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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.18.2016.tde-01122016-122822
Documento
Autor
Nome completo
Karina Querne de Carvalho
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Carlos, 2002
Orientador
Banca examinadora
Pires, Eduardo Cleto (Presidente)
Hanisch, Werner Siegfried
Zaiat, Marcelo
Título em português
Resposta dinâmica dos reatores UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) submetidos a cargas orgânicas e hidráulicas cíclicas: modelação matemática simplificada
Palavras-chave em português
Carga hidráulica
Carga orgânica
Comportamento dinâmico
Modelação matemática
UASB
Variação cíclica de vazão
Resumo em português
Em países com condições ambientais, sócio-culturais e econômicas favoráveis à aplicação de processos anaeróbios para tratamento de esgotos sanitários, o reator UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) possui muitas vantagens, dentre os reatores anaeróbios, por permitir instalação, operação e manutenção a baixos custos, apresentar baixa geração de lodo, ser capaz de suportar sobrecargas hidráulicas e orgânicas e possuir eficiência de remoção de demanda química de oxigênio entre 70% e 80%. Contudo poucos estudos são reportados na literatura quando o reator é submetido a variações cíclicas diárias, de cargas orgânicas e hidráulicas, em períodos curtos de duração - iguais ou menores que 24 h. Para compreender os prováveis amortecimentos e atrasos nas respostas de reatores UASB quando submetidos a essas variações, desenvolveu-se um modelo matemático simplificado baseado no regime de escoamento contínuo de um tanque de mistura completa, no modelo cinético tipo Monod para remoção de DQO (Demanda Química de Oxigênio) e equacionamentos empíricos reportados na literatura. Esse modelo indicou que, mesmo apresentando baixa eficiência na remoção de demanda química de oxigênio, o reator possui capacidade de amortecer as variações impostas de vazão e respondeu com grande sensibilidade à variação de velocidade específica máxima de degradação de substrato, indicando que esse parâmetro cinético deve ser o parâmetro de calibração do modelo matemático.
Título em inglês
Dynamic behavior of the UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) reactors submitted to organic and hydraulic cyclical loads: mathematical modeling simplified
Palavras-chave em inglês
Cyclical flow variation
Dynamic behavior
Hydraulic load
Mathematical modeling
Organic load
UASB
Resumo em inglês
In countries with favorable environmental, social, cultural and economical conditions, the use of anaerobic processes in treatment of domestic sewage. The UASB reactor (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) has many advantages, among the anaerobic reactors, allows the installation, operation and maintenance with low costs; presents low sludge generation; is capable to support organic and hydraulic overloads and has COD removal efficiencies between 70% and 80%. However few studies are reported in the literature about reactors submitted to cyclical daily variations of organic and hydraulic loads in short periods of time - equal to or shorter than 24 hours. Aiming to understand the probable dampening and the delays in the response of the UASB reactors when submitted to these variations, it was developed a simplified mathematical model based on the continuous flow pattern of a completed stirred tank and in the Monod kinetic model for COD (Chemical Oxygen Demand) removal and empirical kinetic equations reported in the literature. The model indicated that, even when presenting low efficiency in the removal of COD, the reactor has a capacity to dampen the forced flow variations, and responded with great sensivity to the variation of qmáx., indicating that this kinetic parameter may be the calibration parameter of the mathematical model.
 
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Este trabalho é somente para uso privado de atividades de pesquisa e ensino. Não é autorizada sua reprodução para quaisquer fins lucrativos. Esta reserva de direitos abrange a todos os dados do documento bem como seu conteúdo. Na utilização ou citação de partes do documento é obrigatório mencionar nome da pessoa autora do trabalho.
Data de Publicação
2016-12-02
 
AVISO: O material descrito abaixo refere-se a trabalhos decorrentes desta tese ou dissertação. O conteúdo desses trabalhos é de inteira responsabilidade do autor da tese ou dissertação.
  • CARVALHO, Karina Querne de, et al. Avaliação hidrodinâmica de reator UASB submetido à variação cíclica de vazão. Engenharia Sanitária e Ambiental, 2008, vol. 13, p. 226-235.
