Guia completo: Construção de uma estação de tratamento de águas residuais - Principais fases e equipamentos

Devido aos avanços nas infra-estruturas tecnológicas, as estações de tratamento de águas residuais (ETAR) atenuam atualmente as ameaças à segurança dos seres humanos e a poluição ambiental. As águas residuais municipais, as águas residuais industriais e as águas residuais domésticas são tratadas e purificadas antes de serem descarregadas nas massas de água. Há uma necessidade crescente de ETAR em todos os lugares. A construção de novas instalações de ETAR fiáveis inclui as fases do projeto: planeamento, que se subdivide em disciplinas de conceção, construção, seleção de equipamento, supervisão, regulamentação, conformidade interdisciplinar, cumprimento da lei e aquisição de licenças. Este artigo descreve as etapas processuais específicas relacionadas com a construção de instalações de tratamento.

Fundamentos de planeamento e conceção para a construção de ETAR

Todos os projectos bem sucedidos começam com um bom planeamento e conceção. Isto é especialmente verdadeiro para os projectos de construção de ETAR; o planeamento serve de base sólida para as etapas subsequentes.

1. Estudo de viabilidade e seleção do local: É fundamental verificar os requisitos do projeto, o âmbito, o tipo de terreno, a área de serviços, a qualidade da água e a quantidade de esgotos recebidos, bem como as projecções futuras. A forma do terreno, a geologia, a facilidade de transporte e de fornecimento de energia eléctrica, a distância das habitações e a proximidade de zonas povoadas também devem ser consideradas.
2. Desenho do fluxo do processo: Esta é a parte mais crítica da conceção da ETAR, uma vez que determina todas as actividades de construção subsequentes. Deve ser escolhida uma combinação específica de determinadas técnicas com base na qualidade da água que entra, na qualidade da água do efluente tratado necessária e nos fundos disponíveis. Para ilustrar, existe um tratamento físico primário; um tratamento biológico secundário que pode ser um processo de lamas activadas, SBR ou MBR; e um tratamento avançado terciário da água que inclui filtração, desinfeção, remoção de fósforo e azoto. Os processos selecionados ditarão diretamente o tipo, dimensão, equipamento e disposição das tubagens das estruturas.
3. Conceção geral do layout e da estrutura: Com base no fluxo do processo, projetar a disposição geral da instalação. Sequenciar cada unidade de tratamento (crivos, câmaras de areias, clarificadores primários, tanques biológicos, clarificadores finais, salas de ventiladores). Tenha em consideração o fluxo suave, as diferenças de elevação, a redução do comprimento das tubagens e a possibilidade de expansão. Além disso, completar o projeto estrutural de cada edifício.
4. Seleção de equipamentos e desenho de tubagens: Enumerar todo o equipamento crítico com base no processo e no projeto estrutural. Além disso, forneça um projeto abrangente para tubagens mecânicas, instrumentação, sistemas eléctricos e sistemas de controlo. Ao selecionar o equipamento, considere a eficiência mínima, o consumo de energia, a fiabilidade, as melhores práticas para facilitar a manutenção e o custo global.

Projetar é semelhante a elaborar um "projeto" para um edifício. A sua exatidão, bem como a qualidade da construção, depende da precisão dos pormenores, o que, por sua vez, influencia o sucesso global do projeto.

Tecnologias e processos chave no tratamento de águas residuais

O núcleo de uma ETAR é o seu processo de tratamento. Este é o "motor" que limpa a água. As principais tecnologias e processos de tratamento incluem:

