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Eficiência de recursos na estação de tratamento de águas residuais

A água é o nosso recurso natural mais importante: É claro que sem água limpa as doenças espalham-se particularmente rapidamente. As estações de tratamento de águas residuais não só dão uma contribuição importante para a proteção deste recurso, mas também são a chave para uma maior sustentabilidade.

Com a eficiência dos recursos à neutralidade climática.

Lavar, escovar os dentes, beber — toda a gente precisa de água limpa, e quanto mais pessoas viverem nesta terra, maior será a procura. As alterações climáticas, a urbanização e o aumento da poluição ambiental estão a agravar a situação. A proteção deste recurso número um está a tornar-se cada vez mais urgente. As estações de tratamento de águas residuais dão uma contribuição importante aqui. Não só tratam as águas residuais e as despejam de volta nas nossas águas, mas também servem como instalações de armazenamento de energia, consumidores flexíveis de energia e geradores, e, assim, dão uma contribuição importante para a transição energética e gestão sustentável da água.

Torres de digestão para a extracção de metano a partir de lamas

Nuremberga está a liderar o caminho: Eficiência de recursos na estação de tratamento de águas residuais

O tratamento sustentável de águas residuais e o fornecimento de energia estão a tornar-se cada vez mais relevantes, especialmente nas cidades. Este também é o caso de Nuremberga. A metrópole da Francónia estabeleceu grandes objetivos: Até 2035, o governo municipal da cidade deverá tornar-se neutro em termos climáticos. A Stadtentwässerung und Umweltanalytik Nürnberg (SUN) tem um papel fundamental a desempenhar aqui: Com as suas duas estações de tratamento de águas residuais em grande escala, é o maior consumidor único e o maior produtor de eletricidade. Portanto, o tópico da eficiência dos 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 maior parte das águas residuais de mais de 500.000 habitantes da metrópole mecanicamente, biológica e quimicamente antes que a água tratada seja descarregada 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 gestor de energia na Stadtentwässerung und Umweltanalytik Nürnberg (SUN), as tarefas de Matthias Germeroth incluem otimizar o consumo de energia das instalações na área da drenagem urbana e análise ambiental — e as torres de digestão da central de águas residuais são um componente importante nisto.

O maior produtor — e o maior consumidor de energia

Das lamas digeridas que são processadas nas torres, a estação de tratamento de águas residuais extrai metano, que é convertido em eletricidade e calor num total de quatro centrais combinadas de calor e energia. Esta é uma das muitas medidas com as quais a SUN está a contribuir para uma maior sustentabilidade, explica Britta Walthelm. Como Oficial de Ambiente e Saúde da cidade de Nuremberga, é também a primeira gestora de fábrica da SUN: “A Câmara Municipal de Nuremberga decidiu que a administração municipal da cidade de Nuremberga deveria ser neutra em termos climáticos até 2035.” A SUN desempenha duas funções neste processo, de acordo com Germeroth: “Temos uma rede de esgotos que se estende por mais de 1.500 quilómetros que nos transporta águas residuais nas estações de tratamento de águas residuais e mais de 100 estruturas exteriores. Com as duas estações de tratamento de águas residuais em grande escala, tratamos mais de 1,3 milhões de equivalentes populacionais, tornando-nos o maior consumidor individual, mas também o maior gerador de eletricidade. Isso é o que o torna muito atraente.”

Matthias Germeroth e um jovem a olhar para um tablet juntos, em pé na frente dos painéis de controlo
Devido ao aumento dos custos de energia, estamos naturalmente muito interessados em otimizar os nossos processos tanto quanto possível.
Volker Nachtmann, Gestor Técnico da Fábrica, Viagens de cidades e análise ambiental Nuremberga
Tiro na cabeça de Volker Nachtmann

