TIPO DE REATORES - PDF
Download "TIPO DE REATORES"
Ricardo da Cunha Correia
1 TRATAMENTO ANAERÓBIO DE ESGOTOS
2 TIPO DE REATORES
6 Estágios da Digestão Anaeróbia Bactérias Acidificadoras (Facultativas) Matéria Orgânica Complexa Ácidos Orgânicos Voláteis CH 4 + CO 2 Bactérias Metanogênicas (Anaeróbias estritas)
9 TRATAMENTO ANAERÓBIO DE ESGOTOS CONDIÇÕES AMBIENTAIS NOS REATORES Ausência de oxigênio Disponibilidade de nutrientes (N e P) ph adequado (Neutro) Ausência de substâncias tóxicas Temperatura 7
10 Associação com Outros Processos
15 Reator de Leito Fluidizado
24 REATOR ANAERÓBIO DE FLUXO ASCENDENTE COM MANTO DE LODO (UPFLOW ANAEROBIC SLUDGE BLANKET REACTOR - UASB)
34 Coroa de Distribuição do Afluente
35 ETE Atuba Sul - Curitiba
36 ETE Atuba Sul
37 ETE Piçarrão - Campinas
38 ETE Piçarrão
39 Sistema UASB + Lodos Ativados Tratamento Preliminar Reator UASB Tanque de Aeração Decantador Secundário Filtrado Retorno de Lodo Excesso de Lodos Ativados Desidrata ção final Lodo Seco
40 Reatores UASB Critérios e Parâmetros Para o Dimensionamento 1. Vazão de de Esgotos de Projeto Os reatores UASB são empregados à jusante apenas do tratamento preliminar, o que o torna desprotegido das variações de vazão de esgotos, uma vez que os tempos de detenção utilizados são relativamente pequenos. Desta forma, costuma recomendar-se que o reator apresente condições de atender `a situação mais desfavorável, isto é, vazão máxima horária de esgotos.
41 2. Tempo de Detenção dos Esgotos no Reator Tempos de detenção hidráulicos da ordem de apenas 6 horas, com base na vazão máxima horária de esgotos, são suficientes para garantir uma eficiência média na remoção de DBO dos esgotos em torno de 65%. Alguns autores sugerem a adoção de tempo de detenção hidráulico de 8 horas, com base na vazão média de esgotos sanitários.
42 3. Taxa de Aplicação de Substrato Como os esgotos sanitários são relativamente diluídos, os reatores UASB têm o seu limite de capacidade definido pela taxa de aplicação hidráulica, que resulta em determinada velocidade que poderá ou não ser suficiente para provocar o arraste de parte do manto de lodo, descontrolando o processo. No tratamento de efluentes industriais mais concentrados, os reatores UASB são limitados pela aplicação de matéria orgânica, em geral na faixa de 5 a 10 kg DQO/m 3.dia, embora tenham sido registradas taxas de até 20 kg/m 3.dia com bons resultados no tratamento.
43 4. Velocidade Ascencional na Zona de Manto de Lodo A manutenção de determinada faixa de velocidade ascensional dos esgotos ao longo do corpo do reator é importante para garantir grau adequado de expansão da manta de lodo, sem que haja arraste excessivo para a zona de decantação. Recomenda-se a faixa de 0,7 a 1,0 m/h para reatores UASB tratando esgoto sanitário.
44 5. Velocidade de Passagem da Zona de Manto de Lodo para a Zona de Decantação Lodos bem granulados resistem ao arraste com velocidades de passagem de até 10 m/h. Mas como ocorrem situações em que o lodo não granula, apenas flocula e mesmo assim o reator mantém boa eficiência na remoção de DQO, recomenda-se limitar a velocidade de passagem a 4 m/h.
45 6. Taxa de Escoamento Superficial na Zona de Decantação A parte superior do reator UASB, externa ao chapéu coletor de gás, funciona como decantador, permitindo a recuperação de grânulos escapados da zona de manto de lodo. Recomendam-se taxas de escoamento superficial inferiores à 1,25 m 3 /m 2.h para a garantia do retorno de parte significativa do lodo para a zona de manto. A inclinação das abas do chapéu (ângulo com a horizontal), deverá ser superior a 55 º.
