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Title: Utilização de algoritmo genético para calibração de modelo de emissão de sulfeto de hidrogênio em estação de tratamento de esgoto com reator UASB e biofiltros aerados submersos
metadata.dc.creator: Santos, Kenyo Colnago dos
Keywords: Controle de odor;Algorítmos genéticos;Esgotos;Sulfetos
Issue Date: 28-Sep-2007
Publisher: Universidade Federal do Espírito Santo
Abstract: Algumas Estações de Tratamento de Esgotos já possuem equipamentos e processos que reduzem as emissões de gases odorantes, entretanto, a população circunvizinha a esse tipo de empreendimento ainda pode ser afetada, visto que o sistema olfativo humano é capaz de perceber a presença de odores em concentrações extremamente baixas e em curtos intervalos de tempo. A estimativa da emissão de gases odorantes em ETE pode ser obtida através de modelos matemáticos que envolvem um balanço de massa em cada unidade da ETE, onde equações empíricas simulam os fenômenos físicos, químicos e biológicos (volatilização, stripping, adsorção, absorção, biodegradação e oxidação química) responsáveis pela remoção dos gases odorantes dissolvidos na massa de esgoto. Lopes (2005) adaptou um modelo de emissão para estimar a concentração e as taxas de remoção e emissão de H2S a partir de uma ETE do tipo compacta, composta por digestor anaeróbio de fluxo ascendente (UASB) associado a um biofiltro aerado submerso (BF). Apesar dos bons resultados apresentados pelo modelo de emissão adaptado, foi verificada a necessidade de sua calibração devido ao uso de parâmetros empíricos obtidos a partir de outros trabalhos que utilizaram outros tipos de ETE. O objetivo deste trabalho consiste na calibração do modelo de emissão adaptado e avaliado por Lopes (2005) através do uso da técnica de algoritmo genético (AG), responsável por reestimar alguns parâmetros associados às equações empíricas do modelo. Os resultados obtidos revelaram que os parâmetros associados à transferência global de massa entre a fase líquida e a fase gasosa diminuíram em torno de 25% após a calibração; o parâmetro associado à correção do oxigênio para H2S aumentou em 66.6%; e o parâmetro associado à biodegradação (remoção de H2S na fase líquida do BF) não sofreu alteração significativa após a calibração do modelo. As novas estimativas da concentração de H2S nas unidades estação elevatória (EE), caixa de areia (CA), UASB e BF, aproximaram-se das concentrações medidas por Sá (2004), comparando com as concentrações estimadas antes da calibração do modelo de emissão, em 0.51%, 0.25%, 0.29% e 1.96%, respectivamente. Em relação as taxas de emissão de H2S estimadas após a calibração do modelo de emissão, houve uma redução de 23% na EE, 11.6% na CA, 1.2% no UASB, 10.5% na CDV e 12.6% no BF, comparando com as taxas de emissão estimadas antes da calibração do modelo.
Some wastewater treatment plants already have equipments and processes that reduce emissions of odorant gases, however, the population surrounding this type of plant can still be affected by it, due to the fact that human olfactory system is capable of perceiving the presence of odors in extremely low concentrations and short time interval.. The estimative of the odorant gases emission in WWTP can be obtained through mathematical models which involve a balance of mass in each of the WWTP units, where empirical equations simulate the physical, chemical and biological phenomena (volatilization, stripping, adsorption, absorption, biodegradation and chemical oxidation) responsible for the removal of the odorant gases dissolved in the wastewater mass. Lopes (2005) adapted an emission model in order to estimate concentration, removal and emission rates of H2S from a compact type of WWTP, composed by upward flow anaerobic digester (UASB) associated with a submerged aired biofilter (BF). In spite of the good results showed by adapted emission model, it was detected a need to calibrate it due to the use of empirical parameters obtained from other works that used other types of WWTP. The goal of this work is to calibrate the adapted and evaluated emission model by Lopes (2005) through the use of the genetic algorithm (AG) technique, responsible for reestimate some of the parameters associated with the empirical equations of the model. The results obtained showed that the parameters associated with the overall mass transfer between the gas phase and liquid phase decreased by around 25% after calibration; the parameter associated with the correction of oxygen to H2S increased by 66.6%, and the parameter associated with biodegradation (H2S removal of the liquid phase of BF) suffered no significant changes after the model calibration. The new estimates of the concentration of H2S in pumping station (EE) units, grid chamber (CA), UASB and BF were similar to the ones measured by Sá (2004), comparing to the concentrations estimated before the calibration of the emissions model, 0.51%, 0.25%, 0.29% and 1.96%, respectively. Regarding the estimated emission rates of H2S after the calibration of the emissions model, there was a reduction of 23% in EE, 11.6% in CA, 1.2% in the UASB, 10.5% in the CDV and 12.6% in BF, compared to the estimated emission rates before the calibration of the model.
URI: http://repositorio.ufes.br/handle/10/3884
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