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Type: TESE DIGITAL
Title: Metodologias para gerenciamento de lodo de ETA e ETE
Title Alternative: Methodologies for WTP and WWTP sludge management
Author: Urban, Rodrigo Custódio, 1985-
Advisor: Isaac, Ricardo de Lima, 1962-
Abstract: Resumo: A gestão integrada de resíduos pressupõe que os resíduos gerados em estações de tratamento de água (ETA) e de esgoto (ETE) recebam destinação final ambientalmente adequada. O objetivo desta Tese é propor metodologias baseadas em sistemas de informação geográfica (SIG), otimização linear e simulação pela abordagem da dinâmica de sistemas (DS), para auxiliar o gerenciamento de lodo de ETA e ETE. Por meio de dados tabulares e vetoriais de diversas fontes, programas computacionais de SIG, de simulação e planilhas de cálculos, quatro metodologias foram propostas. A primeira metodologia consiste em um cruzamento preliminar das potenciais áreas de recepção de lodo com agrupamentos de estações (clusters). Como etapa auxiliar foi adaptada uma metodologia de identificação de aptidão do solo à recepção de lodo de esgoto. A segunda metodologia utiliza SIG para determinação das distâncias rodoviárias entre as estações e os potenciais receptores. Por meio da resolução de um problema de otimização linear é definido o local de destinação e quantidade de lodo a ser enviada em cada caso. A terceira metodologia consiste de um modelo DS elaborado para auxiliar o gerenciamento de lodo de uma ETA, a partir de simulação de custos dos sistemas de saneamento em função do tempo. A quarta metodologia integra as três anteriores para determinar a viabilidade da implantação de unidades de gerenciamento de lodo. À exceção da primeira, todas as metodologias se mostraram robustas o suficiente para subsidiar a tomada de decisão de gestores de empresas de saneamento e podem ser usadas para o gerenciamento individual ou conjunto de resíduos de saneamento. Pode-se afirmar que as ferramentas utilizadas individualmente tem menor potencial do que quando utilizadas em conjunto. Por isso, para tomada de decisão melhor subsidiada sobre o gerenciamento de lodo de ETA e ETE, a utilização conjunta de diferentes ferramentas tecnológicas é essencial. Para avaliação das metodologias foram utilizadas como estudo de caso as bacias dos rios Piracicaba, Capivari e Jundiaí, isso permitiu identificar que o maior problema para adoção dos métodos é a disponibilidade qualitativa e quantitativa dos dados das empresas de saneamento. É essencial que haja um plano de coleta e organização de dados de: custos operacionais do tratamento de água e esgoto; quantificação e caracterização dos resíduos e insumos usados nas estações de tratamento. A combinação das metodologias apresentadas nesta Tese permite a execução da análise detalhada da solução ótima de envio de lodo dentro de uma unidade territorial, assim como de simulação de custos de sistemas complexos de gerenciamento de lodo, subsidiando de maneira robusta a tomada de decisão de gestores de empresas de saneamento. As técnicas utilizadas são replicáveis, podendo ser utilizadas em diferentes unidades territoriais que necessitem de um plano de gerenciamento de resíduos

Abstract: The integrated solid waste management assumes that the waste generated in water treatment plants (WTP) and wastewater treatment plants (WWTP) must be sent to an environmentally friendly final destination. The aim of the present thesis is to propose methodologies based on Geographic Information Systems (GIS), linear optimization and simulation by the System Dynamics approach (SD), as means to assist both the WTP and the WWTP sludge management. Four methodologies were proposed based on tabulate and vector data from several sources, softwares of GIS and simulation, and calculus spread sheet. The first methodology consists of overlaying potential areas for the application of sludge with WTP and WWTP clusters. A subsidiary methodology for identification of land feasibility to receiving WWTP sludge was developed. The second methodology uses GIS for determining the distances among several treatment plants and the potential sites for sludge application. The amount of sludge for each reception site was defined by solving a linear optimization problem. The third methodology consisted of elaborating a SD model to assist the sludge management in a WTP, by simulating the costs of sanitation systems as a function of time. The fourth methodology integrated the three previous methods to determining the feasibility of sludge management units (SMU) implementation. Exception for the first method, all methodologies showed to be robust enough to support the decision makers from sanitation companies and can be applied for individual as well as pool management of sanitation residues. It can be stated that the tools used individually have lower potential than when used together. Therefore for better decision making subsidized on sludge management WTP and WWTP, the joint use of different technological tools is essential. In order to evaluate the methodologies the basins of the rivers Piracicaba, Capivari and Jundiaí, were used as a case study. It was verified that a lack of qualitative and quantitative data availability was the biggest problem for the adoption of the methods by sanitation companies. It is essential to have a survey plan and organization of data: operating costs of water and wastewater treatment; quantification and characterization of materials and wastes in treatment plants. The combination of methodologies presented in this work allows the execution of the detailed analysis of the optimal solution of sludge disposal within a territorial unit, as well as simulation of complex sludge management systems costs, subsidizing robustly the managers decision making of sanitation companies. The techniques used are replicable and can be applied to different territorial units that need an integrated waste management plan
Subject: Sistemas de informação geográfica
Dinâmica de sistemas
Gerenciamento de resíduos
Editor: [s.n.]
Date Issue: 2016
Appears in Collections:FEC - Tese e Dissertação

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