17 a 20 de agosto de 2010, Rio de Janeiro. Aproveitamento Energético com Biogás Beatriz Blauth Schlobach
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- Evelyn de Sá Fortunato
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1 17 a 20 de agosto de 2010, Rio de Janeiro Aproveitamento Energético com Biogás Beatriz Blauth Schlobach
2 Conceito de Biogás É o gás obtido a partir da fermentação anaeróbica de material orgânico: resíduos sólidos domésticos; Dejetosdeanimaise Efluentes líquidos. Em estações de tratamento de esgotos o biogás formado tem em sua composição: 60%demetano(CH4); 35%dedióxidodecarbono(CO2)e 5%deoutrosgases;
3 Características da ETE Toque Toque I O projeto foi realizado na ETE Toque Toque I, localizado no centro de Niterói. O processo é composto pelas seguintes etapas: Pré Tratamento: gradeamento; desarenador e calha parshall; Tratamento Biológico Secundário: sistema anaeróbio com os reatores de fluxo ascendente (RAFA); tanque de reaeração; sistema aeróbio com os reatores rotativo de leito fixo(biodiscos); decantador secundário e reciclo de lodo para o sistema aeróbio; descarte do lodo do decantandor para estabilização no digestor anaeróbio e emissário final de esgoto tratado.
4 Fluxograma da ETE Toque Toque I
5 ETE Toque Toque I
6 Sistema de Pré-Tratamento da ETE Toque Toque I 1. Gradeamento
7 Sistema de Pré-Tratamento da ETE Toque Toque I 2. Desarenador manual e mecânico
8 Sistema de Pré-Tratamento da ETE Toque Toque I 3. Calha Parshall
9 Sistema Secundário: processo anaeróbio da ETE Toque Toque I 4. Caixa de distribuição dos RAFA s
10 Sistema Secundário da ETE Toque Toque I 5. Pré Aeração e Biodiscos
11 Sistema Secundário da ETE Toque Toque I 6. Decantadores
12 Bacia de contribuição da ETE Toque Toque I Bairros atendidos pela unidade são: Centro, Gragoatá, PontadaAreiaepartedoFonseca;
13 Dados Técnicos da ETE Toque Toque I Quantidade de Esgoto Tratado = 220 l/s População atendida = habitantes Produção de biogás = 720 m³/dia Média de consumo de energia elétrica = R$ KWh* Média do custo de energia elétrica = R$ ,00* * Os meses referentes foram de janeiro a março de 2010
14 Concepção do projeto em Águas de Niterói Captura dos gases do tratamento dos esgotos na ETE Toque Toque I; Direcionamento para queima em um conjunto motorgerador ciclo Otto; Conversão da energia química contida nas moléculas do biogás em energia mecânica por processo de combustão controlada. Essa energia ativa o gerador que a converte em energia elétrica
15 Objetivos do Projeto Gerais: Reaproveitamento energético com co-geração; Redução da emissão dos gases de efeito estufa; Otimização operacional com redução da demanda de energia convencional. Específico: Avaliar a redução do consumo em energia gerado a partir do aproveitamento energético do biogás e traçar o perfil do payback dos investimentos feitos no projeto
16 Custos do projeto Investimento: Arka e Trigás Estudos e equipamentos R$ ,00; Manutenção: Instalação do equipamento R$ ,66 Carvalhão Apoio à instalação R$ 720,00 Diversos Adequações e segurança R$ 2.500,00 Total do custo do projeto: R$ ,66
17 Ilustrações do Projeto
18 Plano de Ação Levantamento das empresas especializadas no negócio; Contratação das empresas de consultoria (Arka 2) e fornecedora (Trigás); Estudo de viabilidade do projeto; Implantação do sistema na Ete Toque Toque I; Operação do sistema em março de 2010; Visitas na Unidade; Acompanhamento técnico operacional do conjunto motorgerador (Economizador de Energia); Elaboração de relatórios técnicos; Acompanhamento técnico dos resultados do projeto e Pesquisa na melhoria do processo.
