Planejamento de sistemas de tratamento de efluentes no âmbito de bacias hidrográficas com base em modelagem de qualidade da água e técnicas de otimização

dc.contributor.advisor1Mendonça, Antônio Sérgio Ferreira
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000-0003-4273-0266
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/9841888526169409
dc.contributor.authorGomes, Thiara Cezana
dc.contributor.authorIDhttps://orcid.org/0000-0002-6279-4008
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/6884581304753329
dc.contributor.referee1Chaves, Gisele de Lorena Diniz
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000000163599063
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0319559373628489
dc.contributor.referee2Silva, Fernando das Graças Braga da
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/0000-0002-3803-2257
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/4077250337099004
dc.contributor.referee3Resendo, Leandro Colombi
dc.contributor.referee3IDhttps://orcid.org/0000-0001-7604-2440
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/8108487234297364
dc.contributor.referee4Rosa, Rodrigo de Alvarenga
dc.contributor.referee4Latteshttp://lattes.cnpq.br/7706827408886021
dc.contributor.referee5Reis, Jose Antonio Tosta dos
dc.contributor.referee5Latteshttp://lattes.cnpq.br/7828468159099998
dc.date.accessioned2024-05-30T01:41:07Z
dc.date.available2024-05-30T01:41:07Z
dc.date.issued2022-08-22
dc.description.abstractIn Brazil, the sewage treatment services coverage levels are low. Sewage treatment systems setting up, operating and maintaining costs are generally high and vary considerably depending on the technology type to be implemented. Given this scenario, this research proposed a method for planning effluent treatment systems involving minimization of sewage treatment and transport costs, considering the current legislation, systemic vision in which the river basin is assumed as a planning unit and water bodies self-depuration capacities. The integrated modeling was supported by three modules: (i) water quality mathematical modelling combined with optimization technique to estimate minimum sewage treatment efficiencies, (ii) hydraulic calculations and (iii) Facility Location Problem (PLF). The study differs from others by integrating organic material removal efficiencies into Wastewater Treatment Plant (WTP) locations choice process, by considering self-purification capacity of water bodies and by discussing Consortium Effluent Treatment (CET). In the CET, the effluents generated by different point sources are transported and grouped in ETEs presenting greater capacities, providing centralized networks. The methodology was applied to the Pardo watershed, in Espírito Santo state, Brazil. In total, 22 scenarios for water quality modeling were created, subdivided into two groups: individual WTPs and CET. In order to consider the method's sensitivity to parameter variations, four analysis quadrants were developed being a key concept worked in each of them. The adoption of the CET concept proved to be viable, especially for networks presenting smaller lengths, sets of high sewage treatment efficiencies and/or increased scale economies. When considering the growing global population and cities facing budget constraints, paradigms changes and search for economically and environmentally safe solutions are very valuable.
dc.description.resumoNo Brasil, os níveis de cobertura dos serviços de tratamento de esgotos ainda são considerados baixos. Os custos de implantação, operação e manutenção de sistemas de tratamento de esgotos são, em geral, elevados e variam consideravelmente conforme o tipo de tecnologia a ser implementada. Diante desse cenário, esta pesquisa propõe um método para planejamento de sistemas de tratamento de efluentes envolvendo minimização dos custos de tratamento e transporte do esgoto, considerando a legislação vigente, a visão sistêmica em que se assume a bacia hidrográfica como unidade de planejamento e a capacidade de autodepuração dos corpos receptores. A modelagem integrada foi subsidiada por três módulos: (i) modelo de qualidade de água combinado a técnica de otimização para estimativa de eficiências mínimas de tratamento de esgotos, (ii) dimensionamento hidráulico e (iii) Problema de Localização de Facilidades (PLF). O estudo difere de outros por trazer à tona a discussão a respeito do Tratamento Consorciado de Efluentes Sanitários (TCES) e por considerar as eficiências de remoção dos poluentes no processo de escolha de tecnologias e localizações das Estações de Tratamento de Esgoto (ETEs), ponderando a capacidade de autodepuração dos corpos d’água. O TCES prevê a possibilidade de efluentes gerados por diferentes fontes pontuais serem transportados e agrupados em ETEs com maior capacidade, proporcionando redes centralizadas. A estratégia metodológica foi aplicada à bacia hidrográfica do rio Pardo, localizada no Espírito Santo. No total 22 cenários para modelagem de qualidade da água foram criados, subdivididos em dois grupos: ETEs individuais e TCES. Para ponderar a sensibilidade do método às variações de parâmetros, foram elaborados quatro quadrantes de análises, sendo em cada um deles um conceito chave trabalhado. A adoção do conceito de TCES se mostrou viável especialmente para redes apresentando menores comprimentos, conjuntos de eficiências de tratamento de esgoto mais elevadas e cenários com potencial de economias de escala. Ao considerar população global crescente e cidades que enfrentam limitações orçamentárias a mudança de paradigmas e a busca por soluções econômicas e ambientalmente seguras é de grande valia.
dc.description.sponsorshipFundação Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
dc.formatText
dc.identifier.urihttps://dspace5.ufes.br/handle/10/16543
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseDoutorado em Engenharia Ambiental
dc.publisher.departmentCentro Tecnológico
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental
dc.rightsopen access
dc.subjectProblema de alocação de efluentes sanitários
dc.subjectModelo de qualidade de água
dc.subjectTratamento de esgoto
dc.subject.br-rjbnsubject.br-rjbn
dc.subject.cnpqEngenharia Sanitária
dc.titlePlanejamento de sistemas de tratamento de efluentes no âmbito de bacias hidrográficas com base em modelagem de qualidade da água e técnicas de otimização
dc.title.alternativetitle.alternative
dc.typedoctoralThesis

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