Reactores biológicos de membranas no tratamento de águas residuais. Estudo prévio - mbr compacto

O aumento da população mundial, principalmente em zonas de escassez de água, intensifica o aumento da sua procura para usos domésticos, industriais, e agrícolas. A reutilização de águas residuais pode ser apresentada como um contributo alternativo a esta procura, nomeadamente para fins não potáveis, podendo ser tratadas a níveis de qualidade que permitam a sua utilização adequada neste contexto, sendo uma medida, a longo prazo, competitiva do ponto de vista técnico económico. Neste âmbito, é efectuado um estudo sobre a aplicabilidade de Bioreactores de Membranas, denominados MBR, no tratamento de águas residuais e sua reutilização, sendo efectuado um estudo prévio para um sistema MBR compacto, dimensionado para 50 habitantes equivalentes tendo-se chegado a um tanque com 11 m3 divido em duas zonas, uma de equalização com 3 m3 e um reactor biológico com 8 m3. As membranas seleccionadas foram membranas de ultrafiltração PURON® da KOCH, devido ao seu sistema de limpeza inovador e eficiente, assim como às suas garantias de bom funcionamento. Por último fez-se uma análise com o objectivo de comparar sumariamente em várias vertentes (espaço, funcionalidades, custos, aumento de capacidades, arranque e produção de lamas) um sistema MBR, compacto ou não, com outros sistemas de tratamento. Esta dissertação tem como principais conclusões, que é possível um sistema MBR compacto ser produzido com um custo capital dentro dos limites comerciais, comparativamente a outras soluções compactas onde, no entanto, a solução MBR é sempre mais dispendiosa em termos de Total Cost of Ownership que qualquer outro sistema, apresentando no entanto sempre vantagens em termos da relação qualidade do efluente final e espaço ocupado.

Contribuição para o estudo da remoção de Selénio em águas residuais

O selénio é um elemento essencial numa reduzida faixa de concentrações e que pode originar efeitos adversos nos seres vivos, quer por se apresentar em excesso ou, inversamente, em caso de deficiência. A especiação do selénio é complexa, podendo encontrar-se na natureza sob vários estados de oxidação, o que dificulta a sua remoção dos efluentes. A presente Dissertação incluiu a revisão do estado da arte dos processos e tecnologias que removem selénio de águas residuais e, também a forma de limitar a sua presença nas lamas. A estação de tratamento de águas residuais (ETAR) de Ribeira dos Moinhos, Sines, foi utilizada como caso de estudo, tendo-se procurado avaliar qual ou quais as soluções que melhor permitirão fazer face à presença de selénio nas lamas da ETAR. Apesar de não ter sido identificada nenhuma tecnologia que permita a resolução do problema, foram definidas várias hipóteses. Por um lado, a solução pode envolver a utilização de uma tecnologia no pré-tratamento do efluente da Petrogal, como o ZVI, com o objectivo de limitar as interferências de outros compostos que estejam presentes nas águas residuais mais a jusante. Por outro lado, a aplicação de hidróxido ferroso às lamas mistas criando condições redutoras e a estabilização de lamas com cal viva poderão permitir a fixação do selénio à fase sólida, reduzindo o selénio no eluato das lamas.

Argamassas de reboco com terra. Avaliação da suscetibilidade à contaminação biológica

