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CATARINO e HENRIQUES (2016) avaliaram 14 ETE diferentes em Portugal. As plantas com
um tratamento biológico adicional, para remoção de nutrientes, apresentaram um consumo de 30 a
50% maior na aeração, bombeamento e processamento de sólidos, quando comparado ao sistema
convencional de lodo ativado. A aeração consumiu 53% da energia e as etapas de desodorização
do ar, equalização de fluxo e desaguamento de lodo também tiveram grande contribuição. O
consumo com bombeamento foi de 12% e variou conforme a escala e a topografia e, algumas
vezes, foi responsável por grande parte do consumo.
De acordo com GIKAS (2016), cerca de 20% da energia nas ETEs é consumida em
processos auxiliares, como estações de bombeamento, iluminação e aquecimento, sendo
0,52kWh/m
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a energia usada somente no tratamento. O perfil no consumo de eletricidade indica
que 55% da energia é consumida na aeração, 10% na clarificação primária e 10% no
processamento do biossólidos. O autor construiu uma ETE piloto, com um sistema de máxima
remoção dos sólidos, antes do tratamento biológico, com uma etapa de desaguamento do lodo e
geração de energia através da digestão anaeróbia ou gaseificação. A demanda por eletricidade no
sistema proposto foi 85% do que no sistema convencional e a área requerida também foi bem
menor. Segundo o autor, apenas otimizar os processos tradicionais não é suficiente, já que um
esforço organizado na Suíça só conseguiu economizar 12% do consumo de energia.
Ao fim do tratamento de esgoto, ainda é preciso gastar energia com a disposição final do
efluente, geralmente feita em rios e lagos. Na Austrália a disposição final gasta 0,02kWh/m
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(WAKEEL
et al.
, 2016). O gerenciamento do lodo produzido nas ETEs também consome boa parte
da energia. Nos Estados Unidos, cerca de 6,5 milhões de toneladas de lodo de esgoto são
produzidos anualmente (SHEN
et al
., 2015). Na Europa, os países que mais produziram lodo em
2010 foram Alemanha, Reino Unido, Itália, França e Espanha, com 2, 1,64, 1,5, 1,3 e 1,28 milhões
de toneladas. Para a União Europeia, estima-se uma quantidade total de lodo produzido de 13
milhões em 2020 (ZABANIOTOU e SAMOLADA, 2014). No Brasil, em 2010 foram produzidos entre
150 e 220 mil toneladas de lodo, com potencial para quadriplicar este valor, caso a coleta e o
tratamento fosse ampliado no país (PEDROZA
et al
., 2010). Os dados estão em base seca.
Em média, 30% dos custos na ETE são atribuídos ao tratamento do lodo, que precisa ser
estabilizado antes do descarte (SHEN
et al.
2015). O tratamento do lodo, até a sua disposição final,
pode consumir de 0,074 e 0,15kWh/m
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devido as diferentes formas de gerenciamento. Se aplicado
um tratamento aeróbio, o consumo é comparado ao sistema de aeração (LONGO
et al
, 2016). Já a
biosecagem, é um processo que usa de calor produzido por micro-organismos (WINKLER
et al.
,
2013). Todavia, o lodo tem enorme potencial de gerar energia, podendo suprir não só o gasto
energético de seu gerenciamento, como também transformar a ETE em uma unidade superavitária
em energia (PRADEL
et al.
, 2016).
Com todos esses gastos de energia o método de tratamento de esgoto com um sistema
híbrido, está ganhando atenção nos últimos anos (VYMAZAL, 2005). O sistema pode ser uma
combinação de vários processos e unidades operacionais, a fim de melhorar a qualidade do efluente
de águas residuais (TEE
et al.
2016), com vantagens energéticas, (ABDULLAH
et al
., 2011). No
Brasil, o volume anual de esgoto tratado é de 2,6 bilhões de metros cúbicos (81% do esgoto coletado
na rede), consumindo 802 milhões de kWh/ano, ou 0,24kWh/m
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(SNIS, 2016).
3.2. Potencial de Geração de Energia nas ETEs
Estima-se que o esgoto doméstico tenha 10 vezes mais energia, do que o requerido para o
seu tratamento (SHEN
et al.
, 2015, GUDE, 2015), constituída pelas formas química, térmica e