Energy performance and carbon footprint of a centralized sewage system in northeastern Brazil

Araujo, Monique Cerqueira; Medeiros, Diego Lima; Cohim, Eduardo

Monique Cerqueira Araujo ^* * Autor correspondente: engcivil.monique@hotmail.com

Universidade Estadual de Feira de Santana – Feira de Santana (BA), Brasil.

http://orcid.org/0000-0003-2266-6244

Diego Lima Medeiros

Universidade Federal da Bahia – Salvador (BA), Brasil.

http://orcid.org/0000-0002-6332-7217

Eduardo Cohim

Universidade Estadual de Feira de Santana – Feira de Santana (BA), Brasil.

http://orcid.org/0000-0003-4250-6758

* Autor correspondente: engcivil.monique@hotmail.com

CONTRIBUIÇÕES DOS AUTORES

Araújo, M.: Curadoria de Dados, Análise Formal, Software, Metodologia, Escrita – Primeira Redação. Medeiros, D.: Conceituação, Análise Formal, Escrita – Revisão e Edição. Cohim, E.: Conceituação, Metodologia, Administração do Projeto, Supervisão, Escrita – Revisão e Edição.

Conflitos de interesse: os autores declaram não haver conflitos de interesse.

Parâmetro		Unidade	Grandeza
Sistema		Unidade	SES-FSA*
Vazão micromedida de água (Q_água)		m³·d⁻¹	50.923
Parcela de domicílios micromedidos (Eco_micro)		(%)	98,6
Quantidade de domicílios abastecidos (Eco_água)		adimensional	215.347
Vazão de esgoto coletado		m³·d⁻¹	44.256
Subsistema			SES Subaé	SES Jacuípe I	SES Jacuípe II
Rede de coleta**
	Quantidade de economia (Eco_esgoto)	adimensional	27.694	42.966	28.644
	Quantidade de EEE^a a Mais detalhes no Apêndice 2	adimensional	11	6	9
	Extensão da rede de coleta	m	165.761	155.181	103.454
Tratamento do esgoto***
	Vazão de esgoto coletado^b b Calculado pela Equação 1 com a conversão da unidade. (Q_{água_residual})	m³·d⁻¹	5.599	8.687	5.791
	Capacidade máxima de tratamento	m³·d⁻¹	19.250	16.070	31.140
	DQO na entrada	mg·L⁻¹	507	810	694
	DQO na saída	mg·L⁻¹	150	117	149
	DBO na entrada	mg·L⁻¹	232	385	283
	DBO na saída	mg·L⁻¹	39	24	26
	Arranjo tecnológico		UASB, LA e LP	UASB e LAP	UASB e LAP
	Eficiência da remoção de DQO na ETE	(%)	70	86	79
	Eficiência da remoção de DQO no UASB	(%)	65	65	65
	Quantidade de lodo produzida na ETE (base seca)	t·ano⁻¹	561	871	580

SES: sistema de esgotamento sanitário; FSA: Feira de Santana; EEE: estações elevatórias de esgoto; DQO: demanda química de oxigênio; DBO: demanda bioquímica de oxigênio; UASB: upflow anaerobic sludge blanket; LA: lagoas aeradas; LP: lagoas de polimento; LAP: lodo ativado por aeração prolongada; ETE: estação de tratamento de esgoto.
^a
Mais detalhes no ^{Apêndice 2} Apêndice 2 Descrição das linhas de recalque e bombas das estações elevarórias de esgoto. SISTEMA Sistema Q (m3·h−1) H (m.c.a.) Pot (CV) LR (m) DNR (mm) Abio (m²) V (m3) TDH (h) At (m²) CCH4 (kg·m−3) A3 PRESIDENTE DUTRA Subaé 396,0 6,5 15,0 450 500 1,57 0,20 0,2 0,20 0,0016 A5 RIO AMAZONAS Subaé 187,2 12,0 12,5 210 300 0,94 0,07 0,1 0,07 0,0016 A6 SÃO LOURENÇO Subaé 16,6 11,5 25,0 400 500 1,57 0,20 4,7 0,20 0,0035 B4 VIETNA Subaé 810,0 6,0 30,0 350 350 1,10 0,10 0,0 0,10 0,0015 D AVIÁRIO Subaé 370,8 37,6 75,0 1.320 500 1,57 0,20 0,7 0,20 0,0018 D4 LAGOA SALGADA Subaé 117,0 8,9 10,0 200 100 0,31 0,01 0,0 0,01 0,0015 D7 LOS PAMPAS Subaé 21,8 36,1 6,5 1.115 100 0,31 0,01 0,4 0,01 0,0023 POJUCA SOLAR SIM Subaé 12,6 13,0 1,5 1.104 100 0,31 0,01 0,7 0,01 0,0029 POJUCA VIVA MAIS MASTER Subaé 21,6 17,2 1,8 133 100 0,31 0,01 0,0 0,01 0,0016 JACUIPE CAMPO DO GADO Jacuípe II 55,0 48,2 30,0 607 100 0,31 0,01 0,1 0,01 0,0017 POJUCA BOM VIVER Jacuípe II 10,8 20,0 3,0 270 250 0,79 0,05 1,2 0,05 0,0025 POJUCA BR116 FEIRA VI Jacuípe II 48,0 28,0 30,0 2827 250 0,79 0,05 2,9 0,05 0,0039 POJUCA CAMINHO 45 Jacuípe II 65,0 15,0 3,0 123 75 0,24 0,00 0,0 0,00 0,0015 POJUCA GEORGE AMÉRICO Jacuípe II 334,8 14,9 50,0 1184 250 0,79 0,05 0,2 0,05 0,0016 POJUCA RUA M Jacuípe II 108,0 16,0 15,0 122 100 0,31 0,01 0,0 0,01 0,0015 POJUCA VIVENDAS DO CAMPO Jacuípe II 80,0 15,0 3,0 552 150 0,47 0,02 0,1 0,02 0,0017 JACUIPE CAMINHO F1 Jacuípe I 356,0 12,9 25,0 561 500 1,57 0,20 0,3 0,20 0,0016 JACUIPE JUSSRA Jacuípe I 1.239,8 12,6 40,0 966 500 1,57 0,20 0,2 0,20 0,0016 JACUIPE RUA F Jacuípe I 60,0 13,2 7,0 227 100 0,31 0,01 0,0 0,01 0,0016 JACUIPE RUA SÔNIA Jacuípe I 20,0 17,0 5,0 277 100 0,31 0,01 0,1 0,01 0,0017 Viveiros I-EEE4 Jacuípe I 87,0 31,0 20,0 NA NA NA NA NA NA NA Viveiros III- EEE5 Jacuípe I 57,0 30,7 15,0 NA NA NA NA NA NA Q: vazão; H: altura manométrica; Pot: potência das bombas das EEE; LR: extensão da linha de recalque; DNR: diâmetro nominal da linha de recalque; Abio: área da parede dos tubos; V: volume da linha de recalque; TDH: tempo de detenção hidráulica, estimado por meio da Equação 2; A: área transversal do tubo; CCH4: concentração de metano nos esgotos, estimada por meio da Equação 3. NA: sem informação disponível.
^b
Calculado pela Equação 1 com a conversão da unidade.

