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Nos últimos anos, os esforços dos operadores nas ETARs têm sido cada vez mais direcionados para a elaboração de processos economicamente eficientes em águas residuais e tratamento de lamas, além da eliminação real de poluentes da água. A eliminação de carbono e redução dos nutrientes como o fósforo e o nitrogénio desempenham aqui um papel importante uma vez que são responsáveis pela eutrofização pelas nossas águas. Também há um aspeto financeiro associado ao tratamento de águas residuais.
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Redução dos potenciais custos operacionais através do controlo de águas residuais e tratamento de lamas com sistemas de controlo e instrumentação
MEDIÇÃO DA CARGA NA ENTRADA DE UMA ETAR As medições na entrada tornam possível determinar o carregamento que foi transportado e acompanhar o desenvolvimento, ou seja, a capacidade do mesmo. O carregamento orgânico é de especial interesse. Ao reconhecer o impacto do carregamento em tempo útil permite uma medição contínua do grau TOC. O “Sum Absorption Coefficient” (SAC) está a ter uma aceitação crescente neste aspeto uma vez que é fácil de utilizar. Atualmente é possível medir o SAC, utilizando uma tecnologia de sensor.
DESCARGA AUTOMATIZADA DE LAMAS DESDE O DECANTADOR PRIMÁRIO O volume de lamas na fase de tratamento mecânica está sujeita a grandes flutuações. Isto pode ser atribuído aos resíduos da composição da água, condições meteorológicas, à estação e ao ritmo diário de descargas na área da captação. Normalmente, a tiragem das principais lamas num determinado período de tempo não será capaz de trabalhar com
diferentes flutuações nas quantidades de sólidos. Este é o primeiro ponto onde é possível evitar o arrastamento indesejável de água para o processo a jusante de tratamento de lamas. As lamas demasiado finas aumentam os custos no aquecimento do tanque de fermentação, no processo de desidratação de lamas e reduz a capacidade hidráulica no tratamento das lamas. O início da descarga das lamas, ou seja, a abertura das válvulas de extração das lamas pode decorrer como anteriormente, dentro de um dado período de tempo com base numa curva diária de carga ou utilizando um equipamento de
Figura 1. Descarga de lamas primárias.
medição do nível de lamas que trabalha com princípios de ultrassons. Uma vez que atualmente já existem sistemas de quatro canais para a medição do nível de lamas esta é uma vantagem relativamente às necessidades de investimento de capital. A utilização contínua de determinados instrumentos de funcionamento destina-se a uma quantidade de sólidos em suspensão ao invés de terminar o escoamento de lamas em tempo útil. Sensores de sólidos em suspensão são instalados diretamente no tubo de descarga de lamas para reduzir o esforço de manutenção, aumentar a segurança no funcionamento e obter medições representativas. Num ciclo típico, a quantidade de sólidos aumenta para cerca de 5% da massa seca (DM) depois do canal de descarga ser aberto para, a seguir, descer para cerca de 2% DM durante um período de cerca de cinco minutos, antes de começar subitamente uma irrupção de água. O valor limite para a quantidade de sólidos em suspensão é definido segundo esta curva caraterística para extrair lamas até cerca de 1-2% DM. Suspender os sensores diretamente no distribuidor de lamas não tem sido vantajoso porque o risco
Figura 5. Controlo da devolução/lamas na atividade
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de resíduos.
contínua do nível de lamas com um contacto mínimo/máximo para o nível de lamas. O operador pode obter importantes informações adicionais ao instalar um sistema de medição ótico, onde um sensor de sólidos suspensos localiza a zona de separação, o que determina o comportamento de sedimentação ao atravessar uma sonda para cima e para baixo no fundo do tanque e atribuindo a quantidade de sólidos em suspensão medida através do sensor para a posição do mesmo. O perfil de profundidade/ concentração daqui resultante fornece informação sobre o comportamento de sedimentação, qualidade das lamas e, no sentido mais amplo do termo, na antiguidade das lamas. A deposição de material suspenso extremamente fino devido aos processos anaeróbicos, e desnitrificação indesejada, também pode ser detetado em tempo útil. Medição em linha dos sólidos em suspensão Tal como no processo preliminar de escoamento de lama sedimentada, os sólidos em suspensão de lamas ativadas, o retorno pode ser utilizado como um parâmetro de controlo. O sensor de medição fotométrico é geralmente instalado através de uma válvula de esfera que permite ao operador colocar e remover o sensor para manutenção, sem interromper o processo. O sinal do sistema de medição dos sólidos em suspensão está avaliado contra um limite mínimo de forma a parar a descarga de resíduos de lamas ativadas em tempo útil.
