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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.74.2018.tde-24102018-122837
Documento
Autor
Nome completo
Valquiria Aparecida Fortunato
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
Pirassununga, 2018
Orientador
Banca examinadora
Rabi, José Antonio (Presidente)
Bastos, Reinaldo Gaspar
Caneppele, Fernando de Lima
Fuess, Lucas Tadeu
Título em português
Modelagem computacional de biorreatores de fluxo contínuo para tratamento e aproveitamento de efluentes agroindustriais
Palavras-chave em português
Águas residuárias
Biossistemas agroindustriais
Modelagem matemática
Simulação numérica
Resumo em português
O tratamento de efluentes por digestão anaeróbia tem sido amplamente modelado via ADM1 (Anaerobic Digestion Model No. 1) desenvolvido pela IWA (International Water Association). Tal modelo é dinâmico de modo que concentrações das espécies químicas no interior do reator variam com o tempo, sendo matematicamente regidas por equações diferenciais ordinárias ou algébricas conforme a respectiva cinética química. Este trabalho teve como objetivo adaptar o modelo ADM1 para tratamento e posterior aproveitamento de efluentes agroindustriais, com interesse futuro ao tratamento anaeróbio da vinhaça de cana de açúcar. O presente trabalho considerou biorreatores contínuos de mistura perfeita (CSTR - Continuously Stirred Tank Reactor) e a solução numérica das equações governantes foi programada em linguagem Python. O modelo computacional implementado se mostrou aplicável e pode ser utilizado em demais pesquisas que se baseiam no modelo ADM1 de digestão anaeróbia para tratamento de efluentes agroindustriais, considerando possíveis adaptações devido à especificidade de cada tipo de efluente.
Título em inglês
Computational modelling of continuous flow reactors for agroindustrial effluent treatment and exploitation
Palavras-chave em inglês
Agroindustrial biosystems
Mathematical modeling
Numerical simulation
Wastewater
Resumo em inglês
The wastewater treatment by anaerobic digestion has been extensively modelled by ADM1 (Anaerobic Digestion Model No. 1) developed by IWA (International Water Association). This model is dynamic so that chemical species concentrations within the reactor vary over time, being mathematically governed by either ordinary differential equations or algebraic equations according to their chemical kinetics. This research aimed at adapting the ADM1 model for treatment and subsequent use of agroindustrial effluents, with future interest in the anaerobic treatment of sugarcane vinasse. The present research considered Continuously Stirred Tank Reactor (CSTR) and the numerical solution of the governing equations was programmed in Python language. The computational model implemented was applicable and can be used in other studies that are based on the ADM1 model of anaerobic digestion for the treatment of agroindustrial effluents, considering possible adaptations due to the specificity of each type of efluente.
 
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ME9358180COR.pdf (3.89 Mbytes)
Data de Publicação
2018-11-05
 
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