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Otimização energética de sistemas de arejamento nas estações de tratamento de águas residuais
| datacite.subject.fos | Infraestruturas | pt_PT |
| dc.contributor.advisor | Vivas, Eduardo Bruno de Freitas | |
| dc.contributor.author | Barros, Maria Flávia Ferreira | |
| dc.date.accessioned | 2018-03-01T12:18:07Z | |
| dc.date.available | 2018-03-01T12:18:07Z | |
| dc.date.issued | 2016 | |
| dc.description.abstract | A água é um bem escasso e que deve ser protegido. Esta preocupação tem vindo a refletir-se numa legislação cada vez mais exigente e, por conseguinte, obriga a que os processos de tratamento sejam, também eles, mais complexos e onerosos, sendo um dos principais custos, correspondentes ao consumo de energia. Uma estação de tratamento de águas residuais permite repor as principais características de qualidade de águas que antes são impróprias para consumo. Essa despoluição é assegurada com recursos a tratamentos físicos, químicos e biológicos, antes da devolução ao meio recetor. Tomando por base o exemplo das Estações de Tratamento de Águas Residuais (ETAR) de lamas ativadas, processo de tratamento biológico mais comum, o arejamento necessário à manutenção das condições aeróbias para ação das bactérias é o que consome mais energia numa ETAR (precisamente o gasto em que este relatório se foca), correspondendo, habitualmente, a mais de 50% do consumo de energia. Nesse sentido, qualquer potencial de otimização deste processo, poderá representar uma redução significativa dos custos de exploração de uma ETAR. Para avaliação do potencial de otimização existente, foi considerado que os principais objetivos são: (i) caracterizar a situação atual em termos de necessidades de arejamento e consumos de energia reais verificados, (ii) avaliar o potencial de otimização dos sistemas de arejamento atendendo aos níveis de eficiência dos equipamentos (no caso, sobrepressores), ao nível das transferências de oxigénio no tanque e controlo do sistema e (iii) ainda ao nível do melhor ajuste às reais necessidades de arejamento. Para se proceder à análise foi utilizado um software de simulação do processo biológico (Activated Sludge SIMulation Program – ASIM, da EAWAG) que permite obter, para um caso teórico de uma ETAR, as reais necessidades de oxigénio em diferentes cenários. Os cenários simulados, os quais se vão comparar com o cenário de referência (projeto) foram: variação dos caudais e cargas poluentes das águas residuais que a ETAR serve, variação da temperatura ao longo do tempo (dia e ano), controlo do sistema de arejamento em função dos níveis de Oxigénio Dissolvido (OD) no tanque de arejamento e criação de condições para a desnitrificação. Da análise destes diferentes cenários foi possível verificar a existência de um potencial de otimização de, pelo menos, 20 % quando se introduzem mecanismos de ajuste. | pt_PT |
| dc.description.abstract | Water is a scarse resource and must be protected. This concern has been reflected in an increasingly demanding legislation and therefore obliges that the treatment’s processes should be more complex and costly being one of the major costs related to energy consumption. A Waste Water Treatment Plant allows improve quality of water that before was inappropriate for human consumption. This water treatment is assured with the physical, chemical and biological processes before discharge to the receiving waters. Based on the example of Waste Water Treatment Plant (WWTP) activated sludge, the most common biological treatment process, the necessary aeration for the maintenance of aerobic conditions for bacterial action is one of the main causes of energy consumption in WWTP (the cost that this report is focused) corresponding usually to more than 50% of the energy consumption. In this respect, any potential optimization of this process may represent a significant reduction in operating costs of WWTP. To evaluate the potential optimization that could exist it was considered that the main objectives are (i) characterize the current situation in terms of the aeration needs and real energy consumption’s recorded, (ii) evaluate the potential optimization of the aeration systems attending to the levels of equipment efficiency’s (in this particular case: blowers) the levels of the oxygen transference in the reactor and the system control and (iii) attending to the best adjustment to real aeration demands. To proceed the analysis a software was used for simulation of the biological process (Activated Sludge SIMulation Program – ASIM, of EAWAG) which allows to obtain the real oxygen requirement in diferente scenarios for a theoretical case of WWTP. The simulated scenarios, which will be compared with thereference scenario (project), were: variation of the volumes and load pollutants of waste water that the WWTP serves, temperature variation over time (day and year), aeration control system according to the levels of dissolved oxygen (DO) in the aeration reactor and the creation of conditions that enable denitrification. From the analysis of the different scenarios was possible to verify the existence of a potential optimization of at least 20 % when the adjustment mechanisms are implemented. | pt_PT |
| dc.identifier.tid | 201750406 | pt_PT |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/10400.22/11066 | |
| dc.language.iso | por | pt_PT |
| dc.subject | ETAR | pt_PT |
| dc.subject | Água Residual | pt_PT |
| dc.subject | Arejamento | pt_PT |
| dc.subject | Eficiência energética | pt_PT |
| dc.subject | Custos de energia | pt_PT |
| dc.subject | WWTP | pt_PT |
| dc.subject | Wastewater | pt_PT |
| dc.subject | Aeration | pt_PT |
| dc.subject | Energy efficiency | pt_PT |
| dc.subject | Energy costs | pt_PT |
| dc.title | Otimização energética de sistemas de arejamento nas estações de tratamento de águas residuais | pt_PT |
| dc.type | master thesis | |
| dspace.entity.type | Publication | |
| rcaap.rights | openAccess | pt_PT |
| rcaap.type | masterThesis | pt_PT |
| thesis.degree.name | Mestrado em Engenharia Civil | pt_PT |