Operação de Sistemas de Tratamento de Águas Residuais por Lamas Activadas com Arejamento Prolongado

Download Operação de Sistemas de Tratamento de Águas  Residuais por Lamas Activadas com Arejamento  Prolongado

Post on 31-Oct-2015

177 views

Category:

Documents

39 download

Embed Size (px)

DESCRIPTION

TESISOperao de Sistemas de Tratamento de guasResiduais por Lamas Activadas com ArejamentoProlongado

TRANSCRIPT

<ul><li><p>Operao de Sistemas de Tratamento de guas Residuais por Lamas Activadas com Arejamento </p><p>Prolongado </p><p>Rui Pedro Silvestre de Lima Luizi </p><p>Dissertao para obteno do Grau de Mestre em Engenharia Civil </p><p>Jri </p><p>Presidente: Prof. Jos Antunes Ferreira Orientador: Prof. Joo Torres de Quinhones Levy Vogal: Prof. Filipa Ferreira </p><p>Maro 2012 </p></li><li><p>Agradecimentos </p><p>Ao Professor Joo Levy por ter orientado esta dissertao e por ter partilhado os seus conhecimentos, experincia e extensivo material escrito em sistemas de tratamento por lamas activadas sem os quais no teria sido possvel realizar este trabalho. </p><p> Eng. Rita Pereira por ter permitido o acompanhamento dirio das operaes na Etar de Rio Maior e ao Tcnico Miguel Duarte pela sua disponibilidade para que o acompanhasse nas visitas regulares a diversas Etars, sem a sua ajuda e apoio este estudo seria menos conseguido e actual. </p></li><li><p>Resumo </p><p>Este estudo pretende ser uma referncia que permita a algum, com um conhecimento e noes de sistemas de tratamento de guas residuais, uma srie de informaes relacionadas com os objectivos e problemas inerentes operao de um Sistema de Tratamento de guas Residuais por Lamas Activadas. </p><p>O estudo centra-se nos sistemas de Tratamento de guas Residuais por Lamas Activadas por Arejamento Prolongado, uma vez que so os sistemas mais comuns em Portugal e os geralmente usados para o Tratamento de guas Residuais Domsticas; pelo mesmo raciocnio analisa-se a operao de ETAR que servem at 100000 habitantes. </p><p>Neste estudo descreve-se o sistema em anlise a par com os critrios para apreciao das suas condies de funcionamento, assim como os problemas operacionais a esperar em cada elemento dos mesmos. A descrio do sistema passa por uma anlise de todos os orgos de um sistema de tratamento, critrios para apreciao de funcionamento e procedimentos correntes de operao e manuteno. Os problemas operacionais tambm so abordados, procedendo-se sua identificao e definio de aces a desenvolver para os evitar ou eliminar. </p><p>Esta informao encontra-se disponvel num programa de computador criado com o objectivo de permitir o acesso e uso fcil e rpido informao recolhida e compilada. </p><p>Palavras-chave: Tratamento de gua residual, lamas activadas, arejamento prolongado, problemas operacionais </p></li><li><p>Abstract </p><p>This study intends to be a reference that will allow someone with knowledge and basic notions of wastewater treatment systems a series of information related to the objectives and problems inherent in the operation of a System of Wastewater Treatment by Activated Sludge. </p><p>The study focuses on systems of Wastewater Treatment by Activated Sludge with Extended Aeration, since they are the most common systems in Portugal and commonly used for the Treatment of Domestic Wastewater; by the same reasoning the analysis is of the operation of wastewater treatment plants serving up to 100000 inhabitants. </p><p>In this study we describe the system under consideration along with the criteria for assessment of their operating conditions, as well as operational problems to expect on each element of such system. The description of the system requires an analysis of all the constituent units of a system of treatment, criteria for review of the operation and current operating procedures and maintenance. The operational problems are also addressed, proceeding to the identification and definition of actions to avoid or eliminate them. </p><p>This information is available in a computer program created in order to allow access and easy and fast use to the information collected and compiled. </p><p>Keywords: wastewater treatment, activated sludge, extended aeration, operational problems </p></li><li><p>NDICE 1 Introduo .............................................................................................................................. 1 </p><p>2 Justificao do tema e objectivos .......................................................................................... 2 3 Caracterizao da situao portuguesa ................................................................................ 5 </p><p>4 Metodologia ......................................................................................................................... 11 </p><p>5 Tratamento de guas residuais ........................................................................................... 13 </p><p>6 Caracterizao de guas residuais ..................................................................................... 18 </p><p>6.1 Consideraes Gerais .......................................................................................... 18 6.2 Slidos Totais ....................................................................................................... 18 6.3 Matria Orgnica .................................................................................................. 