19 Acompanhamento Operacional do Economizador 25 Gráfico das Horas Trabalhadas do Economizador de Energia Horas Trab balhadas /5 9/5 11/5 13/5 15/5 17/5 19/5 21/5 23/5 25/5 27/5 29/5 31/5 2/6 4/6 6/6 Horas F. Ponta Hora de Ponta Período de leitura da AMPLA: 06/05 A 07/06/2010
20 Gráfico do Consumo Faturado Energético Início da operação da ETE Toque-toque II Consumo Faturado de Energia Elétrica KW/h Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Período Nov Dez Jan Fev Mar Abr Mai Jun Consumo Faturado no Horário F. ponta Consumo Faturado no Horário de ponta
21 Gráfico do Consumo Total Energético Início da operação da ETE Toque-toque II Consumo Total de Energia Elétrica KW/h Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Período Nov Dez Jan Fev Mar Abr Mai Jun Série1
22 Gráfico do Custo Energético Início da operação da ETE Toque-toque II Custo Total de Energia Elétrica R$ Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Período Nov Dez Jan Fev Mar Abr Mai Jun Série1
23 Gráfico da Economia Gerada pelo Economizador Economia Gerada pelo Economizador , , ,00 R$ 8.000, , , ,00 - Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Período Nov Dez Jan Fev Mar Abr Mai Jun Série1
24 Resultados Esperados pelo Projeto ÍTEM PROJETO (ESPERADO) Horas Trabalhadas: 744 h (93h na Ponta e 651h fora da Ponta) Tensão Utilizada: 440 V - Corrente do Economizador : 45 A Potência do Economizador : 35 kw Energia produzida por biogás: Na Ponta: 35 KW x 3h x 7d x 4 = KWmês Fora da Ponta: 35 KW x 21h x 7d x 4 = KWmês Tarifa horosazonal: VERDE Na Ponta - R$ 2,02816 Fora de Ponta - R$ 0,16817 Economia: Na Ponta: 2.940,00 x R$ 2,02816 = R$ 5.962,79 Fora da Ponta: x R$ 0,16817 = R$ 3.460,94 Total de Economia: R$ 9.423,73/mês
25 Resultados Obtidos pelo Projeto RESULTADOS OBTIDOS MARÇO: RESULTADOS OBTIDOS ABRIL: RESULTADOS OBTIDOS MAIO: 513 horas 540 horas 585 horas (52h na Ponta e 421h fora da Ponta) (89h na Ponta e 451h fora da Ponta) (104h na Ponta e 481h fora da Ponta) A 45 A 56 A 19,05 kw 34,29 kw 42,68 kw 19,05 KW x 92 h = 1.752,60 kwmês 34,29 KW x 89 h.mês = 3.051,81 kwmês 42,68 KW x 104 h.mês = 4.438,72 kwmês 19,05 KW x 421 h = 8.020,05 kwmês 34,29 KW x 451 h = ,79 kwmês 42,68 KW x 481 h = ,08 kwmês 1.752,60 x R$ 2,02816 = R$ 3.554, ,81 x R$ 1,96188 = R$ 5.987, ,72 x R$ 1,9564 = R$ 8.683, ,05 xr$ 0,16817 = R$ 1.348, ,795 x R$ 0,17469 = R$ 2.701, ,08 x R$ 0,17420 = R$ 3.576,17 R$ 4.903,27/mês R$ 8.688,82/mês R$ ,08/mês
26 Barreiras Operacionais: O conjunto motor-gerador apresentou alguns problemas desde o seu start up em dezembro/09; Foram necessários ajustes elétricos, mecânicos e hidráulicos para que o economizador entrasse em operação contínua em março/10; Tecnológicas: Biogás Sistemas de Limpeza do Gás; Necessidades de plantas de demonstração no país.
27 Conclusão Neste primeiro trimestre de operação do economizador de energia elétrica, foi calculado uma economia na ordem de R$ ,17 ; Desde a inauguração da ETE Toque Toque II, em março de 2009, o consumo e o custo energético total da estação vinha crescendo a cada mês; Desde o início do projeto aproveitamento do biogás, em março de 2010, o consumo vem se mantendo estável e o custo energético diminuindo.
28 Próximos Passos Ainda existem melhorias a fazer na linha do processo. O equipamento ainda não fica em operação 24h/dia; Paradas no sistema para manutenções previstas e imprevistas (aquecimento no motor); Perda de gás no sistema
29 Contatos OBRIGADA! Beatriz Blauth Schlobach Engenheira Civil/Especialista em Engenharia Sanitária Coordenação de Desenvolvimento Técnico/GMS tel: /
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