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Title: Automação e monitoramento de reatores de bateladas sequenciais para tratamento de águas residuárias.
Other Titles: Automation and monitoring of sequential batch reactors for wastewater treatment.
???metadata.dc.creator???: SILVA, Icaro Gonzalez da.
???metadata.dc.contributor.advisor1???: FREIRE, Raimundo Carlos Silvério.
???metadata.dc.contributor.advisor-co1???: CATUNDA, Sebastian Yuri Cavalcanti.
Keywords: Reatores de bateladas sequenciais;Tratamento de águas residuárias;Automação de reatores;Monitoramento de reatores;Rede de sensores sem fio;Instrumentação eletrônica;Sistemas embarcados;Regime de bateladas sequenciais;Microcontroladores;Microcontrolador PIC 18F4550;Transdutor ultrassônico;Sensor de oxigênio dissolvido;Comunicação sem fio;Tecnologia ZigBee;Padrão ZigBee;Diagramas elétricos;Sensor de temperatura;XBee;Sequential batch reactors;Wastewater treatment;Reactor automation;Reactors monitoring;Wireless sensor network;Electronic instrumentation;Embedded systems;Sequential batch regime;Microcontrollers;PIC microcontroller 18F4550;Ultrasonic transducer;Dissolved Oxygen Sensor;Wireless communication;ZigBee Technology;ZigBee Pattern;Electrical diagrams;Temperature sensor
Issue Date: May-2015
Publisher: Universidade Federal de Campina Grande
Citation: SILVA, Icaro Gonzalez da. Automação e monitoramento de reatores de bateladas sequenciais para tratamento de águas residuárias. 2015. 101f. (Dissertação de Mestrado) Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Centro de Engenharia Elétrica e Informática, Universidade Federal de Campina Grande - Paraíba - Brasil, 2015. Disponível em: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/19966
???metadata.dc.description.resumo???: Atualmente, devido ao crescimento populacional e o aumento dos descartes de águas residuárias, estudos estão sendo desenvolvidos com a finalidade de otimizar os métodos de tratamento de esgoto existentes. Dentre estes, destaca-se o regime de bateladas sequenciais – RBS que possui flexibilidade de implementação e eficiência no tratamento. O processo de tratamento do RBS é realizado em reatores com fases de tratamento definidas, as quais são executas periodicamente de forma cíclica. O advento dos microprocessadores e computadores vem contribuindo para a automação dos processos de tratamento e na redução do consumo de energia. Nesta pesquisa é apresentado um modelo da automação e monitoramento de reatores de bateladas sequenciais para tratamento de águas residuárias. Este sistema é capaz de aferir e analisar a quantidade de oxigênio dissolvido, o nível do esgoto e a temperatura no reator. Também é capaz de adicionar e monitorar os períodos de cada fase de tratamento. O sistema embarcado utiliza o microcontrolador PIC 18F4550, um transceptor sem fio XBee, o transdutor HC-SR04, sensor de oxigênio dissolvido e Temperatura YSI 5739. Os dados medidos no reator são transferidos via RF para um computador pessoal utilizando o protocolo ZigBee, nesse computador é instalado o software codificado em JAVA, cuja finalidade é armazenar e apresentar de forma gráfica os dados aos usuários do sistema computacional. O sistema desenvolvido foi caracterizado e validado no laboratório de tratamento de esgoto da UEPB. No processo de validação, os dados aferidos pelos sensores do sistema embarcado foram comparados com equipamentos laboratoriais para verificar a congruência dos dados, em que apresentou pequenos desvios percentuais. O sistema de automação e monitoramento de águas residuárias apresentou um percentual de tratamento de 92% em cada batelada.
Abstract: Nowadays, due to population growth and increased discharges of wastewater, studies are being developed in order to optimize existing sewage treatment methods. Among these, it is highlighted the system of sequencing batch - RBS having implementation flexibility and efficiency in treatment. The RBS treatment process is performed in reactors with a defined processing steps, which are periodically executed cyclically. The advent of microprocessors and computers contributed to the automation of the treatment processes and in reducing energy consumption. In this work, it is presented the automation and monitoring of sequencing batch reactors for wastewater treatment. This system is capable of measuring and analyzing the amount of oxygen dissolved, the sewage level and the temperature in the reactor. It is also able to add and monitor the periods of each treatment phase. The embedded system uses the PIC 18F4550 microcontroller, a XBee wireless transceiver, the HC-SR04 transducer, YSI 5739 OD and temperature sensor. The data measured in the reactor are transferred via RF to a personal computer using the ZigBee protocol, in this computer it is installed the software coded in JAVA, whose purpose is to store and display the data graphically to users of the computer system. The developed system was characterized and validated in the laboratory of wastewater treatment of UEPB. In the validation process, the data measured by the sensors in the embedded system were compared with actual equipment to verify the consistency of the data, which showed small percentage deviations. The automation system and monitoring of wastewater proved satisfactory treatment with 92% percentage in each batch.
Keywords: Reatores de bateladas sequenciais
Tratamento de águas residuárias
Automação de reatores
Monitoramento de reatores
Rede de sensores sem fio
Instrumentação eletrônica
Sistemas embarcados
Regime de bateladas sequenciais
Microcontroladores
Microcontrolador PIC 18F4550
Transdutor ultrassônico
Sensor de oxigênio dissolvido
Comunicação sem fio
Tecnologia ZigBee
Padrão ZigBee
Diagramas elétricos
Sensor de temperatura
XBee
Sequential batch reactors
Wastewater treatment
Reactor automation
Reactors monitoring
Wireless sensor network
Electronic instrumentation
Embedded systems
Sequential batch regime
Microcontrollers
PIC microcontroller 18F4550
Ultrasonic transducer
Dissolved Oxygen Sensor
Wireless communication
ZigBee Technology
ZigBee Pattern
Electrical diagrams
Temperature sensor
???metadata.dc.subject.cnpq???: Engenharia Elétrica.
URI: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/19966
Appears in Collections:Mestrado em Engenharia Elétrica.

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