19 6.4 Compostos de Azoto ............................................................................................ 19 6.5 Compostos de Fsforo ......................................................................................... 20 6.6 Temperatura ......................................................................................................... 20 6.7 Alcalinidade .......................................................................................................... 20 </p><p>7 Anlise do Sistema de tratamento por lamas activadas de arejamento prolongado .......... 21 7.1 Esquema de tratamento ....................................................................................... 21 7.2 Caracterizao das etapas do sistema de tratamento ......................................... 22 </p><p>7.2.1 Gradagem ............................................................................................................. 22 7.2.2 Desarenao ........................................................................................................ 22 7.2.3 Medio de Caudal .............................................................................................. 23 7.2.4 Arejamento ........................................................................................................... 24 7.2.5 Decantao .......................................................................................................... 24 7.2.6 Desinfeco .......................................................................................................... 25 </p><p>7.3 Caracterizao dos elementos constituintes de um sistema de tratamento ........ 26 7.3.1 Cmara de Grades ............................................................................................... 26 7.3.2 Tamisador ............................................................................................................. 27 7.3.3 Desarenador ......................................................................................................... 28 7.3.4 Tanque de Arejamento ......................................................................................... 29 7.3.5 Decantador ........................................................................................................... 30 7.3.6 Espessador ........................................................................................................... 32 7.3.7 Desidratao mecnica de Lamas (Centrifugao) ............................................. 33 7.3.8 Estao Elevatria de Lamas ............................................................................... 34 7.3.9 Desinfeco (por aco de radiao ultravioleta) ................................................ 35 </p><p>7.4 Operao de um sistema de tratamento .............................................................. 36 7.4.1 Controlo Analtico do processo de tratamento ..................................................... 36 7.4.2 Problemas operacionais e sua resoluo ............................................................ 38 </p><p>7.4.2.1 Cmara de Grades .......................................................................................... 38 7.4.2.2 Tamisador ........................................................................................................ 41 </p></li><li><p>7.4.2.3 Desarenador/Desengordurador ....................................................................... 43 7.4.2.4 Tanque de Arejamento .................................................................................... 46 7.4.2.5 Decantador Secundrio ................................................................................... 52 7.4.2.6 Espessador de lamas ...................................................................................... 64 7.4.2.7 Estaes Elevatrias ....................................................................................... 67 7.4.2.8 Centrfugas (Desidratao mecnica das lamas) ........................................... 71 7.4.2.9 Desinfeco atravs do uso de radiao ultravioleta ...................................... 76 </p><p>8 Desenvolvimento do programa ............................................................................................ 77 </p><p>9 Sntese, concluso e recomendaes ................................................................................. 80 </p><p>REferncias bibliogrficas ........................................................................................................... 82 </p><p>Anexo I.. .................................................................................................................... I </p><p>Anexo II.. ........................................................................................................... ..IV </p><p>Anexo III.. ......................................................................................................... ..VII </p><p>Anexo IV.. ....................................................................................................... ..VIII </p><p>Anexo V.. .......................................................................................................... ..IX </p></li><li><p>ndice de Figuras </p><p>FIGURA I:ENTIDADES GESTORAS DO SERVIO DE DRENAGEM E TRATAMENTO DE A.R., POR TIPO DE </p><p>ENTIDADE ................................................................................................................. 