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Title: Otimização do desempenho de uma Estação de Tratamento de Águas Residuais (ETAR) com reatores SBR: ETAR de Ançã
Author: Cabral, Carolina da Cunha
Advisor: Capela, Isabel
Keywords: Águas residuais
Estação de tratamento de águas residuais
Fósforo
Otimização
Reator SBR
Sulfato de alumínio
Defense Date: 28-Jul-2022
Abstract: Atualmente, existe uma grande necessidade de que as Estações de Tratamento de Águas Residuais (ETAR) funcionem nas melhores condições possíveis. Para isso, é necessário realizar um diagnóstico com vista à otimização do funcionamento da ETAR, a qual pode levar a poupanças monetárias, energéticas e de recursos, beneficiando tanto a entidade gestora como o ambiente. O Relatório que aqui se apresenta foi realizado no âmbito do Estágio Curricular na INOVA - Empresa Municipal de Cantanhede. Este Estágio teve como objetivo principal o acompanhamento da ETAR de Ançã e a avaliação do seu funcionamento, no que diz respeito ao cumprimento dos Valores Limite de Emissão (VLE) e aos parâmetros operacionais da ETAR. Esta avaliação teve como objetivo a identificação das principais falhas no seu funcionamento e a procura de soluções de melhoria. Para isso, começou-se por analisar todos os dados analíticos disponíveis dos últimos 5 anos, verificando-se que o funcionamento da ETAR, em termos da remoção de poluentes, era elevado para todos os parâmetros (superior a 92%), exceto para o fósforo total (28%), azoto total (77%) e amoniacal (87%). Também os valores estabelecidos na Licença Ambiental foram cumpridos, na maior parte do tempo, em todos os parâmetros menos no fósforo total. A segunda fase do trabalho relacionou-se com a amostragem adicional aos parâmetros de exploração da ETAR, e relativa ao influente e efluente dos reatores SBR. Esta amostragem serviu para diagnosticar o funcionamento dos reatores e compará-los entre si. Durante o período de amostragem definido para esta fase, reparou-se que o tempo de sedimentação era demasiado curto, havendo por isso necessidade de alteração dos tempos das Fases de cada ciclo, com vista ao aumento do tempo na fase de sedimentação. Para além disso foi necessário aumentar também o tempo de extração de lamas que decorre no final da fase de sedimentação. Estas alterações foram realizadas e as amostragens e análises prosseguiram. Verificou-se uma melhoria da sedimentabilidade dos sólidos, com o aumento da sua concentração nas correntes das lamas extraídas e a correspondente diminuição do tempo de retenção de sólidos, em pelo menos 36%. Para além disso, concluiu-se que os 3 SBRs da ETAR de Ançã têm um comportamento similar para todos os parâmetros, com remoções superiores a 95,7% para CQO, CBO e SST. Para o azoto total a remoção é sempre superior a 92,6% e para o azoto amoniacal é sempre mais elevada do que 85,5%. O parâmetro com pior valor de remoção é o fósforo total, com remoções superiores a 80,5%. Após esta análise, deu-se início ao processo de precipitação química do fósforo total pela utilização de sulfato de alumínio, tendo em vista a melhoria do processo de remoção de fósforo no interior de cada SBR. Após a implementação deste processo, os valores limite para o fósforo total (2 mg P/L) passaram a ser cumpridos à saída da ETAR. Os parâmetros de funcionamento dos reatores SBR foram calculados e comparados com os valores bibliográficos de referência e com os valores mencionados no Projeto da ETAR. No fim, foram estudadas soluções e melhorias possíveis de implementar para os parâmetros operacionais relacionados com os reatores SBR e para os constituintes das águas residuais mais críticos, nomeadamente: o tempo de retenção de sólidos, o tempo de retenção hidráulico, a concentração de sólidos no reator (MLSS), a concentração de fósforo total à saída e a concentração de azoto total e amoniacal à saída. Estas propostas foram apresentadas para posterior análise e decisão da INOVA, tendo já sido aplicada a precipitação química do fósforo total, com resultados relevantes, dado preverem o cumprimento do critério de descarga relativo a este parâmetro.
Nowadays, society needs Wastewater Treatment Plants (WWTP) working in their best conditions. To achieve that, it is necessary to carry out a diagnosis to optimize the functioning of the WWTP, which can lead to monetary, energetic and resources savings, benefiting both the company and the environment. This Report was carried out within the scope of the Curricular Internship at INOVA – Empresa Municipal de Cantanhede The main objective of this Internship was to monitor the WWTP of Ançã and to optimize its operation, in terms of accomplishing the respect for the maximum concentration allowed and the operational parameters. The goal of this monitorization was to identify the main problems in the functioning of the WWTP and search for solutions. So, we started by analysing all the data available from the last 5 years and verified that the functioning of the WWTP, in terms of pollutant removal, was high for all parameters (above 92%), except for total phosphorus (28 %), total nitrogen (77%) and ammoniacal (87%). At the same time, the values established in the Environmental Licence were also met, in most cases, for all parameters, except for total phosphorus. The second phase of the work had to do with the additional sampling of the WWTP's operating parameters, and the influent and effluent from the SBR reactors. This sampling was used to diagnose the operation of the reactors and compare them with each other. During the sampling period defined for this phase, we realised that the sedimentation time was too low, therefore it was necessary to change the phases times of each cycle, in order to increase the time in the sedimentation phase. In addition, it was also necessary to increase the sludge extraction time that takes place at the end of the sedimentation phase. These changes were made and sampling and analysis continued. There was an improvement in the sedimentability of the solids, with an increase in the concentration in the extracted sludge streams and a decrease in the solids retention time, by at least 36%. Furthermore, we concluded that the 3 SBRs of the Ançã WWTP have a similar behaviour for all parameters, with removals of higher than 95,7% for COD, BOD and TSS. For total nitrogen and ammoniacal, the removals are always higher than 92,6% and 85,5%. The parameter with the worst removal is total phosphorus, where the values were always higher than 80,5%. After this analysis, the process of chemical precipitation of total phosphorus was started using aluminium sulfate, with a view to improving the phosphorus removal process inside each SBR. After the implementation of this process, the limit values for total phosphorus (2 mg/L) started to be complied with when leaving the WWTP. The operating parameters of the SBR reactors were calculated and compared with the bibliographic reference values and with the values mentioned in the WWTP Project. In the end, possible solutions and improvements were studied for all the operational parameters and water compounds that were considered more critical, namely: solids retention time, hydraulic retention time, reactor solids concentration (MLSS), total phosphorus concentration at the outlet and the concentration of nitrogen at the outlet. These proposals were presented for further analysis and decision by INOVA, having already been applied, the chemical precipitation of total phosphorus, with relevant results, since they foresee the fulfilment of the discharge criterion related to this parameter.
URI: http://hdl.handle.net/10773/34529
Appears in Collections:DAO - Dissertações de mestrado
UA - Dissertações de mestrado

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