A influência de meios suportes no comportamento hidrodinâmico de reatores combinados anaeróbio-aeróbio

• Autor(a) principal: Reis, Rafaela Agrela dos
• Data de Publicação: 2015
• 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/1/6941
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA SANITARIA; Resíduos de animais; Hidrodinâmica; Águas residuais - Análise; Animal waste; Hydrodynamics; Sewage - Analysis

O objetivo deste trabalho foi avaliar a influência de meios suportes no comportamento hidrodinâmico de dois reatores combinados anaeróbio-aeróbio de leito fixo (RCAALF) em escala de bancada, operados com tempo de detenção hidráulica (θ) de 12 e 18 horas, tratando efluente bruto de abatedouro bovino. O reator 1 (R1) foi constituído de um tubo cilíndrico de plexiglass com volume útil de aproximadamente 4,75 L, utilizando matrizes cúbicas de poliuretano envoltas por estrutura rígida de polipropileno como meio suporte para imobilização da biomassa, enquanto o reator 2 (R2) foi constituído de um tubo de PVC com volume útil de 4,3 L, utilizando Luffa cylindrica (L.) Roem. Foram realizadas análises físicoquímicas para caracterizar o substrato e avaliar o estado de equilíbrio dinâmico aparente (EEDA). Para avaliar o comportamento hidrodinâmico foram realizados três ensaios de estímulo-resposta, tipo pulso, para cada θ em ambos os reatores. O tempo de realização de cada ensaio foi de três vezes o θ teórico e o traçador utilizado foi o azul de bromofenol, com coletas de amostras no intervalo de 45 min. Através dos resultados hidrodinâmicos foram determinadas as características hidráulicas e hidrodinâmicas, bem como o regime de escoamento dos fluidos e eficiência hidráulica. Posteriormente, aplicou-se o teste estatístico de Wilcoxon para verificar se existem diferenças entre os meios suportes utilizados nos reatores e o teste U de Mann-Whitney para verificar se existem diferenças entre as condições operacionais aplicadas. A partir dos resultados, verificou-se que os reatores são capazes de suportar choques de carga orgânica. No R2 foram observados melhores resultados com relação ao R1 em termos de matéria orgânica quando operados no θ de 12 h, com médias de 77 e 59,3% de eficiência de remoção de DQO bruta e filtrada, respectivamente, enquanto que no R1 as eficiências foram de 56,7 e 47,3% para DQO bruta e filtrada, respectivamente. Quando os reatores foram operados no θ de 18 h, os melhores resultados também foram observados no R2. Nas duas condições operacionais, os reatores tiveram maior tendência ao fluxo de mistura completa e as curvas de DTR foram melhor ajustadas ao modelo de NCSTR, com coeficientes de correlação superiores a 0,9. No R1 operado no θ de 12 h verificou-se média de 36,5% de volume morto e 34,0% no θ de 18 h, enquanto no R2 não foram verificadas zonas mortas. A presença de curtos-circuitos hidráulicos foi verificada somente no R1, com eficiência hidráulica baixa para todos os ensaios, ao passo que no R2 observou-se boa eficiência, exceto em um ensaio. O escoamento foi caracterizado como laminar no R1 e R2. Por meio do teste de Wilcoxon verificou-se que não existem diferenças no comportamento hidrodinâmico devido ao meio suporte dos reatores, operados com θ de 18 h, enquanto para o θ de 12 h verificou-se diferença. Com o teste U de Mann-Whitney, ao comparar o R1 operado com θ de 12 e 18 h verificou-se que o reator comporta-se da mesma maneira em termos hidrodinâmicos, enquanto que para o R2 concluiu-se que existem diferenças entre as condições.