6 </p><p>FIGURA II:PROPORO DE GUA RESIDUAL TRATADA, POR TIPO DE TRATAMENTO ............................. 6 </p><p>FIGURA III:CUSTO TOTAL POR UNIDADE DE VOLUME DRENADO DO SERVIO DE DRENAGEM E </p><p>TRATAMENTO DA AR POR REGIO HIDROGRFICA ...................................................... 8 </p><p>FIGURA IV: ESQUEMA TIPO DE TRATAMENTO DE LAMAS ACTIVADAS POR AREJAMENTO PROLONGADO21 </p><p>FIGURA V:CMARA DE GRADES COM LIMPEZA MECNICA ............................................................... 26 </p><p>FIGURA VI:TAMISADOR EM FUNCIONAMENTO ................................................................................. 27 </p><p>FIGURA VII: DESARENADOR/DESENGORDURADOR ........................................................................ 28 </p><p>FIGURA VIII: TANQUE DE AREJAMENTO ......................................................................................... 29 </p><p>FIGURA IX: DECANTADOR SECUNDRIO ........................................................................................ 30 </p><p>FIGURA X: ESPESSADOR E ESQUEMA INTERNO TIPO ..................................................................... 32 </p><p>FIGURA XI: CENTRIFUGADORA ..................................................................................................... 33 </p><p>FIGURA XII: ESTAO ELEVATRIA DE LAMAS ............................................................................... 34 </p><p>FIGURA XIII: CANAL DE DESINFECO POR RADIAO UV ............................................................. 35 </p><p>FIGURA XIV: ESQUEMA TIPO DE RESOLUO DE PROBLEMA OPERACIONAL ..................................... 77 </p><p>FIGURA XV: INTERFACE DE ESCOLHA DE CONSTITUINTE A ANALISAR ............................................... 78 </p><p>FIGURA XVI: EXEMPLO DE INTERFACE DE ESCOLHA DE PROBLEMA OPERACIONAL A ANALISAR ......... 78 </p><p>FIGURA XVII: EXEMPLO DE INTERFACE DE ESCOLHA DE CAUSA A ANALISAR .................................... 79 </p><p>FIGURA XVIII: EXEMPLO DE INTERFACE DE INFORMAO SOBRE CAUSA A ANALISAR ....................... 79 </p></li><li><p>ndice de Quadros </p><p>QUADRO I: QUANTIDADE DE GUAS RESIDUAIS TRATADAS, SEGUNDO TIPO DE TRATAMENTO E REGIO . 7 </p><p>QUADRO II: NMERO DE ESTAES DE TRATAMENTO DE GUA RESIDUAL POR REGIO7 QUADRO III: NDICES DE ATENDIMENTO POR REGIO .......................................................................... 7 QUADRO IV: CUSTOS TOTAIS E POR UNIDADE DE VOLUME DRENADO DO SERVIO DE DRENAGEM E </p><p>TRATAMENTO DA GUA RESIDUAL POR REGIO HIDROGRFICA ................................... 8 </p><p>QUADRO V: CUSTOS DE EXPLORAO E GESTO TOTAIS E POR UNIDADE DE VOLUME DRENADO DO </p><p>SERVIO DE DRENAGEM E TRATAMENTO DA AR POR REGIO HIDROGRFICA ................ 9 </p><p>QUADRO VI: PROVEITOS TOTAIS DO TARIFRIO E POR UNIDADE DE VOLUME DRENADO DO SERVIO DE </p><p>DRENAGEM E TRATAMENTO DA AR POR REGIO HIDROGRFICA................................... 9 </p><p>QUADRO VII: NVEL DE RECUPERAO DE CUSTOS EM PERCENTAGEM POR REGIO HIDROGRFICA .. 10 </p><p>QUADRO VIII: VALORES LIMITE DE EMISSO NA DESCARGA DE GUAS RESIDUAIS .............................. 15 </p><p>QUADRO IX: TESTES REALIZADOS DIARIAMENTE NA PRPRIA ETAR ................................................. 36 </p><p>QUADRO X: ANLISES LABORATORIAIS REALIZADAS PARA CONTROLO DO SISTEMA DE TRATAMENTO ... 37 </p><p>Siglas </p><p>AEA Agncia Europeia do Ambiente </p><p>AR gua residual </p><p>ARH Administrao da Regio Hidrogrfica </p><p>ASCE American Society of Civil Engineering </p><p>AWWA American Water Works Association </p><p>ETAR Estao de Tratamento de guas Residuais </p><p>INSAAR Inventrio Nacional de Sistemas de Abastecimento de gua e guas Residuais </p><p>OD Oxignio Dissolvido </p><p>PEASAR Plano Estratgico de Abastecimento de gua e Saneamento de guas Residuais </p><p>RASARP Relatrio Anual do Sector de guas e Resduos em Portugal </p><p>WEF Water Environment Federation </p><p>WPCF Water Pollution Control Federation</p></li><li><p>1 </p><p>1 INTRODUO </p><p>O processo biolgico adoptado nas estaes em estudo foi do tipo Lamas Activadas por Arejamento Prolongado, essencialmente por ser um sistema eficaz e flexvel para fazer face s variaes de caudal e de cargas afluentes, sendo um sistema de uso alargado em Portugal. </p><p>Este sistema garante a remoo biolgica dos compostos de carbono e assegura ainda a nitrificao das guas residuais afluentes, minimizando os odores produzidos em todo o processo. </p><p>A dissertao que em seguida se apresenta encontra-se organizada em nove captulos e trs anexos. </p><p>No captulo 2, apresentam-se os objetivos a que esta dissertao se prope assim como a relevncia e importncia do trabalho desenvolvido. </p><p>No captulo 3, caracteriza-se a situao actual portuguesa no respeitante ao tratamento de guas residuais urbanas. </p><p>No captulo 4, descreve-se a metodologia aplicada na realizao desta dissertao. </p><p>No captulo 5, realizado uma descrio do conceito e importncia do tratamento de guas residuais, assim como dos vrios e sequenciais processos englobados no processo de tratamento. </p><p>No captulo 6, so definidos os principais parmetros fsicos, qumicos e biolgicos utilizados na anlise do sistema de tratamento, ao longo das suas difer...</p></li></ul>