Em tempos passados, em Portugal, as argamassas de cal aérea, de terra e mistas de cal e terra foram muito utilizadas na construção de edifícios. Foram aplicadas na realização de rebocos, exteriores e interiores, de betonilhas e no assentamento de alvenarias. Com o aparecimento de novos ligantes, como o cimento, a sua utilização reduziu-se drasticamente levando à perda de muitos conhecimentos sobre a sua correta formulação, produção, manuseamento e utilização. Com o aumento das preocupações ecológicas e com a necessidade de reabilitar edifícios antigos têm vindo a ser estudados diversas características destas argamassas de modo a tornar a sua utilização de novo corrente. A presente dissertação tem como objetivo estudar uma característica pouco analisada no que diz respeito a argamassas de cal e de terra: a suscetibilidade à contaminação biológica quando aplicadas em rebocos. Para tal, foram analisadas ainda outras propriedades das argamassas como o pH e a rugosidade. Realizou-se um estudo preliminar sobre argamassas de cal aérea, cal e terra e fibras vegetais. Posteriormente o estudo incidiu sobre uma argamassa pré-doseada de terra e diversas argamassas elaboradas em laboratório com diferentes areias e adições (fibras vegetais e material de mudança de fase), de modo a ser possível determinar a influência de cada constituinte no risco de contaminação por fungos. Os resultados dos ensaios revelam que as argamassas de terra são bastante suscetíveis à contaminação biológica, sendo que o risco é agravado com a introdução de fibras e materiais de mudança de fase. Foi também possível concluir que a presença de cal inibe o desenvolvimento de fungos, apesar da presença de fibras numa argamassa de cal também aumentar o risco de contaminação. Conclui-se que a rugosidade e o pH são fatores muito importantes para controlar o nível de colonização. Foi ainda possível observar que diferentes composições levam a diferentes resultados e que é necessário estudar as características que se pretendem para uma determinada argamassa de modo a otimizá-la.

Análise e perspectivas sobre os sistemas de águas residuais em festivais de música

Os festivais de música são eventos desejáveis que promovem a arte, a cultura, o entretenimento e estabelecem a união entre pessoas. Como qualquer evento, os festivais geram impactes positivos e negativos nas esferas económica, social e ambiental. A organização de um evento sustentável deve assumir a responsabilidade de gerir os impactes negativos, promovendo a mitigação e eliminação dos mesmos, e potenciar os impactes positivos. A água é um recurso natural fundamental para a vida de todos os organismos vivos e, como tal, merece destaque entre os impactes ambientais causados durante a realização de um festival de música. Estes ocorrem num curto período de tempo, geralmente em época de estio, mobilizando milhares de pessoas para um determinado local, o que resulta em necessidades mais elevadas e menor disponibilidade hídrica. A presente dissertação tem como principal objectivo apresentar as medidas relativas ao tratamento de águas residuais adoptadas por determinados festivais de música realizados em Portugal. Verificou-se, através do estudo realizado a quatro festivais portugueses, NOS Primavera Sound, Rock in Rio, Vodafone Paredes de Coura e Andanças, que as organizações promovem o desenvolvimento sustentável através das boas práticas que implementam. No entanto, percebeu-se que não assumem a responsabilidade das águas residuais geradas durante o evento e que ainda não apostaram em medidas de utilização sustentável da água. Contudo, mostraram-se receptivas a novas ideias relativas ao abastecimento de água e tratamento de águas residuais, bem como da reutilização das mesmas, no planeamento do festival. A maioria dos festivais portugueses não transmite muita preocupação relativamente à conservação e preservação dos recursos hídricos. Porém têm a possibilidade de seguir as medidas adoptadas por alguns festivais estrangeiros, que promovem a utilização sustentável da água e criam sistemas de tratamento de águas residuais nos locais do evento.

Integração das actividades de manutenção e produção em instalações de tratamento de águas

O estudo do tema em causa vai de encontro com a necessidade de unir duas das áreas mais importantes da engenharia, a manutenção e a produção. Nesse sentido delineou-se que o objectivo seria levar a cabo o desenvolvimento de um modelo que possibilite relacionar os componentes considerados mais importantes, em termos de periodicidade de manutenção, com os materiais e processos produtivos dos mesmos. Desta forma, em primeiro lugar procedeu-se ao estudo das tarefas realizadas pela empresa. De seguida, idealizou-se um modelo empírico de relação entre os componentes dos equipamentos e a sua necessidade de manutenção. Depois disto e do estudo das tarefas realizadas pela firma, procedeu-se à introdução desses dados numa base ERP. Por último, analisou-se a possibilidade de uma retroacção neste processo por forma a melhorar a concepção dos equipamentos, quer a nível de processos de fabrico quer a nível dos materiais usados nos mesmos. Da aplicação do modelo empírico a um equipamento real, resultou a definição e priorização dos componentes que, teoricamente, mais careciam de manutenção. Estes resultados foram de encontro com o histórico do equipamento. Para além disso, foi possível apontar uma causa provável da existência desses componentes críticos, tal como apontar possíveis soluções para esses componentes. A principal contribuição deste trabalho foi o desenvolvimento de um modelo simples através do qual é possível detectar os componentes de maior desgaste para priorizar a sua intervenção. Por outro lado, e com base na informação gerada pela manutenção, propõe a existência de retroacção entre a área de manutenção e a área da produção no sentido de propor alterações a esses componentes de modo a ser reduzida a criticidade dos mesmos.

