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Eficiência de recursos na estação de tratamento de águas residuais

A água é nosso recurso natural mais importante: é claro que, sem água limpa, as doenças se espalham de forma particularmente rápida. As estações de tratamento de águas residuais não apenas dão uma contribuição importante para proteger esse recurso, mas também são a chave para uma maior sustentabilidade.

Com eficiência de recursos e neutralidade climática.

Lavar, escovar os dentes, beber — todo mundo precisa de água limpa, e quanto mais pessoas vivem na Terra, maior a demanda. As mudanças climáticas, a urbanização e o aumento da poluição ambiental estão agravando a situação. A proteção desse recurso número um está se tornando cada vez mais urgente. As estações de tratamento de águas residuais dão uma contribuição importante aqui. Eles não apenas tratam as águas residuais e as descarregam de volta em nossas águas, mas também servem como instalações de armazenamento de energia, consumidores e geradores flexíveis de energia e, portanto, dão uma contribuição importante para a transição energética e a gestão sustentável da água.

Torres de digestão para a extração de metano do lodo

Nuremberg está liderando o caminho: eficiência de recursos na estação de tratamento de águas residuais

O tratamento sustentável de águas residuais e o fornecimento de energia estão se tornando cada vez mais relevantes, especialmente nas cidades. Esse também é o caso em Nuremberg. A metrópole da Francônia estabeleceu grandes metas: até 2035, o governo municipal da cidade se tornará neutro em termos de clima. A Stadtentwässerung und Umweltanalytik Nürnberg (SUN) tem um papel fundamental a desempenhar aqui: com suas duas estações de tratamento de águas residuais em grande escala, é o maior consumidor individual e o maior produtor de eletricidade. Portanto, o tópico da eficiência de recursos é um componente importante para alcançar uma maior sustentabilidade. Um papel fundamental aqui é desempenhado pela Estação de Tratamento de Águas Residuais 1, que limpa elaboradamente a maioria das águas residuais de mais de 500.000 habitantes da metrópole mecânica, biológica e quimicamente antes que a água tratada seja despejada no rio Pegnitz. Matthias Germeroth tem uma excelente vista do telhado de uma das cinco torres de digestão de 35 metros de altura. Mas não é por isso que ele vem aqui com frequência. Como gerente de energia na Stadtentwässerung und Umweltanalytik Nürnberg (SUN), as tarefas de Matthias Germeroth incluem otimizar o consumo de energia das instalações na área de drenagem urbana e análise ambiental — e as torres de digestão da estação de águas residuais são um componente importante nisso.

O maior produtor — e o maior consumidor de energia

Do lodo digerido que é processado nas torres, a estação de tratamento de águas residuais extrai metano, que é convertido em eletricidade e calor em um total de quatro usinas combinadas de calor e energia. Essa é uma das muitas medidas com as quais a SUN está contribuindo para uma maior sustentabilidade, explica Britta Walthelm. Como diretora de meio ambiente e saúde da cidade de Nuremberg, ela também é a primeira gerente de fábrica da SUN: “A Câmara Municipal de Nuremberg decidiu que a administração municipal da cidade de Nuremberg deve ser neutra em termos de clima até 2035”. A SUN desempenha duas funções nesse processo, de acordo com Germeroth: “Temos uma rede de esgoto que se estende por mais de 1.500 quilômetros que transporta águas residuais até nós nas estações de tratamento de águas residuais e mais de 100 estruturas externas. Com as duas estações de tratamento de águas residuais em grande escala, tratamos mais de 1,3 milhão de equivalentes populacionais, o que nos torna o maior consumidor individual, mas também o maior gerador de eletricidade. É isso que o torna muito atraente.”

