Aspectos diferenciadores dos sistemas em comparação de custos

4.4.1 Introdução ao capítulo

Pretende-se com esta dissertação apresentar resultados de um modelo de comparação entre ETAR baseadas em sistemas de lamas activadas por baixa e média carga. Esse modelo é simplificado, mas equilibrado em termos dos recursos gastos na sua concepção e aplicação e na fiabilidade dos resultados produzidos. Estes resultados serão a determinação de faixas de dimensão populacional equivalente servida por uma ETAR, para as quais, seja mais favorável qualquer das opções, a nível global (construtivo e energético).

Neste capítulo apresentam-se os vários componentes de uma ETAR em que o modelo actua de forma diferenciadora de custos. Todos os restantes aspectos são considerados suficientemente semelhantes ou irrelevantes na comparação.

4.4.2 Tratamento primário

Tal como foi explicado no Capítulo 3, para o sistema de lamas activadas em arejamento prolongado, com uma baixa relação F/M e uma idade de lamas elevada, não se procede, tipicamente, ao tratamento primário do afluente.

Já para o sistema de lamas activadas em arejamento convencional, irá efectuar-se o dimensionamento de decantadores primários, localizados a montante do tratamento biológico. Vai considerar-se que este tipo de tratamento assegurará a remoção até 30% de carga orgânica das lamas, o que reduz o volume do reactor biológico de uma forma adicional.

4.4.3 Reactor biológico

O reactor biológico é um dos órgãos que mais influencia a decisão sobre o tipo de tratamento a seleccionar, tendo em conta a sua importância em todo o processo de tratamento.

Utilizam-se os critérios de projecto correntes, já apresentados no Capítulo 3, para conseguir uma eficiência de remoção de CBO5 aceitável nos dois sistemas em estudo. Os principais parâmetros de

dimensionamento são a relação F/M, a idade de lamas, e a concentração da biomassa em suspensão no reactor.

O sistema de arejamento adoptado em ambos os sistemas, consiste no arejamento por difusores, uma vez que o recurso às turbinas para este efeito, é cada vez menos utilizado para o dimensionamento de ETAR.

Como para sistemas de lamas activadas em baixa carga a idade de lamas é bastante superior à dos sistemas correspondentes de média carga, o reactor em baixa carga consome mais energia e implica

maior investimento em movimento de terras e construção do que o reactor de média carga. Também é lógico esperar que estes custos aumentem com o aumento da dimensão populacional contribuinte. Porém, não existe proporcionalidade absoluta entre estas variáveis, aproximando da proporcionalidade o caso da energia.

4.4.4 Decantação secundária

Para o dimensionamento da decantação secundária, consideram-se cargas hidráulicas diferentes - 12m3_/m2_{.d para BC, e 22m}3_/m2_{.d para MC -, tornando assim o volume dos decantadores bastante}

diferente, o que os torna passíveis de constituir objecto de comparação de custos entre os sistemas em estudo.

Dado o carácter simplificado da comparação não se utilizou a carga de lamas como parâmetro de dimensionamento, porque a carga hidráulica considerada resulta nos mesmos efeitos.

4.4.5 Tratamento de lamas

4.4.5.1 Adensamento de lamas

Para qualquer dos sistemas em discussão é, geralmente, economicamente viável o espessamento das lamas excedentes purgadas do tanque de arejamento. O aumento da concentração de lamas a desidratar e consequente diminuição do seu volume, reflecte-se num menor gasto de energia e polielectrólito aquando da desidratação.

Adicionalmente, para sistemas em arejamento convencional, a diminuição do volume de lamas advindas do processo de espessamento permite a redução do volume dos órgãos de digestão e consequente menor custo de construção e exploração envolvido.

Frequentemente considera-se economicamente viável o adensamento de lamas através de centrífugas, sendo o custo de investimento deste tipo de equipamentos abatido na diminuição do espaço utilizado e da redução de custos de construção do volume dos tanques a jusante do espessamento. No entanto, visto que para o desenvolvimento do modelo de comparação se criaram pressupostos base definidos, apenas se considera o adensamento por espessamento gravítico. No presente estudo, considera-se que não é exequível construir espessadores com menos de 4 metros de diâmetro, visto os seus custos de construção e de manutenção, não apresentarem mais- valias de custo/eficiência.

Assim, no dimensionamento das soluções com baixa produção de lamas, não será tido em conta o adensamento de lamas. As lamas primárias e/ou secundárias irão, neste caso, directamente para a desidratação com os impactes esperados no dimensionamento das tubagens, grupos e equipamento pesado.

O adensamento existirá para os dois sistemas. O elemento diferenciador será o pré- dimensionamento, uma vez que a produção de lamas será diferente, consoante o caso (a produção de lamas em baixa carga, é inferior à produção de lamas nos sistemas em média carga, quando considerada em termos de massa).

4.4.5.2 Digestão

Devido à elevada idade das lamas no reactor em sistema de arejamento prolongado (baixa carga), não existe necessidade de estabilização separada de lamas.

Nos sistemas de média carga, por outro lado, é realizada a estabilização com digestão anaeróbia separada, à temperatura ambiente ou com homogeneização e aquecimento (digestão anaeróbia mesofílica), partindo do princípio que o aproveitamento energético, se pode tornar vantajoso a nível económico, a partir de certas populações, que serão determinadas no decorrer do presente trabalho.

4.4.5.3 Desidratação _{– reagentes}

Apesar de se considerar, na desidratação, que o número de prensas a utilizar são as mesmas, visto a sua capacidade se manter variando os seus consumos energéticos consoante as lamas a desidratar e o número de horas de funcionamento, que a cuba de preparação de polielectrólito é igual e que as bombas de alimentação apresentam o mesmo custo, a quantidade de reagente a utilizar em BC e MC são diferentes, devido à menor produção de lamas em BC. Assim, os custos de reagentes e consumos das prensas serão considerados nos custos de operação e englobados na comparação.