Inovação em processos e tecnologias nas instalações operacionais para o tratamento de água e esgotos. André Lermontov, D.

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1 Inovação em processos e tecnologias nas instalações operacionais para o tratamento de água e esgotos André Lermontov, D.Sc Junho 2013

2 Inovar: é imaginar o que ninguém pensou; é acreditar no que ninguém jurou; é arriscar o que ninguém ousou; é realizar o que ninguém tentou. Inovar é transcender.

3 No passado nosso negócio era tratar esgoto. Agora, devemos reduzir nutrientes, reusar, aproveitar biogás, extrair energia, adequar à padrões de classes de lançamento, dispor os rejeitosdeformasustentável. E, de quebra, tratar o esgoto.

4 Criatividade consiste no total rearranjo do que sabemos com o objetivo de descobrir o que não sabemos.

5 Eficiência Energética PROGRAMA DE EFICIENTIZAÇÃO ENERGÉTICA

6 Por força da lei Nº 991 de 24/07/2000 resolução ANEEL Nº 492 de 17/09/2002 a Ampla fica obrigada a investir 0,5 % da sua ROL em projetos de eficiência energética.

7 5 bombas submersíveis de 170 CV cada Desligamento entre 18h às 21h Bombeamento entre 21h e 5h Mudança de tarifa azul para verde Projeto: Grupo Geradores entre 18h e 21h para o resto da ETE

8 Investimento AMPLA: R$ ,00 Debitado em 36 parcelas com as reduções atingidas

9 ETE Sustentável

10 Integração paisagística

11 Teto verde

12 Aumento de capacidade

13 110L/s + 110L/s + 110L/s + 110L/s = 440 L/s 110L/s + 110L/s + 110L/s + TECNOLOGIA 147L/s + 147L/s + 146L/s = 440 L/s

14 Aumento de capacidade Piloto de MBBR Reator Biológico de Leito Móvel : Estudar a viabilidade técnica e econômica de se aumentar a capacidade de tratamento da ETE e gerar menos lodo sem a construção de um novo reator biológico.

15 Aumento de capacidade Reator Biológico Anaeróbio de Leito Fixo (AFBBR) ASPECTO TÉCNICO-OPERACIONAL A concepção original dos reatores UASB apresenta grandes dificuldades para tratar esgoto sanitário: Elevadas cargas volumétricas; Elevadas cargas de sólidos; onde a velocidade ascensional e a digestão da DQO particulada são as etapas limitantes do processo.

16 ETE 80 L/s + ETE 80 L/s = ETE 160 L/s Mesma eficiência ETE 80 L/s + TECNOLOGIA = ETE 160 L/s CAPEX = R$ ½ ETE 80 L/s (*) Não incluso terreno

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18 REATOR EM ESCALA PILOTO No intuito de transpor estas limitações (hidráulica e de carga), foi proposto um Reator UASB, em escala piloto, contendo material suporte para a imobilização celular (BioBob ) no tratamento de esgoto sanitário: Geometria cilíndrica; Volume útil de 12,5 m³; Altura útil de 5,5 m.

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20 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL A investigação experimental foi realizada em 06 etapas principais: Etapa Tempo de Q va TDH Volume de experimental operação (d) (L s-1) (m s-1) (h) BioBob (m³) ,4 0,63 7, ,4 0,63 7, ,5 0,79 6, ,6 0,95 5, ,7 1,11 4, ,8 1,27 3,8 5

21 RESULTADOS Velocidade Ascensional Anaeróbio: 0,63 para 1,27 m/s Carga Aplicada Reator Anaeróbio Etapa 2 Etapa 3 Etapa 1 Etapa 4 Etapa 6 Etapa 5 70,0 70,0 50,0 40,0 40,0 30,0 30,0 20,0 20,0 10,0 10,0 0,0 Volume (m3/dia) 60,0 50,0 Tempo de Detenção Hidráulico Anaeróbio: 7,6 para 3,8 h 0, Geração de Biogás Dias DQO Volume Tratado Etapa 2 Etapa 1 7,0 Etpa 3 Etapa 4 Etapa 5 Etapa 6 6,0 A adição do BioBob possibilitou o aumento da velocidade ascensional e redução do TDH mantendo-se alta produção de CH4 (Etapa 4 e 6). 5,0 m³/dia Carga Aplicada. (kg/d) 60,0 4,0 3,0 2,0 1,0 0, Dias Vo l. Ge ração Bio gás ( L/d)

