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

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Souza, Cristiano Costa de
• Orientador(a): Miranda, Luis Alcides Schiavo
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade do Vale do Rio dos Sinos
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil
• Departamento: Escola Politécnica
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Modelos de lodos ativados; Simulação dinâmica; Calibração
• Palavras-chave em Inglês: Activated sludge models; ASM; Dynamic simulation; Calibration
• Área do conhecimento CNPq: ACCNPQ::Engenharias::Engenharia Civil
• Link de acesso: http://www.repositorio.jesuita.org.br/handle/UNISINOS/9738

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.