Flores-Alsina, X., Arnell, M., Amerlinck, Y., Corominas, Ll., Gernaey, K.V., Guo, L., Lindblom, E., Nopens, I., Porro, J., Shaw, A. et al. (2014). Balancing effluent quality, economic cost and greenhouse gas emissions during the evaluation of (plant-wide) control/operational strategies in WWTPs. Science of the Total Environment 466-467, 616-624. (link)

Título

Balancing effluent quality, economic cost and greenhouse gas emissions during the evaluation of (plant-wide) control/operational strategies in WWTPs

(Equilibrar a qualidade do efluente, o custo econômico e as emissões de gases de efeito estufa durante a avaliação de estratégias operacionais/de controle (em toda a planta) em ETEs)

Resumo

The objective of this paper was to show the potential additional insight that result from adding greenhouse gas (GHG) emissions to plant performance evaluation criteria, such as effluent quality (EQI) and operational cost (OCI) indices, when evaluating (plant-wide) control/operational strategies in wastewater treatment plants (WWTPs). The proposed GHG evaluation is based on a set of comprehensive dynamic models that estimate the most significant potential on-site and off-site sources of CO2, CH4 and N2O. The study calculates and discusses the changes in EQI, OCI and the emission of GHGs as a consequence of varying the following four process variables: (i) the set point of aeration control in the activated sludge section; (ii) the removal efficiency of total suspended solids (TSS) in the primary clarifier; (iii) the temperature in the anaerobic digester; and (iv) the control of the flow of anaerobic digester supernatants coming from sludge treatment. Based upon the assumptions built into the model structures, simulation results highlight the potential undesirable effects of increased GHG production when carrying out local energy optimization of the aeration system in the activated sludge section and energy recovery from the AD. Although off-site CO2 emissions may decrease, the effect is counterbalanced by increased N2O emissions, especially since N2O has a 300-fold stronger greenhouse effect than CO2. The reported results emphasize the importance and usefulness of using multiple evaluation criteria to compare and evaluate (plant-wide) control strategies in a WWTP for more informed operational decision making.

TRADUÇÃO LIVRE

O objetivo deste artigo foi mostrar o potencial insight adicional resultante da adição de emissões de gases de efeito estufa (GEE) aos critérios de avaliação de desempenho da planta, como índices de qualidade do efluente (EQI) e custo operacional (OCI), ao avaliar (em toda a planta) estratégias de controle/operação em estações de tratamento de efluentes (ETEs). A avaliação de GEE proposta é baseada em um conjunto de modelos dinâmicos abrangentes que estimam as fontes potenciais mais significativas de CO 2 , CH 4 e N 2 O no local . O estudo calcula e discute as mudanças em EQI, OCI e a emissão de GEEs como consequência da variação das quatro variáveis ​​de processo a seguir: (i) o set point de controle de aeração no lodo ativadoseção; (ii) a eficiência de remoção de sólidos totais em suspensão (SST) no decantador primário; (iii) a temperatura no digestor anaeróbio ; e (iv) o controle da vazão dos sobrenadantes do digestor anaeróbio provenientes do tratamento do lodo . Com base nas suposições incorporadas às estruturas do modelo, os resultados da simulação destacam os potenciais efeitos indesejáveis ​​do aumento da produção de GEE ao realizar a otimização energética local do sistema de aeração na seção de lodo ativado e recuperação de energia do AD. Embora as emissões externas de CO 2 possam diminuir, o efeito é contrabalançado pelo aumento das emissões de N 2 O, especialmente porque o N 2 O tem um efeito estufa 300 vezes mais fortedo que CO 2 . Os resultados relatados enfatizam a importância e a utilidade do uso de vários critérios de avaliação para comparar e avaliar estratégias de controle (em toda a planta) em uma ETE para uma tomada de decisão operacional mais informada.

Artigo publicado no site ScienceDirect, no International Journal for Scientific Research.