EMBASA (2018a)EMPRESA BAIANA DE ÁGUAS E SANEAMENTO (EMBASA); CONTROLE OPERACIONAL DE ÁGUA E ESGOTO (COPAE). Controle de Perdas no Sistema. Feira de Santana: EMBASA, 2018a.

PMSB (2017)PLANO MUNICIPAL DE SANEAMENTO BÁSICO (PMSB). Plano Municipal de Saneamento Básico de Feira de Santana. Feira de Santana: Fundação Politécnica da Bahia, 2017. CD-ROM.

EMBASA (2018b)EMPRESA BAIANA DE ÁGUAS E SANEAMENTO (EMBASA). Relatório de Índice de Qualidade do Esgoto (IQE). Feira de Santana: EMBASA, 2018b.

Parâmetro		Unidade	SES Subaé	SES Jacuípe I	SES Jacuípe II
Coleta do esgoto
	Diesel queimado (máquinas na substituição dos condutos)^a SES: sistema de esgotamento sanitário; PVC: policloreto de vinila; EEE: estações elevatórias de esgoto; ETE: estação de tratamento de esgoto; UASB: upflow anaerobic sludge blanket; LAP: lodo ativado por aeração prolongada; LA: lagoas aeradas; LP: lagoas de polimento.	L	1,9 × 10⁻²	1,1 × 10⁻²	1,1 × 10⁻²
	Condutos de PVC	kg	8,0 × 10⁻³	4,8 × 10⁻³	4,8 × 10⁻³
	Transporte dos condutos^b b distância percorrida considerada de 200 km	kg·km	1,6 × 10⁰	9,7 × 10⁻¹	9,7 × 10⁻¹
	Areia (leito dos condutos)	kg	5,4 × 10⁻¹	3,3 × 10⁻¹	3,3 × 10⁻¹
Asfalto
	Areia	kg	3,5 × 10⁻²	4,4 × 10⁻³	4,4 × 10⁻³
	Brita	kg	1,0 × 10⁻¹	6,2 × 10⁻²	6,2 × 10⁻²
	Betume	kg	7,2 × 10⁻³	2,1 × 10⁻²	2,1 × 10⁻²
	Diesel queimado^a a Diesel com densidade de 0,853 kg·L−1 e poder calorífico de 45,5 MJ·kg−1 (processamento do asfalto)	MJ	4,3 × 10⁻²	2,6 × 10⁻²	2,6 × 10⁻²
	Eletricidade (EEE)	kWh	2,7 × 10⁻¹	8,7 × 10⁻²	7,5 × 10⁻²
	Diesel queimado^a a Diesel com densidade de 0,853 kg·L−1 e poder calorífico de 45,5 MJ·kg−1 (equipamentos e veículos)^c c combustível utilizado nos equipamentos de limpeza e veículos de transporte de operadores	L	6,2 × 10⁻³	6,2 × 10⁻³	6,2 × 10⁻³
	Metano para o ar	kg	1,4 × 10⁻²	7,3 × 10⁻³	5,2 × 10⁻³
Tratamento do esgoto
	Eletricidade (ETE)	kWh	2,0 × 10⁻¹	4,2 × 10⁻¹	4,7 × 10⁻¹
	Diesel queimado^a a Diesel com densidade de 0,853 kg·L−1 e poder calorífico de 45,5 MJ·kg−1 (equipamentos e veículos)^c c combustível utilizado nos equipamentos de limpeza e veículos de transporte de operadores	L	1,1 × 10⁻³	1,1 × 10⁻³	1,1 × 10⁻³
	Metano para o ar (UASB)	kg	9,5 × 10⁻²	1,1 × 10⁻¹	1,3 × 10⁻¹
	Metano para o ar (LAP)	kg	−	1,7 × 10⁻³	4,4 × 10⁻³
	Metano para o ar (LA e LP)	kg	9,6 × 10⁻³	−	−
	Óxido nitroso para o ar (LAP)	kg	−	8,0 × 10⁻⁴	2,4 × 10⁻³
	Óxido nitroso para o ar (fazenda de lodo)	kg	1,5 × 10⁻⁴	1,5 × 10⁻⁴	1,5 × 10⁻⁴
	Dióxido de carbono fóssil para o ar	kg	5,3 × 10⁻³	6,3 × 10⁻³	1,6 × 10⁻²
	Transporte do lodo^d d distância percorrida considerada de 14 km.	kg·km	6,4 × 10⁰	−	−
Disposição do esgoto tratado
	Metano para o ar (após a disposição no rio)	kg	2,4 × 10⁻⁴	2,8 × 10⁻⁴	7,3 × 10⁻⁴
	Óxido nitroso para o ar (após a disposição no rio)	kg	1,5 × 10⁻⁴	1,5 × 10⁻⁴	1,5 × 10⁻⁴

