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Análise espacial e temporal de estratégias de recuperação energética de subprodutos do tratamento de esgoto na região metropolitana de Curitiba

Resumo

Recuperação Energética Esgoto Curitiba – Este artigo propõe estratégias para otimizar o aproveitamento energético de biogás e lodo em plantas de tratamento anaeróbio de esgoto (ETEs). A pesquisa é aplicada e descritiva, em um estudo de caso na região metropolitana de Curitiba. Os procedimentos utilizados foram: levantamento de dados qualitativos (documental) e quantitativos (secundários) das ETEs; simulação computacional da produção de biogás e lodo das ETEs; análise financeira e de desempenho das estratégias. As estratégias de recuperação energética obtidas foram (em 2043): secagem térmica e motogerador em 6 ETEs (1.680 MWh.mês-1 evitado); motogerador a biogás em 5 ETEs (655 MWh.mês-1 evitado); lodo para UGL e a queima do biogás em 18 ETEs. Conclusão: pelo menos 26% das ETEs apresentaram viabilidade de desempenho e financeira para aproveitamento do biogás e lodo em 2017 e 38% em 2043.

Introdução

As estações de tratamento de esgoto (ETEs) compreendem um complexo sistema de unidades operacionais projetadas de modo a adequar as características físicas, químicas e biológicas de efluentes de atividades humanas, segundo parâmetros e limites estabelecidos na legislação, com o objetivo de promover a saúde pública (controle de doenças de veiculação hídrica) e garantir a manutenção da qualidade ambiental.

Entretanto, as ETEs demandam elevado (e contínuo) consumo de energia, sobretudo diante de padrões mais restritivos de qualidade do efluente, que exigem a implantação de etapas de tratamento complementar. Esse cenário gera, consequentemente, sobrecarga no sistema de fornecimento de energia por parte das concessionárias, pois ETEs estão entre os maiores consumidores industriais, além de implicar em alto custo operacional ao tratamento de esgoto (25 a 40% do custo total).

Por outro lado, a recuperação energética do poder calorífico do gás metano (CH4) e do lodo biológico, formados na degradação anaeróbia da matéria orgânica, é uma estratégia em potencial para atender a demanda crescente de energia do setor de saneamento.

O objetivo deste artigo é propor estratégias para otimizar o aproveitamento do potencial energético do biogás e do lodo em ETEs anaeróbias. Este estudo vem, portanto, de encontro a uma necessidade evidente, pois o país possui grande potencial instalado para recuperação energética do biogás e do lodo biológico, mas para que isso ocorra a contento deve-se buscar a gestão integrada desses recursos e soluções tecnológicas capazes de otimizar a relação entre saldo energético efetivo e investimento.

A área de estudo compreende as ETEs anaeróbias da Região Metropolitana de Curitiba (RMC). Segundo dados do Instituto Paranaense de Desenvolvimento Econômico e Social (IPARDES), em 2017 os municípios da RMC somavam
3.587.846 habitantes e para 2040 a projeção de crescimento dessa parcela da população é de 15%.

Em 2017 apenas 44% da população dessa região era beneficiada com coleta e tratamento de esgoto e o plano diretor da companhia de saneamento do Paraná prevê a expansão desses serviços para 80% da população até 2043. Isso significa que o potencial energético instalado das ETEs da RMC deve dobrar em 25 anos.

Autores: Christian Taschelmayer e Patricia Bilotta.

Processos de separação por membranas


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