As estações de tratamento de esgoto (ETE) são instalações centrais na estrutura do saneamento básico e apresentam diversos desafios tecnológicos para uma operação mais eficiente, não somente do ponto de vista do tratamento, mas também sob a perspectiva energética. Este trabalho utilizou uma abordagem CFD (Computational Fluid Dynamics) para a analisar as distribuições das vazões volumétricas nos vertedores do tratamento preliminar e também na entrada dos Decantadores Primários (DP) de uma ETE. Os modelos e as simulações foram desenvolvidos utilizando-se o Ansys Fluent versão R1 2021, que utiliza o Método dos Volumes Finitos e todas as simulações foram feitas em regime permanente. Foram utilizadas malhas do tipo híbrida compostas por elementos prismáticos, poliédricos e hexaédricos. Foi adotado o modelo de turbulência kappa-epsilon padrão com funções de parede. Os resultados obtidos indicam que os modelos desenvolvidos conseguem representar bem os protótipos. Também foi possível concluir, a partir dos resultados, que é possível alterar a distribuição de vazões por meio da imposição de um desnível entre os vertedores ou pelo fechamento parcial de um dos vertedores. Um desnível de 5 cm entre as cristas dos vertedores provoca uma diferença de vazão de 1,4 m3/s e a mesma diferença de vazão é obtida quando são fechados dois ciclos em um dos vertedores. Além disso, as simulações realizadas mostraram que ocorre o afogamento do vertedor por montante para vazões iguais a 16 e 17,5 m3/s em cada módulo; também foi verificado que vazão de pico prevista para 2040, 17,5 m3/s em cada módulo, não ultrapassa a capacidade hidráulica da estrutura do canal dos DP. Com o modelo da região dos Decantadores Primários foi possível determinar a distribuição das vazões entre os DP e também concluir que os Decantadores mais próximos às entradas tem menor vazão por conta do campo de velocidades dessa região. Contudo, essas diferenças não ultrapassam 14 % da vazão média em um Decantador. Simulações com saídas assimétricas mostraram que a posição dos DP em relação às entradas é o fator preponderante na distribuição das vazões entre os DP. Simulações com entradas assimétricas provaram que uma diferença acentuada entre as vazões das duas entradas do canal de alimentação dos DP altera a distribuição das vazões entre os Decantadores Primários.

Wastewater treatment plants (WWTP) are central facilities in the basic sanitation structure and present several technological challenges for a more efficient operation, not only from the treatment point of view but also from the energy efficiency perspective. This work used a Computational Fluid Dynamic (CFD) approach to analyze the flow distributions in the spillways of a WWTP and also at the entrance of the Primary Settlers (PS). The models and simulations were developed using Ansys Fluent R1 Version 2021, which uses the the Finite Volume Method and the simulations were all carried out in steady state. Hybrid meshes composed of prismatic, polyhedral and hexahedral elements were used. The standard kappa-epsilon turbulence model with wall functions was adopted. The results obtained indicate that the developed models are able to represent the prototypes well. It was also possible to conclude from the results that it is possible to change the flow distribution by imposing a gap between the spillways or by partially closing one of them. A difference of 5 cm between the crests of the spillways causes a flow difference of 1.4m3/s and the same flow difference is obtained when two cycles are closed in one of the spillways. In addition, the simulations carried out showed that the spillway drowning by upstream occurs for flows equal to 16 and 17.5 m3/s in each module, it was also verified that the peak flow forecast for 2040 (17.5m3/s in each module) do not exceed the hydraulic capacity of the PS feeding channels structure. With the model of the Primary Settlers region, it was possible to determine the flow distribution between the PS and also to conclude that the Settlers closer to the entrances have lower flow due to the velocity field in the region. Nevertheless, these differences do not exceed 14 % of the average flow in a Settler. Simulations with asymmetric outlets showed that the position of the PS in relation to the inlets is the preponderant factor in the distribution of flows between the PS. And the simulations with asymmetric inputs proved that a large difference between the flows of the two inputs of the PS feeding channel alters the distribution of flows between the Primary Settlers.