Proposta metodológica para a pré-seleção de sistemas de tratamento de esgoto no âmbito de bacias hidrográficas

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Fantin, Lucas Luiz Dall'Orto
Data de Publicação: 2016
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)
Texto Completo: http://repositorio.ufes.br/handle/10/9437
Resumo: Disposal of sewage into water bodies is one of the major environmental degradation problems. Implementation of sewage treatment plants represents the most common alternative for reduction and control of the resulting pollution.The selection of sewage treatment plants within watersheds is a complex process when there are multiple outflows presenting different loads and watercourses presenting different assimilation capabilities.In this context, the present study aims to establish a methodology for pre-selection of wastewater treatment alternatives within watersheds. The methodology involves the combined use of water quality model, optimization technique and a set of technical and economic criteria associated with different wastewater treatment systems. The combination of water quality model and Genetic Algorithm, ina Matlab software computing environment, allowed the minimization of the sum of efficiencies of the considered sewage treatment plants. Two different optimization objectives were adopted. The first objective searched the minimization of thesum of treatment efficiencies within the watershed while the other alsosought to establish equity between efficiencies fordifferent systems.To evaluate the proposed methodology there were considered different effluentdisposal scenarios in the Pardo river watershed, a major tributary of the Itapemirim river, watercourse located in the southern portion of Espírito Santo state, Brazil. The results indicated that the optimization model, that aimed to minimize wastewater treatment efficiencies within the watershed, considering self-purification capacities of watercourses, selected treatment systems ranging from the combination of UASB and polishing lagoons systems to slow infiltration, treatment alternatives that presented the lowest net cost estimates. The incorporation of equity between treatment systems increased the total present net cost associated with the treatment of wastewater within the watershed.
id UFES_c8eb60078fedee6ef4994f091ae2fc10
oai_identifier_str oai:repositorio.ufes.br:10/9437
network_acronym_str UFES
network_name_str Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)
repository_id_str 2108
spelling Reis, José Antônio Tosta dosFantin, Lucas Luiz Dall'OrtoAndrade, Larice Nogueira deMendonça, Antônio Sérgio Ferreira2018-08-01T23:57:57Z2018-08-012018-08-01T23:57:57Z2016-06-27Disposal of sewage into water bodies is one of the major environmental degradation problems. Implementation of sewage treatment plants represents the most common alternative for reduction and control of the resulting pollution.The selection of sewage treatment plants within watersheds is a complex process when there are multiple outflows presenting different loads and watercourses presenting different assimilation capabilities.In this context, the present study aims to establish a methodology for pre-selection of wastewater treatment alternatives within watersheds. The methodology involves the combined use of water quality model, optimization technique and a set of technical and economic criteria associated with different wastewater treatment systems. The combination of water quality model and Genetic Algorithm, ina Matlab software computing environment, allowed the minimization of the sum of efficiencies of the considered sewage treatment plants. Two different optimization objectives were adopted. The first objective searched the minimization of thesum of treatment efficiencies within the watershed while the other alsosought to establish equity between efficiencies fordifferent systems.To evaluate the proposed methodology there were considered different effluentdisposal scenarios in the Pardo river watershed, a major tributary of the Itapemirim river, watercourse located in the southern portion of Espírito Santo state, Brazil. The results indicated that the optimization model, that aimed to minimize wastewater treatment efficiencies within the watershed, considering self-purification capacities of watercourses, selected treatment systems ranging from the combination of UASB and polishing lagoons systems to slow