Dissertação
Avaliação Hidrodinâmica de um Reator Biológico de Leito Empacotado.
Registro en:
RIBICKI, Vinicius Gabriel. Avaliação Hidrodinâmica de um Reator Biológico de Leito Empacotado. 2022. Dissertação (Mestrado em Engenharia Sanitária e Ambiental) - Universidade Estadual de Ponta Grossa. Ponta Grossa. 2022.
Autor
Ribicki, Vinícius Gabriel
Institución
Resumen
The effluent generation increase requires compact and efficient units to comply with
quality discharge standards. The biological packed bed reactors offer support for
biomass and the establishment of oxygen gradients to foment the simultaneous growth
of nitrifiers and denitrifiers bacteria for nitrogen removal. The reactor performance does
not only rely on microbial and enzymatic kinetics but also the physical process
involved. The packed bed creates an uneven flow, fomenting anomalies in the system.
The present study aimed to evaluate the hydrodynamic of a packed bed reactor in
distinct operational conditions. The upflow cylindrical reactor with a volume of 10.08 L
was filled with Mini Biobob® media and operated in hydraulic retention times (HRT) of
8 h, 14 h, and 20 h, with recirculation ratios R0, R1, and R2, with/without aeration. The
flow pattern was defined as close to a complete mix, it was verified mixture increases
with the HRT reduction for the non-aerated operation, and no influence was observed
for the aerated period. The experiments revealed that the mean HRT was lower than
the theoretical stipulated due to anomalies. The impact on the mixture was not noticed
for both operations when varying the recirculation ratio, not influencing the boundary
layer thickness and mass transfer. A mean dead volume of 23.17% and 22.53% were
found for the aerated and non-aerated operations, respectively. A significant statistical
correlation was not found for the studied variables' parameters. O aumento na geração de efluentes demandam unidades compactas e eficientes afim
de se atender aos padrões de lançamento. Os reatores biológicos de leito empacotado
oferecem meio para suporte para biomassa ativa e formação de gradientes de
oxigênio fomentando o crescimento simultâneo de bactérias nitrificantes e
desnitrificantes para remoção de nitrogênio. A performance do reator não depende
apenas da cinética microbiana e enzimática, mas também dos processos físicos
envolvidos. O empacotamento promove um escoamento não uniforme, fomentando
anomalias no sistema. O presente trabalho teve por objetivo a avaliação hidrodinâmica
de um reator de leito empacotado, em distintas condições de operação. O reator
cilíndrico de fluxo ascendente com volume útil de 10,08 L teve recheio de mídias Mini
Biobob®, operado com tempos de detenção hidráulicas (TDH) de 8 h, 14 h e 20 h,
razões de recirculação R0, R1 e R2, com/sem aeração. O regime do reator foi definido
como próximo à mistura completa, sendo verificado aumento na mistura com a
redução do TDH para a etapa não aerada e não observado sua influência para
operação aerada. Os ensaios revelaram TDH médio menor que o teórico estipulado,
atrelado ao surgimento de anomalias. Para ambas as operações não houve influência
na mistura com a variação das razões de recirculação, não influindo na espessura da
camada limite e na transferência de massa. Foi encontrado volume morto médio de
23,17% e 22,53% para as etapas aerada e não aerada respectivamente. Não foi
encontrada correlação estatística significativa para o parâmetro em relação às
variáveis estudadas. Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior