Controle operacional em lodos ativados

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1 Controle operacional em lodos ativados Prof. Dr. Peterson B. Moraes Departamento de Tecnologia em Saneamento Ambiental Centro Superior de Educação Tecnológica UNICAMP - Limeira

2 Controle de efluente industrial é mais fácil que o de esgoto: menor variabilidade ou mais fácil previsibilidade do efluente Operação manual: 1 Avaliação humana e controle manual 2 Avaliação instrumental e controle manual Operação automática: 1 Avaliação e controle automatizados

3 Variáveis de entrada: são do afluente e não podem ser totalmente controladas. Ex: vazão, DBO, SS, NKT. Variáveis de controle: necessitam ser controladas. Se dividem em: Variáveis de estado. Ex: SST, OD, nível do lodo. Variáveis de saída. Ex: DBO, SS. Definem a qualidade do efluente Variáveis medidas: variáveis de entrada, controle ou outras que podem fornecer informações. A seleção das variáveis depende de algoritmo de controle e da adequabilidade para medição. Controle feedback: mede a variável de saída e compara com relação a um ponto desejado. Não é necessário conhecer o sistema. Respostas rápidas. Ex: controle do OD. Controle feedforward: mede a variável de entrada e estima os desvios através de modelo dinâmico. Deve-se conhecer muito bem o sistema. Resposta lenta. Ex: controle de SST. Controle ótimo: Função objetivo a ser otimizada, realizada por algoritmo de otimização. Ex: custo, desempenho. Controle por sistema especialista: podem ser utilizados para controle ou diagnóstico. Baseado num banco de dados com informações de especialistas na área.

4 Variáveis manipuladas: são as variáveis alteráveis. Ex: nível de aeração, vazão de recirculação, vazão afluente (por tanques de equalização) e vazão do lodo excedente.

5 Controle do O.D. Controle do nível de aeração (coeficiente de transferência de oxigênio, K L ) Aeração mecânica Liga-desliga de aeradores Variação da veloc de rotação Variação do nível das pás Variação do nível do líquido Aeração por ar difuso Variação da veloc. de sopradores Variação das aletas de entrada Ajuste da válvula de sucção para manter a pressão constante na tubulação de ar Controle direto: variação de K L em função da hora do dia ou em função da vazão do afluente ou por controle de feedback

6 Controle de sólidos Manipulação de variáveis: veis: Realizado através de 2 variáveis: Vazão de recirculação (Q r ) e vazão de lodo excedente (Q ex ) Q r : controla o balanço de massa entre a massa de SS no reator e nos decantadores secundários, mantendo-a em uma relação especificada; Q ex : controla a massa total de SS no sistema, mantendo-a em um valor especificado.

7 Controle de sólidos Manipulação de variáveis: veis: controle da Q r 1 Não controle, mas manter em alto valor para contrabalançar as variações de carga de sólidos nos decantadores; 2 Manter Q r /Q fixa; 3 Medida de IVL ( valor indica pobre sedimentabilidade) 4 Monitorando o nível da manta de lodo. (Método mais garantido) Manipulação de variáveis: veis: controle da Q ex Controle manual, por operadores, visando manter: 1- Controle de SST (SST constante): através da manipulação da Q r 2- Controle da carga do lodo (relação A/M constante): ajuste da concentração de sólidos por meio de manipulação de Q r ou de Q ex. A M = Q S V. X. 0 Q: vazão afluente (m 3 /dia) S 0 : conc. de substrato afluente (DBO 5 ou DQO) X: conc. De biomassa (SST ou SSVTA) (g/m 3 ) V: volume do reator (m 3 )

8 Controle de sólidos Manipulação de variáveis: veis: controle da Q ex 3 Controle da idade do lodo: manter constante a. Por meio de descarte dos sólidos na linha de recirculação do lodo (a concentração de sólidos é igual à concentração do lodo de retorno) b. Por meio do descarte de sólidos do tanque de aeração ou do seu efluente (a concentração do lodo excedente é igual a SST método do controle hidráulico). Uma fração do volume do reator igual ao recíproco da idade do lodo deve ser retirada diariamente. θ = Massa de sólidos no sistema = massa de sólidos no sistema Massa de sól. produzida por dia Massa de sól. descartada por dia por dia