Contribuição para a diminuição do consumo de água potável - Caso de estudo de aproveitamento de águas pluviais no Município de Setúbal

A água é um recurso natural, indispensável para a existência de vida na Terra, que tem sido utilizado de forma exaustiva e pouco controlada nas actividades antropogénicas. Embora aparente ser um recurso renovável, a água doce tem sido utilizada a uma taxa superior à sua capacidade de reposição, originado problemas de escassez de água. Por este motivo, a água é cada vez mais valorizada em termos económicos, sociais e ambientais. Verifica-se que o desenvolvimento económico e o rápido crescimento demográfico, contribuíram para o aumento das necessidades de consumo de água. No entanto, o volume de água consumido não se restringe só às necessidades básicas indispensáveis, mas sim aos desperdícios e a consumos descontrolados. Desta forma, considera-se que uma melhor gestão dos recursos hídricos deverá evitar ao máximo os desperdícios, reciclar a água sempre que possível e procurar fontes alternativas de água. O aproveitamento de águas pluviais é um dos sistemas de fontes alternativas de água. Esta técnica consiste em recolher as águas pluviais, que caem naturalmente nas várias superfícies, direccionando-as para reservatórios de armazenamento, para posterior utilização. O principal objectivo desta dissertação foi avaliar a possibilidade de aproveitar águas pluviais, destinadas a utilizações que não necessitam de uma elevada qualidade da água, por forma a contribuir para a minimização do consumo de água potável, poupando assim o recurso água e o custo de produção de água potável. Para isso, efectuou-se um estudo de caso no município de Setúbal, avaliando a viabilidade de implementação de um sistema de aproveitamento de águas pluviais (SAAP) em quatro tipologias de edifícios diferentes. Do estudo realizado no município de Setúbal, concluiu-se que não seria viável a implementação de SAAP em edifícios de habitação, devido ao reduzido benefício obtido em função dos custos associados ao sistema. Pelo contrário, o projecto torna-se viável para a tipologia de edifício do quartel dos bombeiros sapadores, uma vez que dispõe de uma área de captação elevada.

Fitoremediação de águas residuais contaminadas com Zn ou Cu utilizando Arundo donax L.

A maioria dos países está demasiado dependente dos combustíveis fósseis para satisfazer as suas necessidades energéticas, em todos os seus principais sectores de actividade. A produção de culturas energéticas tem vindo a ser equacionada como uma alternativa muito promissora para substituir parcialmente esses recursos fósseis na produção de energia. De entre as diversas espécies, preferencialmente não alimentares, que podem ser cultivadas com o intuito de utilizar a sua biomassa para produzir energia, o Arundo donax apresenta-se como uma das mais promissoras, devido à sua elevada produtividade, resistência a baixos regimes hídricos, característicos dos países mediterrânicos nos meses de Verão, e a pragas. Para além do potencial de utilização como cultura energética, o Arundo donax também apresenta capacidade para remover metais pesados do substrato onde se encontra estabelecido, podendo ser utilizado para remover contaminantes do solo e das águas residuais. A utilização de águas residuais para irrigação de culturas energéticas, permite, não só, contrabalançar a escassez ou a sazonalidade da precipitação, mas também reduzir a necessidade de utilização de fertilizantes, combinando assim vantagens ambientais e económicas. Neste trabalho, foi avaliada a capacidade do Arundo donax na fitoremediação de águas residuais contendo zinco ou cobre, nomeadamente os efeitos na sua produtividade e qualidade da biomassa, bem como a capacidade de extrair aqueles metais da água residual afluente. Este ensaio foi realizado em vasos, em condições controladas, com diferentes regimes hídricos e com a duração de dois ciclos vegetativos. Os resultados obtidos permitem verificar que as concentrações de zinco e cobre testadas não afectam grandemente a produtividade nem a qualidade da biomassa produzida. Verificou-se uma maior acumulação de zinco nos rizomas e nas folhas e uma maior acumulação de cobre nas folhas e nas raízes. O sistema solo-planta consegue reter acima de 90% do zinco/cobre afluente, resultando na depuração da água residual. As percentagens de remoção pela planta podem ser superiores a 8% e 3% para zinco e para cobre, respectivamente. A rega de Arundo com águas residuais contaminadas com zinco ou cobre apresenta vantagens do ponto de vista ambiental, nomeadamente em termos de sequestro de carbono e na deplecção de recursos hídricos e minerais. Além disso a biomassa pode ser valorizada economicamente para produção de energia ou biomateriais.

