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Tipo: Tese
TĆ­tulo: Strategies for Urban Stormwater Wetlands
Autor(es): Manoel Lucas Machado Xavier
Primeiro orientador: Johannes Gerson Janzen
Resumo: Wetlands construĆ­dos, que sĆ£o comumente usados ​​no tratamento de Ć”guas residuais, sĆ£o difĆ­ceis de usar para tratamento de Ć”guas pluviais, porque a variação do nĆ­vel de Ć”gua em uma lagoa de Ć”guas pluviais torna difĆ­cil para a vegetação enraizada sobreviver. Como alternativa, a vegetação pode ser cultivada em esteiras flutuantes, chamadas ilhas de tratamento flutuante (FTI), com raĆ­zes estendendo-se para baixo na Ć”gua. A remoção de nutrientes Ć© obtida atravĆ©s da absorção e captura pela matriz das raĆ­zes e biofilme. O tratamento geral fornecido por uma lagoa com FTIs depende da fração do fluxo exposta Ć  zona radicular. Este estudo utilizou modelagem numĆ©rica para estudar o fluxo atravĆ©s da zona radicular, com o objetivo de determinar qual configuração de FTI alcanƧou o melhor tratamento geral. Seis configuraƧƵes diferentes foram consideradas, todas com volume da zona radicular igual a 11% do volume do tanque. A permeabilidade da zona radicular foi estimada usando mediƧƵes de velocidade dentro de vegetação flutuante real. A taxa de remoção de primeira ordem dentro da zona radicular (š‘˜š‘˜r) foi estimada a partir das taxas de remoção relatadas na literatura. Estudos preliminares consideraram a similaridade de fluxo e remoção entre sistemas de diferentes escalas fĆ­sicas. A similaridade geomĆ©trica da zona radicular garantiu a similaridade do fluxo dentro da zona radicular. Para alcanƧar similaridade de desempenho (mesma redução de massa), os sistemas precisam ter a mesma taxa de remoção nĆ£o dimensional (krtn ,, com tn o tempo de residĆŖncia nominal da lagoa). A consideração de diferentes configuraƧƵes de FTI mostrou que as ondas geradas por FTIs a montante diminuĆ­ram a remoção de massa de FTIs a jusante, de modo que a segmentação de um Ćŗnico FTI grande em vĆ”rios FTIs menores em sĆ©rie nĆ£o melhorou a remoção geral de nutrientes. No entanto, a segmentação de um Ćŗnico FTI em um par de FTIs paralelos melhorou a remoção de nutrientes e esta configuração proporcionou a melhor remoção de incrustaƧƵes.
Abstract: Constructed wetlands, which are commonly used in wastewater treatment, are difficult to use for stormwater treatment, because the water level variation in a stormwater pond makes it difficult for rooted vegetation to survive. As an alternative, vegetation can be grown on floating mats, called floating treatment islands (FTI), with roots extending downward into the water. Nutrient removal is achieved through uptake and trapping by the matrix of roots and bio-film. The overall treatment provided by a pond with FTIs depends on the fraction of flow exposed to the root zone. This study used numerical modeling to study the flow through the root zone, with the goal of determining which configuration of FTI achieved the greatest overall treatment. Six different configurations were considered, all with root zone volume equal to 11% of the pond volume. The permeability of the root zone was estimated using velocity measurements within real floating vegetation. A first-order removal rate within the root zone (š‘˜š‘˜r) was estimated from removal rates reported in the literature. Preliminary studies considered the similarity in flow and removal between systems of different physical scale. Geometric similarity of the root zone guaranteed flow similarity within the root zone. To achieve performance similarity (same mass reduction), systems need to have the same non-dimensional removal rate (krtn,, with tn the nominal residence time of the pond). The consideration of different FTI configurations showed that wakes generated by upstream FTIs lowered the mass removal of downstream FTIs, so that segmenting a single large FTI into multiple smaller FTIs in series did not improve overall nutrient removal. However, segmenting a single FTI into a pair of parallel FTIs did improve the nutrient removal, and this configuration provided the best pond-scale removal.
Palavras-chave: Vegetação AquĆ”tica
Computational Fluid Dynamics
Modelagem NumƩrica.
PaĆ­s: Brasil
Editor: Fundação Universidade Federal de Mato Grosso do Sul
Sigla da Instituição: UFMS
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: https://repositorio.ufms.br/handle/123456789/3911
Data do documento: 2018
Aparece nas coleções:Programa de Pós-graduação em Tecnologias Ambientais

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