Parâmetro		Grandeza	Unidade	Fonte
Esgoto bruto
	MCF_LA	2,0 × 10⁻¹	adimensional	*Buendia et al.* (2019a)**BUENDIA, E.C.; TANABE, K.; KRANJC, A.; BAASANSUREN, J.; FUKUDA, M.; NGARIZE S.; OSAKO, A.; PYROZHENKO, Y.; SHERMANAU, P.; FEDERICI, S. Waste. In: BUENDIA, E.C.; TANABE, K.; KRANJC, A.; JAMSRANJAV, B.; FUKUDA, M.; NGARIZE, S.; OSAKO, A.; PYROZHENKO, Y.; SHERMANAU, P.; FEDERICI, S. (ed.). Refinement to the 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories. Switzerland: Intergovernmental Panel on Climate Change, v. 5, 2019a.
	MCF_LAP	3,0 × 10⁻²	adimensional	*Buendia et al.* (2019a)**BUENDIA, E.C.; TANABE, K.; KRANJC, A.; BAASANSUREN, J.; FUKUDA, M.; NGARIZE S.; OSAKO, A.; PYROZHENKO, Y.; SHERMANAU, P.; FEDERICI, S. Waste. In: BUENDIA, E.C.; TANABE, K.; KRANJC, A.; JAMSRANJAV, B.; FUKUDA, M.; NGARIZE, S.; OSAKO, A.; PYROZHENKO, Y.; SHERMANAU, P.; FEDERICI, S. (ed.). Refinement to the 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories. Switzerland: Intergovernmental Panel on Climate Change, v. 5, 2019a.
	MCF_UASB	8,0 × 10⁻¹	adimensional	*Buendia et al.* (2019a)**BUENDIA, E.C.; TANABE, K.; KRANJC, A.; BAASANSUREN, J.; FUKUDA, M.; NGARIZE S.; OSAKO, A.; PYROZHENKO, Y.; SHERMANAU, P.; FEDERICI, S. Waste. In: BUENDIA, E.C.; TANABE, K.; KRANJC, A.; JAMSRANJAV, B.; FUKUDA, M.; NGARIZE, S.; OSAKO, A.; PYROZHENKO, Y.; SHERMANAU, P.; FEDERICI, S. (ed.). Refinement to the 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories. Switzerland: Intergovernmental Panel on Climate Change, v. 5, 2019a.
	B_O	2,5 × 10⁻¹	kg CH₄·(kg DQO)⁻¹	*Buendia et al.* (2019a)**BUENDIA, E.C.; TANABE, K.; KRANJC, A.; BAASANSUREN, J.; FUKUDA, M.; NGARIZE S.; OSAKO, A.; PYROZHENKO, Y.; SHERMANAU, P.; FEDERICI, S. Waste. In: BUENDIA, E.C.; TANABE, K.; KRANJC, A.; JAMSRANJAV, B.; FUKUDA, M.; NGARIZE, S.; OSAKO, A.; PYROZHENKO, Y.; SHERMANAU, P.; FEDERICI, S. (ed.). Refinement to the 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories. Switzerland: Intergovernmental Panel on Climate Change, v. 5, 2019a.
	NT_afluente	4,0 × 10⁺¹	mg N·L⁻¹	*Jordão et al.* (2011)**JORDÃO, E.P.; PESSÔA, C.A. Tratamento de esgotos domésticos. 6. ed. Rio de Janeiro: ABES, 2011.
	FE_{N20 LAP}	1,6 × 10⁻²	kg N₂O−N·(kg N)⁻¹	*Buendia et al.* (2019a)**BUENDIA, E.C.; TANABE, K.; KRANJC, A.; BAASANSUREN, J.; FUKUDA, M.; NGARIZE S.; OSAKO, A.; PYROZHENKO, Y.; SHERMANAU, P.; FEDERICI, S. Waste. In: BUENDIA, E.C.; TANABE, K.; KRANJC, A.; JAMSRANJAV, B.; FUKUDA, M.; NGARIZE, S.; OSAKO, A.; PYROZHENKO, Y.; SHERMANAU, P.; FEDERICI, S. (ed.). Refinement to the 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories. Switzerland: Intergovernmental Panel on Climate Change, v. 5, 2019a.
Esgoto tratado
	NT_efluente	3,0 × 10⁺¹	mg N·L⁻¹	*Jordão et al.* (2011)**JORDÃO, E.P.; PESSÔA, C.A. Tratamento de esgotos domésticos. 6. ed. Rio de Janeiro: ABES, 2011.
	FE_{N20 rio}	5,0 × 10⁻³	kg N₂O−N·(kg N)⁻¹	*Buendia et al.* (2019a)**BUENDIA, E.C.; TANABE, K.; KRANJC, A.; BAASANSUREN, J.; FUKUDA, M.; NGARIZE S.; OSAKO, A.; PYROZHENKO, Y.; SHERMANAU, P.; FEDERICI, S. Waste. In: BUENDIA, E.C.; TANABE, K.; KRANJC, A.; JAMSRANJAV, B.; FUKUDA, M.; NGARIZE, S.; OSAKO, A.; PYROZHENKO, Y.; SHERMANAU, P.; FEDERICI, S. (ed.). Refinement to the 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories. Switzerland: Intergovernmental Panel on Climate Change, v. 5, 2019a.
	MCF_rio	3,5 × 10⁻²	adimensional	*Buendia et al.* (2019a)**BUENDIA, E.C.; TANABE, K.; KRANJC, A.; BAASANSUREN, J.; FUKUDA, M.; NGARIZE S.; OSAKO, A.; PYROZHENKO, Y.; SHERMANAU, P.; FEDERICI, S. Waste. In: BUENDIA, E.C.; TANABE, K.; KRANJC, A.; JAMSRANJAV, B.; FUKUDA, M.; NGARIZE, S.; OSAKO, A.; PYROZHENKO, Y.; SHERMANAU, P.; FEDERICI, S. (ed.). Refinement to the 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories. Switzerland: Intergovernmental Panel on Climate Change, v. 5, 2019a.
Fazenda de lodo de esgoto
	NT^a a Percentual da massa de lodo em base seca.	3,5 × 10⁰	(%)	*Santos et al.* (2017)**SANTOS, D.S.; TESHIMA, E.; FURIAM, S.M.; DIAS, R.A.A.; ARAUJO, C.; SILVA, M.R. Efeito da secagem em leito nas características físico-químicas e microbiológicas de lodo de reator anaeróbio de fluxo ascendente usado no tratamento de esgoto sanitário. Engenharia Sanitaria e Ambiental, v. 22, n. 2, p. 341-349, 2017. https://doi.org/10.1590/S1413-41522016100531 https://doi.org/10.1590/S1413-4152201610...
	FE_Lodo	1,0 × 10⁻²	kg N₂O−N·(kg N)⁻¹	*Buendia et al.* (2019b)**BUENDIA, E.C.; TANABE, K.; KRANJC, A.; BAASANSUREN, J.; FUKUDA, M.; NGARIZE S.; OSAKO, A.; PYROZHENKO, Y.; SHERMANAU, P.; FEDERICI, S. Agriculture, Forestry and Other Land Use. In: BUENDIA, E.C.; TANABE, K.; KRANJC, A.; JAMSRANJAV, B.; FUKUDA, M.; NGARIZE, S.; OSAKO, A.; PYROZHENKO, Y.; SHERMANAU, P.; FEDERICI, S. (ed.). Refinement to the 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories. Switzerland: Intergovernmental Panel On Climate Change, v. 4, 2019b.
	S_j	1,38 × 10⁺¹	(%)	*Lobato et al.* (2012)**LOBATO, L.C.S.; CHERNICHARO, C.A.L.; SOUZA, C.L. Estimates of methane loss and energy recovery potential in anaerobic reactors treating domestic wastewater. Water Science and Technology, v. 66, n. 12, p. 2745-2753, 2012. https://doi.org/10.2166/wst.2012.514 https://doi.org/10.2166/wst.2012.514...