• Tratamento físico: Remove sólidos e elementos flutuantes de grandes dimensões utilizando crivos, câmaras de areia e clarificadores primários.
• Tratamento biológico: Como o nome indica, este método emprega organismos microscópicos para decompor os resíduos orgânicos, que lhes servem de nutrientes. É frequentemente referido como tratamento secundário. Exemplos de tratamento biológico são:
  • Processo de lamas activadas: A técnica biológica envelhecida, predominantemente utilizada atualmente, consiste em bombear ar para um tanque com microorganismos e resíduos orgânicos.
  • SBR (Sequencing Batch Reator): Método mais preferido, uma vez que conduz uma sequência de ciclos de reação, sedimentação e drenagem que ocupam menos espaço em comparação com os métodos tradicionais.
  • MBR (Bioreactor de Membrana): Estabelece uma junção entre os processos biológicos e os ultrafiltros de membrana para separar a água pura da mistura. Embora seja eficiente em termos de espaço, os custos de funcionamento são relativamente mais elevados do que os sistemas suspensos.
• Tratamento químico: Utiliza uma reação específica para remover um poluente específico, por exemplo, o fósforo é removido por decantação química e oxidação química. Isto requer equipamento de dosagem e tanques de reação para os produtos químicos.
• Tratamento avançado: Este tratamento é utilizado para elevar a qualidade da água e utiliza a filtração (filtros de areia e de membrana), bem como a desinfeção (UV, ozono, cloro). O tratamento avançado requer filtros especializados e aparelhos de desinfeção.
• Tratamento de lamas:Trata-se de espessar, digerir e desidratar as lamas produzidas. Este processo reduz e estabiliza o material, envolvendo espessadores, digestores e salas e equipamentos de desidratação.

Os processos escolhidos para o tratamento das águas residuais recebidas dependem do carácter das lamas recebidas, bem como da qualidade desejada do efluente final. As diferentes escolhas de processos alteram significativamente não só a quantidade de trabalho estrutural e de acessórios a realizar, mas também a disposição das tubagens e os sistemas de controlo para a hidráulica do sistema. Por conseguinte, têm um impacto direto na complexidade do custo de construção.

Equipamento crítico para um funcionamento eficiente da ETAR

Uma ETAR precisa de vários equipamentos essenciais para funcionar bem em conjunto. São como os órgãos que mantêm um corpo a funcionar. Escolher e instalar bem o equipamento tem um impacto direto na eficiência do tratamento e na estabilidade do sistema. A compra de equipamento de alta qualidade que funcione bem em condições difíceis é importante para um funcionamento eficiente e a longo prazo da ETAR.

Tipo de equipamento	Função principal	Foco na construção
Equipamento da estação de bombagem de entrada	Levanta a água que entra para fornecer a altura necessária	Selecionar o tipo certo para a qualidade/quantidade de água, fácil colocação para manutenção
Telas e remoção de grão	Elimina da água os objectos flutuantes de grandes dimensões e a areia	Resistência à corrosão, localização para limpeza fácil
Equipamento de aeração (sopradores, difusores)	Fornece oxigénio para o tratamento biológico, mistura líquidos	Utilização de energia, controlo do ruído, localização, sistema de tubagem
Misturadores	Mantém a mistura homogénea, impede a sedimentação	Resistência à corrosão, localização, correspondência de potência
Raspadores de clarificador	Recolhe e remove as lamas dos tanques de decantação	Funcionamento suave, proteção contra a corrosão, instalação correta
Equipamento de desidratação de lamas (centrífugas, prensas de filtro)	Remove a água das lamas, reduz o volume	Capacidade, espaço necessário, tubagem ligada e energia
Equipamento de dosagem	Adiciona produtos químicos com precisão (como coagulantes, desinfectantes)	Precisão de dosagem, proteção contra a corrosão, segurança
Equipamento de filtragem	Remove ainda mais os sólidos em suspensão, melhora a clareza da água	Precisão do filtro, sistema de retrolavagem, espaço necessário
Equipamento de desinfeção	Mata os germes nocivos na água	Segurança, eficácia, localização, manutenção

A seleção do equipamento exige que se tenha em consideração a capacidade de tratamento e o seu consumo de energia, o nível de automatização, a manutenção e conservação e a fiabilidade de uma ETAR específica. Trabalhar com fornecedores de equipamento para ETAR de confiança que forneçam instrumentos de alta qualidade concebidos para ambientes adversos é essencial para otimizar o desempenho da instalação a longo prazo.

