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Simulação da operação de uma estação de tratamento de esgotos por lodos ativados com o modelo IWA-ASM3 (Activated Sludge Model n. 3) a partir de dados de monitoramento

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Autor Souza, Cristiano Costa de;
Orientador Miranda, Luis Alcides Schiavo;
Lattes do orientador http://lattes.cnpq.br/1383059721484641;
Instituição Universidade do Vale do Rio dos Sinos;
Sigla da instituição Unisinos;
País da instituição Brasil;
Instituto/Departamento Escola Politécnica;
Idioma pt_BR;
Título Simulação da operação de uma estação de tratamento de esgotos por lodos ativados com o modelo IWA-ASM3 (Activated Sludge Model n. 3) a partir de dados de monitoramento;
Resumo O tratamento de esgotos por lodos ativados é amplamente adotado em nível mundial, inclusive no Brasil, sendo uma alternativa robusta e confiável, capaz de produzir um efluente de alta qualidade. Nesse sentido, um modelo matemático capaz de simular a operação de uma estação de tratamento de esgotos (ETE) em escala real é oportuno, sendo útil para monitoramento, melhorias e otimização de recursos, bem como na tomada de decisões quanto a novos investimentos. Os modelos ASM da IWA são mundialmente reconhecidos, dentre os quais se destaca o ASM3, que abrange remoção de carbono, nitrogênio e sólidos suspensos. Sua aplicação, porém, exige a disponibilidade de dados que são obtidos com uso intensivo de laboratório, o que nem sempre é viável para a maioria das estações. O presente trabalho propôs a simulação da operação de uma ETE em escala real a partir de dados operacionais comuns e ensaios de monitoramento padrão a um número limitado de amostras, com o uso do ASM3, sendo selecionada a ETE São João-Navegantes, localizada em Porto Alegre/RS. Foram realizadas coletas de amostras durante 24 horas em três estações do ano – inverno, primavera e verão –, visando a obtenção de perfis afluentes heterogêneos. O fracionamento da DQO foi alcançado através do método STOWA, com algumas modificações necessárias para o presente caso. Após a configuração do modelo, as simulações foram realizadas em modo estacionário para a calibração e em modo dinâmico para a validação. Para comparação com os dados reais, calculou-se as médias dos resultados obtidos entre 48 e 96 horas nas simulações, para cada parâmetro avaliado. Para o efluente final, o erro para as formas nitrogenadas e alcalinidade em módulo resultou abaixo de 1 mg/L, para as três estações do ano em que houve ensaios. Para DQO e SST, de modo geral, o erro ficou entre 5 e 10 mg/L. Complementarmente, em modo estacionário, o resultado para DQO apresentou erro menor do que 5 mg/L para as campanhas de primavera e verão. Em modo dinâmico, o erro para DQO foi menor do que 5 mg/L na primavera, e para SST, menor do que 5 mg/L no verão. Concluiu-se que a metodologia permitiu a aplicação do ASM3 com resultados dentro de uma faixa de erro aceitável para os parâmetros monitorados, compatíveis com os padrões de lançamento vigentes e com o contexto da ETE, ressalvadas as limitações do próprio modelo e dos métodos utilizados.;
Abstract Wastewater treatment by activated sludge is widely adopted worldwide, including in Brazil, being a robust and reliable alternative, capable of producing a highquality effluent. Therefore, a mathematical model capable of simulating the operation of a sewage treatment plant (WWTP) on a full scale is relevant, being useful for monitoring, improving and optimizing resources, as well for decision making regarding new investments. The IWA ASM models are recognized worldwide, among which the ASM3 stand out, embracing the removal of carbon, nitrogenous and suspended solids. Its application, however, requires the availability of data that is obtained with intensive use of the laboratory for testing samples, which are not always feasible at most stations. The present work proposed the simulation of the operation of a full-scale WWTP from common operational data and standard monitoring tests to a limited number of samples, using ASM3, being selected the São João-Navegantes WWTP, located in Porto Alegre/Brazil. Sample collections were carried out for 24 hours in three seasons – winter, spring and summer –, aiming to obtain heterogeneous affluent profiles. COD fractions was achieved through the STOWA protocol, with some necessary modifications for the present case. After configuring the model, the simulations were performed in stationary mode for calibration and in dynamic mode for validation. For comparison with the actual data, averages for the results obtained between 48 and 96 hours in simulations were calculated for each evaluated parameter. For the final effluent, the error for nitrogen forms and alkalinity in modulus resulted below 1 mg/L, for the three seasons in which the tests were set. For COD and TSS, in general, the error was between 5 and 10 mg/L. In addition, in a stationary mode, COD error was smaller than 5 mg/L in the spring and summer campaigns. In dynamic mode, COD error was smaller than 5 mg/L in spring, and for TSS, smaller than 5 mg/L in summer. It was concluded that the methodology used allowed the application of ASM3 with results within an acceptable error range for the monitored parameters, compatible with the current standards for treated effluent and with the context of WWTP, with due regard for the limitations of the model itself and of the methods used.;
Palavras-chave Modelos de lodos ativados; Simulação dinâmica; Calibração; Activated sludge models; ASM; Dynamic simulation; Calibration;
Área(s) do conhecimento ACCNPQ::Engenharias::Engenharia Civil;
Tipo Dissertação;
Data de defesa 2021-03-25;
Agência de fomento Nenhuma;
Direitos de acesso openAccess;
URI http://www.repositorio.jesuita.org.br/handle/UNISINOS/9738;
Programa Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil;


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Nome: Cristiano Costa de ...
Tamanho: 8.187Mb
Formato: PDF
Descrição: simulacao_operacao
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