Eficiência energética em estação de tratamento de esgoto : análise de alternativas para redução do consumo de energia elétrica

Abstract

O setor de saneamento básico no Brasil é responsável por uma grande demanda de energia elétrica. Dentro de uma estação de tratamento de esgoto (ETE), cerca de 15% a 40% do gasto financeiro total é referente ao gasto com energia elétrica. Em uma ETE é possível reduzir o gasto de energia com atualização dos equipamentos, controle da operação, melhoramento do processo de transferência de oxigênio e adição controlada de oxigênio ao processo por meio de sopradores com vazão controlada. Este trabalho apresenta alternativas para redução do gasto em energia elétrica por meio de atualizações de processos e melhor aproveitamento dos recursos na operação da ETE Guarani, localizada no município de Capão da Canoa, no Rio Grande do Sul. A partir dos processos e dados coletados, foi modelada a operação dos três conjuntos de sopradores responsáveis pela operação dos dois filtros aerados e quatro alternativas foram analisadas. Considerando a viabilidade de implementação das alternativas, uma delas foi aplicada em campo, sendo comparada com o cenário antes da ação de eficiência energética. A alternativa implementada faz uso da configuração de multispeed nos inversores de frequência e trouxe quatro faixas de operação possíveis, tornando possível que a potência entregue aos sopradores seja proporcional à vazão de entrada da ETE. Pelo método de Medição e Verificação (M&V) foi caracterizado o processo e obtido uma redução de 9,16% no consumo de energia. Essa redução foi possível ser feita sem a necessidade de aquisição de novos equipamentos, apenas com a mudança da operação nos sopradores.

The primary sanitation sector in Brazil is responsible for a great demand for electricity. Within a wastewater treatment plant (WWTP), about 15% to 40% of the total financial expenditure is related to electricity. In a WWTP, it is possible to reduce energy expenditure by updating equipment, controlling the operation, improving the oxygen transfer process, and controlling the addition of oxygen to the process through blowers with controlled flow. This work presents alternatives to reduce energy costs through process updates, and better use of resources in the operation of the WWTP Guarani, located in the municipality of Capão da Canoa, in Rio Grande do Sul. From the processes and data collected, the operation of the three sets of blowers responsible for the operation of the two aerated filters was modeled, and four alternatives were analyzed. Considering the feasibility of implementing the alternatives, one of them was applied in the field, being compared with the scenario before the energy efficiency action. The alternative implemented uses the multispeed configuration in the frequency inverters and brought four possible operating ranges, making it possible for the power delivered to the blowers to be proportional to the WWTP inlet flow. Using the Measurement and Verification (M&V) method, the process was characterized, and a 9,16% reduction in energy consumption was obtained. This reduction was possible without the need to purchase new equipment, just by changing the operation of the blowers.