Etapa		Descrição		Fonte	Inventário do ecoinvent^a a Nomes abreviados do original com as siglas das regiões de cada processo entre chaves	GSD²^c c Desvio padrão geométrico quadrado (GSD2) com base na incerteza básica e matriz pedigree.
Coleta do esgoto
	Substituição da rede de coleta	Máquinas da substituição dos condutos		Tabela de composição de custo unitários da SEINFRA (2019)	Diesel, burned in building machine {GLO} ^b b Transporte considerado no processo market da base de dados	1,56
		Demanda de material e energia da fabricação dos condutos de PVC		TIGRE (2020)TIGRE S/A, TUBOS E CONEXÕES. Infraestrutura e Esgoto – Catálogo Técnico. Disponível em: https://www.tigre.com.br/themes/tigre2016/downloads/catalogos-tecnicos/ct-infraestrutura-saneamento_esgoto.pdf. Acesso em: 04 maio 2020. https://www.tigre.com.br/themes/tigre201...	Polyvinylchloride, suspension polymerised {RoW}	1,09
					Extrusion, plastic pipes {GLO} ^b b Transporte considerado no processo market da base de dados	1,09
		Distância percorrida do transporte dos condutos		Comunicação pessoal	Transport, freight, lorry >32 metric ton, euro4 {RoW}	2,05
		Areia do leito dos condutos		SEINFRA (2019)SECRETARIA DE INFRAESTRUTURA DE SERGIPE (SEINFRA). Tabela de custos para serviços e materiais de construção. Disponível em: http://www3.seinfra.ce.gov.br/consulta.aspx?ID=443. Acesso em 11 Nov 2019. http://www3.seinfra.ce.gov.br/consulta.a...	Sand {GLO} ^b b Transporte considerado no processo market da base de dados	1,53
		Pavimento asfáltico	Betume (ligante)	DNIT (2006)DEPARTAMENTO NACIONAL DE INFRAESTRUTURA DE TRANSPORTES (DNIT). NORMA DNIT 031/2006 – ES: Pavimentos flexíveis – concreto asfáltico – Especificação de serviços. Rio de Janeiro: DNIT, 2006.	Pitch {RoW} ^b b Transporte considerado no processo market da base de dados	1,53
			Areia		Sand {GLO} ^b b Transporte considerado no processo market da base de dados	1,53
			Brita		Gravel, crushed {RoW} ^b b Transporte considerado no processo market da base de dados	1,53
			Processamento do asfalto		Diesel, burned in building machine {GLO} ^b b Transporte considerado no processo market da base de dados	1,53
	Bombeamento na EEE	Eletricidade utilizada		EMBASA (2018c)EMPRESA BAIANA DE ÁGUAS E SANEAMENTO (EMBASA). Planilhas eletrónicas: Controle de Energia ano 2017 e Combustível (UNFE). Feira de Santana: EMBASA, 2018c.	Electricity, medium voltage {BR} ^b b Transporte considerado no processo market da base de dados	1,07
	Equipamentos de limpeza e transporte de operadores	Diesel utilizado		EMBASA (2018c)EMPRESA BAIANA DE ÁGUAS E SANEAMENTO (EMBASA). Planilhas eletrónicas: Controle de Energia ano 2017 e Combustível (UNFE). Feira de Santana: EMBASA, 2018c.	Diesel, burned in building machine {GLO} ^b b Transporte considerado no processo market da base de dados	1,50
	Emissões diretas no biofilme dos condutos	CH₄		Foley, Yuan e Lant (2009)FOLEY, J.; YUAN, Z.; LANT, P. Dissolved methane in rising main sewer systems: field measurements and simple model development for estimating greenhouse gas emissions. Water Science and Technology, v. 60, n. 11, p. 2963-2971, 2009. https://doi.org/10.2166/wst.2009.718 https://doi.org/10.2166/wst.2009.718...	Methane, biogenic	1,17
Tratamento do esgoto
	Bombeamento na ETE	Eletricidade utilizada		EMBASA (2018c)EMPRESA BAIANA DE ÁGUAS E SANEAMENTO (EMBASA). Planilhas eletrónicas: Controle de Energia ano 2017 e Combustível (UNFE). Feira de Santana: EMBASA, 2018c.	Electricity, medium voltage {BR} ^b b Transporte considerado no processo market da base de dados	1,07
	Equipamentos de limpeza e transporte de operadores	Diesel utilizado		EMBASA (2018c)EMPRESA BAIANA DE ÁGUAS E SANEAMENTO (EMBASA). Planilhas eletrónicas: Controle de Energia ano 2017 e Combustível (UNFE). Feira de Santana: EMBASA, 2018c.	Diesel, burned in building machine {GLO} ^b b Transporte considerado no processo market da base de dados	1,50
	Emissões diretas no tratamento	CH_4, N₂O e CO₂		*Buendia et al.* (2019a)**BUENDIA, E.C.; TANABE, K.; KRANJC, A.; BAASANSUREN, J.; FUKUDA, M.; NGARIZE S.; OSAKO, A.; PYROZHENKO, Y.; SHERMANAU, P.; FEDERICI, S. Waste. In: BUENDIA, E.C.; TANABE, K.; KRANJC, A.; JAMSRANJAV, B.; FUKUDA, M.; NGARIZE, S.; OSAKO, A.; PYROZHENKO, Y.; SHERMANAU, P.; FEDERICI, S. (ed.). Refinement to the 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories. Switzerland: Intergovernmental Panel on Climate Change, v. 5, 2019a.	Methane, biogenic	1,40
					Dinitrogen monoxide	1,40
				*Law et al.* (2013)**LAW, Y.; JACOBSEN, G.E.; SMITH, A.M.; YUAN, Z.; LANT, P. Fossil organic carbon in wastewater and its fate in treatment plants. Water Research, v. 47, n. 14, p. 5270-5281, 2013. https://doi.org/10.1016/j.watres.2013.06.002 https://doi.org/10.1016/j.watres.2013.06...	Carbon dioxide, fossil	1,40
	Emissões diretas na fazenda de lodo	N₂O		*Buendia et al.* (2019b)**BUENDIA, E.C.; TANABE, K.; KRANJC, A.; BAASANSUREN, J.; FUKUDA, M.; NGARIZE S.; OSAKO, A.; PYROZHENKO, Y.; SHERMANAU, P.; FEDERICI, S. Agriculture, Forestry and Other Land Use. In: BUENDIA, E.C.; TANABE, K.; KRANJC, A.; JAMSRANJAV, B.; FUKUDA, M.; NGARIZE, S.; OSAKO, A.; PYROZHENKO, Y.; SHERMANAU, P.; FEDERICI, S. (ed.). Refinement to the 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories. Switzerland: Intergovernmental Panel On Climate Change, v. 4, 2019b.	Dinitrogen monoxide	1,40
	Transporte do lodo	Distância percorrida para a disposição do lodo		Estimado	Transport, freight, lorry >32 metric ton, euro4 {RoW}	2,05
Disposição do esgoto tratado
	Emissões diretas no rio	CH₄ e N₂O		IPCC (2019a)	Methane, biogenic	1,40
	Emissões diretas no rio	CH₄ e N₂O		IPCC (2019a)	Dinitrogen monoxide	1,40

