Ferramenta computacional para gerenciamento de lodo e melhoria de desempenho de reatores UASB tratando esgoto doméstico
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Universidade Federal de Minas Gerais
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Tipo
Dissertação de mestrado
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Primeiro orientador
Membros da banca
Marcos Von Sperling
Miguel Mansur Aisse
Miguel Mansur Aisse
Resumo
O controle operacional eficaz de estações de tratamento de esgoto (ETE) baseadas em tecnologias anaeróbias só é alcançado se um programa de monitoramento adequado for implementado. No Brasil, os reatores anaeróbios de fluxo ascendente e manta de lodo (reatores UASB) têm sido uma recorrente opção tecnológica para o tratamento do esgoto doméstico. Contudo, deficiências de projeto, construção, operação e gestão em relação ao gerenciamento de lodo acarretam ineficácia, ou até mesmo ausência, de rotinas de descartes de lodo, podendo ocasionar elevada perda de sólidos com o efluente anaeróbio e sobrecarga nas unidades de pós-tratamento, comprometendo o desempenho global do sistema. Embora o desempenho de reatores UASB dependa fundamentalmente de rotinas operacionais apropriadas para o gerenciamento de lodo, observa-se que, em muitos casos, os dados de monitoramento produzidos não são utilizados para subsidiar as tomadas de decisão. O uso de ferramentas computacionais pode contribuir para a sistematização de dados e sua utilização em tomadas de decisão na operação de ETEs, visando garantir o melhor desempenho do sistema de tratamento, no entanto, ainda não é uma realidade no contexto brasileiro. O presente trabalho visou desenvolver uma ferramenta computacional para apoio operacional de ETEs que empregam reatores UASB seguidos de filtros biológicos percoladores (FBP), com funcionalidades para a sistematização dos dados e tomadas de decisão para o correto gerenciamento do lodo. A ferramenta computacional ‘SIG-Lodo’ (Sistema Integrado para o Gerenciamento de Lodo) permite a apresentação comparativa de potenciais cenários associados a diferentes estratégias de descarte de lodo. O SIG-Lodo se mostrou efetivo para a consolidação de um banco de dados de monitoramento da fase líquida e da fase sólida, permitindo a apresentação desses dados em gráficos por períodos selecionados pelo usuário e a extração, de forma rápida, de informações importantes para a operação da ETE. A partir das análises efetuadas, a ferramenta se mostrou bastante útil para realizar a comparação e definir a melhor estratégia de descarte de lodo a ser adotada na estação, considerando a manutenção de um lodo de melhor qualidade no interior dos reatores UASB, a capacidade de desaguamento do sistema e as rotinas operacionais da estação. O SIG-Lodo amplia a análise crítica e a aproxima a equipe operacional às tomadas de decisão para o gerenciamento do lodo em uma ETE.
Abstract
The effective operational control of anaerobic-based sewage treatment plant (STP) is only achieved if an appropriate monitoring program is implemented. In Brazil, Upflow Anaerobic Sludge Blanket - UASB reactors have been widely adopted for domestic sewage treatment. However, design, construction, operation and management deficiencies concerning sludge management result in ineffective or even absence of sludge disposal routines, which could lead to solids loss with the anaerobic effluent and overload on the post- treatment unit, affecting the overall performance of the system. Although the performance of UASB reactors relies on appropriate operational routines for sludge management, it is observed that, in many cases, the monitoring data produced is not used to support decision making. The use of computational tools contributes to the systematization of data and its use in decision making in the operation of STPs, aiming to guarantee the best performance of the treatment system, however, it is not yet a reality in the brazilian context. The present work aimed at developing a computational tool for operational support of STPs based on UASB reactors followed by trickling filters, with functionalities for data systematization and decision making for proper sludge management. The computational tool 'SIG-Lodo' (Integrated System for Sludge Management), allows the comparison of potential scenarios associated with different sludge disposal strategies. The SIG-Lodo is used for the consolidation of a monitoring database for the liquid phase and the solid phase, allowing the presentation of this data in graphs for periods selected by the user and a quick extraction of important information for operating the STP. Based on the analyzes carried out, the tool seemed to be very useful to make the comparisons and define the best sludge disposal strategy to be adopted at the STP, considering the maintenance of the quality of the sludge inside the UASB reactors, the dewatering capacity of the system and the operational routines of the STP. The SIG-Lodo expands the critical analysis and brings the operational team closer to the decision making regarding sludge management in a STP.
Assunto
Engenharia sanitária, Saneamento, Biorreatores, Lodo - Saneamento, Processo decisório
Palavras-chave
Sistema UASB/FBP, Gerenciamento de lodo, Controle operacional, Tomada de decisão