A afirmação do direito de águas

This thesis aims at demonstrating the dogmatic autonomy of Water Law. It also intends to clarify that this branch of law must not be confused with other similar subjects of law. To accomplish this task, the thesis justifies the dogmatic autonomy of Water Law beginning by discussing the emergence of this branch of law both at international and regional levels. The thesis analyses the emergence of International Water Law, discussing the reasons of its existence, its subject and importance. It also explains the relationship between international watercourses and the need to regulate them, considering that rules related to the use and management of such resources, although created at international level, are meant to be applied at regional and local levels. The thesis demonstrates that the fact that some waters are international, because they cross different states or serve as border between two or more states, justifies the existence of international water law rules aplicable to the region and to the watercourse they are supposed to regulate. For this reason, this thesis considers not only international water law in relation with the aplicable regional water law, but also the regional law in relation with the rules aplicable to the water basins and particularly with the concerned water basin states. This relationship between rules leads us to discuss how these three spectrums of rules are conciliated, namely international or universal, regional and water basin rules. To demonstrate how all this works we chose SADC for our case study. The thesis also studies the States who benefit from rules of international water law, and all other subjects who directly use water from international watercourses, and the conclusion we reach is that who really benefits are the population of such states whose rights of access, use and management are regulated by international, regional and basin rules As we can imagine, it is not easy to concile so many different rules, applicable to a scarce resource to which many subjects in many states compete for. And the interaction of the different interests, which is done under different spectrum of rules, is what guided our study, in which we analyse how all this process functions. And the main reason of all the discussion is to conclude that there is, in fact, a dogmatic autonomy of water law. To reach such a conclusion, the thesis begins by studying how international water law is applied at local level. Considering that international watercourses usually have different regimes adopted by the basin states, which difference may cause conflicts, the thesis discusses how water law may contribute to solve possible conflicts. To do this, the thesis studies and compares rules of international water law with rules of water law applicable to SADC states, and figures out the level of interaction between such rules. Considering that basin states have to obey to local rules, first of all, and after that to international and basin level rules, the thesis studies how the differents interests at stake are managed by riparian states, who act on behalf of their population. SADC appeared to provide an excellent case study to reach this goal. And the thesis discusses all these matters, the rules and principles applicable, and provides solutions where applicable, always considering water as subject of our study. Accordingly, we discuss the right to water, its nature and how it functions, considering the facts mentioned previously. And, as we conclude, all these legal discussions over water are a clear sign of the dogmatic autonomy of water

Estudo de melhoria de gestão de manutenção de uma estação de tratamento de águas residuais