Tornar os fluxos interligados de material e energia visíveis

“Só através da transparência dos recursos podemos usar os recursos de forma eficiente e flexível”, explica Volker Nachtmann, Director Técnico da Fábrica da Stadtentwässerung und Umweltanalytik Nürnberg. Para este efeito, o sistema de gestão de energia regista o consumo de gasolina, gás natural e gasóleo, consumo de eletricidade e valores de consumo para aquecimento e arrefecimento. Do lado da geração, o calor e o frio produzidos e a eletricidade gerada, discriminada pelas fontes de energia, gás de esgoto, combustíveis fósseis para os geradores de energia de emergência e energia fotovoltaica, estão incluídos no balanço. Desta forma, o sistema permite que a SUN analise o consumo e a geração e, assim, aproveite o potencial para melhorias, de acordo com Germeroth: “Agora temos a oportunidade de mostrar o potencial de eficiência energética que anteriormente não foi descoberto.”

Uma revelação realmente impressionante foi que podemos fornecer parcialmente a Estação de Tratamento de Águas Residuais 1 com 100% de energia auto-gerada.
Matthias Germeroth, Energy Manager, Viagens de cidades e análise ambiental Nuremberga
Tiro na cabeça de Matthias Germeroth

Bom para o clima e o equilíbrio

A base técnica para isso foi implementada pela SUN em conjunto com a Siemens: O SIMATIC Energy Manager Pro torna o consumo de energia e os fluxos de materiais transparentes e suporta tanto o nível operacional como as várias divisões da empresa e todo o SUN com relatórios e monitorização automáticos. Para este efeito, o sistema regista até 800 pontos de dados de cerca de 500 medidores de energia, bem como dos sistemas de controlo de processos e edifícios. Para Germeroth, esta flexibilidade é um dos grandes pontos fortes desta solução: “Com o SIMATIC Energy Manager Pro, temos a possibilidade de agrupar as enormes quantidades de dados e reuni-los em quantidades significativas: os edifícios administrativos, os laboratórios, a geração de arrefecimento, o consumo de arrefecimento, as quantidades de ar comprimido e lamas, os níveis de enchimento, as quantidades de gás de esgoto, mas também a frota de veículos. Uma revelação realmente impressionante foi que já existem muitas fases em que a Estação de Tratamento de Águas Residuais 1 é fornecida com 100% de energia auto-gerada.” Volker Nachtmann acrescenta: “Devido ao aumento dos custos de energia, estamos naturalmente muito interessados em otimizar os nossos processos.” Parte destas considerações é fundir as duas estações de tratamento de águas residuais em grande escala da cidade — e o sistema de gestão de energia também pode fornecer figuras-chave importantes para isso.

A eficiência dos recursos é a proteção do clima e da natureza

Eficiência energética, mais geração interna, mais fontes de energia renováveis — para Matthias Germeroth, esses objetivos são muito mais do que apenas figuras-chave. Das torres de digestão, ele também olha para o rio Pegnitz, que flui de Nuremberga em direção a Fürth. Juntamente 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 de ar condicionado natural. Mas o aumento das temperaturas e as chuvas mais erráticas estão a causar problemas aos rios. Portanto, a proteção da natureza não é possível sem a proteção climática — e isso requer uma maior eficiência no uso de energia. Britta Walthelm tem, portanto, uma posição clara: “A Energy management é útil, indispensável e mais fácil do que pensa. O quilowatt-hora que não uso é o melhor. A mensagem: Basta começar.”

A sala de controlo com vários monitores e mesas, bem como um grande painel na parede
Torres de digestão para a extracção de metano a partir de lamas

Torres de digestão para a extracção de metano a partir de lamas

Com as suas operações, a Stadtentwässerung und Umweltanalytik Nürnberg (SUN) contribui decisivamente para proteger o ambiente e manter a qualidade de vida na área metropolitana de Nuremberg. A SUN não é apenas responsável pela recolha e purificação das águas residuais de Nuremberga, mas também monitoriza a qualidade da água nos rios Pegnitz, Rednitz e Regnitz. Também mede e avalia a poluição ambiental nas áreas da água, ar e solo.