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Authors
Abstract(s)
A decantação secundária é uma das mais relevantes operações unitárias de tratamento de águas residuais, a qual tem por objetivo a remoção gravítica (sedimentação) dos flocos biológicos produzidos no tratamento biológico. A eficiência de remoção de sólidos no decantador secundário deve não só garantir um efluente clarificado cumprindo as imposições legais de descarga, mas também produzir lamas espessadas com as características adequadas ao processo, nomeadamente para recirculação ou espessamento.
O presente trabalho pretende estudar o efeito da geometria dos decantadores secundários na eficiência de remoção dos sólidos suspensos. Para esta análise efectuou-se a simulação numérica ao funcionamento destes equipamentos de acordo com modelos matemáticos disponibilizados no programa GPS-X (Hydromantis).
A modelação matemática e simulação numérica de processos e operações de tratamento de águas residuais é cada vez mais uma ferramenta fundamental para o projeto, planeamento, investigação e desenvolvimento de infraestruturas de tratamento. Prova disso é a utilização destes códigos científicos por parte de empresas de consultoria e entidades reguladoras.
Como resultado deste trabalho, produziu-se uma relação empírica simplificada que permite efetuar de forma expedita o dimensionamento preliminar de decantadores secundários associados a reatores de lamas ativadas para o tratamento secundário de águas residuais. A equação final obtida é expressa em termos da concentração de sólidos suspensos totais na água residual tratada (XE), utilizando cinco parâmetros de dimensionamento: o caudal afluente (QA), a concentração de sólidos suspensos totais no afluente (XA), a altura do decantador secundário (H), a altura de entrada do afluente desde o fundo (h), e a área superficial do decantador secundário (A); e ainda oito constantes de calibração: g0 a g7.
Secondary clarification is one of the most important wastewater treatment unit operations, that aims to remove by gravity (sedimentation) the flocs generated at the biological treatment. The solids removal efficiency in the secondary clarifier should guarantee a clarified effluent with legal discharges conditions, but also produce thickened sludge with features suitable to the process, through sludge recirculation or thickening. This work pretended to study the geometrical effect of the secondary clarifiers in the total suspended solids removal. For this analysis, the operation of this equipments were performed by numerical simulation and according with the mathematical models available in the program GPS-X (Hydromantis). Mathematical modeling and numerical simulation of wastewater treatment processes and operations are central for the design, planning, study and promotion of treatment infrastructures. Proof of that is the use of these tools by consulting companies and management entities. As a result of this work, it was built a simplified empirical equation that provides a preliminary design of the secondary clarifiers associated to activated sludge reactors for wastewater secondary treatment. The final equation is written as a function of the total suspended solids concentration at treated wastewater (XE), using five design parameters: the influent flow (QA) the influent total suspended solids concentration (XA), the secondary clarifier height (H), the inlet heigh (h), and the superficial area (A); and further eight calibration constants: g0 to g7.
Secondary clarification is one of the most important wastewater treatment unit operations, that aims to remove by gravity (sedimentation) the flocs generated at the biological treatment. The solids removal efficiency in the secondary clarifier should guarantee a clarified effluent with legal discharges conditions, but also produce thickened sludge with features suitable to the process, through sludge recirculation or thickening. This work pretended to study the geometrical effect of the secondary clarifiers in the total suspended solids removal. For this analysis, the operation of this equipments were performed by numerical simulation and according with the mathematical models available in the program GPS-X (Hydromantis). Mathematical modeling and numerical simulation of wastewater treatment processes and operations are central for the design, planning, study and promotion of treatment infrastructures. Proof of that is the use of these tools by consulting companies and management entities. As a result of this work, it was built a simplified empirical equation that provides a preliminary design of the secondary clarifiers associated to activated sludge reactors for wastewater secondary treatment. The final equation is written as a function of the total suspended solids concentration at treated wastewater (XE), using five design parameters: the influent flow (QA) the influent total suspended solids concentration (XA), the secondary clarifier height (H), the inlet heigh (h), and the superficial area (A); and further eight calibration constants: g0 to g7.
Description
Trabalho final de mestrado - projeto para a obtenção de grau de mestre em Engenharia Civil na área de Especialização de Hidráulica
Keywords
Águas residuais urbanas Urban wastewater ETAR WWTP Decantadores secundários Secondary clarifiers Simulação numérica Numerical simulation Sedimentação Sedimentation Dimensionamento Design
Citation
ORNELAS, Tiago Luís Lopes - Avaliação do efeito geométrico dos decantadores secundários de ETAR. Lisboa: Instituto Superior de Engenharia de Lisboa, 2017. Dissertação de mestrado.
Publisher
Instituto Superior de Engenharia de Lisboa