Especificações operacionais e modelação matemática de um sistema de tratamento de águas sujas de balanço energético e de emissões de GEE nulos

• Autor(a) principal: Alves, Tiago André Pinto
• Data de Publicação: 2022
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10348/11498
• topic: Tratamento de água; Água residual agrícola

A maior parte da superfície do planeta é coberta por água, porém, a sua grande maioria é água salgada e imprópria para o consumo humano. A água doce encontra-se principalmente nos glaciares, mas a sua utilização não é uma opção. Resta apenas uma pequena percentagem disponível para o uso humano, cuja atividade tende a aumentar o consumo de água a nível mundial, o que leva a uma rápida redução das reservas de recursos hídricos. A utilização de água proveniente de fontes alternativas tem um enorme potencial para reduzir o consumo de água potável, bem como o custo associado à sua produção. O consumo de água a nível mundial divide-se em três sectores: os sectores agrícola, industrial e doméstico/comercial. A porção de água utilizada na agricultura é a maior, representando 70%. Os efluentes gerados por este sector são considerados um problema ambiental grave e persistente, pelo que é necessário que tenham um tratamento adequado. De modo a desenvolver um sistema de tratamento de efluentes líquidos da agropecuária, reduzindo assim o desperdício de água e valorizando, igualmente, o efluente sólido resultante desta indústria, foi desenvolvido um modelo matemático com base num protótipo, patenteado em 2019, de um sistema de tratamento de efluentes, bem como as suas especificações operacionais, permitindo replicá-lo à escala pretendida. O modelo matemático desenvolvido foi fundamentado pelas leis da termodinâmica, transferências de calor, mecânica dos fluidos e combustão. Para a aplicação do modelo matemático foi necessário definir previamente um conjunto de variáveis, como a temperatura ambiente, a temperatura e quantidade do efluente a tratar e a caracterização da biomassa, fração sólida dos efluentes, preferencialmente, que se vai utilizar para o fornecimento de energia ao sistema. O modelo matemático foi validado para o tratamento de 5L/h de água, utilizando biomassa baseada em dejetos suína como fonte de energia. Como resultado do modelo matemático, verificou-se ser possível tratar 5L/h de água com recurso a 1,14kg/h de biomassa, resultando num rendimento global do processo de 77,55%.