22 Reciclagem de areia

23 Retira dos sólidos grosseiros e tratamento da areia:

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26 Projeto Lavador de Areia : Transporte (22 dias) 145,00 R$ / caçamba 4 caçambas / dia Economia Pó de Pedra (22 dias) 16,00 m³ / dia 48,00 R$ / m³ 580,00 R$ / dia ,00 R$ / mês ,00 R$ / ano 768,00 R$ / dia ,00 R$ / mês ,00 R$ / ano Disposição (22 dias) 4 caçambas / dia 4,00 m³ / caçamba 16,00 m³ / dia 1,65 t / m³ 55 R$ / t ECONOMIA TOTAL PROJETO 2.800,00 R$ / dia ,00 R$ / mês ,00 R$ / ano 1.452,00 R$ / dia ,00 R$ / mês ,00 R$ / ano

27 Em execução

28 Desidratação de lodo

29 Desidratação de lodo Equipamento para produzir 10 t/dia de lodo a 20% de sólidos Comparativo de custo OPERACIONAL Equipamento Energia Manutenção Total Total 10 anos kwh/h Horas R$ / ano R$ / ano R$ / ano R$ / 10 anos Parafuso prensa , , , ,00 Centrífuga , , , ,00 Centrífuga , , , ,00

30 Ultrafiltração Pesquisas rumo a nova portaria 2.914/11: Estudo de viabilidade do uso de membranas para tratamento de água potável. Resultados esperados: água potável de melhor qualidade, menor custo operacional com redução insumos e geração de resíduos inferior ao tratamento convencional.

31 Tecnologias Inovadoras Material Filtrante Esferas de vidro

32 Tecnologias Inovadoras Recuperação de Fósforo - Fertilizante Composição: 5 % Nitrogênio 23% P2O5 12% MgO

33 Tecnologias Inovadoras Controle de odores com produtos naturais

34 Tecnologias Inovadoras DIGESTÃO AVANÇADA - Hidrólise Térmica

35 Tecnologias Inovadoras Ação da Hidrólise Térmica sobre o Lodo Lodo bruto Foto: 400 x 550 micras Lodo com hidrólise térmica a 165 º C em 20 minutos Lodo produto da "explosão de vapor

36 Tecnologias Inovadoras Sistema sustentável de secagem com incineração

37 Tecnologias Inovadoras

38 Tecnologias Inovadoras

39 Aproveitamento energético do esgoto +35 o C Cp = 1.01 Torre de resfriamento COP~3 Esgoto Água Potável ArCon

40 Aproveitamento energético do esgoto +35 o C Cp = Economiza água + Economiza químicos + Economia em O&M +20 o C Cp = 4.2 Usando esgoto como fonte de energia COP~6 Esgoto Água Potável ArCon Sistemade troca de calor

41 Soluções em recuperação energética O sistema rende 480kW de calor & 840kW de frio e opera com um Coeficiente de Performance (COP) de aproximadamente 5-6.

42 Soluções em recuperação energética

43 Hilfsenergie [kwh/a] Gas [kwh/a] Nutzenergie [kwh/a] Abwasserwärme [kwh/a] , ,500 96,300 Energy Input [kwh/a] , % Umweltwärme aus Abwasser 535, Wastewater Heat Recovery Conventional

44 Tecnologias Inovadoras Granulação de lodo ETE s sem decantadores

45 Tecnologias Inovadoras Estudos de controle populacional com anelídeos para redução e equilíbrio de lodo em reatores aeróbios. Descarte zero. Anelídeo tem valor agregado na indústria pesqueira

46 Tecnologias Inovadoras DESTRUIÇÃO DE ALGAS POR ULTRASOM Combate a eutrofização de mananciais

47 Uma vez que uma nova tecnologia passa por cima de você, se você não é parte do rolo compressor, você faz parte da estrada.

48 Obrigado