Estudo hidrodinâmico computacional de reator UASB em escala de bancada com validação experimental

• Autor(a) principal: Cruz, Diego Bongiorno
• Data de Publicação: 2013
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
• Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/7089
• topic: Engenharia Ambiental; Fluidodinâmica computacional; Hidrodinâmica; Computational fluid dynamics; Hydrodynamics

O objetivo do presente trabalho foi avaliar o comportamento hidrodinâmico de um reator (UASB) através da fluidodinâmica computacional (CFD) e de ensaios hidrodinâmicos do tipo estímulo-resposta. Inicialmente foram simuladas, através da fluidodinâmica computacional (CFD), as condições de entrada de um reator UASB em escala piloto de 160 L. Outras simulações computacionais foram realizadas em um reator UASB de escala de bancada construído em plexiglass de 18 L, a fim de observar o comportamento hidrodinâmico do reator operando com a injeção de ar na sua base representando a geração de gases de um reator tratando águas residuárias e também operando com o preenchimento de 35% do seu volume útil com um polímero absorvente de água representando as características do lodo anaeróbio. O modelo computacional utilizado para a simulação do reator em escala de bancada foi validado através da comparação do volume de zonas mortas obtido através das simulações com os valores calculados nos ensaios de estímulo-resposta com o traçador eosina Y. A quantidade de zonas mortas calculada através dos ensaios apresentou um erro de aproximadamente 63% em relação ao valor obtido com o modelo em CFD do reator com a representação do lodo anaeróbio, demonstrando uma má representatividade do modelo computacional. Os ensaios experimentais para esta condição de operação do reator demonstraram uma tendência do comportamento hidrodinâmico ao fluxo pistonado. Para a condição de operação do reator com a injeção de ar, o fluxo foi mais disperso e o erro relativo entre o valor simulado em CFD e o experimental foi de 40%, representando uma correlação satisfatória entre os valores, validando os resultados das simulações.