Cenário	Parâmetro	Grandeza			Unidade	Fonte
Cenário	Parâmetro	Menor	Maior	Típico^a a Valor adotado no cenário base do SES-FSA	Unidade	Fonte
ProBio−CH₄−UASB	FE_CH4	1,1 × 10⁻¹	1,4 × 10⁻¹	−	kg CH₄·kg⁻¹ DQO	*Possetti et al. (2015)*POSSETTI, G.R.C.; CHERNICHARO, C.A.L. ProBio: Programa de estimativa de produção de biogás em reatores UASB. Versão 1.0. 2015. Disponível em: https://cetesb.sp.gov.br/biogas/softwares/. Acesso em: 07 maio 2020. https://cetesb.sp.gov.br/biogas/software...
IPCC−CH₄−UASB	FE_CH4	2,0 × 10⁻¹	2,5 × 10⁻¹	2,0 × 10⁻¹	kg CH₄·kg⁻¹ DQO	IPCC (2019a)
IPCC−CH₄−LAP	FE_CH4	7,5 × 10⁻⁴	2,3 × 10⁻²	7,5 × 10⁻³	kg CH₄·kg⁻¹ DQO	IPCC (2019a)
IPCC−CH₄−LA+LP	FE_N2O	0,0 × 10⁰	7,5 × 10⁻²	2,0 × 10⁻¹	kg N₂O−N·kg⁻¹ N	IPCC (2019a)
IPCC−N₂O−LAP	FE_N2O	1,6 × 10⁻⁴	4,5 × 10⁻²	1,6 × 10⁻²	kg N₂O−N·kg⁻¹ N	IPCC (2019a)
IPCC−Combinado	FE_CH4 e FE_N2O	^b b Menores e maiores valores dos quatro cenários de análise de sensibilidade do IPCC de forma combinada.	^b b Menores e maiores valores dos quatro cenários de análise de sensibilidade do IPCC de forma combinada.	−	−	IPCC (2019a)
DQO−Combinado	DQO_afluente	2,4 × 10⁺²	1,1 × 10⁺³	6,9 × 10⁺²	mg·L⁻¹	EMBASA (2018b)EMPRESA BAIANA DE ÁGUAS E SANEAMENTO (EMBASA). Relatório de Índice de Qualidade do Esgoto (IQE). Feira de Santana: EMBASA, 2018b.

