal. Este estágio teve como principal objetivo, a avaliação do funcionamento da estação de tratamento, a otimização e sugestões de melhoria dos processos de tratamento, e a estimativa da pegada de carbono da estação. Numa primeira fase foi analisado todo o tratamento da estação no ano de 2018, considerado o ano de referência, obtendo-se eficiências de remoção de matéria orgânica próximo de 99%, remoção de sólidos de 97% e remoção de nutrientes entre os 69% e os 84%. Esta avaliação permitiu observar que a ETAR se encontrava a operar com eficiências acima dos 90%, com exceção para a remoção de nutrientes, e obedecia aos critérios de descarga da licença ambiental. Com vista a uma melhoria do processo de remoção de nutrientes, foram avaliadas as ações implementadas antes e durante a realização do estágio. No primeiro caso, verificou-se que a instalação de um analisador de orto-fosfatos, para o controlo do doseamento do cloreto férrico, conduziu a uma redução de cerca de 77% dos dias em que o valor limite (VLE) de fósforo foi ultrapassado. Esta ação, conjuntamente com a redução da concentração de fósforo total descarregado no efluente industrial e por conseguinte na entrada da ETARI, permitiu baixar o nível de descarga de fósforo para valores próximos de 2 mg/L. No entanto, verificou-se que, para obter uma média inferior a 2 mg/L de fósforo no efluente da ETARI, é necessário que o afluente da ETARI, ou pelo menos a entrada no sistema de lamas ativadas fosse inferior a 10 mg/L. Para isso foram realizados estudos complementares de precipitação do fósforo, tendo-se concluído que esta situação é possível, desde que seja instalada uma precipitação adicional no pré-tratamento, especificamente à entrada do decantador de lamelas. Para se conseguir um maior grau de otimização do funcionamento da ETARI, foi também estudado o processo de desidratação de lamas, que o processo sobre o qual havia menos informação. Neste sentido, foram estudados os dados do ano de 2018 como estado referência e efetuadas alterações no doseamento de polímero. Com este estudo obteve-se uma redução de cerca de 44% do polímero gasto por cada hora de trabalho das centrífugas, o que correspondeu a uma redução de 8 kg/dia no consumo de polímero, sem que tenha havido uma redução da percentagem de matéria seca na lama desidratada. Em paralelo com a otimização do funcionamento da ETARI, fez-se a estimativa das emissões de gases com efeito de estufa (CH4 e N2O) libertados na estação e o seu contributo para a redução da pegada de carbono da indústria do caso de estudo. Após a aplicação da metodologia do IPCC, verificou-se que, no cenário com a ETARI há uma redução de cerca de 59% nas emissões de CH4, pelo facto de haver um digestor anaeróbio com reaproveitamento do biogás, e uma redução das emissões de N2O de 52%, pelo facto de existir um processo de tratamento que contempla a nitrificação e desnitrificação. Foi assim possível concluir que houve uma redução efetiva das emissões de gases com efeito de estufa (CH4 e N2O), dando origem a uma redução de 57% nas emissões de gases com potencial de aquecimento global, medidos como CO2 equivalente, pelo facto de a indústria da Super Bock Group ter uma ETARI para o tratamento do seu efluente.

This report refers to a curricular internship at the Wastewater Treatment Plant (WWTP) of Super Bock Group through Veolia Portugal. The main objective of this internship was to evaluate the operation of the WWTP, make suggestions for optimizing and improving treatment processes and estimating the plant's carbon footprint. In a first phase, the entire treatment of the WWTP in the year 2018 was analyzed, considered the reference year, obtaining efficiencies of organic matter removal close to 99%, removal of solids of 97% and removal of nutrients ranging from 69 % to 84%. This assessment allowed us to verify that the WWTP was operating with efficiencies above 90%, except for the removal of nutrients, complying with the discharge criteria in the environmental license. To improve the nutrient removal process, the actions implemented at the WWTP before and during the internship were evaluated. In the first case, the installation of an ortho-phosphate, analyzer to control the dosage of ferric chloride led to a reduction of about 77% of the days when the emission limit value (ELV) of the phosphorus was outdated. This action, together with the reduction in the concentration of total phosphorus discharged into the industrial effluent and, therefore, at the entrance to the WWTP, allowed to lower the level of phosphorus discharge to values close to 2 mg/L. However, to obtain an average of less than 2 mg/L of phosphorus in the wastewater effluent, it is necessary that the wastewater influent, or at least the entrance to the activated sludge system, is less than 10 mg/L. For this, complementary studies of phosphorus precipitation were carried out, concluding that this is possible, as long as an additional precipitation step is installed in the pre-treatment stage, specifically at the entrance to the lamella decanter. In order to achieve a greater degree of optimization of the WWTP operation, the sludge dewatering process was also studied, a process in which less information existed. In this sense, the data for the year 2018 were studied as a reference state and changes were made to the polymer dosage. This study resulted in a reduction of approximately 44% of the polymer used for each work hour of the centrifuges, which corresponded to a reduction of 8 kg/day in polymer consumption, without a reduction in the percentage of dry matter in the dewatered sludge. In addition to optimizing the operation of the WWTP, the estimation of greenhouse gases emissions (CH4 and N2O) released at the plant and their contribution to reducing the carbon footprint of the industry case study was also carried out. After applying the IPCC methodology, it was found that, in the scenario with the WWTP, there is a reduction of about 59% in CH4 emissions, due to the fact that there is an anaerobic digester with reuse of biogas, and a reduction of 52% in N2O emissions, due to the fact that there is a treatment process that includes nitrification and denitrification. It was possible to conclude that there was an effective reduction in greenhouse gas emissions (CH4 and N2O), leading to a 57% reduction in gas emissions with global warming potential, measured in CO2 equivalent, due to the fact that the Super Bock Group industry has a WWTP for the treatment of its effluents.