Estudo da eficiência dos processos bioquímicos em um reator anaeróbio de leito fluidizado automatizado

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Braga, Maria Cristina Borba
Data de Publicação: 1989
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFPR
Texto Completo: https://hdl.handle.net/1884/87381
Resumo: Orientador: Prof. Dr. Urivald Pawlowsky
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spelling Gabellini, EugênioUniversidade Federal do Paraná. Setor de Ciências Biológicas. Programa de Pós-Graduação em Ciências (Bioquímica)Pawlowsky, Urivald, 1940-Braga, Maria Cristina Borba2024-07-22T15:32:56Z2024-07-22T15:32:56Z1989https://hdl.handle.net/1884/87381Orientador: Prof. Dr. Urivald PawlowskyCoorientador: Prof. Eugênio GabelliniDissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Biológicas, Curso de Pós-Graduação em BioquímicaInclui referências: p. 71-76Resumo: Foi construído um reator biológico de leito fluidizado, em processo anaeróbio, para estudar, em escala semi-piloto, a viabilidade de sua aplicação no tratamento de efluentes industriais líquidos. Este reator utilizou um fluxo ascendente, permanente, necessário à fluidização do leito. Para a sua operação, foi desenvolvido um sistema de recirculação, capaz de garantir a vazão de entrada, a partir do bombeamento intermitente do efluente do reator para um reservatório superior, de onde retornava ao reator, por gravidade. O controle da vazão foi realizado por abraçadeiras que reduziram o diâmetro da mangueira de látex, utilizada na entrada do reator. Não foram utilizadas pinças de Hoffmann porque estas alterariam a secção transversal da mangueira, facilitando o entupimento. A medição de vazão foi feita através de um medidor tipo orifício, projetado e construído especialmente para este equipamento. Entretanto, este medidor não foi utilizado constantemente, devido à possibilidade de entupimentos. Este instrumento foi instalado em um desvio da tubulação principal da alimentação, pronto para a operação, quando necessário. O intervalo entre dois acionamentos consecutivos da bomba de recalque foi utilizado como forma segura para obtenção, por interpolação, dos valores de vazão próximos aos obtidos pelo medidor de vazão instantânea. Para a recirculação, foi desenvolvido um controle eletrônico capaz de evitar danos à cultura nos casos de falta de energia elétrica e possíveis defeitos ocorridos nos próprios componentes do sistema de controle. Nos casos de falta de energia, uma válvula solenóide impedia a saída do gás do conjunto reator-decantador, ocasionando o acúmulo de pressão dentro deste. A parada da recirculação ocorria quando a pressão interna do conjunto fosse igualada ã pressão hidrostática de entrada do reator. Para prevenir falhas em componentes do próprio controle, este foi dotado de um conjunto de componentes de segurança, capazes de, ora garantir o funcionamento da recirculação, contornando o defeito, ora interromper o funcionamento de forma segura, nos casos em que a recirculação não for possível. Para controlar o disparo da bomba de recalque, foi desenvolvido um sensor eletrônico de nível, instalado em um vaso comunicante ao decantador de sólidos - separador de fases. Este sistema garantiu o bombeamento de um volume determinado, facilitando a medição da vazão. A utilização do vaso comunicante facilitou ainda os eventuais reparos nos eletrodos do sensor sem que fosse necessária a abertura do decantador. Acoplado ao sensor de nível, um sistema de relês temporizados comandava a abertura da válvula solenóide que realizava a transferência do gás, o acionamento da bomba de recalque durante dois segundos e a preparação do circuito sensor para nova atuação. Um sistema de bombeamento auxiliar injetou alimento (resíduo de cervejaria), de forma periódica, no reator, ao mesmo tempo em que efetuou a retirada de efluentes nas mesmas quantidades. Com o uso do controle temporizado, efetuando a ligação durante um minuto a cada 10 minutos, foi possível utilizar as faixas de vazão mais elevadas da bomba, onde sua estabilidade foi suficiente para não comprometer o experimento. A manutenção da temperatura foi obtida através de um trocador feito com um banho comum e uma serpentina de alumínio de seis metros de comprimento, por onde passava o material circulante. Um termostato eletrônico, desenvolvido especialmente para este equipamento, controlava diretamente a temperatura do fluxo, através de um sensor instalado na tubulação de entrada do reator, posterior ao banho. Garantiu-se uma variação de - 0,4QC na temperatura de entrada. Esta era de 360C, ligeiramente superior à interna do reator, que apresentou uma média de 34,5QC. Por segurança, um segundo termostato, este eletromecânico, foi instalado com o sensor imerso no banho, tendo sido regulado para impedir que a temperatura deste ultrapassasse 40QC. A medição do gás foi feita através de uma automação da descarga do sistema coluna de medição-garrafa de equilíbrio, utilizando um sensor de nível (semelhante ao utilizado na recirculação), alguns relês temporizados e uma válvula solenóide. Foi montado um circuito que descarregava pequenas quantidades de gás, atuando a cada vez que o desnível do sistema coluna-garrafa, ocasionado pelo acúmulo de gás, fizesse o nível da garrafa de equilíbrio tocar o sensor do circuito eletrônico. Toda vez que isto ocorria, era provocada a abertura da válvula solenóide que permitia a liberação do gás para o ambiente. Sempre que foi acionado este sistema, um impulso foi somado ao total registrado no contador de impulsos elétricos. Foram utilizadas três regulagens, durante o experimento, 33ml por impulso até o 380 dia; 8,5ml do 390 ao 46Q e, do 470 até o final do experimento, 11,2ml por impulso contado. Todos os sistemas foram desenvolvidos para apresentar o máximo possível de confiabilidade, posto que para a realização do experimento, foi necessário que houvesse um mínimo de interrupções no funcionamento e uma redução da possibilidade de ocorrência de defeitos graves, que poderiam ter posto a perder esta pesquisa. As cargas orgânicas aplicadas foram desde 0,05Kg DQO/m3 dia até l,7Kg DQ0/m3dia, durante a fase de adaptação do inóculo. O tamponamento do sistema foi mantido mesmo sem a adição de bicarbonato de sódio, podendo ser comprovado pela relação alcalinidade total/acidez volátil, que foi mantida acima de 20, durante a maior parte do experimento.Abstract: In this study was estimated the performance of a Fluidized- bed anaerobic reactor by the maintenance of the temperature, pH, flow rate of the influent and the total alkalinity / volatile acids ratio. The stability of this parameters was gain by an automatic system.xiii, 76 f. : il., grafs., tabs.application/pdfDisponível em formato digitalReatores fluidizadosEngenharia bioquimicaBioquimicaEstudo da eficiência dos processos bioquímicos em um reator anaeróbio de leito fluidizado automatizadoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisporreponame:Repositório Institucional da UFPRinstname:Universidade Federal do Paraná (UFPR)instacron:UFPRinfo:eu-repo/semantics/openAccessORIGINALD - D - MARIA CRISTINA BORBA BRAGA.pdfapplication/pdf4458320https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/87381/1/D%20-%20D%20-%20MARIA%20CRISTINA%20BORBA%20BRAGA.pdf74629477db1d5352bcb41b03c5d0dfaeMD51open access1884/873812024-07-22 12:32:56.063open accessoai:acervodigital.ufpr.br:1884/87381Repositório de PublicaçõesPUBhttp://acervodigital.ufpr.br/oai/requestopendoar:3082024-07-22T15:32:56Repositório Institucional da UFPR - Universidade Federal do Paraná (UFPR)false
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