Simulação ASM1 + STOAT

Vídeo demonstrativo contemplando os resultados gerais da pesquisa de mestrado realizada pelo estudante do NESA, Antônio Carlos de O. Martins Júnior (07/2021).

Um vídeo com mais detalhes da mesma demonstração pode ser acessado em: k

Título do trabalho: Avaliação e otimização de parâmetros do modelo ASM1 aplicadas à simulação de lodos ativados com dados de monitoramento de Estação de Tratamento de Esgoto Doméstico de grande porte.

Resumo: A universalização do tratamento de esgoto no Brasil ainda é um grande desafio. A modelagem matemática pode contribuir com o avanço científico e técnico do tratamento de esgotos com lodos ativados (LA), processo amplamente empregado em Estações de Tratamento de Efluentes (ETE) no país. Este estudo avaliou e otimizou parâmetros cinéticos e estequiométricos para calibração e validação do modelo matemático ASM1, aplicado à modelagem de ETE de grande porte utilizando dados de monitoramento padrão do controle de SST, DQO e NH3. O processo de LA da ETE-SJNV foi modelado com ASM1, Version 3 e o simulador STOAT©. Dados médios de monitoramento (2018 e 2019) foram usados após o tratamento de registros ausentes e censurados e a avaliação de outliers. Adotaram-se relações teóricas no fracionamento da composição do afluente, padrão de simulação sinusoidal (amplitude=30%) e o descarte do LA com tempo de bombeamento variável. Os parâmetros cinéticos e estequiométricos do ASM1 foram avaliados e otimizados com análise de sensibilidade e Metodologia de Superfície de Resposta (MSR), visando erro mínimo de previsão para as variáveis alvo da modelagem: SST, DQO e NH3 efluentes. Na simulação inicial foram obtidos altos erros de previsão (SST: -57,47%; DQO: -45,52%; e NH3: -88,61%), que justificaram a calibração e validação do ASM1. Foram identificados seis parâmetros sensíveis para o ASM1: YH, YA, μA, KNH, bA e kOA. YH afetou principalmente SST e DQO e os outros parâmetros afetaram NH3. As previsões dos modelos de regressão (MSR) e das simulações apresentaram forte correlação (R² maior que 97%). Os valores ótimos estimados foram: YH: 0,9903; YA: 0,2575; μA: 0,012; KNH: 1,4; bA: 0,0054; e kOA: 0,4536. O ASM1 foi calibrado e validado, gerando previsões precisas de SST, DQO e NH3 efluentes em condições específicas de modelagem. Os parâmetros ótimos podem ser avaliados em outras aplicações, sendo que ajustes no YH podem ser suficientes para reduzir os erros de previsão de SST e DQO. Recomendam-se estudos considerando a simulação dinâmica e diferentes amplitudes, métodos de descarte de LA e períodos de simulação.

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