• JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
 
  Bookmark and Share
 
 
Tese de Doutorado
DOI
https://doi.org/10.11606/T.18.2023.tde-12122023-153249
Documento
Autor
Nome completo
Cássio Minghini Quirino dos Santos
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Carlos, 2023
Orientador
Banca examinadora
Ribeiro, Rogers (Presidente)
Dacanal, Gustavo Cesar
Passig, Fernando Hermes
Ribeiro, Thiago Bressani
Souza, Claudio Leite de
Título em português
Remoção de metano dissolvido em efluentes de reatores UASB por expansão volumétrica
Palavras-chave em português
upflow anaerobic sludge blanket reactor
anaeróbio
bicos hidráulicos
CH4
emissões gasosas
esgoto doméstico
gás de efeito estufa
Resumo em português
A remoção do metano dissolvido no efluente de tratamentos anaeróbios é uma questão em aberto a ser pesquisada e desenvolvida, uma vez que o metano, por possuir um alto poder calorífico e potencial de aquecimento global 28 vezes maior do que o CO2, pode se desprender em etapas posteriores do processo de tratamento de efluentes, representando um desperdício de uma fonte de energia renovável e gerando emissão de um potente gás de efeito estufa. O sistema de expansão volumétrica para a remoção de metano dissolvido em efluentes domésticos de reatores "Upflow Anaerobic Sludge Blanket" (UASB) por meio de bicos hidráulicos em uma câmara de expansão possibilita a captação do metano dissolvido permitindo reduzir a emissão desse gás de efeito estufa para a atmosfera. A utilização de bico hidráulico favorece a transferência de massa, pois aumenta a interface gás-líquido e o vácuo criado na câmara mantém a atmosfera insaturada permitindo a retirada contínua do metano dissolvido. O presente estudo, conduzido em uma estação de tratamento de esgoto (ETE), que trata efluente doméstico de uma cidade de aproximadamente 75 mil habitantes (Pirassununga) com vazão média de 605 metros cúbicos por hora, 14,64 mg. L-1 em média de metano dissolvido, demonstrou que, usando efluente real, os bicos hidráulicos testados atingiram uma eficiência de remoção de metano entre 78 e 91 % em uma câmara com vácuo de -0,5 bar, sendo que o bico com padrão de dispersão leque forneceu a melhor eficiência (91%), com uma remoção de 12,57 mg. L-1, restando no efluente apenas 1, 25 mg. L-1 de metano dissolvido. O balanço energético do sistema mostra que, no caso da ETE Laranja Azeda, fazendo os cálculos com a remoção bruta do bico com padrão de dispersão leque, de cor verde, de 0,1745 kWh. m-3, a vazão mínima da ETE para atingir o valor de equilíbrio deveria ser de 692 m³. h-1 com a ressalva de que cada caso deve ser analisado individualmente por conta das características específicas de cada estação e da quantidade de metano dissolvido capaz de ser recuperado.
Título em inglês
Recovery of dissolved methane in UASB effluent by volumetric expansion
Palavras-chave em inglês
anaerobic
CH4
domestic wastewater
gas emissions
greenhouse gas
spray nozzles
upflow anaerobic sludge blanket reactor
Resumo em inglês
Dissolved methane in anaerobic treatment effluent still needs to be addressed in technical literature since methane has a high energetic and global warming potential (28 times that of CO2). The possibility of uncontrolled release of this gas after anaerobic reactors means a waste of energy and turns the site into a source of greenhouse gas emission. The methane dissolved in the effluent of Upflow Anaerobic Sludge Blanket (UASB) reactors treating domestic wastewater can be removed by volumetric expansion systems using spray nozzles in an expansion chamber. Spray nozzles increase the surface area where the mass transfer (liquid-gas) happens and the vacuum inside the expansion chamber constantly renews the atmosphere avoiding that the methane concentration reaches an equilibrium, therefore increasing recovery efficiency. This work was conducted at the "Laranja Azeda" Wastewater Treatment Facility (WWF), which is fully operational, treating domestic wastewater from the urban area of Pirassununga, a city of approximately 75.000 inhabitants, and receives an average of 605 m³ of domestic wastewater per hour. Results showed an efficiency between 78 and 91% for the spray nozzles tested inside a vacuum chamber where a -0.5 bar vacuum was kept. The flat fan nozzle achieved the best results (91%) removing an average of 12,57 mg. L-1 of the dissolved methane, leaving only 1,25 mg. L-1 of dissolved methane in the effluent. The energy balance of recovered methane and the equipment necessary for this specific situation, using the best situation, showed that the equilibrium flow rate should be achieved at 692 m³. h-1. Therefore, the specific characteristics of each WWF must be carefully considered, mainly the amount of recoverable methane.
 
AVISO - A consulta a este documento fica condicionada na aceitação das seguintes condições de uso:
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
2023-12-18
 
AVISO: Saiba o que são os trabalhos decorrentes clicando aqui.
Todos os direitos da tese/dissertação são de seus autores
CeTI-SC/STI
Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP. Copyright © 2001-2024. Todos os direitos reservados.