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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/38231| Título: | Aplicação de traçador para caracterizar a influência da elevação da camada de lodo em lagoas facultativas |
| Título(s) alternativo(s): | Tracer test to caracterize the influence of the sludge layer elevation in facultative ponds |
| Autor(es): | Parreira, Leonardo |
| Orientador(es): | Freitas, Bruno de Oliveira |
| Palavras-chave: | Lagoas de estabilização Hidráulica Escoamento Sewage Lagoons Hydraulics Runoff |
| Data do documento: | 4-Jul-2025 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Londrina |
| Citação: | PARREIRA, Leonardo. Aplicação de traçador para caracterizar a influência da elevação da camada de lodo em lagoas facultativas. 2025. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Ambiental) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Londrina, 2025. |
| Resumo: | A distribuição de tempos de residência (DTR) é uma ferramenta essencial para caracterizar o comportamento hidrodinâmico de reatores não-ideais, como as lagoas de estabilização utilizadas no tratamento de efluentes. Diferentemente dos modelos ideais de fluxo pistonado e mistura completa, reatores reais apresentam comportamentos complexos devido a zonas de estagnação (volume morto), recirculação e curtos-circuitos hidráulicos. A avaliação da DTR permite identificar e quantificar esses desvios, fornecendo subsídios para o diagnóstico e otimização do desempenho do sistema. Neste estudo, a DTR para um protótipo de lagoa foi investigada antes e depois de simular a formação de banco de lodo, por meio de testes experimentais utilizando cloreto de sódio como traçador, monitorando a condutividade elétrica na saída ao longo do tempo. A partir dos dados, foram concebidos dois modelos matemáticos, um pelo método clássico de correspondência de momentos e outro aplicando uma ferramenta de otimização numérica por regressão a partir da distribuição gama. Os dados resultantes para o método de regressão apresentaram um coeficiente 𝑅2 pouco maior do que os valores obtidos com o método clássico, em ambos os experimentos, indicando maior representatividade. A DTR resultante do método de otimização antes da simulação do acúmulo de lodo apresentou tempo de detenção médio de 1,09 dias e um número de tanques de 1,84. Depois da simulação do acúmulo de lodo, o tempo médio baixou para 0,58 dias, onde foi calculada uma redução de 5,67 L no volume útil para cada litro de volume morto introduzido. Já o número de tanques diminuiu para 1,62, indicando que, após a simulação do lodo, o fluxo apresentou tendência para o escoamento em mistura completa. |
| Abstract: | Residence time distribution (RTD) is an essential tool for characterizing the hydrodynamical behaviors on non-ideal reactors, such as stabilization ponds used in wastewater treatment. Unlike ideal models of plugged or perfectly mixed flow, real reactors present complex behaviors due to stagnant zones (dead volume), recirculation, and hydraulic short circuits. The evaluation of the RTD allows the identification and quantification of these deviations, providing support for the diagnosis and optimization of system performance. In this study, the RTD for a prototype pond was investigated before and after simulating the formation of sludge bank, through experimental tests using sodium chloride as a tracer and monitoring the outlet electrical conductivity over time. From the data, two mathematical models were conceived, one using the classical method of matching moments and the other applying a numerical optimization tool through regression from the gamma distribution. The resulting data for the regression method showed an 𝑅2 coefficient slightly higher than the values obtained with the classical method for both experiments, indicating greater representativeness. The RTD resulting from the optimization method before the sludge bank simulation presented an average detention time of 1.09 days and a number of tanks of 1.84. After the simulation of sludge accumulation, the average time decreased to 0.58 days, where a reduction of 5.67 L in the effective volume for each liter of dead volume introduced was calculated. The number of tanks decreased to 1.62, indicating that after the sludge simulation the flow showed a tendency towards perfectly mixed flow. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/38231 |
| Aparece nas coleções: | LD - Engenharia Ambiental |
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