A globalização dos mercados torna o aumento da competitividade num dos objetivos principais das organizações. Uma gestão eficaz e eficiente da manutenção garante qualidade da organização, redução de desperdícios de tempo, de custos e de recursos e o aumento significativo da motivação dos intervenientes. Todos estes fatores tornam o departamento de manutenção num dos focos mais importantes para garantir a competitividade no mercado e a sustentabilidade da organização. A presente tese foi desenvolvida durante um estágio realizado em parceria entre a FCT/DEMI e o Serviço Municipalizado de Águas e Saneamento, SMAS, da câmara de Almada. O estágio foi realizado na Estação de Tratamento de Águas Residuais, ETAR, da Mutela, que trata de águas residuais de uma população de 147 000 habitantes, tendo um impacto crucial na qualidade de vida, saúde e preservação do ambiente numa área vasta. O objetivo inicial do estágio incidia na introdução de indicadores de eficiência de gestão de manutenção, uma vez que faltava uma quantificação dos efeitos das rotinas de manutenção preventiva já implementadas. No entanto, no decorrer do presente trabalho, surgiram novas metas, nomeadamente: implementação de algumas rotinas de manutenção lean e a melhoria de gestão da informação e documentação. Deste modo, foram propostas algumas melhorias que promoveram a redução de custos, aumento da qualidade dos processos de gestão de manutenção, aumento da disponibilidade e da fiabilidade dos equipamentos, melhoria na eficácia e eficiência das atividades de manutenção e maior motivação dos intervenientes da manutenção. Atualmente, está a ser preparado um artigo para o 13º congresso nacional de manutenção organizado pela Associação Portuguesa de Manutenção Industrial-APMI.

Estudo das alterações introduzidas numa lagoa de regularização de águas lixiviantes com a aplicação de cobertura flutuante - Caso de estudo na ALGAR - Aterro sanitário do Barlavento

A presente dissertação apresenta um estudo sobre as alterações das condições ambientais, económicas, de funcionamento e de exploração que se podem verificar numa lagoa de regularização, antes e após a aplicação de uma cobertura flutuante, que passou de aerobiose, proporcionada pela utilização de 2 arejadores localizados no centro da lagoa, para anaerobiose após a sua desativação (remoção) e, consequente aplicação da referida cobertura. Este estudo teve incidência na lagoa de regularização localizada no aterro sanitário do Barlavento algarvio, em Portimão, onde foram realizadas duas campanhas de amostragem, através da utilização das duas caixas de visita (tendo a segunda sido instalada no decorrer da presente dissertação) existentes na sua cobertura flutuante, com o objetivo de recolha dos elementos necessários ao desenvolvimento do estudo. Com base nos ensaios laboratoriais efetuados sobre as amostras de águas lixiviantes recolhidas durante as campanhas realizadas foram analisados os respetivos resultados e ponderadas as respetivas conclusões. Com a elaboração deste estudo foi possível concluir que no curto prazo, a cobertura aplicada na referida lagoa de regularização, não provocou alterações significativas no funcionamento da ETAL, mas foi conseguido através desta solução reduzir a emissão de odores, bem como, uma diminuição dos custos energéticos associados à exploração da estação de tratamento de águas lixiviantes e, ainda, uma diminuição do caudal afluente a esta, através do desvio das águas pluviais captadas na cobertura. Saliente-se que a cobertura total da lagoa de águas lixiviantes do aterro sanitário do Barlavento cuja operação é da responsabilidade da empresa ALGAR SA, foi a primeira a ser efetuada neste tipo de infraestrutura sanitária, sendo uma situação inovadora a nível nacional. A presente dissertação procurou assim estudar e analisar os eventuais efeitos ou consequências nas características das águas lixiviantes a levar a tratamento após a cobertura completa da lagoa de águas lixiviantes e, deste modo, contribuir com dados sobre uma situação ainda desconhecida e inovadora.

Estudo da alteração das características das águas de lavagem dos plásticos recuperados no tratamento mecânico – caso de estudo da VALNOR