Estudo	DEA (MJ·m⁻³)		PAG (kg CO₂eq·m⁻³)
Estudo	Coleta	Tratamento e disposição	Coleta	Tratamento e disposição
SES-FSA	2,70	2,42	0,38	4,08
SES-FSA com análise de sensibilidade	−	−	−	3,68 – 5,50^a a Variação devida à análise de sensibilidade
SES-FSA com infraestrutura^b b Processos da base de dados ecoinvent™, na versão 3.5, denominados “Sewer grid, 1.1E10l/year, 242 km {GLO}” e “Wastewater treatment facility, capacity1.1E10l/year {GLO}”	4,22	3,61	0,55	4,21
*Maktabifard et al.* (2020)**MAKTABIFARD, M.; ZABOROWSKA, E.; MAKINIA, J. Energy neutrality versus carbon footprint minimization in municipal wastewater treatment plants. Bioresource Technology, v. 300, p. 122647, 2020. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2019.122647 https://doi.org/10.1016/j.biortech.2019....	−	−	−	0,60 – 1,70
*Lopes et al.* (2020)**LOPES, T.A.S.; QUEIROZA, L.M.; TORRES, E.A.; KIPERSTOK, A. Low complexity wastewater treatment process in developing countries: A LCA approach to evaluate environmental gains. Science of The Total Environment, v. 720, p. 137593, 2020. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.137593 https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020...	−	−	8,03
*Xue et al.* (2019)**Xue, X.; Cashman, S.; Gaglione, A.; Mosley, J.; Weiss, L.; Ma, X.C.; Cashdollar, J.; Garland, J. Holistic analysis of urban water systems in the greater cincinnati region:(1) life cycle assessment and cost implications. Water research X, v. 2, p. 100015, 2019. https://doi.org/10.1016/j.wroa.2018.100015 https://doi.org/10.1016/j.wroa.2018.1000...	0,22	7,56	0,01	0,45
*Singh et al.* (2018)**SINGH, P.; KANSAL, A. Energy and GHG accounting for wastewater infrastructure. Resources, Conservation and Recycling, v. 128, p. 499-507, 2018. https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2016.07.014 https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2016...	0,18 – 0,83	0,36 – 1,26	1,05	0,40
*Buonocore et al. (2018)*BUONOCORE, E.; MELLINO, S.; ANGELIS, G.; LIU, G.; ULGIATI, S. Life cycle assessment indicators of urban wastewater and sewage sludge treatment. Ecological indicators, v. 94, parte 3, p. 13-23, 2018. https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2016.04.047 https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2016.0...	−	−	−	0,62
*Limphitakphong et al. (2016)*LIMPHITAKPHONG, N.; PHARINO, C.; KANCHANAPIYA, P. Environmental impact assessment of centralized municipal wastewater management in Thailand. The International Journal of Life Cycle Assessment, v. 21, n. 12, p. 1789-1798, 2016. https://doi.org/10.1007/s11367-016-1130-9 https://doi.org/10.1007/s11367-016-1130-...	−	−	0	1,06 – 2,70
*Amores et al. (2013)*AMORES, M.J.; MENESES, M.; PASQUALINO, J.; ASSUMPCIÓ, A.; FRANCESC, C. Environmental assessment of urban water cycle on Mediterranean conditions by LCA approach. Journal of Cleaner Production, v. 43, p. 84-92, 2013. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2012.12.033 https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2012.1...	0,14	5,82	0,01	0,12
*Lemos et al.* (2013)**LEMOS, D; DIAS, A.C. GABARRELL, X.; ARROJA, L. Environmental assessment of an urban water system. Journal of Cleaner Production, v. 54, p. 157-165, 2013. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2013.04.029 https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2013.0...	−	−	0,16	0,64
*Stokes et al.* (2010)**STOKES, J.R.; HORVATH, A. Supply-chain environmental effects of wastewater utilities. Environmental Research Letters, v. 5, n. 1, p. 014015, 2010. https://doi.org/10.1088/1748-9326/5/1/014015 https://doi.org/10.1088/1748-9326/5/1/01...	0,026	2,01^c c Biogás aproveitado e 6,11^d d Biogás em flare.	0,02	0,04^c c Biogás aproveitado e 0,49^d d Biogás em flare.
*Friedrich et al.* (2009)**FRIEDRICH, E.; PILLAY, S.; BUCKLEY, C.A. Carbon footprint analysis for increasing water supply and sanitation in South Africa: a case study. Journal of Cleaner Production, v. 17, n. 1, p. 1-12, 2009. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2008.03.004 https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2008.0...	−	−	0,15	0,12