Matthias Germeroth e um jovem olhando juntos para um tablet, em frente aos painéis de controle
Devido ao aumento dos custos de energia, naturalmente estamos muito interessados em otimizar nossos processos o máximo possível.
Volker Nachtmann, Gerente técnico da planta, Stadtentwässerung und Umweltanalytik Nürnberg
Foto da cabeça de Volker Nachtmann

Tornando visíveis os fluxos interconectados de materiais e energia

“Somente por meio da transparência de recursos podemos usar os recursos de forma eficiente e flexível”, explica Volker Nachtmann, gerente técnico da planta da Stadtentwässerung und Umweltanalytik Nürnberg. Para isso, o sistema de gerenciamento de energia registra o consumo de gasolina, gás natural e diesel, consumo de eletricidade e valores de consumo de aquecimento e resfriamento. Do lado da geração, o calor e o frio produzidos e a eletricidade gerada, divididos pelas fontes de energia, gás de esgoto, combustíveis fósseis para os geradores de energia de emergência e energia fotovoltaica, estão incluídos no balanço. Dessa forma, o sistema permite que a SUN analise o consumo e a geração e, assim, explore o potencial de melhorias, de acordo com Germeroth: “Agora temos a oportunidade de mostrar o potencial de eficiência energética que antes não era descoberto”.

Uma revelação realmente impressionante foi que podemos abastecer parcialmente a Estação de Tratamento de Efluentes 1 com 100% de energia autogerada.
Matthias Germeroth, Energy Manager, Stadtentwässerung und Umweltanalytik Nürnberg
Foto da cabeça de Matthias Germeroth

Bom para o clima e o equilíbrio

A base técnica para isso foi implementada pela SUN junto com a Siemens: o SIMATIC Energy Manager Pro torna o consumo de energia e os fluxos de materiais transparentes e suporta o nível operacional e várias divisões da empresa e toda a SUN com relatórios e monitoramento automáticos. Para isso, o sistema registra até 800 pontos de dados de cerca de 500 medidores de energia, bem como dos sistemas de controle de processos e edifícios. Para Germeroth, essa flexibilidade é um dos grandes pontos fortes dessa solução: “Com o SIMATIC Energy Manager Pro, temos a possibilidade de agrupar enormes quantidades de dados e reuni-los em quantidades significativas: edifícios administrativos, laboratórios, geração de resfriamento, consumo de resfriamento, quantidades de ar comprimido e lodo, níveis de enchimento, quantidades de gás de esgoto, mas também a frota de veículos. Uma revelação realmente impressionante foi que já existem muitas fases nas quais a Estação de Tratamento de Efluentes 1 é abastecida com 100% de energia autogerada.” Volker Nachtmann acrescenta: “Devido ao aumento dos custos de energia, naturalmente estamos muito interessados em otimizar nossos processos”. Parte dessas considerações é fundir as duas estações de tratamento de águas residuais de grande escala da cidade — e o sistema de gerenciamento de energia também pode fornecer dados importantes para isso.

Eficiência de recursos é proteção do clima e da natureza

Eficiência energética, mais geração interna, mais fontes de energia renováveis — para Matthias Germeroth, essas metas são muito mais do que números chave. Das torres de digestão, ele também olha para o rio Pegnitz, que flui de Nuremberg em direção a Fürth. Junto com os rios Rednitz e Regnitz, constitui uma área natural valiosa, que na região densamente urbanizada é ao mesmo tempo uma área de lazer, uma fonte de água e um sistema natural de ar condicionado. Mas o aumento das temperaturas e chuvas mais irregulares estão causando problemas para os rios. Portanto, a proteção da natureza não é possível sem a proteção do clima — e isso requer maior eficiência no uso de energia. Britta Walthelm, portanto, tem uma posição clara: “O Energy management é útil, indispensável e mais fácil do que você pensa. O quilowatt-hora que eu não uso é o melhor. A mensagem: Basta começar.”

A sala de controle com vários monitores e mesas, bem como um grande painel na parede
Torres de digestão para a extração de metano do lodo

Torres de digestão para a extração de metano do lodo

Com suas operações, a Stadtentwässerung und Umweltanalytik Nürnberg (SUN) dá uma contribuição decisiva para proteger o meio ambiente e manter a qualidade de vida na área metropolitana de Nuremberg. A SUN não é apenas responsável por coletar e purificar as águas residuais de Nuremberg, mas também monitora a qualidade da água nos rios Pegnitz, Rednitz e Regnitz. Também mede e avalia a poluição ambiental nas áreas de água, ar e solo.