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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/6838| Título: | Comparação do comportamento hidrodinâmico de reatores anaeróbios de manta de lodo e fluxo ascendente (UASB) em diferentes escalas |
| Autor(es): | Martins, Vinícius Ferreira |
| Orientador(es): | Kreutz, Cristiane |
| Palavras-chave: | Aterro sanitário Sanitary landfills |
| Data do documento: | 9-Set-2013 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Campo Mourao |
| Citação: | MARTINS, Vinícius Ferreira. Comparação do comportamento hidrodinâmico de reatores anaeróbios de manta de lodo e fluxo ascendente (UASB) em diferentes escalas. 2013. 63 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Campo Mourão, 2013. |
| Resumo: | O objetivo deste trabalho de conclusão de curso foi avaliar o comportamento hidrodinâmico e as características hidráulicas de reatores anaeróbios de manta de lodo e fluxo ascendente (UASB) em escala de bancada, piloto e real. Os reatores R1 (1 L), R2 (160 L) e R3 (18.800 L) foram operados com tempo de detenção hidráulica (TDH) de 6 h, 10 h e 6 h, respectivamente, tratando esgotos sanitários. Ensaios de estímulo-resposta tipo pulso com Eosina Y como traçador foram realizados por Passig (2005), Hattori et al. (2011) e Martins (2012) para determinar o comportamento hidrodinâmico dos reatores R3, R1 e R2, respectivamente. Para os 3 reatores foram calculadas as características hidráulicas e foi feita análise estatística com os testes estatísticos Anova fator duplo com repetição e teste Tukey para verificar se o efeito de escala influencia no comportamento hidrodinâmico dos reatores. Os resultados indicaram o efeito de cauda nas curvas de concentração pelo tempo, e nas curvas de distribuição do tempo de residência (DTR) (exceto para R3) foi notado um adiantamento do pico na resposta do traçador. Os três reatores estudados apresentaram escoamento laminar, com N igual a 3, 2 e 5 para R1, R2 e R3, respectivamente, para o modelo de Tanques de Mistura Completa em Série (N-CSTR). Os coeficientes médios dos modelos de dispersão de pequena (PD) e grande (GD) intensidade foram 0,236 e 0,146 para R1, 0,258 e 0,158 para R2 e 0,105 e 0,079 para R3, respectivamente. O número de Reynolds verificado para R1, R2 e R3 foi de 0,67, 10,29 e 100,9, respectivamente, o que indica regime de escoamento laminar nos reatores. O volume de zonas mortas médio para R1, R2 e R3 foi de 0,3%, 17,2% e -50%, respectivamente. Foi notada presença de curtos-circuitos em R1 (ensaio 2) e R2 (ensaios 1 e 2). Dentre os 3 reatores estudados, aferiu-se que R3 apresentou boa eficiência hidráulica ( = 8,1). No restante dos ensaios, o comportamento oscilou entre satisfatório (0,5 > < 0,75) para os ensaios 1 e 3 de R1 e insatisfatório ( ≤ 0,5) para os demais ensaios. O teste ANOVA e o teste de Tukey indicaram que houve diferença estatística entre os três modelos uniparamétricos (N-CSTR, PD e GP) testados, na qual se pode afirmar que a escala influi sobre o comportamento hidrodinâmico de todos os reatores, porém mais acentuadamente em R2, seguido de R1 e R3. |
| Abstract: | The aim of this work was evaluate the hydrodynamic behaviour and hydraulic characteristics of upflow anaerobic sludge blanket reactors (UASB) in bench, pilot and full scale. Reactors R1 (1 L), R2 (160 L) and R3 (18,800 L) were operated with hydraulic retention time (HRT) of 6 h, 10 h and 6 h, respectively, treating sanitary sewage. Stimulus-response assays, pulse type, with Eosin Y as tracer were carried out by Passig (2005), Hattori et al. (2011) and Martins (2012) to determine the hydrodynamic behaviour of R3, R1 and R2 reactors, respectively. For the three reactors, the hydraulic characteristics were calculated and the statistical analysis was done with the statistical tests of two-way Anova and Tukey to verify if the scale-effect influences on the hydrodynamic behaviour of the reactors. Results indicated the long tailing phenomena in the curves of concentration varying along the time and an advance of the peak response of the tracer in the residence time distribution curves (RTD) (except in R3). The three reactors studied showed laminar flow regime, with N equal to 3, 2 and 5 to R1, R2 and R3, respectively, for the Continuous Stirred-tank Reactor (N-CSTR) in series model. The average coefficients of Low Dispersion (LD) and High dispersion (HD) were 0.236 and 0.146 to R1, 0.258 and 0.158 to R2 and 0.105 and 0.079 to R3, respectively. Reynolds number verified to R1, R2 and R3 was 0.67, 10.29 and 100.9, respectively, indicating laminar flow regime in the reactors. Volume of dead zones to R1, R2 and R3 was 0.3%, 17.2% and -50%, respectively. It was noted the presence of short-circuiting in R1 (assay 2) and R2 (assays 1 and 2). Among the three reactors studied, it was observed that R3 presented good hydraulic efficiency ( = 8.1). In the remaining assays, the behaviour ranged from satisfactory (0.5 > < 0.75) for assays 1 and 3 of R1 and unsatisfactory ( ≤ 0.5) for the remaining assays. ANOVA and Tukey tests showed statistical difference among the three-uniparametric models (N-CSTR, LD and HD), indicating that the scale influences the hydrodynamic behaviour of the reactors, strongly in R2, followed by R1 and R3. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/6838 |
| Aparece nas coleções: | CM - Engenharia Ambiental |
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