infiltration, treatment alternatives that presented the lowest net cost estimates. The incorporation of equity between treatment systems increased the total present net cost associated with the treatment of wastewater within the watershed.Lançamento de esgotos sanitários em corpos dágua é a causa de um dos principais problemas de degradação ambiental. A implantação de estações de tratamento destes efluentes constitui a alternativa mais comum para redução e controle da consequente poluição. O processo de seleção de uma estação de tratamento de esgoto é complexo quando observado do ponto de vista de uma bacia hidrográfica, onde existem múltiplos lançamentos apresentando diferentes cargas e corpos dágua com diferentes capacidades de assimilação. Neste contexto, a presente pesquisa tem como objetivo estabelecer metodologia para a pré-seleção de alternativas de tratamento de esgoto no âmbito de bacias hidrográficas. A proposta metodológica envolve o uso combinado de modelo de qualidade de água, técnica de otimização e um conjunto de critérios de natureza técnica e econômica associados aos diferentes sistemas de tratamento de esgotos. Modelo de qualidade de água e Algoritmo Genético foram combinados em ambiente computacional do software MatLab e permitiram minimização de soma das eficiências das estações de tratamento consideradas. Dois diferentes objetivos de otimização foram considerados. O primeiro objetivo buscou a minimização do somatório de eficiências de tratamento no âmbito da bacia hidrográfica estudada. O segundo buscou a equidade entre as eficiências dos diferentes sistemas de tratamento. Para avaliação da metodologia proposta foram considerados diferentes cenários de disposição de efluentes na bacia hidrográfica do rio Pardo, importante afluente do rio Itapemirim, curso dágua da porção sul do estado do Espírito Santo. Os resultados indicaram que o modelo de otimização que buscou a minimização das eficiências de tratamento no âmbito da bacia, permitindo uso da capacidade de autodepuração dos cursos dágua, selecionou sistemas de tratamento que variaram da combinação de reatores UASB e lagoas de polimento a sistemas de infiltração lenta, alternativas de tratamento que apresentaram menores estimativas de custos presentes líquidos. A incorporação da equidade entre os sistemas de tratamento aumentou significativamente os custos presentes líquidos totais associados ao tratamento de esgoto no âmbito da bacia hidrográfica.Texthttp://repositorio.ufes.br/handle/10/9437porUniversidade Federal do Espírito SantoMestrado em Engenharia AmbientalPrograma de Pós-Graduação em Engenharia AmbientalUFESBRCentro TecnológicoWater quality modelGenetics AlgorithmsOptimizationWastewater treatmentTratamento de Esgotos domésticosModelo de qualidade de águaAlgoritmo GenéticoÁgua - QualidadeÁgua - Qualidade - Modelos matemáticosOtimização matemáticaAlgorítmos genéticosEsgotosÁguas residuais nos rios, lagos, etc.Engenharia sanitária628Proposta metodológica para a pré-seleção de sistemas de tratamento de esgoto no âmbito de bacias hidrográficasinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)instname:Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)instacron:UFESORIGINALtese_10245_Dissertação - Lucas_Luiz_Dall_Orto_Fantin.pdfapplication/pdf2837180http://repositorio.ufes.br/bitstreams/0925bdf8-7b6e-4213-a286-207e6b48b210/download66a611038ab0ec15c4896bae8e9d814dMD5110/94372024-06-28 16:09:31.335oai:repositorio.ufes.br:10/9437http://repositorio.ufes.brRepositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.ufes.br/oai/requestopendoar:21082024-06-28T16:09:31Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes) - Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)false
dc.title.none.fl_str_mv Proposta metodológica para a pré-seleção de sistemas de tratamento de esgoto no âmbito de bacias hidrográficas
title Proposta metodológica para a pré-seleção de sistemas de tratamento de esgoto no âmbito de bacias hidrográficas
spellingShingle Proposta metodológica para a pré-seleção de sistemas de tratamento de esgoto no âmbito de bacias hidrográficas
Fantin, Lucas Luiz Dall'Orto
Water quality model
Genetics Algorithms
Optimization
Wastewater treatment
Tratamento de Esgotos domésticos
Modelo de qualidade de água
Algoritmo Genético
Engenharia sanitária
Água - Qualidade
Água - Qualidade - Modelos matemáticos
Otimização matemática
Algorítmos genéticos
Esgotos
Águas residuais nos rios, lagos, etc.
