Valorisation of sludge of wastewater treatment plant in the circular economy: challenges and opportunities

Dissertação de mestrado em EconomiaO desenvolvimento industrial aliado ao crescimento populacional verificado nas últimas décadas, tem tido repercussões significativas ao nível da escassez de recursos, da produção de resíduos e da degradação ambiental em todo o mundo. Neste contexto, torna-se necessário repensar o modelo económico vigente, associado a uma economia linear de produção-uso-descarte. O modelo de economia circular, por oposição, é baseado na valorização de materiais dentro de um sistema fechado, possibilitando assim, a reutilização, a recuperação, a remanufatura, e a reciclagem durante o ciclo de vida de um produto. A presente dissertação pretende dar um contributo para o estudo da circularidade no setor das lamas biológicas provenientes de Estações de Tratamento de Águas Residuais (ETAR). Como resultado da fase sólida do processo de tratamento resultam resíduos, parcialmente desidratados, designados por lamas. Estas, na sua maior parte com origem em reatores biológicos, representavam em 2015 cerca de 64% do universo total de lamas produzidas em Portugal e têm como destino final a deposição em aterro ou a sua valorização através de compostagem, incineração ou a reutilização nos setores agrícola, florestal e da construção civil. Neste contexto, é importante analisar a quantidade e qualidade da produção de lamas, bem como a sua potencial valorização nas diferentes áreas de aplicação, contribuindo assim para fechar um ciclo dentro da economia circular. Nesse sentido, são propostos e analisados sete indicadores de desempenho e caraterização associados à eficiência de tratamento das águas residuais, à eficiência de gestão das lamas, a acessibilidade económica do serviço, a densidade populacional, o uso da água e produção de energia por NUTs, áreas de intervenção e modelos de governança. Da análise realizada é possível tirar importantes implicações sobre a gestão atual das lamas nas ETARs mas também sobre a potencial valorização.Industrial development coupled with population growth in recent decades has had important repercussions on the scarcity of resources, increased production of waste, and environmental degradation worldwide. In this context, a rethink of current economic model associated to a linear economy of production-use-disposal is needed. The circular economy model is based on the valorisation of materials within a closed system, thus enabling, reuse, recovery, remanufacturing, and recycling during the life cycle of a product. The present dissertation intends to contribute to the study of the circularity in the sector of the biological sludge produced from Wastewater Treatment Plants (WWTP). As a result of the solid phase of the treatment process residues, partially dehydrated, called sludge. These are predominantly derived from biological reactors, and represented around 64% of the total sludge produced in Portugal in 2015. Their final destination has been landfill or their valorisation through composting, incineration or reuse in the agricultural, forestry and construction sectors. In this context, it is important to analyse the different areas of application and valorisation of sludge, because thus help to close a cycle within the circular economy. This dissertation proposes seven indicators to evaluate and characterise wastewater treatment efficiency, sludge management efficiency, economic accessibility of service, population density, water use and energy production by NUTs, areas of intervention and governance models. The analysis thus contributes to a complete characterisation of the present situation of wastewater treatment and management, and in this way sets the stage for the analysis of the potential value to be created by the transformation of the wastewater sludge produced