Edilson Sadayuki Omoto, Leila Marques Imolene de Souza Thiago Augusto Maziero

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17 a 20 de agosto de 2010, Rio de Janeiro

MODELAGEM E AVALIAÇÃO DO LANÇAMENTO DO EFLUENTE TRATADO NA ETE LOS ANGELES

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Resultados

Parâmetros Ponto 01 Ponto 02 Ponto 03 Ponto 04 Ponto 05 Ponto 06 Ponto 07 Ponto 08 Ponto 09 DBO 8 46.5 56 20.4 16.4 17 12 5.4 18 DQO 20.5 102.7 109 65.0 41.0 44.0 38 14.6 57.6 Fósforo total 0.23 4.23 4.27 1.25 1.81 1.14 0.67 0.52 0.67 Nitrogênio total 6.00 22.00 24.00 12.30 9.10 15.3 5 3.50 7.80 OD (mg/L) _6.86 7.03 6.15 _6.80 6.06 _5.47 5.26 4.66 2.87 OD (mg/L) _6.86 7.03 6.15 _6.80 6.06 _5.47 5.26 4.66 2.87 pH _7.53 7.22 7.25 _7.31 7.33 _7.35 7.44 7.31 7.23 Sólidos totais _{152.0 376.0 349.0 252.0 218.0} ₂₀₁ 158.0 118.0 162.0 Temperatura _24.1 25.1 25.3 _23.7 23.8 _23.3 22.8 23.0 21.9 temperatura ambiente _23.0 23.0 23.0 _23.0 23.0 ₂₂ 22.0 22.0 22.0 Turbidez _17.0 53.0 55.0 _27.0 25.0 ₂₀ 15.0 23.0 21.0

Coliformes totais 9.50E+052.60E+072.60E+078.70E+064.30E+066.70E+062.40E+066.90E+055.30E+06 Escherichia coli 1.50E+051.00E+061.00E+061.00E+064.00E+057.00E+052.00E+053.00E+044.00E+05

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Ponto de mistura

••

Vista teórica

Transporte fluxo mássico força motriz

Difusivo gradiente de C Convectivo Hidráulica C D Na = − ∇ vC Na = −∇. 0 lim => dif Na Ponto de mistura C D Dt vC D( ) ₂ ∇ −

= (sem reação química)

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Balanço de massa

efl efl rio rio tot C Q C Q Q C. = . + . tot efl efl rio rio Q Q C Q C C = . + .

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Modelos de auto depuração

• Sistema concentrado

• Regime permanente

• Temperatura constante

• Carga e descarga de massa e calor.

=> Simulador da equação fenomenológica de

depuração do rio.

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Modelagem Matemática

Para OD Acum = OD(entra)-OD(sai)+gerado+difundido ) .( . . . . . . . . ) .. . ( _OD _OD _A _OD₍_sat₎ _OD OD C C L x Ks L P x r L P v C L P v C L P x C − ∆ + ∆ + − = ∆ ∂ ∂ ) .( . . . . . . . . ) .. . ( _A _OD₍_sat₎ _OD x x OD x ODv P L C v P L r x P L Ks x L C C C L P x t ∆ = − + ∆ + ∆ − ∂ +∆

Fazendo o volume => O ou seja lim ∆X =>0 ... A .( OD(sat) OD) OD C C P Ks r dx dC v = + − DBO d DBO C K dx dC v = −

Decomposição de 1º ordem para DBO (r_A = -Kd. C_DBO)

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Sensibilidade do modelo

Equação Geral (modelo de Streeter Phelps)

) .( _OD₍_sat₎ _OD DBO d OD C C P Ks C K dx dC v = − + − DBO d DBO C K dx dC v = − v= velocidade K_d = constante de depuração K_s = constante de oxigenação P = profundidade média do córrego

C_OD(sat)= oxigenio na saturação Condições de contorno Balanço de massa V reduz: Queda de DBO Depreção de OD kd reduz:

DBO mais rapidamente OD no ponto crítico

Ks

DBO pouca alteração OD aumenta

Profundidade

Ocorre o inverso do Ks

COD(sat)

DBO pouca alteração OD aumenta em todos os pontos

Pressão

Aumenta : COD (sat)

Temperatura

Aumenta : kd, ks reduz: COD (sat) Balanço de massa

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Ajuste e simulação

Modelo Kd, Ks Dados experimentais Calculo do erro 2 exp 2 exp) ( ) ( ∑

∑ CODcal −COD + CDBOcal −CDBO

Minimização do erro

experimentais

(x,OD) , (x,DBO) Minimização do erro

Kd, Ks Dados calculados (x,OD) , (x,DBO) Reciclo Condições de lançamento (DBO, OD) Balanço de massa

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Resultados

• Ajuste aos dados experimentais

DBO (mgO2/L) 0 5 10 15 20 25 0 5 10 15 20 25 calculado e x p e ri m e n ta l +10% -10% OD (mgO2/L) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0 1 2 3 4 5 6 7 8 calculado e x p e ri m e n ta l +10% -10%

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Parâmetros ajustados

Ajuste Parâmetros Valores unidades

DBO kd_(DBO) 7.51.10-5 _s-1 OD K_s 6.58.10-5 _m/s P K_d(P) 5.63.10-5 _s-1 P K_d(P) 5.63.10-5 _s-1 N K_d(N) 13.1.10-5 _s-1 Coliformes K_d(col) 17.4.10-5 _s-1 - velocidade 0.5 m/s Profundidade 0.37 m

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Simulações do modelo

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Simulações

OD

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Simulação

OD

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• O Ponto de mistura => 1500m (balanço de massa)

• Dados experimentais =>variação de todos os parâmetros.

• Modelo=> ajuste adequadamente (Erro inferior a 10%)

• OD de lançamento => pequenas variações

• Em todas as DBO de lançamento (20, 40, 60, 80 e 100) =>

condições piores que classe 3 na mistura

• Alcançou uma DBO inferior a classe 2 a montante do

encontro com Imbirussu (DBO 20, 40 e 60)

Conclusões

encontro com Imbirussu (DBO 20, 40 e 60)

• Todas as condições de lançamento a DBO foi acima de

classe 3 para DBO após encontro com Imbirussu

• É alcançado a condição de montante para DBO (20-60),

Coliformes, Nitrogênio a uma distância em torno de 5km

• DBO lançamento abaixo de 60 mgO2/L garante uma OD

maior que de classe 3 na zona crítica e uma OD de classe 2 na maior parte da extenção antes do encontro com Imbirussu.

• Para todas as DBO de lançamento o corpo d’agua atingiu

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•Se não houvesse tratamento de esgoto o Anhanduí

encontraria em uma região anóxica na zona crítica. A OD melhoraria com o Imbirussu, DBO sempre seria superior a classe 3.

•Não há variação do coliformes totais quando é lançado quantidades inferiores a 106

•O nitrogênio total é o parâmetro com maior taxa de

•O nitrogênio total é o parâmetro com maior taxa de decomposição

•Em todas as condições de lançamento o fósforo atinge

parâmetro de classe 4, e ainda aumenta após encontro com Imbirussu

•Todos os parâmetros alteraram significamente após encontro com Imbirussu (DBO => 5-para 12)

•O corpo receptor não sofre alteração significativa para qualquer lançamento com DBO inferior a 60 mgO₂/L

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Obrigado!

edilson.omoto@aguasguariroba.com.br thiago.maziero@aguasguariroba.com.br leila.souza@aguasguariroba.com.br