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http://hdl.handle.net/1843/HSAA-6B6PU3
Tipo: | Dissertação de Mestrado |
Título: | Instrumentação e controle de uma estação de tratamento de água |
Autor(es): | Selma Capanema de Barros |
primer Tutor: | Walmir Matos Caminhas |
primer miembro del tribunal : | Carmela Maria Polito Braga |
Segundo miembro del tribunal: | Carmen Dea Moraes Pataro |
Tercer miembro del tribunal: | Marcelo Libanio |
Resumen: | Esse trabalho apresenta o estudo desenvolvido na Estação de Tratamento de Água do Rio das Velhas ETA, de propriedade da COPASA Companhia de Saneamento de Minas Gerais(Nova Lima, Região Metropolitana de Belo Horizonte) durante o período de julho de 2002 a junho de 2004, para avaliar a utilização de instrumentação analítica para fins de controle do processo de coagulação e desenvolver modelos que, associados à técnicas de controle, possam ser utilizados para se efetuar o controle automático da dosagem de coagulante. Para tanto, foram feitos contratos de parceria com fabricantes tradicionais de instrumentação analítica aplicada à área de saneamento e realizadas análises comparativas da resposta dos diversos instrumentos. Definidos os instrumentos mais adequados para a qualidade da água do Rio das Velhas, foi construída uma base de dados que possibilitou, utilizando métodos não paramétricos, atravésde gráficos de correlação cruzada, avaliar a relação entre as variáveis do processo. A partir do resultado desta análise, dos métodos operacionais adotados na ETA e referências bibliográficas foi feita a identificação das variáveis mais relevantes para desenvolvimento dos modelos.Foram identificadas como variáveis que influenciam o processo de coagulação a vazão de água afluente à ETA (água bruta), a turbidez e a cor verdadeira da água bruta e o pH de coagulação. Outras variáveis foram avaliadas tais como condutividade e temperatura da águabruta e tipo de coagulante. A condutividade apresentou uma estreita faixa de variação, entre 32 e 40 S/cm, e também baixa correlação com as demais variáveis. O tipo de coagulante não foi alterado durante o período que esse trabalho foi desenvolvido, estando as alterações vinculadas à contratos de fornecimento feitos pela COPASA. Na ETA são utilizados sais a base de ferro (cloreto férrico ou sulfato ferroso clorado). Durante o período de construção da base de dados, foi feito uso de sulfato ferroso clorado na concentração de 17,5 mg/L Fe2O3 e densidade de 1,5 g/L. A temperatura da água bruta se manteve praticamente constante, comvalor médio de 22 °C. Definidas as variáveis, foram desenvolvidos vários modelos utilizando-se topologias diferentes de Redes Neurais Artificiais, com o objetivo de se obter um modelo para representar o comportamento do operador ao controlar a dosagem de coagulante e um modelo para efetuar a predição da turbidez da água decantada.Inicialmente, foram desenvolvidos vários modelos para efetuar a predição da turbidez da água decantada, utilizando o MATLAB. Esses modelos foram implementados em um programa em linguagem de programação C++. Utilizando os recursos de automação disponíveis na ETA, o programa foi conectado à um supervisório, tornando possível a aquisição dos valores das variáveis de entrada e o registro gráfico da saída de cada um dos modelos on line. Para identificar o comportamento do operador efetuou-se procedimento semelhante àquele para a predição da turbidez da água decantada. Esses programas podem, atualmente, ser utilizados pelo operador para nortear suas ações, ao ajustar a dosagem de coagulante, compensando o tempo morto da planta, através da predição da turbidez da água decantada. |
Abstract: | Capanema, S. P. Instrumentação e Controle do Processo de Coagulação em uma Estação de Tratamento de Água. Belo Horizonte, 2004. Dissertação (Mestrado) Escola de Engenharia da Universidade Federal de Minas Gerais. That work presents the study developed in the Station of Treatment of Water of Rio of the Old ones- ETA, of property of COPASA- Company of Sanitation of Minas Gerais (New Lima,Metropolitan Area of Belo Horizonte) during the period of July of 2002 to June of 2004, to evaluate the use of analytical instrumentation for ends of control of the coagulation process and to develop models that, associates to control techniques, they can be used to make theautomatic control of the dosage of clotting. For so much, they were made partnership contracts with traditional manufacturers of applied analytical instrumentation to the area of sanitation and accomplished comparative analyses of the answer of the several instruments. Defined the most appropriate instruments for the quality of the water of Rio of the Old ones, it was built a database that made possible, using methods no parametric, through graphs of crossed correlation, to evaluate the relationship among the variables of the process. Starting from the result of this analysis, of the operational methods adopted in ETA andbibliographical references was done the identification of the most relevant variables for development of the models. They were identified as variables that influence the coagulation process the flow of waterflowing to ETA (rude water), the turbidity and the true color of the rude water and the coagulation pH. Another varied were appraised such as conductivity and temperature of the rude water and type of clotting. The conductivity presented a narrow variation strip, between 32 and 40 mS/cm, and also low correlation with the other variables. The coagulant type was not altered during the period that that work was developed, being the alterations linked to supply contracts done by COPASA. In ETA salts are used the base of iron (ferric chloride or chlorinated ferrous sulfate). During the period of construction of the database, it was madeuse of ferrous sulfate chlorinated in the concentration of 17,5 mg/L Fe2O3 and density of 1,5 g/L. the temperature of the rude water stayed practically constant, with medium value of 22 °C. Defined the variables, several models were developed being used topologies different from Artificial neural networks, with the objective of obtaining a model to represent the behavior of the operator when controlling the coagulant dosage and a model to make the prediction of the turbidity of the decanted water.Initially, several models were developed to make the prediction of the turbidity of the decanted water, using MATLAB. Those models were implemented in a program in programming language C++. Using the available automation resources in ETA, the program was connected to a supervisório, turning possible the acquisition of the values of the entrance variables and the graphic registration of the exit of each one of the models on line. To identify the operator's behavior he/she occurred procedure similar to that for the prediction of the turbidity of the decanted water. Those programs can, now, to be used by the operator to orientate their actions, when adjusting the coagulant dosage, compensating the time killed of the plant, through the prediction of the turbidity of the decanted water. |
Asunto: | Engenharia elétrica |
Idioma: | Português |
Editor: | Universidade Federal de Minas Gerais |
Sigla da Institución: | UFMG |
Tipo de acceso: | Acesso Aberto |
URI: | http://hdl.handle.net/1843/HSAA-6B6PU3 |
Fecha del documento: | 4-jun-2004 |
Aparece en las colecciones: | Dissertações de Mestrado |
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