Garantir um controlo de caudal fiável: Válvulas de alta qualidade para ETARs

Numa estação de tratamento de águas residuais (ETAR), a complexa rede de tubagens é controlada por válvulas que funcionam como "controladores de tráfego". Gerem a direção, o fluxo e a pressão dos fluidos, que incluem águas residuais, lamas, gás e produtos químicos. Há muitas etapas, como o controlo da entrada de água, a descarga de lamas, o controlo das dosagens de produtos químicos e os interruptores de equipamento, que exigem que as válvulas funcionem com precisão. Funções como estas são críticas para a peça de equipamento em questão.

Os líquidos corrosivos, os sólidos abrasivos, bem como a elevada humidade tornam o ambiente exterior difícil. A necessidade de válvulas de alta qualidade e feitas à medida é fundamental para garantir um funcionamento consistente, evitando fugas no sistema e no ambiente, minimizando os gastos com manutenção e proteção. Ter válvulas fortes, neste caso, é equivalente à construção do "esqueleto" do projeto, aumentando a fiabilidade a longo prazo.

O terrível ambiente das ETAR pode conduzir a um grave problema global. É extremamente urgente encontrar fornecedores profissionais de válvulas. Neste domínio específico, com mais de uma década de experiência, a VINCER centra-se nas tecnologias de válvulas automatizadas. Destacam-se as suas soluções personalizadas e propostas de valor claras para projectos de ETAR:

1. Rica experiência no sector e soluções personalizadas: A VINCER compreende profundamente os problemas e as necessidades das ETAR e dos sectores conexos (como a dessalinização da água do mar, a química, o petróleo e o gás). Têm experiência de trabalho com clientes bem conhecidos (como a Veolia). Podem verificar as necessidades específicas do projeto com base em oito dimensões: análise do meio, método de controlo, análise da temperatura, requisitos de material, análise da pressão do meio, tempo de abertura/fecho do meio, determinação da norma de ligação, posição e espaço de instalação. Isto permite-lhes fornecer uma seleção de válvulas muito adequada e optimizada e soluções personalizadas. Isto garante que o desempenho da válvula satisfaz bem as necessidades complexas do processo e reduz o risco de problemas decorrentes da escolha da válvula errada.
2. Produtos de alta qualidade e garantia de fiabilidade: As válvulas têm de durar muito tempo no ambiente difícil das ETAR. Os produtos VINCER utilizam boas matérias-primas (como vedantes importados de alta qualidade). São efectuados controlos de qualidade rigorosos na fábrica e um segundo controlo na VINCER. Fornecem relatórios de materiais (MTC) e certificados de qualidade. Também possuem certificações importantes como CE, RoHS, SIL (Safety Integrity Level) e FDA (Food Grade). Especialmente para as válvulas automatizadas, concentram-se no desempenho e na fiabilidade. Isto garante que os seus produtos funcionam de forma estável e fiável em sistemas de automação de ETAR. Diminui as fugas e a necessidade de reparações frequentes.
3. Excelente relação custo-eficácia: O custo de construção de uma ETAR é um ponto importante para os proprietários. A VINCER oferece preços competitivos, ao mesmo tempo que proporciona um desempenho e uma fiabilidade que satisfazem ou são melhores do que as normas internacionais. Podem efetivamente reduzir os custos de aquisição de válvulas. Isto ajuda os projectos a otimizar o investimento total, mantendo a qualidade elevada. Isto significa que pode "poupar nos custos do seu projeto, 'fazer mais com menos'".
4. Compra num balcão único e serviço eficiente: A VINCER oferece muitos tipos de válvulas automatizadas e artigos relacionados (eléctricas, pneumáticas, válvulas de controlo, válvulas de esfera, borboleta, solenóides). Oferece também um serviço personalizado. Isto ajuda os clientes a comprar tudo num único local. Torna a cadeia de abastecimento mais simples e poupa custos. Além disso, as cotações de preços rápidas (no prazo de 24/48 horas) e os prazos de entrega relativamente rápidos (artigos normais 7-10 dias, artigos personalizados cerca de 30 dias no máximo) ajudam a manter o projeto dentro do prazo.
5. Suporte técnico profissional e serviço pós-venda: A equipa de engenheiros profissionais da VINCER ajuda desde o início. Fornecem ideias exactas de seleção e desenhos técnicos (2D/3D). Se surgirem problemas mais tarde, podem fornecer análises profissionais, soluções e ajuda técnica remota (talvez até no local). Isto garante que as válvulas são bem suportadas durante toda a sua vida útil.

