REMOÇÃO DE SÓLIDOS SUSPENSOS EM REATORES UASB SOB DIFERENTES FLUXOS MÁSSICOS: UM ESTUDO TEÓRICO
Fellype Souza de Oliveira1; Flávio C.B. Nunes1; Severino R. Farias Neto2; Antonio G.B. Lima3; Maria G.S. Lima4; Robério Oliveira Rodrigues1
1 Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Ceará - Campus Juazeiro do Norte; 2 Universidade Federal de Campina Grande, Departamento de Engenharia Química; 3 Universidade Federal de Campina Grande, Departamento de Engenharia Mecânica; 4 Universidade Federal do Cariri, Departamento de Engenharia Civil
doi:10.20906/CPS/CON-2016-0907
Resumo
Reatores UASB têm sido utilizados, com sucesso, no tratamento de águas residuárias domésticas e industriais. Contudo, existe grande escassez de informações relacionadas a fluidodinâmica e seus impactos nos processos de desenvolvimento de protótipos desse tipo de reator. Por serem sistemas trifásicos, estes reatores, dependendo dos parâmetros de escoamento e características do sistema, podem apresentar diferentes regimes de escoamento; o que torna seus comportamentos bastante complexos. O objetivo geral deste trabalho é avaliar a influência do fluxo mássico sobre a eficiência de retenção de sólidos suspensos (lodo) pelos dispositivos de separação de fases (defletor e separador trifásico) de um reator UASB tratando água residuária doméstica. O modelo matemático utilizado, considerando-se as fases líquida (água), gasosa (biogás) e sólida (lodo), foi o de transferência interfacial. Para a modelagem, foram feitas as seguintes considerações: regime de escoamento turbulento e estacionário; mistura de biogás com composição fixa; produção uniforme de bolhas ao longo da seção transversal da manta de lodo; transferência de momento interfacial entre as fases líquida e gasosa decorrente apenas da força de arraste; fonte de momento dependente apenas do empuxo; transferência de massa interfacial desprezada; bolhas de gás e partículas de lodo esféricas e com distribuições escassas. Como condição de entrada foram utilizados o fluxo mássico da mistura composta por água, biogás e lodo (0,004 kg/s) e as frações volumétricas da água (0,91), do biogás (0,06) e do lodo (0,03). Nas fronteiras das paredes do reator, defletor de gases e separador trifásico foi considerado que as velocidades dos fluidos eram iguais a zero. Na fronteira de saída do efluente considerou-se a pressão estática (98.000 Pa). Para a fronteira de saída do biogás foi especificada a condição Degassing. As simulações do comportamento fluidodinâmico do reator UASB foram realizadas com o auxílio do pacote comercial CFX versões 4 e 10. O domínio de estudo foi discretizad
Palavras-chave: REATOR UASB; FLUXO MÁSSICO; CFD