628
title_short Proposta metodológica para a pré-seleção de sistemas de tratamento de esgoto no âmbito de bacias hidrográficas
title_full Proposta metodológica para a pré-seleção de sistemas de tratamento de esgoto no âmbito de bacias hidrográficas
title_fullStr Proposta metodológica para a pré-seleção de sistemas de tratamento de esgoto no âmbito de bacias hidrográficas
title_full_unstemmed Proposta metodológica para a pré-seleção de sistemas de tratamento de esgoto no âmbito de bacias hidrográficas
title_sort Proposta metodológica para a pré-seleção de sistemas de tratamento de esgoto no âmbito de bacias hidrográficas
author Fantin, Lucas Luiz Dall'Orto
author_facet Fantin, Lucas Luiz Dall'Orto
author_role author
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Reis, José Antônio Tosta dos
dc.contributor.author.fl_str_mv Fantin, Lucas Luiz Dall'Orto
dc.contributor.referee1.fl_str_mv Andrade, Larice Nogueira de
dc.contributor.referee2.fl_str_mv Mendonça, Antônio Sérgio Ferreira
contributor_str_mv Reis, José Antônio Tosta dos
Andrade, Larice Nogueira de
Mendonça, Antônio Sérgio Ferreira
dc.subject.eng.fl_str_mv Water quality model
Genetics Algorithms
Optimization
Wastewater treatment
topic Water quality model
Genetics Algorithms
Optimization
Wastewater treatment
Tratamento de Esgotos domésticos
Modelo de qualidade de água
Algoritmo Genético
Engenharia sanitária
Água - Qualidade
Água - Qualidade - Modelos matemáticos
Otimização matemática
Algorítmos genéticos
Esgotos
Águas residuais nos rios, lagos, etc.
628
dc.subject.por.fl_str_mv Tratamento de Esgotos domésticos
Modelo de qualidade de água
Algoritmo Genético
dc.subject.cnpq.fl_str_mv Engenharia sanitária
dc.subject.br-rjbn.none.fl_str_mv Água - Qualidade
Água - Qualidade - Modelos matemáticos
Otimização matemática
Algorítmos genéticos
Esgotos
Águas residuais nos rios, lagos, etc.
dc.subject.udc.none.fl_str_mv 628
description Disposal of sewage into water bodies is one of the major environmental degradation problems. Implementation of sewage treatment plants represents the most common alternative for reduction and control of the resulting pollution.The selection of sewage treatment plants within watersheds is a complex process when there are multiple outflows presenting different loads and watercourses presenting different assimilation capabilities.In this context, the present study aims to establish a methodology for pre-selection of wastewater treatment alternatives within watersheds. The methodology involves the combined use of water quality model, optimization technique and a set of technical and economic criteria associated with different wastewater treatment systems. The combination of water quality model and Genetic Algorithm, ina Matlab software computing environment, allowed the minimization of the sum of efficiencies of the considered sewage treatment plants. Two different optimization objectives were adopted. The first objective searched the minimization of thesum of treatment efficiencies within the watershed while the other alsosought to establish equity between efficiencies fordifferent systems.To evaluate the proposed methodology there were considered different effluentdisposal scenarios in the Pardo river watershed, a major tributary of the Itapemirim river, watercourse located in the southern portion of Espírito Santo state, Brazil. The results indicated that the optimization model, that aimed to minimize wastewater treatment efficiencies within the watershed, considering self-purification capacities of watercourses, selected treatment systems ranging from the combination of UASB and polishing lagoons systems to slow infiltration, treatment alternatives that presented the lowest net cost estimates. The incorporation of equity between treatment systems increased the total present net cost associated with the treatment of wastewater within the watershed.
publishDate 2016
dc.date.issued.fl_str_mv 2016-06-27
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2018-08-01T23:57:57Z
dc.date.available.fl_str_mv 2018-08-01
2018-08-01T23:57:57Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://repositorio.ufes.br/handle/10/9437
url http://repositorio.ufes.br/handle/10/9437
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv Text
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal do Espírito Santo
Mestrado em Engenharia Ambiental
dc.publisher.program.fl_str_mv Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental
dc.publisher.initials.fl_str_mv UFES
dc.publisher.country.fl_str_mv BR
dc.publisher.department.fl_str_mv Centro Tecnológico
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal do Espírito Santo
Mestrado em Engenharia Ambiental
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)
instname:Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)
instacron:UFES
instname_str Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)
instacron_str UFES
institution UFES
reponame_str Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)
collection Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)
bitstream.url.fl_str_mv http://repositorio.ufes.br/bitstreams/0925bdf8-7b6e-4213-a286-207e6b48b210/download
bitstream.checksum.fl_str_mv 66a611038ab0ec15c4896bae8e9d814d
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes) - Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1804309150771970048