Sistema de controle discreto no tempo aplicável a processo aeróbio de tratamento de efluentes líquidos
DOI:
https://doi.org/10.33448/rsd-v10i11.19700Palavras-chave:
Controle Ótimo; Lodos ativados; Tratamento de esgotos.Resumo
Neste trabalho, com auxílio da Teoria de Controle Ótimo, foi estabelecido um controlador discreto no tempo aplicável aos tanques de aeração dos processos de lodos ativados, processo largamente empregado para o tratamento de efluentes líquidos de origem sanitária ou industrial. O comportamento dinâmico das variáveis de estados empregadas para descrever o tanque de aeração foi descrito com auxílio do modelo proposto pela International Water Association. Concentração de biomassa, concentração de substrato e vazão efluente do tanque de aeração constituíram as variáveis de estado. Vazão de recirculação e vazão de descarte de lodo atuaram como variáveis de controle. As simulações computacionais conduzidas indicaram que o controlador proposto permite reduzir substancialmente os tempos de oscilação e as variações nas concentrações das variáveis de estado em relação as suas condições de equilíbrio.
Referências
Bernard, J. L. & Meiring, P. G. J. (1988). Dissolved oxygen control in the activated sludge process. Water Science Technology, 20, 93-100. https://doi.org/10.2166/wst.1988.0157.
Bilgin, M., Şimşek, İ., & Tulun, Ş. (2014). Treatment of domestic wastewater using a lab-scale activated sludge/vertical flow subsurface constructed wetlands by using Cyperus alternifolius. Ecological engineering, 70, 362-365. https://doi.org/10.1016/j.ecoleng.2014.06.032.
Buaisha, M., Balku, S., & Özalp-Yaman, S. (2020). Heavy metal removal investigation in conventional activated sludge systems. Civil Engineering Journal, 6(3), 470-477.
Bryson, A. E. & Ho, Y. C. (1969). Applied Optimal Control. Massachussets, Ginn & Co.
Clifft, R. C. & Andrews, J. F. (1981). Aeration control for reducing energy consumption in small activated sludge plants. Water Science Technology, 13, 371-379.
Clifft, R. C. & Garrett, M. T. (1988). Improved oxygen dissolution control for oxygen activated sludge. Water Science Technology, 20, 101-108. https://doi.org/10.2166/wst.1988.0158.
Douziech, M., Conesa, I. R., Benítez-López, A., Franco, A., Huijbregts, M., & Van Zelm, R. (2018). Quantifying variability in removal efficiencies of chemicals in activated sludge wastewater treatment plants–a meta-analytical approach. Environmental Science: Processes & Impacts, 20(1), 171-182. https://doi.org/10.1039/C7EM00493A.
Garcia, C. (1997). Modelagem e Simulação. São Paulo, EDUSP.
Grady, C. L. P. Jr. & Lim, H. C. (1988). Biological Wastewater Treatment – Theory and Applications. New York, Marcel Dekker.
Henze, M., Grady Jr, C. L., Gujer, W., Marais, G. V. R., & Matsuo, T. (1987). A general model for single-sludge wastewater treatment systems. Water research, 21(5), 505-515.
Kabouris, J. C., Georgakakos, A. P. & Câmara, A. (1992). Optimal control of the activated sludge Process: effect of sludge storage. Water Research, 26(4), 507-517. https://doi.org/10.1016/0043-1354(92)90052-6.
Kwakernaak, H. & Sivan, R. (1972). Linear Optimal Control Systems. New York, John Wiley & Sons.
Lindberg, C. F. & Carlsson, B. (1996). Nonlinear and set-point control of the dissolved oxygen concentration in an activated sludge process. Water Science Technology, 34, 135-142. https://doi.org/10.1016/0273-1223(96)00565-3.
Lukasse, L. J. S. & Keesman, K. J. (1999). Optimized operation and design of alternating activated sludge processes for N-removal. Water Research, 3(11), 2651-2659. https://doi.org/10.1016/S0043-1354(98)00503-X.
Lotito, A. M., De Sanctis, M., Di Iaconi, C. & Bergna, G. (2014). Textile wastewater treatment: Aerobic granular sludge vs activated sludge systems. Water Research, 54, 337-346. https://doi.org/10.1016/j.watres.2014.01.055.
Nogita, S. & Hiraoka, M. (1981). Calculation of sludge reservoir volume for MLSS control. Water Science Technology, 13, 433-438.
Ogata, K. (2000). Engenharia de controle moderno. Rio de Janeiro, Editora LTC.
Reis, J. A. T. & Mendonça, A. S. F. (2014). Desenvolvimento de sistema de Controle Ótimo para processo de tratamento de efluentes. Engenharia Sanitária e Ambiental, 19, 401-410. https://doi.org/10.1590/S1413-41522014019000000102.
Strejc, V. (1981). State Space Theory of Discrete Linear Control. Prague, John Wiley & Sons.
Tchobanoglous, G. & Burton, F. L. (1991). Wastewater Engineering – Treatment, Disposal and Reuse. New York: McGraw Hill.
Van Haandel, A. & Marais, G. (1999). O comportamento do sistema de lodo ativado. Teoria e aplicações para projetos e operação. Campina Grande, Epigraf.
Von Sperling, M. (2005). Princípios do tratamento biológico de águas residuárias – Introdução à qualidade das águas e ao tratamento de esgotos. Belo Horizonte: Belo Horizonte: DESA – UFMG.
Downloads
Publicado
Como Citar
Edição
Seção
Licença
Copyright (c) 2021 José Antonio Tosta dos Reis; Adriana de Oliveira Pereira dos Reis; Antônio Sérgio Ferreira Mendonça; Fernando das Graças Braga da Silva
Este trabalho está licenciado sob uma licença Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Autores que publicam nesta revista concordam com os seguintes termos:
1) Autores mantém os direitos autorais e concedem à revista o direito de primeira publicação, com o trabalho simultaneamente licenciado sob a Licença Creative Commons Attribution que permite o compartilhamento do trabalho com reconhecimento da autoria e publicação inicial nesta revista.
2) Autores têm autorização para assumir contratos adicionais separadamente, para distribuição não-exclusiva da versão do trabalho publicada nesta revista (ex.: publicar em repositório institucional ou como capítulo de livro), com reconhecimento de autoria e publicação inicial nesta revista.
3) Autores têm permissão e são estimulados a publicar e distribuir seu trabalho online (ex.: em repositórios institucionais ou na sua página pessoal) a qualquer ponto antes ou durante o processo editorial, já que isso pode gerar alterações produtivas, bem como aumentar o impacto e a citação do trabalho publicado.
