Dissertação

Monitorização em linha e uso de sensores inferenciais no controlo operatório de uma ETAR de pequena dimensão EVALUATED

Os progressos em medição e automatização possibilitaram a implementação de sistemas de monitorização com aquisição de dados a frequência elevada em Estações de Tratamento de Águas Residuais (ETAR). Esta informação permite desenvolver sensores inferenciais para previsão de variáveis não medidas directamente, por análise multivariada, sendo comumente usadas a Análise de Componentes Principais (PCA) e a regressão por Mínimos Quadrados Parciais (PLS). Neste trabalho visou-se a construção de sensores inferenciais para previsão de variáveis de qualidade de água, necessárias à modelação mecanística do tratamento numa ETAR de pequena dimensão. Os dados de entrada foram adquiridos na ETAR usando um caudalímetro e sondas em linha espectrofotométrica e electroquímica e em campanhas de amostragem e análises laboratoriais. Efectuou-se uma análise exploratória de dados incluindo PCA, análise de séries temporais e de correlações para detectar outliers, padrões e relações. Os modelos PLS para as sondas inferenciais foram desenvolvidos usando validação cruzada leave-one-out e a sua capacidade preditiva de dados independentes foi avaliada pelo erro quadrático médio (RMSE). Na previsão do teor em azoto orgânico, obteve-se RMSE normalizados de 19,5% e 18,1%, respectivamente para os sensores usando dados analíticos e espectrais. Para a carência quí- mica de oxigénio, o modelo interno da sonda espectrofotométrica foi melhor que os desenvolvidos com os espectros. Foi ainda avaliada a possibilidade de utilização de sondas espectrofotométricas a apenas um comprimento de onda, com vista à redução dos custos de investimento em monitorização em linha.
Tratamento de Águas Residuais, ETAR de pequena dimensão, Monitorização em linha, Mínimos Quadrados Parciais, Sensores Inferenciais, Previsão

Novembro 23, 2015, 10:30

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

Carla Isabel Costa Pinheiro

Departamento de Engenharia Química (DEQ)

Professor Auxiliar

ORIENTADOR

Helena Maria Rodrigues Vasconcelos Pinheiro

Departamento de Bioengenharia (DBE)

Professor Auxiliar