Avaliação do desempenho ambiental de sistemas de tratamento de efluentes por lodos ativados e biorreatores a membrana

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2020Nos sistemas de tratamento de efluentes domésticos o ponto normalmente considerado como mais relevante é a obtenção de um efluente final que não gere efeitos deletérios aos corpos receptores. Entretanto, a possibilidade de geração de impactos ambientais na implantação e operação de Estações de Tratamento de Efluentes não devem ser negligenciadas. No mundo, a tecnologia de tratamento de esgoto sanitário mais utilizado é por Lodos Ativados (LA), que consiste em tratamento biológico de boa eficiência e flexibilidade na operação. Outro tipo de tratamento que vem sendo muito comparado aos Lodos Ativados é o sistema de Biorreatores a Membrana (BRM). Essa tecnologia consiste na junção dos processos de degradação microbiana com a separação de fases por meio das membranas. Esse tratamento garante ótima qualidade do efluente final, melhor clarificação e desinfecção e menor área requerida para a instalação quando comparados aos Lodos Ativados. Nesse contexto, este trabalho avalia o desempenho ambiental de sistemas de tratamento que utilizam Lodos Ativados e Biorreatores a Membrana como tecnologias de tratamento. Para tanto, é realizada a Avaliação de Ciclo de Vida (ACV) como ferramenta de gestão ambiental, descrita pelas normas ISO 14.040 e 14.044 e a Avaliação da Eficiência dos Sistemas (AES), por meio da análise da remoção de poluentes dos efluentes finais. Foram utilizados sete artigos como base para a criação do Inventário de Ciclo de Vida e o Banco de dados Ecoinvent 3.5. Para a modelagem dos dados foram utilizados o software Open LCA versão 1.9 e o Microsoft Excel. Por meio da ACV, foi observado elevado impacto ambiental pela tecnologia de Lodos Ativados, principalmente por conta da elevada quantidade de produtos químicos utilizados na fase de operação das estações de tratamento avaliadas, enquanto que os BRM se destacam pela geração de impactos devido ao consumo energético. Na AES, foi analisada a qualidade do efluente final dos sistemas de tratamento e constatou-se que os BRM apresentam efluente final com melhor qualidade em termos de DBO, DQO, NT e SST. Por fim, para a comparação dos dados gerados e realização da Avaliação de Desempenho Ambiental dos Sistemas (ADAS) foi realizada a normalização dos resultados das análises anteriores na qual foi constatado que os BRM apresentaram um melhor desempenho ambiental. Entretanto, ressalta-se que pesquisas precisam ser realizadas na área para que inventários de ciclo de vida sejam elaborados e adequados ao contexto brasileiro, o que permitirá o aprimoramento de diagnósticos ambientais futuros com a indicação de melhorias ambientais mais próximas da realidade brasileira.Abstract: In domestic effluent treatment systems, the point usually considered the most relevant is to obtain a final effluent that does not have harmful effects on the receiving bodies. However, the possibility of generating environmental impacts in the implementation and operation of Wastewater Treatment Plants should not be overlooked. In the world, the most used wastewater treatment is the Activated Sludge, which consists of biological treatment with good efficiency and flexibility in operation. Another type of treatment that has been compared to Activated Sludge is the Membrane Bioreactor system. This technology consists of the combination between the microbial degradation process and the phase?s separation by the membranes. This treatment guarantees excellent quality of the final effluent, great clarification and disinfection and less area required for installation when compared to Activated Sludge. In this context, this study aims to evaluate the environmental performance of wastewater treatment systems that uses Activated Sludge and Membrane Bioreactors a treatment technology. To this end, it was realized the Life Cycle Assessment (LCA) as an environmental management tool, described by ISO 14,040 and 14,044 and the Systems Efficiency Assessment (SEA), through the analysis of pollutants removal from the effluent. Seven articles were used as the basis for the creation of the Life Cycle Inventory and the Ecoinvent 3.5 database. For the data modeling, it was used the OpenLCA software version 1.9 and the Microsoft Excel. By the LCA, a high environmental impact was observed by the Activated Sludge technology, mainly due the high amount of chemical products used in the operation phase of the plants in analysis, while the MBR stands out for generating impacts due to the energy consumption. At SEA, the effluent quality was analyzed and it was found that the BRMs present final effluent with better quality in terms of BOD, COD, Nt and SST. Finally, in order to compare the data generated and carry out the Environmental Performance Assessment of the Systems (EPAS), the results of the previous evaluations were normalized, and it was found that the BRMs had a better environmental performance. However, it is important to mention that researches need to be carried out in the area so that life cycle inventories are prepared and adapted to the Brazilian context. It will allow the improvement of future environmental diagnoses with an indication of environmental improvements closer to the Brazilian reality