Resumo
Os Reatores Anaeróbios de Leito Fluidizado ou RALF´s são largamente utilizados no tratamento de efluentes, sobretudo pela facilidade na operação e o baixo custo operacional, apesar de relativa simplicidade na operação deve-se garantir que os parâmetros básicos de projeto como velocidade ascensional, velocidade de decantação, e tempo de detenção hidráulico (TDH) sejam atendidos. Portanto torna-se necessário a observação nos reatores se existe a formação de zonas mortas e/ou curtos circuitos. Neste trabalho foi utilizou-se como ferramenta de simulação o software Ansys-CFX, para observar no reator proposto às linhas de corrente a distribuição de velocidade ascensional. Com os dados de velocidade determinou-se o TDH, para as soluções de projeto proposto. Para o RALF 1 sem cortina defletora obteve-se uma velocidade média de 1,08m.h-1, para o RALF 2 com uma cortina defletora a velocidade média foi de 1,9m.h-1 e para o RALF 3 a velocidade média foi de 1,95m.h-1.
Introdução
O Sistema de Tratamento anaeróbio, de efluentes é utilizado em larga escala no Brasil devido a algumas vantagens, sobretudo em relação ao consumo energético, custos operacionais baixos e boa eficiência quanto à remoção de matéria orgânica. Segundo Jordão e Pacheco (2014), o sistema de tratamento anaeróbio foi largamente utilizado para digestão do lodo.
A utilização da técnica para tratamento de efluentes líquidos é recente, e a aplicação de modelagem matemática para análise do escoamento deste processo é ainda limitada. Dentre os reatores mais difundidos e utilizados em larga escala no Brasil podemos destacar dois tipos: os UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket), no qual, através do processo de digestão as bactérias formam flocos ou sólidos que se sedimentam formando os mantos de lodos e o outro reator, o qual é objeto deste estudo, o RALF (Reator Anaeróbio de Leito Fluidizado) neste, o sistema de digestão é semelhante ao do UASB, porém a matéria particulada do esgoto existente é aderida ao lodo, formando o biofilme junto às partículas fluidizadas.
Os RALF´s têm como principais elementos, o separador trifásico que tem como objetivo separar as fases líquida, sólida e gasosa no reator. Na câmara de digestão é onde se localiza a manta do lodo, zona de transição, zona de compressão, zona de colmatação, zona de decantação e zona de ascensão, onde o subproduto da digestão anaeróbia o Gás o metano (CH 4 ) é produzido. Este gás pode ser reaproveitado ou então queimado através de queimadores de gás, para posterior disposição na atmosfera.
Um fator importante que pode afetar diretamente a digestão anaeróbia são os sólidos Fixos (SSF), que representam a parte de sólidos que não se volatizam como areia. Em condições operacionais o acumulo de sólidos Fixos, pode inibir o processo de digestão diminuindo o volume útil do reator e assim, formar caminhos preferenciais e diminuindo o TDH. Portanto antes do tratamento anaeróbio pelos reatores faz se necessário o tratamento preliminar através de gradeamento e desarenadores para redução dos sólidos fixos, entretanto uma parcela pode continuar no efluente e irá acumular-se no reator principalmente em zona sem movimento (zona morta).
Com o auxílio da simulação em CFD é possível obter resultados rapidamente e com baixo custo quando comparado com a construção de modelos físicos para simulação do escoamento. Após a inserção de condições de contorno e iniciais as Equações Diferencias Parciais (EDP’s) são discretizadas e resolvidas numericamente pelo software empregando o método dos Volumes Finitos Baseado em Elementos (EbVFM) (Maliska, 2004).
Este trabalho tem como objetivo, avaliar a distribuição de velocidades em um RALF com três configurações de cortina e com condição de vazão usada no projeto do RALF.
Autores: Vitor Alécio Sevilha Gorzoni; Regiani Aparecida de Almeida; Ricardo Vicente de Paula Rezende e Sandro Rogério Lautenschlager.