Assim, durante a conceção e a construção de uma ETAR, a seleção de fornecedores como a VINCER, que oferece uma visão profissional, experiência e válvulas automatizadas de qualidade com um excelente suporte de preços. Estes fornecedores garantem o sucesso do projeto e operações fiáveis no futuro.

Navegar pelos custos de construção de estações de tratamento de águas residuais

A construção de uma estação de tratamento de águas residuais (ETAR) implica despesas avultadas. A exatidão das estimativas de custos e a gestão eficaz dos custos são essenciais para o sucesso do projeto. Isto inclui ter em conta os custos de manutenção futuros.

As principais componentes da construção incluem: Actividades iniciais de pré-construção (estudo de viabilidade, conceção, levantamento do local e aquisição de terrenos), obras civis (construção de estruturas e edifícios, instalação de estradas e condutas), custos de aquisição e instalação de equipamento (equipamento de tratamento, bombas, sopradores, válvulas, instrumentos eléctricos e de controlo), instalação de condutas, sistemas eléctricos e de controlo, gestão e supervisão do projeto (incluindo contingências não facturáveis) e alterações e contingências não facturáveis devidas a extras.

Numerosos factores (capacidade de tratamento, grau de sofisticação do processo, equipamento selecionado, preços actuais de mercado dos materiais e da mão de obra, local, restrições legais, calendário) influenciam a precisão da estimativa de custos. Um bom controlo dos custos do projeto é conseguido através da introdução de melhorias durante a fase de planeamento. As poupanças de custos resultam da redução negociada (contratada) dos preços dos materiais fornecidos e dos serviços de construção. Uma gestão eficiente evita a realização de obras e elimina trabalhos (e materiais) redundantes e desperdícios. Fornecedores de equipamento chave fiáveis, com preços favoráveis e reputação sólida, beneficiam diretamente o orçamento do projeto.

Melhores práticas na gestão da construção de ETAR

Uma boa gestão do trabalho de construção é como o "maestro" que garante que um projeto de ETAR termine a tempo, com a qualidade certa e em segurança. Uma parte fundamental deste processo é a abordagem da equipa do projeto.

• Organização e comunicação claras do projeto: Estabelecer formas claras para que o proprietário, os projectistas, os construtores e os supervisores falem e trabalhem em conjunto. Uma abordagem de colaboração entre todas as partes é vital.
• Plano de Pormenor da Obra e Controlo do Cronograma: Elaborar um plano de trabalho que possa ser seguido. Verifique e ajuste-o frequentemente. Encontrar e resolver os problemas que atrasam o trabalho.
• Gestão e controlo rigorosos da qualidade: Criar um bom sistema de gestão da qualidade. Controlar rigorosamente os materiais, o trabalho de construção e as peças acabadas. Certifique-se de que a qualidade do trabalho corresponde às necessidades e normas do projeto.
• Forte gestão da segurança: Os estaleiros de construção têm riscos (trabalhar em altura, escavar, levantar objectos pesados, produtos químicos). As regras de segurança devem ser claras. Fornecer a formação e o equipamento de segurança necessários. Certificar-se de que as pessoas estão seguras.
• Gestão eficaz de fornecedores e subcontratantes: Escolher subcontratantes e fornecedores experientes e qualificados. Gerir eficazmente os contratos. Assegurar que os produtos e serviços são fornecidos atempadamente e dentro do prazo. Para especialistas em bombas, equipamento de aeração e válvulas para estações de tratamento de água, selecione parceiros industriais para os principais componentes. Escolha aqueles que são conhecidos pela excelência e fiabilidade do serviço. Por exemplo, escolha fornecedores especializados em sistemas automatizados de controlo de fluidos. Isto ajuda a evitar riscos potenciais durante a seleção e instalação do equipamento e a manter a fiabilidade dos sistemas principais.
• Gestão da mudança: Durante o projeto, os desenhos podem necessitar de alterações ou ajustes no local. É necessário um processo claro para gerir as alterações. Verifique como as alterações irão afetar o projeto e decida rapidamente.

