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Type: Tese
Title: Desenvolvimento de metodologia multicritério para avaliação de desempenho de estações de tratamento de esgotos de uma bacia de esgotamento em Fortaleza/CE
Authors: Souza, Stephanie de Oliveira
Advisor: Nunes, Ana Bárbara de Araújo
Keywords: Estações de tratamento de águas residuais - Avaliação - Fortaleza;Indicadores de desempenho;Métodos multicritério de apoio à decisão;Método AHP com ratings;Método TOPSIS-Sort
Issue Date: 2023
Citation: Souza, Stephanie de Oliveira. Desenvolvimento de metodologia multicritério para avaliação de desempenho de estações de tratamento de esgotos de uma bacia de esgotamento em Fortaleza/CE. 2023. 171 f. Tese (Doutorado em Engenharia Civil - Recurso Hídricos)-Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2023
Abstract in Brazilian Portuguese: As estações de tratamento de esgotos são consideradas fontes pontuais de poluição, podendo ocasionar o comprometimento dos corpos hídricos receptores quando não monitoradas de maneira adequada. Assim, há uma crescente necessidade de avaliação do desempenho dessas instalações para o fornecimento de informações técnicas, econômicas e ambientais em dado momento no tempo. O desempenho eficaz e eficiente das ETEs contribui para a gestão sustentável dos recursos hídricos, em especial, no Semiárido brasileiro que sofre continuamente de escassez hídrica. Nesse contexto, este trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de modelo de avaliação do desempenho de ETEs de uma bacia de esgotamento no município de Fortaleza, Ceará. Para isso, integrou-se o método Delphi com métodos multicritério de apoio à decisão para determinar o desempenho global dessas instalações em uma das categorias de desempenho propostas: “Bom”, “Satisfatório”, “Insatisfatório” ou “Ruim”. Primeiramente, realizaram-se a seleção e a proposição de indicadores de desempenho (IDs) mais adequados à avaliação das ETEs do estudo nas dimensões ambiental e operacional. Em seguida, os critérios (importância, mensurabilidade, facilidade de interpretação e sensibilidade) e as alternativas (IDs) foram avaliados por meio da consulta Delphi aos atores de decisão do contexto das ETEs. As respostas dadas pelos especialistas no questionário foram utilizadas para definir os pesos dos IDs pelo método AHP com ratings e a abordagem AIP. Após a finalização dessa primeira etapa metodológica, o método multicritério TOPSIS-Sort foi aplicado para a determinação dos desempenhos globais das 51 ETEs da bacia de esgotamento do Rio Cocó. De acordo com os resultados obtidos, as tecnologias com as melhores eficiências de remoção de DQO, indicador com maior importância no ranking AHP com ratings, foram Lagoa Facultativa seguida de Lagoas de Maturação em série e UASB. Enquanto, as tecnologias UASB seguida de Filtro Submerso Aeróbio e Lodos Ativados apresentaram as piores eficiências. Quanto à análise de sensibilidade, as alterações nos pesos dos critérios praticamente não afetaram o ranking das ETEs por tipologia de tratamento, indicando consistência dos resultados de desempenho global obtido pelo método TOPSIS-Sort. Conclui-se que a metodologia desenvolvida pode ser adaptada a outros tipos de sistemas de tratamento e diferentes cenários conforme a disponibilidade de dados. Essa flexibilidade ajuda a tornar a tomada de decisão no saneamento mais acessível e adaptável às necessidades específicas de cada caso.
Abstract: Wastewater treatment plants (WWTPs) are considered punctual sources of pollution, which can compromise the receiving water bodies when not properly monitored. So, there is a growing need to assess the performance of these facilities to provide technical, economic, and environmental information at a given point in time. The effective and efficient performance of the WWTPs contributes to the sustainable management of water resources, especially in the Brazilian semiarid region, which suffers continually from water lack. In this context, it is proposed to develop a model for evaluating the performance of WWTPs in a sewage basin in the city of Fortaleza, Ceará. Considering this, the Delphi method was integrated with multi-criteria decision support methods to determine the overall performance of these installations in one of the proposed performance categories: “Good”, “Satisfactory”, “Unsatisfactory” or “Bad”. First was selected and proposed the performance of indicators (PIs) that were most appropriate for the evaluation of the study's WWTPs in the environmental and operational dimensions were carried out. Then, the criteria (importance, measurability, easiness of reading and sensitivity) and alternatives (PIs) were assessed through Delphi consultation with decision makers in the context of the WWTPs. The answers given by the experts were used to define the weights of the PIs by the AHP method with ratings and the AIP approach. After the completion of this first methodological step, the TOPSIS-Sort multicriteria method was applied to determine the global performances of the 51 WWTPs of the Rio Cocó drainage basin. According to the results obtained, the technologies with the best COD removal efficiencies, the most important indicator in the AHP ranking with ratings, were Facultative Lagoon followed by Series Maturation Lagoons and UASB. While UASB technologies followed by Submerged Aerobic Filter and Activated Sludges presented the worst efficiencies. As for the sensitivity analysis, the changes in the weights of the criteria practically did not affect the ranking of the WWTPs by type of treatment, indicating consistency of the global performance results obtained by the TOPSIS-Sort method. It is concluded that the developed methodology can be adapted to other types of treatment systems and different scenarios according to data availability. This flexibility helps make sanitation decision-making more accessible and adaptable to the specific needs of each case.
Description: Este documento está disponível online com base na Portaria nº 348, de 08 de dezembro de 2022, disponível em: https://biblioteca.ufc.br/wp-content/uploads/2022/12/portaria348-2022.pdf, que autoriza a digitalização e a disponibilização no Repositório Institucional (RI) da coleção retrospectiva de TCC, dissertações e teses da UFC, sem o termo de anuência prévia dos autores. Em caso de trabalhos com pedidos de patente e/ou de embargo, cabe, exclusivamente, ao autor(a) solicitar a restrição de acesso ou retirada de seu trabalho do RI, mediante apresentação de documento comprobatório à Direção do Sistema de Bibliotecas.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/72790
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