46 7. Distribuição dos Esgotos à Entrada (Fundo) do Reator A distribuição dos esgotos à entrada do reator é fundamental para garantir um funcionamento integral da zona de manto de lodo, sem escoamentos preferenciais ou curtos-circuitos circuitos que podem reduzir o tempo de detenção e o contato dos esgotos com o lodo ativo. Recomenda-se pelo menos uma entrada a cada 2 a 3 m 2 de fundo de reator. As extremidades dos tubos de alimentação deverão distar cerca de 30 cm do fundo do reator.
47 8. Produção de Lodo e de Gás nos Reatores UASB De acordo com os resultados dos estudos da CETESB, pode ser esperada uma produção de lodo de 0,2 kg SS / kg DQO aplicada. Estudos mais recentes indicam 0,12 kg SS / KgDQO Ainda de acordo com os estudos da CETESB, deve ser esperada uma produção de 0,12 Nm 3 gás / kg DQO aplicada. O gás deverá possuir cerca de 65 a 75% de metano.
48 EXEMPLO DE DIMENSIONAMENTO REATOR UASB População atendida: habitantes Vazão média de esgotos: x 0,16 m 3 /hab.dia = 4450,4 m 3 /dia Vazão máxima horária de esgotos: 1,2 x 1,5 x 4.450,4 / 86,4 = 92,72 L/s Carga de DBO: 0, x = kg/dia
49 - Tempo de Detenção dos Esgotos no Reator: 6,0 horas (p/ Q máx.) - Volume útil dos reatores: 92,72 x 6,0 x 3,6 = m 3 Deverão ser utilizados 04 (quatro) reatores UASB de 525,7 m 3 cada, com 14,80 m de comprimento, 7,40 m de largura e 4,80 m de profundidade útil total (zona de manto + zona de decantação). - Volume dos 4 reatores: 4 x 525,7 = 2.102,8 m 3
50 - Tempo de detenção hidráulico resultante: t d = 2.102,8 / (92,72 x 3,6) = 6,3 h (p/ Q máx.) - Velocidade ascensional na zona de manto de lodo: V asc. = (92,72 x 3,6) / (7,14 x 14,8 x 4 ) = 0,76 m/h - Velocidade de passagem para a zona de decantação: V p = (92,72 x 3,6) / ( 4 x 0,4 x 4 x 14,8) = 3,5 m/h (obs: consideradas quatro aberturas de 0,40 x 14,80 por reator)
51 - Velocidade de escoamento à superfície da zona de decantação: q A = (92,72 x 3,6) / (4 x 14,8 x 5,2) = 1,08 m 3 / m 2.h (obs: A largura efetiva de cada reator na zona de decantação reduziu-se de 7,4 m para 5,2 m, devido aos espaços ocupados pelo chapéu.) - Sistema de alimentação Considerando-se uma entrada a cada 3 m 2 de fundo de reator, o número de tubos alimentadores será: (7,4 x 14,8 ) / 3 = 37 tubos por reator.
52 - Produção de lodo Considerando-se a produção de lodo igual a 0,2 kg SS / kg DQO aplicada, tem-se: - Carga DQO = 1,85 Carga DBO Carga DQO = 1,85 x 1502 = kg DQO/dia - Produção de lodo: 0,2 x = 556 kg SS / dia
53 - Produção de gás: Considerando-se a produção de 0,12 Nm 3 DQO Aplicada, tem-se: gás / kg Prod. Gás = 0,12 x = 333,5 Nm 3 / dia (gás com 75% CH 4 ) - Eficiência do reator: 65% em DBO. - Carga de DBO Residual: 0,35 x 1502 = 525,7 kg DBO / dia
54 7,40 m Caixa de alim entação 0,6 m 0,6 m 1,55 m 3,10 m 1,55 m gás 0,8 m 0,25 m 0,4 m 1,62 2,12 m 1,35 m 2,68 m 0,3 m L = 14,8 m 7,4 m
58 DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE TRATAMENTO Dados: Número de pessoas: 80 Contribuição per capita de esgotos: 100 L / pessoa x dia FOSSA SÉPTICA De acordo com a NBR 7229 da ABNT, o volume útil da fossa séptica pode ser calculado por: V = N(CT + KLf), em que: V: Volume útil da fossa séptica, em litros N: Número de pessoas contribuintes C: Contribuição de despejos, em l / pessoa x dia T: Período de detenção, em dias K: Taxa de acumulação de lodo digerido Lf: Contribuição de lodo fresco, em L / pessoa x dia
59 Para o caso em questão, de acordo com a Tabela 1 da NBR 7229, Lf = 1, de acordo com a Tabela 2, T = 0,58 e, de acordo com a Tabela 3, K = 65. Portanto, tem-se: V = N(100x0, x1) V = L Considerando-se a profundidade útil Hu = 1,80 m, a área em planta da fossa deverá ser: A = = 6,0 m 2 Deverá ser utilizada uma fossa séptica de (2,5 x 2,5) m de dimensões em planta.
