Evaluation of wastewater treatment inside a watershed with water quality mathematical model – Case study of the Muqui do Norte river watershed (Espírito Santo, Brazil)

Authors

DOI:

https://doi.org/10.33448/rsd-v10i12.20221

Keywords:

Water quality model; Computer simulation; Wastewater treatment.

Abstract

The main purpose of this work was to evaluate, with a mathematical model of water quality, the perspectives of wastewater treatment in the Muqui do Norte river watershed (Espírito Santo, Brasil). The QUAL-UFMG model was used to model the watercourses in the study area. The physiographic characterization, evaluation of water availability and the conditions of production and treatment of wastewater in Muqui do Norte river watershed preceded the water quality modeling. Two scenarios for disposal of effluents were modeled: a) final disposal of raw sewage; b) final disposal of effluents with treatment provided for in the municipal sanitation plans for the cities of Muqui and Atílio Vivácqua. The results indicated that the quality standards for Dissolved Oxygen and Biochemical Oxygen Demand are not met along in the Muqui River, considering the final disposal of raw sewage. They also indicated that the adoption of treatments suggested by the municipal sanitation plans of Muqui and Atílio Vivácqua would not allow to respect the OD standard in the last five kilometers of the simulated stretch. To attend the standard for OD in the Muqui do Norte River, the BOD efficiency removal at the stations in the municipality of Atílio Vivácqua must be raised to a minimum of 70%.

References

ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas (1993). NBR 7229: Projeto, construção e operação de sistemas de tanques sépticos. Rio de Janeiro, Associação Brasileira de Normas Técnicas.

AGERH – Agência Estadual de Recursos Hídricos. (2018) Diagnóstico e Prognóstico das Condições de Uso da Água da Bacia Hidrográfica do Rio Itapemirim – Relatório da Etapa A. Vitória, Agência Estadual de Recursos Hídricos.

ANA – Agência Nacional de Águas. (2017). Atlas esgotos: despoluição de bacias hidrográficas. Brasília, Agência Nacional de Águas – Secretaria Nacional de Saneamento Ambiental.

Benassi, S. F. (2002). Estudo das Variáveis Limnologias e do Processo de Autodepuração na Descontinuidade Serial do Ribeirão Bonito (SP). Doctoral dissertation, Escola de Engenharia de São Carlos – Universidade de São Paulo).

Chapra, S. C. (1997). Surface Water-Quality Modeling. Illinois, Waveland Press.

Chapra, S. C., Pelletier, G. & Tao, H. (2012). QUAL2K: A Modeling Framework for Simulating River and Stream Water Quality (Version 2.12): Documentation and Users Manual. Medford, MA: Civil and Environmental Engineering Department – Tufts University.

EPA – United States Envirommental Protection Agency (1985). Rates, Constants and Kinetics Formulations in Surface Water Quality Modeling. Athens, United States Envirommental Protection Agency.

Filho, A. A. O. & Neto, I. E. L. (2018). Modelagem da qualidade da água do rio Poti em Teresina (PI). Engenharia Sanitária e Ambiental, 23(1), 3-14.

Gastaldini, M., Seffrin, G. & Paz, M. (2002). Diagnóstico Atual e Previsão Futura da Qualidade das Águas do Rio Ibicuí Utilizando o Modelo Qual2E. Engenharia Sanitária e Ambiental, 7(4), 129-138.

Guedes, H. A. L. (2009). Estudo Matemático-Experimental da Qualidade da Água e da Capacidade de Autodepuração do Rio Pomba. (Doctoral dissertation, Universidade Federal de Viçosa).

Knapik, H. G., Fernandes, S., C. V., Bassanesi, K. & Porto, M. F. A. (2003). Qualidade da Água da Bacia do Rio Iguaçu: Diferenças Conceituais entre os Modelos QUAL2E e QUAL2K. Revista Brasileira de Recursos Hídricos, 16 (2), 75-88.

Mendonça, A. S. F. (1992). Apllication of the QUAL2E Model to Environmental Impact Assessment. Advances in Hydro Science and Engineering, 1(2), 339-354.

Mourão Júnior, P. R. (2010). Aplicação do modelo de autodepuração de qualidade das águas QUAL-UFMG. (Doctoral dissertation, Universidade Federal do Espírito Santo).

Owens, M., Edwards, R.W. & GIBBS, J.W. (1964). Some reaeration studies in stream. International Journal Air Water Pollution, 8/9(8), 469-486.

Piol, M. V. A. (2014). Análise regional de curvas de permanência e de curvas de probabilidade de vazões mínimas – Avaliação do desempenho de diferentes métodos de regionalização. (Doctoral dissertation, Universidade Federal do Espírito Santo).

PMM – Prefeitura Municipal de Muqui. (2015). Plano Municipal de Saneamento Básico e Plano Municipal de Gestão Integrada de Resíduos Sólidos do Município de Muqui. Muqui, Prefeitura Municipal de Muqui.

PMAV – Prefeitura Municipal de Atílio Vivácqua. (2018). Plano Municipal de Saneamento Básico e Plano Municipal de Gestão Integrada de Resíduos Sólidos de Atílio Vivácqua – Relatório Final. Atílio Vivácqua, Prefeitura Municipal de Atílio Vivácqua – Fundação Nacional de Saneamento – Universidade Federal Fluminense.

Oppa, L. F. (2007). Utilização de modelo matemático de qualidade da água para análise de alternativas de enquadramento do Rio Vacacaí Mirim. (Doctoral dissertation, Universidade Federal de Santa Maria).

Reis, J. A. T. (1997). Estudo dos padrões para compostos amoniacais em efluentes e cursos d'água interiores (Doctoral dissertation, Universidade Federal do Espírito Santo).

Reis, J. A. T., Valory, J. L., Mendonça, A. S. F. (2015). Seleção de eficiências de tratamento de esgotos a partir da manutenção de equidade entre sistemas de tratamento - uma abordagem para o gerenciamento de bacias hidrográficas. Revista Brasileira de Recursos Hídricos, 20(4), 862-871.

Salla, M. R., Arquiola, J. P., Solera, A., Álvarez, J. A., Pereira, C. E., Filho, F. E. A. & Oliveira, A. L (2013). Sistema de suporte à decisão em recursos hídricos na Bacia Hidrográfica do Rio Uberabinha, Minas Gerais. Revista Brasileira de Recursos Hídricos, 19(1), 189-204.

Thomann, R. V. & Mueller, J. A. (1987). Principles of surface water quality modeling and control. New York, Harper e Row.

Tonon, K. (2014). Modelagem da Qualidade da Água utilizando os Modelos StreeterPhelps e QUAL-UFMG na Bacia do Rio Lambari – Poços de Caldas (MG) (Doctoral dissertation, Universidade Federal Alfenas).

Von Sperling, M. (2007). Princípios do Tratamento Biológico de Águas Residuárias - Estudos e Modelagem da Qualidade da Água de Rios. Belo Horizonte, DESA – UFMG.

Published

15/09/2021

How to Cite

SCANDIAN, E. H. .; SCALZER, C. H. J. .; REIS, J. A. T. dos .; MENDONÇA, A. S. F. .; SILVA, F. das G. B. da. Evaluation of wastewater treatment inside a watershed with water quality mathematical model – Case study of the Muqui do Norte river watershed (Espírito Santo, Brazil). Research, Society and Development, [S. l.], v. 10, n. 12, p. e124101220221, 2021. DOI: 10.33448/rsd-v10i12.20221. Disponível em: https://rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/20221. Acesso em: 24 feb. 2024.

Issue

Section

Engineerings