Análise de desempenho e confiabilidade de estações de tratamento de esgotos

The research presents results from a comprehensive evaluation of 208 full-scale WWTPs, located in Southeast Brazil (latitudes 20 to 22o South), comprising 21 treatment processes. The evaluation focused on the performance of these treatment technologies, in terms of achieving compliance with several...

Full description

Bibliographic Details
Author: Silvia Maria Alves Correa Oliveira
Format: doctoral thesis
Status:Published version
Publication Date:2006
Country:Brasil
Institution:Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)
Repository:Repositório Institucional da UFMG
Language:Portuguese
OAI Identifier:oai:repositorio.ufmg.br:1843/ENGD-6RFQ6F
Online Access:http://hdl.handle.net/1843/ENGD-6RFQ6F
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Águas Residuais
estações de tratamento
Estações de tratamento
Estatística Análise
Meio ambiente
Engenharia sanitária
Águas residuais Purificação
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Mauro da Cunha Naghettini
Pedro Alem Sobrinho
Rafael Kopschitz Xavier Bastos
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description The research presents results from a comprehensive evaluation of 208 full-scale WWTPs, located in Southeast Brazil (latitudes 20 to 22o South), comprising 21 treatment processes. The evaluation focused on the performance of these treatment technologies, in terms of achieving compliance with several effluent standards, and the influence of operational conditions and the reliability of the systems. Over 50000 plant operational data were analyzed and the results showed a great variability in terms of sampling frequency, monitoring period and measured parameters. The influent flow range varied from 0.05 Ls-1 to 6,838 Ls-1. The descriptive statistics of the influent concentration data for BOD, COD, TSS, TN, TP and FC (thermotolerant coliforms) were determined, and a comparison was made between the observed concentrations and the typical values reported by the literature on prevailingly domestic raw wastewater. The results showed that, in general, the raw wastewater presented higher concentrations than usually reported by the literature. The treated wastewaters were evaluated for six frequently used treatmentprocesses, and for which there was a higher data availability: septic tank + anaerobic filter, facultative pond, anaerobic pond + facultative pond, activated sludge, UASB reactors alone, UASB reactors followed by post-treatment. For these treatment technologies, the effluent quality was evaluated, in terms of effluent concentration and removal efficiencies, compliance with discharge standards, and influence of operational conditions. The best theoretical probability distribution to describe the behavior of the variables present in raw and treated wastewater was investigated, and by this investigation the coefficients of reliability weredetermined, in terms of the compliance of effluent BOD, COD, TSS, TN, TP and FC with discharge standards or targets. In general, the average performance of the treatment technologies, in terms of all statisticalanalyses used, was lower than expected. However, good performances were obtained by individual plants from all technologies, showing that the poor results could not be attributed to the treatment processes per se but possibly to design, operational and maintenance problems.
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The descriptive statistics of the influent concentration data for BOD, COD, TSS, TN, TP and FC (thermotolerant coliforms) were determined, and a comparison was made between the observed concentrations and the typical values reported by the literature on prevailingly domestic raw wastewater. The results showed that, in general, the raw wastewater presented higher concentrations than usually reported by the literature. The treated wastewaters were evaluated for six frequently used treatmentprocesses, and for which there was a higher data availability: septic tank + anaerobic filter, facultative pond, anaerobic pond + facultative pond, activated sludge, UASB reactors alone, UASB reactors followed by post-treatment. For these treatment technologies, the effluent quality was evaluated, in terms of effluent concentration and removal efficiencies, compliance with discharge standards, and influence of operational conditions. The best theoretical probability distribution to describe the behavior of the variables present in raw and treated wastewater was investigated, and by this investigation the coefficients of reliability weredetermined, in terms of the compliance of effluent BOD, COD, TSS, TN, TP and FC with discharge standards or targets. In general, the average performance of the treatment technologies, in terms of all statisticalanalyses used, was lower than expected. However, good performances were obtained by individual plants from all technologies, showing that the poor results could not be attributed to the treatment processes per se but possibly to design, operational and maintenance problems.Nesta pesquisa foram avaliados, de forma abrangente e aprofundada, cerca de 50.000 dados operacionais de 208 ETEs dos estados de Minas Gerais e São Paulo, compreendendo 21 processos de tratamentos. A avaliação teve como enfoque principal o desempenho das tecnologias de tratamento de esgotos, considerando o alcance a diversas metas de qualidade para o efluente, a influência de condições operacionais e a confiabilidade. A qualidade geral do monitoramento foi muito variada, considerando o número de parâmetros analisados, a freqüência de amostragem, o período abrangido e o número de dados disponibilizado pelas diversas ETEs. O porte das estações de tratamento também variou muito, com vazões tratadas na faixa de 0,05 L/s a 6.838 L/s. Uma extensa caracterização dos esgotos brutos foi efetuada, buscando comparar as concentrações de DBO, DQO, SST, NT, PT e Coliformes com os valores considerados típicos pela literatura especializada, paradespejos predominantemente domésticos. Os resultados mostraram que os esgotos brutos apresentaram, em geral, uma concentração mais elevada do que o considerado usual. Os esgotos tratados foram avaliados, mais detalhadamente, para seis processos de tratamentomais usualmente utilizados no país, e para os quais havia uma maior disponibilidade de dados: fossas-filtro, lagoas facultativas, lagoas anaeróbias seguidas por lagoas facultativas, lodos ativados, reatores UASB operando isoladamente e reatores UASB seguidos de póstratamento. Para estas tecnologias de tratamento, foram efetuadas avaliações acerca da qualidade do efluente gerado, em termos de concentrações e eficiências de remoção observadas, do atendimento a padrões de lançamento e metas de qualidade para o efluente e da influência de condições operacionais no desempenho das ETEs. Foram determinados, ainda, o modelo distributivo que melhor descreve o comportamento dos dados afluentes e efluentes e a confiabilidade dos sistemas, medida pela probabilidade de desempenho satisfatório de uma ETE, considerando o atendimento a padrões de lançamento de efluentes. Em geral, o desempenho médio observado ficou aquém do esperado para as tecnologias de tratamento, considerando todas as abordagens de análise utilizadas. No entanto, bons resultados foram obtidos por ETEs individuais de todas as tecnologias, mostrando que aslimitações não podem ser atribuídas aos processos de tratamento mas, possivelmente, a eventuais problemas de projeto, operação e manutenção das unidades.Universidade Federal de Minas GeraisUFMGMarcos Von SperlingCarlos Augusto de Lemos ChernicharoMauro da Cunha NaghettiniPedro Alem SobrinhoRafael Kopschitz Xavier Bastos2019-08-12T02:21:26Z2019-08-12T02:21:26Z2006-03-08info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/1843/ENGD-6RFQ6Finfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFMGinstname:Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)instacron:UFMGSilvia Maria Alves Correa Oliveira2019-11-14T12:01:17Zoai:repositorio.ufmg.br:1843/ENGD-6RFQ6FRepositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufmg.br/oairepositorio@ufmg.bropendoar:2019-11-14T12:01:17Repositório Institucional da UFMG - Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)false
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