Resumo

Entre 2% e 3% do consumo de energia do mundo são usados nos Sistemas de Abastecimento de Água e de Esgotamento Sanitário. O custo de energia elétrica é ranqueado sempre como sendo um dos dois primeiros itens de maior importância nos custos do tratamento de esgotos. No Brasil já existe uma visão que considera o saneamento básico e a eletricidade como serviços de suma importância para o desenvolvimento socioeconômico brasileiro e que o setor de saneamento tem participação significativa no consumo global de energia elétrica do país. Dos diversos processos de tratamento de esgotos sanitários, a Filtração por Membranas Submersas, em particular a microfiltração de efluente de reator UASB, com a finalidade de produzir permeado de qualidade para reúso de água em irrigação, tem-se destacado potencialmente como uma das alternativas aos processos clássicos de separação, uma vez que oferece vantagens no que se refere à pegada ecológica e facilidades de scale-up. O uso de indicadores para gerenciar e avaliar a qualidade da prestação de serviços é uma estratégia de gestão que pode contribuir para melhorar o desempenho financeiro das organizações, sendo privadas ou públicas. Os indicadores relativos ao consumo de energia elétrica são considerados chaves para a avaliação do tratamento de esgotos no critério da eficiência do uso de recursos, objetivando a sustentabilidade ambiental do negócio. Neste sentido, esta pesquisa tem a finalidade de relatar os dados levantados do consumo de energia elétrica de uma planta-piloto de filtração por membranas submersas de efluente de reator UASB por meio de quatro indicadores do desempenho do consumo de energia elétrica, e comparar com valores de referência das Estações da Companhia de Saneamento Ambiental do Distrito Federal, das Estações do projeto europeu ENERWATER e dos valores teóricos encontrados na literatura. O trabalho conclui que os indicadores do desempenho do consumo de energia elétrica levantados nesta operação de longa duração para o processo de tratamento com reator UASB seguido de Filtração por Membranas Submersas foram os mais elevados de todos os dados analisados, com os seguintes resultados: 2,37 kWh/m3, 6,55 kWh/kg DBO removida, 4,12 kWh/kg DQO removida e 26,78 kWh/habitante/ano.

Introdução

Entre dois e três por cento do consumo de energia do mundo são usados nos Sistemas de Abastecimento de Água (SAA) e Sistemas de Esgotamentos Sanitários (SES). Até mesmo em países desenvolvidos os SAAs e SESs apresentam a energia como sendo o segundo maior custo depois da folha salarial dos trabalhadores (James et al., 2002).

A energia representa o maior custo possível de controle dos SAAs e SESs. Nos Estados Unidos (EUA), a maioria das instalações foi projetada e construída quando o item energia não era uma grande preocupação na gestão de custos, quando era comum o uso de grandes bombas, motores e outros equipamentos, quase sempre operando 24 horas por dia. Com isto, os SAAs e SESs podem ser um dos maiores usuários individuais de energia em uma comunidade americana, na ordem de 30 a 60%. Nos EUA, em uma pesquisa da Associação Nacional de Agências de Água Limpa (NACWA), o consumo de energia numa estação de tratamento de esgotos sanitários (ETE), para o processo de lodo ativado convencional, é distribuido da seguinte forma: 38% no bombeamento, 26% para aeração, 25% para o reúso de água e 11% para outros fins (Spellman, 2013).

No Brasil já existe uma visão que considera o saneamento básico e a eletricidade como serviços de suma importância para o desenvolvimento socioeconômico brasileiro e que o setor de saneamento tem participação significativa no consumo global de energia elétrica do país, representando 2,37% – 10.340 Gigas Wh/ano (GWh/ano), sendo 2,20% nos SAAs e 0,17% nos SEEs (Ministério das Cidades, 2007).

Programas de abrangência nacional têm sido desenvolvidos, como o Programa Nacional de conservação de Energia Elétrica – PROCEL, existente desde 1985. O PROCEL, inicialmente voltado para a racionalização do consumo de energia elétrica e o combate ao desperdício em edificações, evoluiu para o setor de saneamento (Bahia, 2004).

Como decorrência, foi criado o PROCEL SANEAR, com ênfase nos SAAs públicos, sendo que este programa tem contribuindo de forma exitosa para a redução de gastos públicos nos sistemas de abastecimento de água, existindo importantes exemplos de economia, racionalização de energia, e eficiência nesses sistemas (Jordão, 2008).

O primeiro passo para a otimização do consumo de energia elétrica é saber exatamente como, quando, onde, e o que se consome. Medir e controlar o consumo de energia, sem dúvida, é o princípio para melhorar a eficiência energética dos SESs. Neste sentido, o presente trabalho tem a finalidade de relatar o consumo de energia elétrica de uma planta-piloto de filtração por membranas submersas de efluente de reator UASB e comparar, por meio de indicadores de desempenho do consumo de energia, com as ETEs da CAESB, ETEs do projeto europeu ENERWATER e valores de referências teóricos encontrados na literatura.

Autores: Mauro Roberto Felizatto; Marco Antonio de Almeida de Souza; Felipe Coelho Nery; Allan Saliba Rodrigues (in memoriam) e Klaus Dieter Neder.