DESIDRATAÇÃO OTIMIZADA DAS LAMAS As lamas tratadas ainda contém cerca de 95% de água. De forma a incinerar as
lamas ou permitir que as mesmas sejam armazenadas num local de descarga, deve ser daí extraída água adicional em decantadores, prensa de correia dupla, ecrã de prensas de correia e centrifugadoras. Quantidade de sólidos, turvação, pH, fluxo e pressão hidrostática tal como diferentes velocidades quando são utilizados os decantadores, são os parâmetros de controlo exigidos. Quando o sensor de sólidos em suspensão é instalado é muito importante garantir que as medições sejam efetuadas antes dos polímeros serem adicionados. A dose do floculante provoca uma modificação direta nas caraterísticas óticas das lamas, que também estão dependentes do tempo de reação. Uma variação excessiva na qualidade ótica das lamas levará a erros de medição. A dose de floculante segundo o peso da massa seca na entrada, determinada pela quantidade de sólidos e fluxo do produto, está referido como controlo “Feed forward”. Feedback, ou seja, a regulação é possível ao utilizar sensores de turvação no centrifugado/filtrado. A espuma e as bolhas de ar devem ser extraídas do centrifugado num tanque de ventilação para garantir valores de medição representativos. Os floculantes (polímeros) são utilizados para desestabilizar o equilíbrio da carga na mistura de lamas/ água e, assim, promover a coagulação dos microflocos. A reação dos polímeros com a lama a ser desidratada depende de vários fatores como, por exemplo, os valores de pH, a temperatura, o tamanho da partícula e a capacidade de retenção da lama. A mudança dos polímeros altera o equilíbrio na suspensão e, assim, permite a coagulação dos sólidos em suspensão. Medindo a carga na superfície do sólido suspenso é uma forma óbvia de determinar a sua eficácia. As transmissões de corrente dos monitores são utilizadas para medir a carga. O controlo do alvo (ponto de regulação) está localizado próximo do ponto isoelétrico. O ótimo
Figura 6. Controlo da centrifugação.
Uma grande quantidade de polímeros deve ser, por um lado, evitado uma vez que o lema “quanto mais, melhor” não é aplicado neste caso, mas o excesso de floculante piora o resultado de desidratação. Por outro lado é apropriado considerar se um centrifugador levemente carregado com sólidos não deve ser aceite, caso isso signifique que o consumo de polímeros possa ser significativamente reduzido e, assim, podem ser garantidas grandes reduções de custos ao longo do ano.
princípio económico é aqui aplicado. Por outras palavras, uma grande quantidade de polímeros deve ser, por um lado, evitado uma vez que o lema “quanto mais, melhor” não é aplicado neste caso, mas o excesso de floculante piora o resultado de desidratação. Por outro lado é apropriado considerar se um centrifugador levemente carregado com sólidos não deve ser aceite, caso isso signifique que o consumo de polímeros possa ser significativamente reduzido e, assim, podem ser garantidas grandes reduções de custos ao longo do ano.
RESUMO Se se começa com o princípio orientador de evitar as causas ao invés de as resolver é importante fazê-lo sem sistemas de medição online como descrito anteriormente. Uma medição contínua do nível, pressão, fluxo, oxigénio, pH, perfil da lama, tipo de lama, nível de sólidos, parâmetros SAC, amónio, nitrato e de fosfato tornam um equipamento standard numa estação de tratamento de resíduos. São um meio adequado não só para descobrir mais sobre a constituição das lamas e resíduos de água, mas também sobre o estado do processo e, assim, reduzir os custos operacionais através da regulação e controlo e, ao mesmo tempo, aumentar a fiabilidade operacional.