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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.3.2012.tde-12062013-170031
Document
Author
Full name
Eduardo Lucas Subtil
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2012
Supervisor
Committee
Mierzwa, José Carlos (President)
Carvalho, João Luiz Baptista de
Gonçalves, Ricardo Franci
Lamparelli, Claudia Condé
Ortiz, Jayme Pinto
Title in Portuguese
Tratamento de águas residuárias utilizando emissários submarinos: avaliação do nível de tratamento para uma disposição oceânica ambientalmente segura.
Keywords in Portuguese
Emissários submarinos
Eutrofização
Modelagem computacional
Remoção de nutrientes
Tratamento de esgotos
Abstract in Portuguese
Tendo em vista as questões ambientais relacionadas com a disposição oceânica de esgotos sanitários, muito tem sido debatido sobre qual nível de tratamento deve ser adotado ou quais constituintes presentes nos esgotos devem ser removidos antes do lançamento em regiões costeiras. Dentro deste contexto, este estudo teve como objetivo principal fornecer subsídios para uma tomada de decisão quanto à necessidade de remoção de nutrientes para lançamento de esgotos sanitários por meio de emissários submarinos, de maneira a garantir um nível de tratamento mínimo sem que haja um comprometimento do corpo receptor em termos de potencial de eutrofização. Para isso, foram utilizados dois sistemas de disposição oceânica de esgotos sanitários: Santos/São Vicente e Praia Grande 2. O impacto ambiental do lançamento de esgotos pelos emissários submarinos foi avaliado por um modelo numérico de eutrofização, sendo as características da pluma de esgoto no campo próximo determinada pelo software CORMIX e acoplado no modelo de campo distante. A necessidade de remoção de nitrogênio e fósforo foi estimada com base na metodologia do Plano Oceânico da Califórnia. Os resultados demonstraram que tanto para o caso do emissário submarino de Santos quanto para o de Praia Grande haveria necessidade de remover amônia e fosfato para atender a legislação CONAMA 357/2005 quando operados com vazões de 3,0 e 5,3 m³.s-¹. Além disso, quando os sistemas foram operados sem tratamento ocorreu um aumento significativo na concentração de clorofila-a, atingindo valores de até 16 µg chl-a/L 12 µg chl-a/L na baía de Santos e Praia Grande, respectivamente. Os resultados demonstraram também que a utilização de um tratamento secundário com oxidação parcial da amônia promoveria uma redução de apenas 30% na concentração de clorofila-a, enquanto que a utilização de um TPQA com remoção de fosfato promoveria uma resposta ambiental melhor, levando a uma redução de até 71% na concentração de clorofila-a, resultados semelhantes ao tratamento terciário com remoção de nitrogênio e fósforo, resultados semelhantes aos obtidos quando foi considerado o tratamento terciário com remoção de nitrogênio e fósforo.
Title in English
Wastewater treatment using submarine outfalls: evaluation on the treatmente level for environmentally safe ocean disposal.
Keywords in English
Computational modeling
Eutrophication
Nutrient removal
Submarine outfall
Wastewater treatment
Abstract in English
Due to environmental issues related to wastewater ocean discharge, much has been debated about the level of treatment that should be adopted or which constituents must be removed from wastewater before its final disposal in coastal zones. Within this context, this study aimed to provide support for a decision making on the need of wastewater nutrient removal before its final disposal through submarine outfalls in order to ensure an adequate treatment level, minimizing the environmental impact on the receiving body in terms of eutrophication potential. For this purpose, two wastewater ocean disposal systems: Santos/San Viciente and Praia Grande 2, were evaluated. The environmental impact of wastewater discharge through submarine outfalls was evaluated by a 2D eutrophication numerical model. Wastewater mixing conditions in the near field plume was evaluated using the software CORMIX, and the results were coupled to a far-field model. Nitrogen and phosphorus removals were evaluated through the California Ocean Plan methodology. The results showed that the removal of ammonia and phosphate is required for both submarine outfalls, Santos and Praia Grande, to meet the Brazilian legislation(CONAMA357/2005) when they are operated with flow rates of 3.0 and5.3m³.s-¹. Furthermore, when the systems are operated without treatment, modeled chlorophyll-a concentrations increased up to 16 µg chl-a/L and 12 µg chl-a/L in Santos bay and Praia Grande, respectively. The results also demonstrate that the use of a secondary treatment with partial ammonia oxidation promote a reduction of only 30% in the chlorophyll-a, while the use of a CEPT with phosphate removal promote a better environmental response, resulting a chlorophyll-a concentration reduction of 71%, similar results were obtained when tertiary treatment was considered for nitrogen and phosphorus removals.
 
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Publishing Date
2013-06-18
 
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  • SUBTIL, Eduardo. Environmental response of wastewater inputs through Santos Submarine Outfall (SSO) utilizing an eutrophication numerical model. Journal of Shipping and Ocean Engineering, 2012, vol. 2, p. 68-75.
  • SUBTIL, Eduardo. Influência do nível de tratamento de esgoto na qualidade da água do mar na região de lançamento do Emissário Submarino de Santos [doi:10.4136/1980-993X]. Ambiente e Agua - An Interdisciplinary Journal of Applied Science [online], 2012, vol. 7, p. 72-86.
  • SUBTIL, Eduardo. Improvement in preconditioning treatment system of Santos Submarine Outfall. In 6th International Symposium on Environmental Hydraulics, Atenas, 2010.
  • SUBTIL, Eduardo. Influência da remoção de nutrientes na qualidade da água do mar na região de lançamento do emissário submarino de Santos através de um modelo numérico de eutrofização. In XXV Congreso Latinoamericano de Hidráulica, Costa Rica, 2012.
  • SUBTIL, Eduardo. New design of Santos submarine outfall: hydrodynamic modeling simulation at The Santos Bay. In International Symposium on Outfall Systems, Mar del Plata, 2011.
  • SUBTIL, Eduardo. Study of the influence of Chemically Enhanced Primary Tratment (CEPT) in the water quality of Santos Submarine Outfall (SSO) using an eutrophication numerical model. In International Symposium on Outfall Systems, Mar del Plata, 2011.
  • SUBTIL, Eduardo. Utilização de modelo numérico para o estudo do emissário submarino de Santos. In XXV Congreso Latinoamericano de Hidráulica, Costa Rica, 2012.
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