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Acesso aberto (Open Access)
Caracterização hidrodinâmica de biorreator combinado anóxico-aeróbio de leito fixo
(Universidade Federal de Alfenas, 2018-08-29) Fontes, Henrique Gama; Damasceno, Leonardo Henrique Soares; Moura, Rafael Brito De; Rodrigues, Marcos Vinícius
O presente trabalho avaliou as características hidrodinâmicas de um biorreator combinado anóxico-aeróbio de leito fixo em escala piloto que opera de maneira contínua, com escoamento ascendente e recirculação. Utilizou-se de cloreto de sódio como traçador, e a alimentação ocorreu na forma de injeção tipo degrau. O biorreator era composto por cinco compartimentos chamados módulos, sendo os três primeiros anaeróbios e após o terceiro módulo havia a inserção de uma vazão de aeração (2,5 m³.h-1), onde os dois últimos passaram a operar de forma aeróbia. Foram avaliadas cinco etapas diferentes objetivando constatar a influência no regime de escoamento no biorreator através das variações nas vazões, inserção de aeração e variação nas razões de recirculação. Nas duas primeiras etapas se avaliou as características hidrodinâmicas dos três módulos anaeróbios que compõe o biorreator com vazões de 0,06 l.min-1 e 0,12 l.min-1 respectivamente. Na terceira etapa foi inserida a vazão de aeração. Nas duas últimas etapas o efluente foi submetido a recirculação nas razões de 1:1 e 2:1 respectivamente. Para a modelagem matemática foram testados os modelos clássicos de Levenspiel, de Pequena Dispersão (PD), Grande Dispersão Tanque Aberto (GD-TA), Tanques em série (N-CSTR) e o modelo de Danckwerts. O biorreator avaliado apresentou três perfis distintos de escoamento. Durante as duas primeiras etapas o perfil de escoamento se manteve próximo ao fluxo de pistão (PF) o que comprovado pelo valor obtido de número de dispersão (D/µ ETAPA I = 0,01) e (D/µ ETAPA II = 0,008); com a inserção da aeração, houve uma mudança no comportamento hidrodinâmico do biorreator, e o mesmo passou a ter um regime de escoamento entre: PF e mistura perfeita (CSTR) (D/µ ETAPA III = 0,12). Ao avaliar a influência da recirculação, foi constado que a inserção de uma vazão de recirculação surtiu efeito direto no escoamento, que passou a ser um regime de CSTR (D/µ ETAPA IV e V = 0,21). Não foi verificado influencia no número de dispersão ao variar as razões de recirculação nas condições propostas pelo estudo. Verificou-se através dos perfis de escoamento das curvas de todas as etapas e através dos tempos de detenção hidráulico calculados que existem fortes indícios da presença de zonas mortas no interior do reator, que propicia o fluido a estagnação e tomada de caminhos preferenciais.