Tendências futuras e inovações na construção de ETAR

A construção de ETAR tem tendência a ser mais inteligente e mais sustentável.

• Automação e tecnologia inteligente: Utiliza sistemas de controlo sofisticados, sensores avançados, bem como tecnologias de dados modernas. Isto permite o diagnóstico remoto e a otimização dos processos. Além disso, melhora a operacionalidade, encontrando problemas que precisam de ser resolvidos. A eficiência operacional aumenta e os custos de mão de obra são reduzidos.
• Modularidade e pré-fabricação: Utilizar mais equipamento modular e peças fabricadas numa fábrica. Isto torna o trabalho no local mais rápido e mais fácil.
• Recuperação de recursos e autossuficiência energética: Conceber instalações que recuperem água, energia (biogás para produção de eletricidade) e outros nutrientes valiosos das águas residuais. Isto reduz as despesas de abastecimento ao mesmo tempo que optimiza o investimento, reutilizando recursos para reduzir a energia necessária para o funcionamento da fábrica.
• Gémeo digital e tecnologia BIM: Implementar o BIM (Building Information Modeling) para a gestão do projeto e da construção. Posteriormente, gerar uma cópia digital da ETAR. Isto ajuda a gestão do ciclo de vida do projeto.

Estas novas ideias não só fazem com que as ETAR funcionem melhor, como também exigem novas competências dos projectistas e construtores para futuras construções.

Garantir a conformidade e a sustentabilidade nas ETARs

O cumprimento da lei é a base para a construção de uma estação de tratamento de águas residuais. Existem leis relativas à descarga, construção e segurança da água que devem ser cumpridas nos três níveis de governo: nacional, local e regional. A agência de proteção do ambiente gere uma grande parte destas leis. Todas as licenças e autorizações pertinentes devem ser obtidas antes do início de qualquer trabalho. Isto significa que, para evitar problemas, há um cumprimento total durante as fases de conceção e construção, após verificações minuciosas durante as fases iniciais do projeto. A conformidade ajuda a salvaguardar a saúde humana e a saúde pública.

Numa empresa, a sustentabilidade é definida como o equilíbrio entre as necessidades do presente e as implicações futuras no ambiente, na sociedade e na economia. Isto engloba trabalhos de construção como a construção responsável e a atenuação dos danos durante a fase de construção. Inclui também a conceção de processos de tratamento que utilizem pouca energia. Além disso, inclui o planeamento das operações e da manutenção, tendo em conta a procura a longo prazo, os prazos de manutenção e os futuros requisitos de atualização. Uma estação de tratamento de águas residuais que apoia a sustentabilidade vai além do desempenho excecional de purificação da água; demonstra uma governação empresarial ou municipal sensata que melhora a sua imagem de marca.

Conclusão

A conceção e a construção de uma estação de tratamento de águas residuais é o culminar de vários processos distintos, que vão desde o enquadramento básico e o projeto de conceção até ao manuseamento do equipamento de construção e das suas tendências futuristas especulativas no sector da construção. Cada passo é necessário. Funcionando eficazmente como uma máquina sofisticada, a execução precisa e prolongada da interação sinérgica e da execução perfeita entre os vários componentes é crucial para garantir o sucesso duradouro do projeto da ETAR. O funcionamento ótimo destes "rins da vida", que sustentam o equilíbrio dinâmico da Terra, é conseguido através de equipas de projeto bem selecionadas, fornecedores de equipamento chave fiáveis, gestores de projeto dedicados e uma adesão rigorosa aos planos meticulosamente delineados. O bom funcionamento proporciona eficiência a longo prazo, impulsionando um maior valor e benefícios para a sociedade e para o ecossistema.