SISTEMA	Sistema	Q (m³·h⁻¹)	H (m.c.a.)	Pot (CV)	L_R (m)	DN_R (mm)	A_bio (m²)	V (m³)	TDH (h)	A_t (m²)	C_CH4 (kg·m⁻³)
A3 PRESIDENTE DUTRA	Subaé	396,0	6,5	15,0	450	500	1,57	0,20	0,2	0,20	0,0016
A5 RIO AMAZONAS	Subaé	187,2	12,0	12,5	210	300	0,94	0,07	0,1	0,07	0,0016
A6 SÃO LOURENÇO	Subaé	16,6	11,5	25,0	400	500	1,57	0,20	4,7	0,20	0,0035
B4 VIETNA	Subaé	810,0	6,0	30,0	350	350	1,10	0,10	0,0	0,10	0,0015
D AVIÁRIO	Subaé	370,8	37,6	75,0	1.320	500	1,57	0,20	0,7	0,20	0,0018
D4 LAGOA SALGADA	Subaé	117,0	8,9	10,0	200	100	0,31	0,01	0,0	0,01	0,0015
D7 LOS PAMPAS	Subaé	21,8	36,1	6,5	1.115	100	0,31	0,01	0,4	0,01	0,0023
POJUCA SOLAR SIM	Subaé	12,6	13,0	1,5	1.104	100	0,31	0,01	0,7	0,01	0,0029
POJUCA VIVA MAIS MASTER	Subaé	21,6	17,2	1,8	133	100	0,31	0,01	0,0	0,01	0,0016
JACUIPE CAMPO DO GADO	Jacuípe II	55,0	48,2	30,0	607	100	0,31	0,01	0,1	0,01	0,0017
POJUCA BOM VIVER	Jacuípe II	10,8	20,0	3,0	270	250	0,79	0,05	1,2	0,05	0,0025
POJUCA BR116 FEIRA VI	Jacuípe II	48,0	28,0	30,0	2827	250	0,79	0,05	2,9	0,05	0,0039
POJUCA CAMINHO 45	Jacuípe II	65,0	15,0	3,0	123	75	0,24	0,00	0,0	0,00	0,0015
POJUCA GEORGE AMÉRICO	Jacuípe II	334,8	14,9	50,0	1184	250	0,79	0,05	0,2	0,05	0,0016
POJUCA RUA M	Jacuípe II	108,0	16,0	15,0	122	100	0,31	0,01	0,0	0,01	0,0015
POJUCA VIVENDAS DO CAMPO	Jacuípe II	80,0	15,0	3,0	552	150	0,47	0,02	0,1	0,02	0,0017
JACUIPE CAMINHO F1	Jacuípe I	356,0	12,9	25,0	561	500	1,57	0,20	0,3	0,20	0,0016
JACUIPE JUSSRA	Jacuípe I	1.239,8	12,6	40,0	966	500	1,57	0,20	0,2	0,20	0,0016
JACUIPE RUA F	Jacuípe I	60,0	13,2	7,0	227	100	0,31	0,01	0,0	0,01	0,0016
JACUIPE RUA SÔNIA	Jacuípe I	20,0	17,0	5,0	277	100	0,31	0,01	0,1	0,01	0,0017
Viveiros I-EEE4	Jacuípe I	87,0	31,0	20,0	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA
Viveiros III- EEE5	Jacuípe I	57,0	30,7	15,0	NA	NA	NA	NA	NA	NA

Mês	DQO_afluente.mg·L⁻¹
Janeiro	1.070
Fevereiro	668
Março	1524
Abril	563
Maio	615
Junho	256
Julho	1.020
Agosto	614
Setembro	468
Outubro	424
Novembro	870
Dezembro	244
Média	695

Parâmetro		SES–Subaé	SES–Jacuípe I	SES–Jacuípe II	SES–FSA
Coleta
Diesel queimado (máquinas na substituição dos condutos)		1,05 × 10⁰	6,32 × 10⁻¹	6,32 × 10⁻¹	7,49 × 10⁻¹
Condutos de PVC (material)		4,76 × 10⁻¹	2,87 × 10⁻¹	2,87 × 10⁻¹	3,40 × 10⁻¹
PVC (extrusão)		6,21 × 10⁻²	3,75 × 10⁻²	3,75 × 10⁻²	4,44 × 10⁻²
Transporte condutos		2,47 × 10⁻³	1,49 × 10⁻³	1,49 × 10⁻³	1,76 × 10⁻³
Areia (leito dos tubos)		9,99 × 10⁻²	6,03 × 10⁻²	6,03 × 10⁻²	7,13 × 10⁻²
Asfalto
	Areia	1,90 × 10⁻²	1,15 × 10⁻²	1,15 × 10⁻²	1,36 × 10⁻²
	Brita	9,51 × 10⁻³	5,74 × 10⁻³	5,74 × 10⁻³	6,79 × 10⁻³
	Betume	4,06 × 10⁻¹	2,45 × 10⁻¹	2,45 × 10⁻¹	2,90 × 10⁻¹
	Diesel queimado	6,20 × 10⁻²	3,74 × 10⁻²	3,74 × 10⁻²	4,43 × 10⁻²
Eletricidade (EEE)		1,66 × 10⁰	5,41 × 10⁻¹	4,60 × 10⁻¹	8,30 × 10⁻¹
Diesel queimado (equipamentos e veículos)		3,47 × 10⁻¹	3,47 × 10⁻¹	3,47 × 10⁻¹	3,47 × 10⁻¹
TOTAL PARCIAL		4,19 × 10⁰	2,21 × 10⁰	2,12 × 10⁰	2,74 × 10⁰
Tratamento e Disposição
Eletricidade (ETE)		1,23 × 10⁰	2,64 × 10⁰	2,91 × 10⁰	2,32 × 10⁰
Diesel queimado (equipamentos e veículos)		6,10 × 10⁻²	6,11 × 10⁻²	6,11 × 10⁻²	6,11 × 10⁻²
TOTAL PARCIAL		1,29 × 10⁰	2,70 × 10⁰	2,97 × 10⁰	2,39 × 10⁰
TOTAL		5,48 × 10⁰	4,91 × 10⁰	5,10 × 10⁰	5,12 × 10⁰

