Optimização da estação de tratamento de águas residuais de Crestuma

O presente trabalho, elaborado entre Fevereiro e Julho de 2011, pretendeu analisar o impacto de algumas estratégias de optimização, adoptadas no âmbito da gestão de processo. As soluções estudadas tiveram como objectivo fazer face a alguns problemas de funcionamento da estação de tratamento de águas residuais (ETAR) de Crestuma, com recurso aos meios existentes. Para esse efeito foi realizada uma análise ao histórico dos registos de exploração referentes ao período de Janeiro de 2008 a Julho de 2011, pois foi considerado que este seria o período necessário para a análise e apuramento de resultados conclusivos. A ETAR fica situada na freguesia de Crestuma, actualmente com 2619 habitantes, localizada na confluência do regato de Vessadas com o rio Douro. Destina-se a tratar as águas residuais provenientes do sistema de drenagem de três localidades, S. Fioso, S. Picoto e S. Vessada, contribuindo para a despoluição do rio Douro. Genericamente, a ETAR tem apresentado um desempenho bastante satisfatório, respeitando os valores limites de emissão previstos na legislação actual (Decreto-Lei 152/97). A permanência de grandes quantidades de lama no processo, associada a uma elevada idade das lamas, está na origem da sua má sedimentabilidade, dificultando, por sua vez, a sua remoção do sistema. Com objectivo de se conseguir remover as lamas biológicas de uma forma mais eficiente, foi adoptada uma estratégia que compreendeu duas etapas. Com a finalidade de melhorar a sedimentabilidade, numa primeira etapa foi introduzido no processo um produto biológico, composto essencialmente por fungos, comercialmente conhecido por Optibiom 7450L. Com vista a obter-se uma maior eficiência na desidratação das lamas, a segunda etapa consistiu na substituição do polímero usado na lama espessada, por outro, de composição diferente, comercialmente conhecido por Easy 6040. Com as alterações introduzidas, foi possível obter um melhor controlo do processo e convergir para parâmetros de funcionamento mais próximos dos valores referidos na bibliografia. As alterações mais relevantes foram verificadas nos valores de sólidos suspensos totais (SST) no reactor biológico e na recirculação, tendo-se obtido valores médios de 3846 e 9716 mg/L, respectivamente (correspondendo a valores anteriores ao tratamento de 5301 e 7430 mg/L). Assim, a razão entre as concentrações de SST na corrente de recirculação e no reactor biológico passou de 1,4 para 2,6. A idade das lamas diminuiu de 42 para 36 dias com a adição do polímero Easy 6040 e o índice volumétrico de lamas apresentou uma redução, de 134 mL/g para 100 mL/g, o que se traduziu numa melhor sedimentabilidade das lamas. Desta forma, obteve-se uma diminuição de 33,3% no volume de lama produzida por m3 de afluente tratado, bem como uma redução de 27% no número de horas de funcionamento da centrífuga e um decréscimo ligeiro no consumo global de energia da ETAR (0,89%). Conclui-se que as alterações introduzidas no processo, adição de um produto biológico composto por fungos (Optibiom 7450L) e substituição do polímero usado na lama espessada por outro de composição diferente (Easy 6040), conduziram a uma melhoria no funcionamento do tratamento biológico da ETAR de Crestuma.This work, prepared between February and July 2011, aimed to analyse the impact of the optimization strategies adopted in the management process. The studied solutions intended to solve some operation problems in the Crestuma wastewater treatment plant (WWTP), using the existing facilities. For this purpose an analysis of the plant records history was performed in the period from January 2008 to July 2011, which was considered the necessary time for analysis in order to obtain conclusive results. The WWTP is located in the parish of Crestuma, currently with 2619 inhabitants, located at the confluence of the Vessadas stream with the Douro river. It is intended to treat the wastewaters from three locations, S. Fioso, S. Picoto and S. Vessada, contributing to the reduction of pollution of Douro river. Generally, the treatment plant has been presenting a very satisfactory performance, complying the limit emission values according to the current legislation (Decree-Law 152/97). The persistence of large amounts of sludge in the process, associated with a high sludge age, is the source of its poor settling, preventing its removal from the system. In order to remove more efficiently the biological sludge, a two steps strategy has been adopted. In order to improve the settleability of the sludge, in the first step a biological product, composed mainly of fungi (Optibiom 7450L), was introduced into the process. In order to increase the efficiency of sludge dewatering, the second stage was the replacement of the polymer used in the sludge thickening by another of different composition (Easy 6040). The changes introduced led to obtain a better process control and converge to operating parameters closer to the literature values. The most relevant changes were observed in the values of total suspended solids (TSS) in the biological reactor and recirculation, which correspond to average values of 3846 and 9716 mg/L, respectively (corresponding to ancient values of 5301 and 7430 mg/L). Thus, the ratio of the concentrations of TSS in the stream of recirculation and biological reactor increased from 1.4 to 2.6. The age of the sludge has been reduced from 42 to 36 days with the addition of the polymer Easy 6040 and the sludge volume index showed a reduction of 134 mL/g to 100 mL/g, which improved the sludge settleability. Thus, decrease of 33.3% was obtained in the volume of sludge produced per m3 of treated affluent as well as a 27% reduction in the number of hours of operation of the centrifuge and a slight decrease in the overall energy consumption of the WWTP (0.89%). It may be concluded that the process changes introduced, addition of a biological product containing fungi (Optibiom 7450L) and the replacement of the polymer used in the sludge thickening by another of different composition (Easy 6040), led to an improvement in the operation of the Crestuma WWTP biological treatment