60 FILTRO ANAERÓBIO De acordo coma NBR 7229 da ABNT, o volume útil da Filtro Anaeróbio pode ser calculado por: V = 1,6 NCT, em que: V: Volume útil da fossa séptica, em litros N: Número de pessoas contribuintes C: Contribuição de despejos, em l / pessoa x dia T: Período de detenção, em dias Para T = 0,5 dias, tem-se: V = 1,6 x 80 x 100 x 0,5 = L
61 Considerando-se a profundidade do leito de pedras (Brita n o 4) igual a 1,2 m, tem-se: V = 6,4 / 1,2 = 5,3 m 2 Deverá ser utilizado um filtro anaeróbio de (2,5 x Deverá ser utilizado um filtro anaeróbio de (2,5 x 2,5) m de dimensões em planta, perfazendo uma área de 6,25 m 2.
Reatores de biofilmes suspensos: lodos ativados (aeróbios)
Tratamento de efluentes líquidos (esgotos domésticos ou águas residuárias industriais) Esquema básico de sistemas de lodo ativado Redução da carga de carbono (DBO demanda bioquímica de oxigênio) Redução
Universidade de Wageningen Holanda
Nos anos após o desenvolvimento dos sistemas de segunda geração o digestor anaeróbio de fluxo ascendente, UASB, tem se destacado por ser muito mais aplicado que os outros. Os UASB são reatores de manta
ICTR 2004 CONGRESSO BRASILEIRO DE CIÊNCIA E TECNOLOGIA EM RESÍDUOS E DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL Costão do Santinho Florianópolis Santa Catarina AVALIAÇÃO DA EFICIÊNCIA DE REATORES ANAERÓBIOS DE FLUXO
PARTIDA DE UM REATOR DE MANTO DE LODO EM ESCALA PILOTO, SEM INÓCULO
PARTIDA DE UM REATOR DE MANTO DE LODO EM ESCALA PILOTO, SEM INÓCULO Henio Normando de Souza Melo (1) Patrícia Guimarães Cícero Onofre de Andrade Neto (1) Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química-PPGEQ.
DESEMPENHO DE UM REATOR UASB SUBMETIDO A DIFERENTES CONDIÇÕES OPERACIONAIS TRATANDO ESGOTOS SANITÁRIOS DO CAMPUS DA UFRJ. Betina Maciel Versiani
DESEMPENHO DE UM REATOR UASB SUBMETIDO A DIFERENTES CONDIÇÕES OPERACIONAIS TRATANDO ESGOTOS SANITÁRIOS DO CAMPUS DA UFRJ Betina Maciel Versiani DISSERTAÇÃO SUBMETIDA AO CORPO DOCENTE DA COORDENAÇÃO DOS
TRATAMENTO DE EFLUENTES DA INDÚSTRIA DE ARROZ PARBOILIZADO EM REATORES EGSB
TRATAMENTO DE EFLUENTES DA INDÚSTRIA DE ARROZ PARBOILIZADO EM REATORES EGSB SCHULZ, Cintia K.; SANTOS, Magda S. dos ; KOETZ, Paulo R.; VSCHORNCK, Felipe UFPel/FAEM/Dept o de Ciência e Tecnologia Agroindustrial
PERMITIDO O USO DE CALCULADORA CIENTÍFICA
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DO CEARÁ DIRETORIA DE GESTÃO DE PESSOAS COORDENADORIA GERAL DE SELEÇÃO E CONCURSOS CONCURSO PÚBLICO PROFESSOR EFETIVO EDITAL Nº 01/GR-IFCE/2011 ÁREA