Estudo computacional de uma proposta de um dissipador de gases em um reator Upflow Anaerobic Sludge Blanket

• Autor(a) principal: Kuroda, Christopher Yuity
• Data de Publicação: 2012
• 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/1/6842
• topic: Engenharia Ambiental; Esgotos; Simulação (Computadores); Fluidodinâmica computacional; Sewerage; Computer simulation; Computational fluid dynamics

Os reatores Upflow Anaerobic Sludge Blanket são unidades de tratamento anaeróbio e de fluxo ascendente que possui um leito de lodo, que de forma geral, degrada a matéria orgânica presente no esgoto sanitário. Este sistema tratamento está bem difundido nas estações de tratamento de esgoto sanitário no Brasil. Apesar disso ainda são necessários estudos do comportamento hidrodinâmico dos reatores, para propor modificações para melhorias nas eficiências dos processos. Neste contexto surge à ferramenta fluidodinâmica computacional que tem como objetivo reproduzir numericamente os fenômenos, sendo largamente usado para reproduzir e documentar o escoamento. Os programas adotados para a simulação foram o COMSOL® Multiphysics e o ANSYS®/CFX para a simulação hidrodinâmica do separador de fases do reator UASB. O estudo hidrodinâmico computacional do separador de fase mostrou que o fluxo gasoso tem grande influência no escoamento do reator e que este fluxo de gás pode dar origem a uma zona de recirculação que pode atingir todo o volume do reator. Para evitar perdas de biogás dissolvido no efluente tratado uma geometria alternativa foi proposta para aumentar a troca de gases na saída do reator. A estrutura com degraus cônicos foi elaborada e analisada com o uso de ferramenta CFD. Com o software ANSYS®/CFX foi determinada as características do escoamento que de forma a permitir a avaliação desta nova proposta. As características avaliadas foram velocidade de mistura, pressão, fração líquida, dissipação de energia, velocidade do escoamento, energia cinética e ainda foram determinadas as características em uma seção perpendicular aos degraus em que foram quantificadas a fração líquida sobre os degraus, a pressão relativa e a velocidade em relação à altura. O estudo da geometria apresentou características que possibilita o aumento da transferência de massa, permitindo maior troca de gases e dissipação de energia.