Redlands tem clima semiárido e está localizada 50 milhas (80 km) a leste de Los Angeles. A região recebe apenas em torno de 15 polegadas (38 cm) de chuva por ano, e conta parcialmente com poços de fornecimento de água para os 75.000 residentes da área durante os picos de demanda do verão. O desenvolvimento constante e períodos antecipados de chuva abaixo da média continuam a sobrecarregar o fornecimento de água da área.
Conservar um fornecimento de água de lençol freático foi o maior incentivo para que Redlands buscasse a California Energy Commission (CEC) em 2000 e solicitasse água reciclada para abastecer as torres de resfriamento na usina de energia de 1.056-megawatts (MW) Mountainview Power Company (MPC). O plano da MPC de usar uma série de grandes poços para água de resfriamento pressionaria o futuro do abastecimento de água subterrânea da região. Redlands propõs ao CEC uma solução ecológica e econômica para tratar efluentes da cidade e produzir a água de resfriamento de processo de alta qualidade necessária.
Em 2000, a cidade de Redlands buscou a melhor tecnologia disponível para implementar seu conceito e melhorar o tratamento na estação de tratamento de efluentes secundária 9,5 MGD (35,960 m3/dia) (WWTP) com uma tecnologia que produzisse 6 MGD (22.710 m3/dia) de água reciclada de alta qualidade para reúso (California's Title 22). Em parceria com o escritório Carollo Engineers de San Bernardino e CH2M Hill, a cidade avaliou diversas alternativas.
Buscando a melhoria da planta, a cidade selecionou a tecnologia biorreator de membrana (MBR). As propostas de sistemas de membranas de três fabricantes foram avaliadas e a cidade selecionou as membranas de ultrafiltração ZeeWeed* da Veolia por seu efluente de qualidade superior, seu desempenho robusto e valor geral que o sistema forneceu para a cidade de Redlands e para MPC.
A linha de distribuição de 14.000 pés (4,270-metros) que fornece água de resfriamento à usina de energia estava equipada com diversos recursos que também atendem outros possíveis clientes no caminho. Desde o início das atividades, o sistema de água reciclada se expandiu e agora atende a uma série de clientes, inclusive usuários de irrigação dentro da cidade, controle de poeira no aterro sanitário vizinho e água de fábrica nos negócios locais.
Conforme planejado, o sistema WWTP MBR da Redlands, comissionado em 2004, tratou mais de 60% do fluxo de efluentes em escala total de 9,5 MGD (35.960 m3/dia) para atender às exigências de qualdiade de reúso de água. O restante continuou a ser tratado pelo sistema convencional preexistente. O projeto incluía uma melhoria de sistema futuro para tratamento de fluxo em escala total MGD 9.5 com tecnologia MBR acrescentando-se mais 3 sequências de membrana.
Na época, membranas em ambiente MBR ainda eram um conceito relativamente novo, cuja expectativa de vida era de 7-8 anos. Excedendo, de longe, as expectativas iniciais e depois de mais de 15 anos, a estação instalou o primeiro conjunto de membrandas de substituição em 2020. Com os avanços na tecnologia de membranas MBR, Redlands avaliou diversas propostas de fornecedores de membranas novamente e decidiu que a melhor opção era fazer o upgrade para o último lançamento de membranas MBR ZeeWeed ZW500D da SUEZ, que conta com aeração LEAPmbr*.
Após a substituição do sistema 6 MGD MBR pelas novas membranas ZW500D, a área de superfície de filtragem maior e a melhor permeabilidade puderam continuar a tratar o fluxo 6 MGD MBR e também a oferecer capacidade extra suficiente dentro das sequências de membrana 6 originais, e Redlands, agora, poderá alcançar a exigência de fluxo total de 9,5 MGD dentro dos tanques de membrana originais. Com isso, a cidade irá economizar acrescentar as sequências suplementares 3, conforme originalmente planejado.
Tabela 1: Resultados típicos para água tratada WWTP em Redlands
Resultado
O comissionamento da estação original criou uma qualidade de água eficiente e efetiva, bem como um programa de reciclagem que atendeu às necessidades ambientais e econômicas da cidade de Redlands e da usina de energia MPC. A longevidade das membranas MBR originais ofereceu uma economia de em torno de 100% à cidade, com substituições uma vez a cada 15 anos em comparação com a expectativa inicial, que seria a cada 7-8 anos.
As novas membranas LEAPmbr oferecem aumento da produtividade de tratamento de água de bacias de membrana em ~60%, e cedo ou tarde isso permitirá que Redlands trate a capacidade projetada MGD total 9,5 MGD da planta sem espaço adicional ou despesas de capital com novas superfícies de membranas.
A economia de energia é obtida pelo aumento na eficiência do equipamento e por um controle de sopradores, juntamente com uma certa redução de equipamento que oferece ainda mais economia nas operações e na manutenção. O novo sistema de membranas LEAPmbr exige menos aeração por depuração de ar, reduzindo o consumo de energia em comparação com a instalação original. O centro da economia de energia do sistema MBR são os controles, que ficam integrados com os novos sopradores e podem modular o fluxo de ar de acordo com a demanda real, e não pelas limpezas indiscriminadas de antes. Esse novo método de controle permite que o sistema opere a taxas de fluxo com redução de carga nos sopradores de limpeza por meio de monitoramento constante de operações de soprador, o que gera um nível sem precedentes de eficiência de energia.
O projeto de substituição 6 MGD MBR resultou em uma economia de energia total de mais de 1,5 milhões de kWh/ano, o equivalente à eliminação de 600 toneladas de CO2. A cidade, com isso, economizou em torno de $152.000 ao ano em energia, além de $290.000 em incentivos do programa WISE, administrado por Southern California Edison.
Figura 1: Superfícies MBR 6 na cidade de Redlands WWTP
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