Modelação de sistemas de tratamento biológico com lamas ativadas para águas residuais urbanas - Fernandes, Otavio Felipe (2021)
O tratamento de águas residuais urbanas é uma temática atual e pertinente como medida de mitigação da poluição das águas, os processos biológicos são aplicados nas ETAR a nível secundário para remover matéria orgânica. O estudo objetiva realizar a modelação numérica de reatores biológicos com lamas ativadas de média carga, para tratamento de águas residuais urbanas com descarga em águas superficiais. No desenvolvimento de um modelo para o processo de lamas ativadas distinguem-se quatro etapas: seleção das características quantitativas e qualitativas do afluente, dependentes da população atendida e de fatores culturais, económicos e sociais; a configuração do esquema de tratamento, com decantador primário, tanque de arejamento e decantador secundário; o cumprimento das legislações em vigor em Portugal e no Brasil para descarga em cursos de águas; e aplicação do modelo de lamas ativadas, ASM1, sendo aplicado para as simulações o programa GPS-X 6.0. Deste modo, foram realizadas no total 864 simulações, divididas por 4 cenários, que abrangem ETAR de pequena a grande dimensão, com população de 10.000 a 200.000 hab, sendo que para cada cenário foram consideradas 8 condições de A a H. Deste modo foram realizadas alterações nas temperaturas, caudais e cargas poluidoras (CBO5 e SST) para os anos zero, dez e vinte. Na configuração do sistema de tratamento foram considerados 3 níveis para a operação de arejamento, recirculação de lamas e purga das lamas nos decantadores com base no QMÍN, QMÉD e QPTA. No caso do tanque de arejamento, em que foram estudados 2 sistemas de arejamento: com difusores e agitadores superficiais, os difusores apresentaram menor requerimento de potência. A escolha da alternativa ótima para cada cenário foi definida a partir dos resultados que apresentaram melhor qualidade no efluente final e menores custos no arejamento, recirculação e tratamento de lamas. Em Portugal, onde ocorrem maiores capitações e menores concentrações nos poluentes que no Paraná, a condição B (decantadores circulares) é superior às demais para os três primeiros cenários, exceto no cenário 4 em que a condição D, com unidades retangulares, demonstrou ser a melhor escolha. No Paraná, o formato retangular com a condição F demonstrou ser a melhor opção para os cenários 1, 2 e 3, e no cenário 4 a geometria circular foi a mais eficiente.