A presente dissertação tem como objetivo avaliar, em termos técnicos, funcionais e ambientais o processo da unidade de lavagem de filmes plásticos instalado na VALNOR SA. (a primeira unidade em Portugal com este material direto), bem como analisar as características do efluente produzido na estação de tratamento de modo a identificar as ações a desenvolver que permitam a reutilização deste efluente, em condições adequadas, no processo de lavagem. A referida instalação procede à lavagem do filme plástico que é retirado no processo de triagem mecânica e automática da instalação de Tratamento Mecânico e Biológico (TMB) da VALNOR SA, de modo a obterem-se mais-valias na sua retoma pelos operadores que o encaminham para reciclagem. Salienta-se que o filme plástico, após a separação e triagem no tratamento mecânico da TMB contém ainda uma percentagem residual elevada de matéria orgânica retida em grande parte da sua área superficial. Esta situação ocorre devido à sua mistura com os bio-resíduos, quer nos contentores de deposição, quer depois durante o transporte efetuado pelas viaturas municipais. A análise a este processo de lavagem (após a sua separação dos restantes resíduos), tem como principal objetivo avaliar os resultados obtidos, analisar as características do efluente gerado e tratado e, avaliar a possibilidade da reutilização no processo de lavagem do efluente tratado. Com base nesta avaliação e tendo em conta a solução de tratamento existente, identificaram-se os parâmetros menos conseguidos no tratamento, propondo-se ações que se consideram mais ajustadas para uma eventual reformulação do processo de tratamento e, como consequência, na melhoria das características dos filmes plásticos (para venda) após a lavagem. Para o cumprimento dos objetivos a que nos propusemos foi necessário realizar uma campanha de caracterização da atual água residual produzida na lavagem dos plásticos bem como do efluente reutilizado no processo. Os resultados obtidos nas análises efetuadas demonstraram que existia uma elevada carga orgânica e inorgânica no efluente bruto á entrada e á saída da estação de tratamento do efluente (ETARI). Estas condições resultam da elevada concentração de sólidos e de uma elevada carência química de oxigénio. Assim foram estudadas e sugeridas propostas de alteração na ETARI com o objetivo de melhorar a qualidade da água residual tratada/reutilizada, conferindo robustez ao processo, quer para o normal funcionamento quer para eventuais situações anómalas. Esta avaliação reveste-se da maior importância, pois com base nos resultados observados e nas melhorias que se propõem, espera-se que se possa contribuir para uma tomada de decisão no sentido de aumentar a eficiência e eficácia, respetivamente ambiental e económica, deste processo de lavagem de filmes plásticos.

Arejamento colateral de águas residuais em sistemas de elevação por parafusos de Arquimedes

O parafuso de Arquimedes, tem como principal função bombear grandes volumes de massas fluídas, nomeadamente águas residuais, quando os desníveis a vencer não são muito elevados. A presente dissertação, tem como objetivo apresentar um estudo exploratório relacionado com este equipamento: desenvolvimento de uma ferramenta analítica (modelo em forma de função matemática) que permita estimar o valor do arejamento associado à elevação de águas residuais, bem como interpretar de uma forma qualitativa a relação entre esse valor e as variáveis de que depende. O estudo foi elaborado tendo, como base teórica, o conhecimento do estado da arte da investigação anterior disponível, relativamente ao fenómeno de transferência de massa gás-liquido. Porém, genericamente, atendendo às imperfeições de muitos modelos teóricos, quando comparados com os resultados práticos, e dado não existirem, ainda, modelos conhecidos sobre as especificidades do caso em estudo, foi objetivo da dissertação utilizar medições in situ em três ETAR (Estação de Tratamento de Águas Residuais), localizadas na área metropolitana de Lisboa, para obter resultados práticos imediatos. Depois de recolhidos os dados de campo, procedeu-se à realização de testes estatísticos, conducentes à obtenção de uma equação de previsão do arejamento fornecido, em função das variáveis independentes que caracterizam a instalação de elevação, podendo, assim, ser a mesma utilizada para estimativas aproximadas em conceção de um sistema de elevação do tipo em estudo. A análise de sensibilidade ajudou a criar massa crítica sobre a forma como os resultados podem ser influenciados pela variação das variáveis independentes. Na fase final desta dissertação, após a análise de resultados e a obtenção da função da estimativa do arejamento, apresentam-se as conclusões explicativas finais, bem como as sugestões consideradas pertinentes acerca de investigações futuras que poderão pormenorizar o estudo agora apresentado, particularmente relativamente a um maior número de dados de tipologias mais diferenciadas.