  • CARVALHO, Karina Querne de, et al. Avaliação do comportamento hidrodinâmico de reator UASB submetido à variação cíclica de vazão. In 25 Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental, Recife, 2009. Anais.Rio de Janeiro : ABES, 2009.
  • CARVALHO, Karina Querne de, et al. Avaliação hidrodinâmica de reator UASB submetido à variação cíclica de vazão. In IX Taller y Simposio Latinoamericano de Digestión Anaerobia, Isla de Pascua, Chile, 2008. Memorias.Valparaiso : PUC de Valparaiso, 2008. Resumo.
  • CARVALHO, Karina Querne de, et al. Estudo hidrodinâmico em reator UASB submetido à variação cíclica da vazão afluente. In Taller y Simposio Latinoamericano sobre Digestión Anaerobia, Puntal del Este, 2005. Proceedings - VIII Taller. : IWA, 2005. Resumo.
  • CARVALHO, Karina Querne de, et al. Proposta de modelo matemático simplificado para avaliar a resposta dinâmica de reator UASB submetido a cargas hidráulicas cíclicas. In 25 Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental, Recife, 2009. Anais.Rio de Janeiro : ABES, 2009.
  • CARVALHO, Karina Querne de, et al. Resposta dinâmica de reator UASB submetido a cargas orgânicas e hidráulicas cíclicas. In 25 Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental, Recife, 2009. Anais.Rio de Janeiro : ABES, 2009.
  • CARVALHO, Karina Querne de, et al. Resposta dinâmica de reator UASB submetido a cargas orgânicas e hidráulicas cíclicas: modelo matemático simplificado. In IX Taller y Simposio Latinoamericano de Digestión Anaerobia, Isla de Pascua, Chile, 2008. Memorias.Valparaiso : PUC de Valparaiso, 2008. Resumo.
  • CARVALHO, Karina Querne de, et al. Resposta dinâmica de reatores UASB submetido a cargas orgânicas e hidráulicas cíclicas: resultados experimentais. In IX Taller y Simposio Latinoamericano de Digestión Anaerobia, Isla de Pascua, Chile, 2008. Memorias.Valparaiso : PUC de Valparaiso, 2008.
  • CARVALHO, Karina Querne de, e PIRES, E. C. Comparação entre resposta dinâmica de diferentes configurações de reatores UASB submetidos a vazão cíclica diária: modelo matemático simplificado. In 22 Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental, Joinville, 2003. Anais. : ABES, 2003.
  • CARVALHO, Karina Querne de, e PIRES, E. C. Modelo matemático simplificado para resposta dinâmica de reatores UASB submetidos a vazão cíclica diária. In Simpósio Luso-Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental, Natal, 2004. Anais.Rio de Janeiro : ABES, 2004.
  • CARVALHO, Karina Querne de, e PIRES, E. C. Resposta dinâmica de reatores UASB submetidos a vazão cíclica diária: modelo matemático simplificado. In VII Taller y Simposio Latinoamericano Sobre Digestión Anaerobia, Mérida, 2002. Memorias.Cidade do México : Universidad Nacional Autónoma de México, 2002.
  • CARVALHO, Karina Querne de, SALGADO, Monique Toledo, e PIRES, E. C. Influência da variação cíclica de carga hidráulica no comportamento do reator UASB. In 23 Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental, Campo Grande, 2005. Anais.Rio de Janeiro : ABES, 2005.
  • PIRES, E. C., et al. Dynamic behavior of UASB reactors submited to cyclical loads. In 9th World Congress Anaerobic Digestion 2001, Antuérpia, 2001. Proceedings.Ghent : Technologisch Instituut vzw, 2001.
  • SALGADO, Monique Toledo, CARVALHO, Karina Querne de, e PIRES, E. C. Avaliação da recirculação do percolado na degradação anaeróbia dos resíduos sólidos urbanos (RSU) e obtenção de parâmetros cinéticos aparentes por meio de modelo matemático simplificado. In 23 Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental, Campo Grande, 2005. Anais.Rio de Janeiro : ABES, 2005.
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