Avaliação do desempenho da desidratação mecânica por centrifugação de lamas anaerobiamente digeridas: Caso de estudo de seis ETAR em Portugal

Abstract

A desidratação mecânica é uma operação fundamental em Estações de Tratamento de Água Residual (ETAR) de média/grande dimensão devido aos elevados caudais de lamas gerados nestas instalações no decorrer do tratamento de águas residuais, por forma a reduzir não só o impacto ambiental, mas também os custos de operação relacionados com o transporte a destino final. O tratamento de lamas, nomeadamente a desidratação, é muitas vezes negligenciado. No entanto, os custos de operação da fase sólida podem, por vezes, igualar ou superar os custos de operação da fase líquida, sobretudo os custos associados ao consumo energético, de floculantes e transporte a destino final. A digestão anaeróbia é um processo chave, que permite não só estabilizar e reduzir o volume das lamas provenientes do tratamento de águas residuais, mas também valorizar o biogás resultante do processo, através da produção combinada de eletricidade e calor (cogeração). Por outro lado, os impactos que a digestão anaeróbia tem na desidratação mecânica nem sempre são positivos. O presente trabalho analisou e avaliou o funcionamento da desidratação mecânica com recurso a centrífuga, de seis Fábricas de Água (ex-ETAR) do grupo Águas do Tejo Atlântico, com digestão anaeróbia, nomeadamente de Beirolas, Chelas, Frielas, Guia, São João da Talha e Vila Franca de Xira, em função do descrito na literatura e dos objetivos de sicidade e doseamento de floculante a atingir por cada ETAR. Nos casos em que foi possível avaliou-se também a taxa de captura de sólidos. A avaliação foi feita com base nos dados analíticos e operacionais, para o período de Agosto de 2017 a Julho de 2018. A análise efetuada permitiu concluir que a ETAR de Frielas foi a que apresentou o melhor desempenho, ao cumprir tanto o objetivo de sicidade como o de doseamento de floculante, seguida da ETAR da Guia, que cumpriu apenas os objetivos de sicidade. As ETAR de Beirolas, Chelas, São João da Talha e Vila Franca de Xira apresentam desempenhos abaixo dos objetivos, tanto de sicidade como de doseamento de floculante, com a ETAR de Chelas a apresentar o pior desempenho.

Mechanical dewatering is a crucial operation in medium to large Wastewater Treatment Plants (WWTP) to give a response to the large quantities of sludge generated during wastewater treatment not only to minimize environmental impacts but also to reduce the costs related to sludge transportation. The main costs associated to sludge treatment are related to energy consumption, chemicals and transportation. Sludge treatment, more precisely mechanical dewatering, is often neglected; however, sludge treatment operational costs can be equal or superior to those related to liquid phase. Anaerobic digestion is a key process that allows not only sludge stabilization and volume reduction but also biogas validation resulting from the process through combined heat and power production (CHP). On the other hand, the impact that anaerobic digestion processes have on the mechanical dewatering operations are not always positive. In the present work, mechanical dewatering with a decanter centrifuge of six WWTP with anaerobic digestion namely Beirolas, Chelas, Frielas, Guia, São João da Talha and Vila Franca de Xira were evaluated. The results of dry sludge cake solids content and polymer dosage were compared with the values described in the literature and the objectives defined for each WWTP. Solids capture rate were determined where data was available. The evaluations were based in analytical and operational data for the period of August 2017 through July 2018, one year. Frielas WWTP presented the best performance, fulfilling both objectives, dry sludge cake solids content and polymer dosage. Guia WWTP only accomplished one objective - dry sludge cake solids content. Beirolas, Chelas, São João da Talha and Vila Franca de Xira WWTP performed below expectations, failing to fulfill any of the objectives, with Chelas WWTP performing the worst.