Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1843/BUBD-A2SQYN
Type: Tese de Doutorado
Title: Análise e gerenciamento de impactos ambientais no tratamento de esgoto doméstico mediante avaliação de ciclo de vida
Authors: Katia Gonçalves Gutierrez
First Advisor: Carlos Augusto de Lemos Chernicharo
Abstract: Esta pesquisa investigou o uso da avaliação de ciclo de vida (ACV) na análise e gerenciamento de impactos ambientais (IA) de sistemas de tratamento de esgoto doméstico (STED). Inicialmente, estruturaram-se inventários de ciclo de vida (ICV) da fase operacional de seis STED aplicáveis às condições brasileiras: i) lagoa facultativa (LF); ii) lagoa anaeróbia (LA) + LF; iii) LA + LF + lagoa de maturação; iv) reator anaeróbio de fluxo ascendente (UASB) + sistema de alagados construídos (SAC); v) UASB+FBP (filtro biológico percolador); e vi) UASB + lodos ativados convencional. As maiores diferenças, proporcionalmente, entre os STED relacionaram-se à produção de lodo e às emissões atmosféricas, tendo sido, por exemplo, a emissão de metano 22 vezes superior no sistema UASB + SAC comparativamente ao sistema composto por LF. Estes resultados indicaram a necessidade de contemplação da produção e destinação dos subprodutos da operação no escopo das ACV para uma visualização mais fidedigna dos STED. Pela ACV dos sistemas UASB + SAC e UASB + FBP sob duas diferentes rotas de destinação do biogás e do lodo, observou-se que, de maneira geral, o modelo UASB + FBP obteve melhores resultados na rota mais sofisticada, caldeira + biofertilizante do que na rota flare + aterro, em função, principalmente, de sua maior produção de lodo. Todavia, o potencial de IA relacionado à cal virgem demonstrou a necessidade de investigação de processos higienizadores alternativos à cal, confirmando a hipótese de que o gerenciamento dos subprodutos é determinante para a melhoria da sustentabilidade ambiental dos STED. A partir do estudo de caso de uma estação de tratamento de esgoto (ETE) de grande porte, constatou-se que o uso do biogás gerado na estação para cogeração (energia e calor) diminui os potenciais de IA da estação. Verificou-se, também, a viabilidade de uso do excedente energético da ETE para secagem do lodo, sendo possível especular que este cenário poderia ter resultados melhores se o lodo fosse usado como biofertilizante, já que há a expectativa de que a exposição térmica possa resultar em higienização do lodo. A partir dos estudos realizados foi possível a validação do modelo metodológico proposto de ICV para a fase de operação e também para as rotas alternativas de gerenciamento dos subprodutos gerados pelos SETD. Também se constatou que a ACV pode contribuir efetivamente para a discussão acerca dos parâmetros exigidos pela legislação, dada a confirmação da necessidade de gerenciamento dos subprodutos produzidos para melhoria da performance ambiental destas unidades.
Abstract: This research has investigated the use of Life Cycle Assessment (LCA) in the analysis and management of environmental impact (EI) of domestic sewage treatment systems (DSTS). At first, life cycle inventories (LCI) of the operational phase of DSTS applicable to Brazilian conditions were structured as follows: i) facultative lagoon (FL); ii) anaerobic lagoon (AL) + FL; iii) AL + FL + maturation lagoon; iv) upflow anaerobic sludge blanket (UASB) + constructed wetlands system (CWS); v) UASB + PBF (percolator biological filters); and vi) UASB + conventional activated sludge. The major differences in proportion among the DSTS relate to sludge production and atmospheric emissions with, for instance, the emission of methane having been 22 times higher in the UASB + CWS system, compared to the system composed of FL. These results indicate the need to contemplate the production and destination of the operation byproducts within the scope of the LCA to a more faithful visualization of the DSTS. By means of the LCA of the UASB + CWS and UASB + PBF systems under two different routes of destination of biogas and sludge, it was observed that, in general, the UASB + PBF model performed better results in the most sophisticated route (boiler + biofertilizer) rather than in the flare + landfill route, due to a higher sludge production. However, the EI potential related to quicklime demonstrated the need to investigate sanitizer processes alternative to lime, confirming the hypothesis that the management of byproducts is crucial to improve of environmental sustainability of DSTS. From the case study of a large sewage treatment plant (STP), it was found that the use of biogas generated at the station for cogeneration (energy and heat) decreases the potential of EI at the station. Also, the feasibility of the STP exceeding energy use for sludge drying was verified, with the possibility to speculate that this scenario might have had better results if the sludge had been used as biofertilizer, once there is expectation that the thermal exposure can result in sludge sanitizing. From the performed studies it was possible to validate the LCI methodological model proposed to the operation phase and to the alternative routes for management of byproducts generated by DSTS. It was also found that the LCA can effectively contribute to the discussion about the parameters required by legislation, given the confirmation of the need for management of byproducts generated for the improvement of the environmental performance of these units.
Subject: Meio ambiente
Lodo de esgoto
Biogás
Engenharia sanitária
Aguas residuais
Saneamento
language: Português
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/BUBD-A2SQYN
Issue Date: 31-Oct-2014
Appears in Collections:Teses de Doutorado

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
tese_katia_g._gutierrez.pdf2.86 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.