Parâmetro		SES-Subaé	SES-Jacuípe I	SES-Jacuípe II	SES-FSA^a a Média ponderada do sistema de esgotamento sanitário centralizado de Feira de Santana.
TOTAL (MJ.m³)		5,48	4,91	5,10	5,12
Etapas do SES (%)
	Coleta	76	45	42	53
	Tratamento e disposição	24	55	58	47
Fases do SES (%)
	Operação	60	73	74	70
	Manutenção (substituição dos tubos)	40	27	26	30
Atividades (%)
	Produção e transporte de materiais	20	13	13	15
	Uso de equipamentos e veículos	28	22	21	23
	Eletricidade	53	65	66	62

Parâmetro		SES-Subaé	SES-Jacuípe I	SES-Jacuípe II	SES-FSA
Coleta
	Diesel queimado (máquinas na substituição dos condutos)	6,71 × 10⁻²	4,05 × 10⁻²	4,05 × 10⁻²	4,79 × 10⁻²
	Condutos de PVC	1,55 × 10⁻²	9,33 × 10⁻³	9,33 × 10⁻³	1,10 × 10⁻²
	Extrusão do PVC	3,62 × 10⁻³	2,18 × 10⁻³	2,18 × 10⁻³	2,58 × 10⁻³
	Transporte condutos	1,43 × 10⁻⁴	8,66 × 10⁻⁵	8,66 × 10⁻⁵	1,02 × 10⁻⁴
	Areia (leito dos condutos)	6,33 × 10⁻³	3,82 × 10⁻³	3,82 × 10⁻³	4,52 × 10⁻³
Asfalto
	Areia	1,20 × 10⁻³	7,27 × 10⁻⁴	7,27 × 10⁻⁴	8,59 × 10⁻⁴
	Brita	6,23 × 10⁻⁴	3,76 × 10⁻⁴	3,76 × 10⁻⁴	4,45 × 10⁻⁴
	Betume	3,28 × 10⁻³	1,98 × 10⁻³	1,98 × 10⁻³	2,34 × 10⁻³
	Diesel queimado	3,97 × 10⁻³	2,40 × 10⁻³	2,40 × 10⁻³	2,84 × 10⁻³
	Eletricidade (EEE)	6,64 × 10⁻²	2,17 × 10⁻²	1,84 × 10⁻²	3,32 × 10⁻²
	Diesel queimado (equipamentos e veículos)	2,22 × 10⁻²	2,22 × 10⁻²	2,22 × 10⁻²	2,22 × 10⁻²
	Metano para o ar	3,78 × 10⁻¹	2,03 × 10⁻¹	1,44 × 10⁻¹	2,35 × 10⁻¹
	TOTAL PARCIAL	5,69 × 10⁻¹	3,08 × 10⁻¹	2,46 × 10⁻¹	3,63 × 10⁻¹
Tratamento e Disposição
	Eletricidade (ETE)	4,91 × 10⁻²	1,06 × 10⁻¹	1,16 × 10⁻¹	9,30 × 10⁻²
	Diesel queimado (equipamentos e veículos)	3,91 × 10⁻³	3,92 × 10⁻³	3,92 × 10⁻³	3,92 × 10⁻³
	Metano para o ar (UASB)	2,62 × 10⁰	3,08 × 10⁰	3,61 × 10⁰	3,11 × 10⁰
	Metano para o ar (LAP)	−	4,70 × 10⁻²	1,22 × 10⁻¹	5,56 × 10⁻²
	Metano para o ar (LA e LP)	2,66 × 10⁻¹	−	−	7,42 × 10⁻²
	Óxido nitroso (LAP)	0,00 × 10⁰	2,12 × 10⁻¹	6,44 × 10⁻¹	2,78 × 10⁻¹
	Óxido nitroso da fazenda de lodo para o ar	4,01 × 10⁻²	4,00 × 10⁻²	4,00 × 10⁻²	4,00 × 10⁻²
	Dióxido de carbono fóssil para o ar	5,35 × 10⁻³	6,29 × 10⁻³	1,64 × 10⁻²	8,93 × 10⁻³
	Transporte do lodo	5,75 × 10⁻⁴	−	−	1,60 × 10⁻⁴
	Metano para o ar (após a disposição no rio)	6,66 × 10⁻³	7,83 × 10⁻³	2,04 × 10⁻²	1,11 × 10⁻²
	Óxido nitroso para o ar (após a disposição no rio)	4,01 × 10⁻²	4,00 × 10⁻²	4,00 × 10⁻²	4,00 × 10⁻²
	TOTAL PARCIAL	3,03 × 10⁰	3,55 × 10⁰	4,62 × 10⁰	3,71 × 10⁰
	TOTAL	3,60 × 10⁰	3,86 × 10⁰	4,86 × 10⁰	4,08 × 10⁰

Parâmetro		SES-Subaé	SES-Jacuípe I	SES-Jacuípe II	SES-FSA^a a Média ponderada do sistema de esgotamento sanitário centralizado de Feira de Santana.
TOTAL (kg CO_2eq/m³)		3,60	3,86	4,86	4,08
Etapas do SES (%)
	Coleta	16	8	5	9
	Tratamento e disposição	84	92	95	91
Fases do SES (%)
	Operação	97	98	99	98
	Manutenção (substituição dos tubos)	3	2	1	2
Atividades (%)
	Produção e transporte de materiais	1	0	0	1
	Uso de equipamentos e veículos	3	2	1	2
	Eletricidade	3	3	3	3
	Emissões diretas	93	94	95	94

[1] * Autor correspondente: engcivil.monique@hotmail.com

Brasil

Brasil

Energy performance and carbon footprint of a centralized sewage system in northeastern Brazil

ABSTRACT