Avaliação dos modelos matemáticos ASM1 e ASM3 calibrados com dados de monitoramento padrão de um sistema de lodos ativados

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Baptista, Monique Tatsch
• Orientador(a): Wartchow, Dieter
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Tratamento de esgoto; Simulação computacional; Lodo ativado; Modelos matemáticos
• Palavras-chave em Inglês: Computational Simulation; Activated Sludge Models; Wastewater Treatment Plants; Calibration of ASM models
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/217074

O uso de modelos matemáticos de lodos ativados combinados com softwares computacionais tem sido amplamente empregado nas últimas décadas. Essa é uma ferramenta que possibilita avaliar condições de operação do tratamento e identificar pontos críticos do sistema de lodos ativados, que podem ser otimizados. Existem numerosos softwares disponíveis para modelagem e simulação de plantas de lodos ativados, entretanto a aplicação prática dessas ferramentas é bastante limitada. Uma das principais razões para tal situação é a dificuldade do processo de calibração dos modelos, que requer dados não incluídos no plano de monitoramento padrão de Estações de Tratamento de Esgoto – ETE. Como exemplo, caracterização detalhada e dados de monitoramento afluente e efluente de cada etapa do tratamento, fracionamento das concentrações de Demanda Química de Oxigênio – DQO e Nitrogênio – N, além de caracterização de parâmetros cinéticos e estequiométricos. Nesse cenário, a finalidade deste trabalho consistiu em avaliar a aplicabilidade dos modelos matemáticos ASM1 e ASM3 calibrados com dados de monitoramento padrão de um sistema de lodos ativados. O software de simulação computacional Stoat 5.0 foi utilizado para estruturar um sistema de lodos ativados, que opera com capacidade para tratar 444 L/s, aos modelos matemáticos a ASM1 e ASM3. Os modelos foram estruturados utilizando informações do projeto hidráulico e operação da ETE. Com os modelos estruturados e calibrados, a qualidade do efluente tratado foi simulada em resposta a variação da razão de retorno do lodo, de descarte do lodo, e temperatura. Os resultados demonstram que o conjunto de dados de monitoramento padrão disponíveis da ETE foi suficiente para calibrar os modelos e simular o desempenho do sistema considerando condições de operação em estado estacionário. Sendo assim, pode ser útil para diferentes finalidades, incluindo: treinamento de operadores da ETE, observação da resposta da planta às mudanças nos parâmetros operacionais básicos como: fluxos de retorno e vazão de descarte do lodo, e resposta em função da variação de fatores externos, como a temperatura. Os modelos ASM1 e ASM3, após serem calibrados, responderam de forma similar nos cenários analisados. A calibração estática dos modelos matemáticos ASM1 e ASM3 aplicados em simuladores computacionais são ferramentas que podem ter elevado utilidade na gestão de sistemas de lodos ativados.