Aplicação do modelo ASM1 na simulação das condições operacionais de uma estação de tratamento de efluentes por lodo ativado

Abstract

O tratamento biológico por lodos ativados é um dos processos mais utilizados para o tratamento de efluentes domésticos e industriais caracterizados por contaminação de carga orgânica biodegradável e produtos nitrogenados. A modelagem computacional destes sistemas de tratamento foi usada como instrumento de planejamento, projeto, análise e operação da Estação de Tratamento de Efluentes (ETE) a partir da década de 1970. Os modelos destinados à simulação do tratamento das águas residuais são, geralmente, desenvolvidos tendo em conta os processos unitários preponderantes, podendo os aspectos hidráulicos serem aproximados de forma simplificada e modelados explicitamente através de funções de transferência ou pelo método do volume do tanque variável. Os modelos para lodo ativado (ASM) têm estimulado o desenvolvimento de software e o conhecimento, cada vez mais detalhado, dos processos, possibilitando consideráveis progressos na operação e gestão das ETE´s. Para o presente trabalho foi realizada a calibração do modelo com os dados experimentais recolhidos na etapa de caracterização da matéria orgânica em termo das variáveis de entrada das frações orgânica e nitrogenada e na determinação dos parâmetros cinéticos e estequiométricos. Em seguida, foi utilizada a plataforma de simulação do Benchmark Simulation Model 1 (BSM1) para a avaliação e previsão do funcionamento das ETE s Caçote e Janga estudadas, visando estabelecer suas condições de operação. A avaliação foi conduzida através de simulações do funcionamento da ETE e estas, por sua vez, dependem da caracterização das matérias orgânicas e nitrogenada presentes no efluente. Na etapa de caracterização global das amostras conclui-se que a ETE Caçote mesmo sendo de pequeno porte recebe uma carga orgânica (carbono e nitrogênio) maior para ser tratada e que nem uma das duas estações removem satisfatoriamente compostos nitrogenados (amônio e nitrogênio orgânico). Quanto a composição dos efluentes estudados, para as duas ETE´s, o teor de material orgânico biodegradável (Ss e Xs) foi muito elevado situando-se na faixa de 70 à 90 % da Demanda Química de Oxigênio total (DQOT). Enquanto que a matéria orgânica inerte (Si e Xi) apresentou concentração inferior a 18 % sendo que a coleta terceira coleta realizada no Janga compõe cerca de 30 % de material refratário. Destas porcentagens os valores encontrados para a fração Xi não foram significativos. Conforme dados da literatura, conclui-se que os valores encontrados nesse trabalho de fracionamento da matéria orgânica coincidem com as ordens de grandeza