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Previous issue date: 2010-02-24 / The shortage or lack of water affects more than 40% of the world, due to political, economic,
and weather forecast reasons. Thus, sanitation services as collection and sewage treatment
become very important to ensure the quality of people s lives. It is known that, generally,
there is only one variable responsible for the quality and variability of an effluent, which
depends on the changes: in the affluent load, environmental conditions in the reactors, the
nature of sewage to be treated, presence of toxic substances, variability inherent to biological
treatment processes, as well as mechanical and human failures in the system. All these
factors can lead to problems and instability in the processes, so, techniques and methods
should be used, since they are effective in identifying failures of treatment processes. The
statistical methods of quality control are techniques applied to check if sewage treatment is
being effective or not. Thus, this study applied statistical methods of quality control to
evaluate the performance of a sewage treatment plant in order to identify failures in the
process and discuss about their possible causes. The studied plant of sewage treatment is in
Cascavel, Paraná. It is considered a Ete Oeste. The plant consists of a grid system with grids
of bars and manual cleaning, a gravitational tangential flow with removal of sand retained by
air-lift, Parshall gutter flow meter, anaerobic biological treatment, by two reactors of up-flow
sludge manta in parallel, complementary treatment by physicochemical process of
coagulation, flocculation and sedimentation laminar. It was used ferric chloride as a
coagulant, Parshall gutter and the final effluent disinfection by chlorination. The parameters
were: hydrogen-ion potential, sediment solids, total suspended solids, chemical oxygen
demand and biochemical oxygen demand of five days. The statistical analysis was carried
out through Shewhart individual charts, control graphs of the moving average, exponentially
weighted and indices of ability process. According to Shewhart charts, it was observed that in
raw sewage, variables as total suspended solids, COD and BOD5,20 were out of statistical
control. On Ralf I effluent, variables as pH, sediment solids, total suspended solids and COD
were out of the statistical control. For Ralf II effluent, variables as sediment solids, total
suspended solids, COD and BOD5,20 were out of the statistical control. Only the variable
BOD5,20 was under statistical control in the treated effluent. EWMA graphs show that all
variables were under statistical control for the raw sewage. For Ralf I effluent, all variables
were out of statistical control, but for BOD5,20. For Ralf II effluent, only pH was under
statistical control. On the other hand, for the treated sewage, only the sediment solids were
out of statistical control. Shewhart control charts of individual measure seemed to be a good
alternative to the statistical process control regarding a plant of sewage treatment, since they
help on visualizing the failures during the process, especially in unforeseen changes. The
EWMA control charts are also supposed to be a good alternative, because they have a good
run for data without normality. However, since this study has widely long time information
(monthly samples), the situations of unforeseen changes are greater and may not be
detected by the charts of exponentially weighted moving average. According to the process
ability indices and performance index of process, it was observed that, except for pH, the
sewage treatment of this plant was not able to meet the specifications or the standard
discharges required by environmental legislation. / A escassez ou falta de água afeta mais que 40% da população mundial, por razões
políticas, econômicas, e climáticas. Com isso, serviços de saneamento como a coleta e
tratamento de esgoto, se tornam importantíssimos para a garantia da qualidade de vida de
uma população. Sabe-se que, geralmente, não existe apenas uma variável responsável pela
qualidade e variabilidade do efluente, que dependem de variações na carga afluente, das
condições ambientais nos reatores, da natureza do esgoto a ser tratado, da presença de
substâncias tóxicas, da variabilidade inerente aos processos de tratamento biológico e de
falhas mecânicas e humanas no sistema. Todos esses fatores podem levar a problemas e
instabilidade nos processos para isso, devem-se usar técnicas e meios que sejam eficazes
na identificação das falhas dos processos de tratamento. Uma técnica para verificar se o
tratamento do esgoto esta sendo eficaz ou não são os métodos estatísticos do controle de
qualidade. Dessa maneira, o presente trabalho buscou a utilização de métodos estatísticos
do controle da qualidade na avaliação do desempenho de uma estação de tratamento de
esgoto, identificando falhas no processo e argumentando as possíveis causas. A estação de
tratamento de esgoto em questão localiza-se no município de Cascavel, Paraná.
Denominada como Ete Oeste a estação é constituída por um sistema de gradeamento por
grades de barras com limpeza manual, desarenador gravitacional de fluxo tangencial com
retirada de areia retida por air-lift, medidor de vazão calha parshall, tratamento biológico
anaeróbio através de dois reatores de fluxo ascendente e manta de lodo em paralelo,
tratamento complementar por processo físico-químico de coagulação, floculação e
decantação laminar sendo usado o cloreto férrico como coagulante, calha parshall e
desinfecção do efluente final por cloração. Os parâmetros avaliados foram o potencial
hidrogeniônico, sólidos sedimentáveis, sólidos suspensos totais, demanda química de
oxigênio e demanda bioquímica de oxigênio de cinco dias. A análise estatística se deu
através das cartas individuais de Shewhart, gráficos de controle da média móvel
exponencialmente ponderada e índices de capacidade de processo. Pelas cartas de
medidas individuais de Shewhart observou-se que no esgoto bruto as variáveis sólidos
suspensos totais, DQO e DBO5,20 apresentaram-se fora de controle estatístico. No efluente
do Ralf I as variáveis pH, sólidos sedimentáveis, sólidos suspensos totais e DQO
apresentaram-se fora de controle estatístico. No efluente do Ralf II as variáveis sólidos
sedimentáveis, sólidos suspensos totais, DQO e DBO5,20 apresentaram-se fora de controle
estatístico. No efluente tratado apenas a variável DBO5,20 apresentou-se em controle
estatístico. Os gráficos MMEP mostram que para o esgoto bruto todas as variáveis estão
sob controle estatístico. Para o efluente do Ralf I, com exceção da DBO5,20, todas as
variáveis apresentaram-se fora de controle estatístico. Para o efluente do Ralf II apenas o
pH demonstrou estar em controle estatístico e para o esgoto tratado apenas os sólidos
sedimentáveis estão fora de controle estatístico. As cartas de controle de medida individual
de Shewhart demonstram ser uma boa alternativa para o controle estatístico do processo de
uma estação de tratamento de esgoto, pois permitiram a visualização de falhas no processo,
principalmente em mudanças bruscas. As cartas de controle MMEP também se apresentam
como uma boa alternativa, pois possuem um bom funcionamento para dados sem
normalidade, porém, como as informações do presente trabalho são largamente espaçadas
no tempo (amostras mensais), as situações de alterações bruscas são maiores, as quais
podem não ser detectadas pelas cartas de média móvel exponencialmente ponderada.
Através dos índices de capacidade do processo e índice de performance do processo,
observou-se que, com exceção do pH, a estação de tratamento de esgoto não é capaz de
cumprir as especificações ou atender os padrões de lançamento exigidos pela legislação
ambiental.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede.unioeste.br:tede/376 |
| Date | 24 February 2010 |
| Creators | Orssatto, Fábio |
| Contributors | Boas, Marcio Antonio Vilas |
| Publisher | Universidade Estadual do Oeste do Parana, Programa de Pós-Graduação "Stricto Sensu" em Engenharia Agrícola, UNIOESTE, BR, Engenharia |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do UNIOESTE, instname:Universidade Estadual do Oeste do Paraná, instacron:UNIOESTE |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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