Numerical simulation of the dispersion of hydrogen sulphide emitted by a UASB reactor for domestic sewage treatment

  • Matheus Ribeiro Augusto Departamento de Engenharia Hidráulica e Ambiental da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (EPUSP)
  • Herlane Costa Calheiros Instituto de Recursos Naturais (IRN) da Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI)
  • Vanessa Silveira Barreto Carvalho Instituto de Recursos Naturais (IRN) da Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI)
Keywords: AERMOD, atmospheric dispersion, H2S, odor.

Abstract

The anaerobic treatment of wastewaters can produce a large concentration of hydrogen sulfide (H2S), an odorant, toxic and corrosive substance. Control methods for eliminating H2S often require high implementation and operation costs and therefore are not used. Thus, suitable planning of wastewater treatment plant (WWTP) installation can help to prevent adverse impacts and potential problems for nearby communities. Mathematical models of atmospheric dispersion can be applied to verify the pollutant range and support the choice of the most appropriate place for installing a WWTP. Thus, the aim of this work was to analyze the dispersion of H2S from an anaerobic unit of wastewater treatment located in a rural district of the city of Itajubá (MG), Brasil. For this, a Gaussian model AERMOD was applied using actual pollutant emission rate data in the UASB reactor, as well as meteorological and geophysical information (topography and land use). Using simulations, it was found that the odor plume was oriented by relief and concentrated near the treatment unit, limiting the impact to the rural district. The wind had also direct influence on the direction of H2S for the first period. However, the same trend was not found in the second study period. Thus, it was found that the analysis of meteorological characteristics (especially the predominant wind direction) and geophysics in the region and the application of mathematical models can assist in choosing the most suitable location for the installation of a WWTP.


Author Biographies

Matheus Ribeiro Augusto, Departamento de Engenharia Hidráulica e Ambiental da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (EPUSP)
Doutorando em Ciências no programa de pós-graduação em Engenharia Civil, área de Engenharia Hidráulica e Ambiental, na Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (EP-USP). Possui Mestrado em Ciências em Meio Ambiente e Recursos Hídricos pela Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI). Possui graduação em Engenharia Ambiental e Bacharelado Interdisciplinar em Ciência e Tecnologia, ambas pela Universidade Federal de Alfenas (UNIFAL-MG). Tem experiência com tratamento de águas residuárias, controle de odores em sistemas de esgotamento sanitário e modelagem de emissão e dispersão atmosférica de gases odorantes.
Herlane Costa Calheiros, Instituto de Recursos Naturais (IRN) da Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI)
Prof. Dra. Herlane concluiu o doutorado em engenharia civil (hidráulica e saneamento) pela escola de engenharia de São Carlos - USP - em 2003. Atualmente é professora associada da universidade federal de Itajubá. Coordenadora do grupo de pesquisa e estudos em saneamento da UNIFEI. Atua nas áreas de engenharia civil e engenharia sanitária, com ênfase em saneamento ambiental (controle de odores, conservação e reuso de água, contenção e aproveitamento de águas meteóricas, tratamento de águas e águas residuárias, oxidaçaão de matéria orgânica, resíduos sólidos domiciliares).
Vanessa Silveira Barreto Carvalho, Instituto de Recursos Naturais (IRN) da Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI)
É Professora Adjunto III do Instituto de Recursos Naturais da Universidade Federal de Itajubá. Possui graduação em Meteorologia pela UFRJ (2004), mestrado em Engenharia Mecânica (com ênfase em Ciências Atmosféricas pela COPPE/UFRJ - 2006) e doutorado em Meteorologia pela Universidade de São Paulo (2010). Tem experiência na área de Geociências, atuando principalmente nos seguintes temas: qualidade do ar, monitoramento ambiental e modelagem atmosférica.
Published
22/02/2017
Section
Papers