Modelagem física de um digestor anaeróbio de fluxo ascendente (DAFA) e estudo da estabilidade hidrodinâmica do seu campo longínquo

Abstract

A utilização de Digestores Anaeróbios de Fluxo Ascendente (DAFAs) para tratamento de efluentes domésticos em regiões carentes e em desenvolvimento, como muitas do Brasil, é muito atraente, principalmente, no que tange aos baixos custos de implantação e operação. Existem muitos estudos, principalmente sobre seus processos químicos e biológicos os quais geram parâmetros de projeto que atendem a estas observações. Neste trabalho, são analisados aspectos hidrodinâmicos do escoamento que ocorre em estruturas deste tipo, e a partir da dificuldade analítica para a sua análise opta-se pela modelação física para se realizar as primeiras observações. Foi construído um modelo físico de um DAF A existente e em operação, analisaram-se em campo (no protótipo) as propriedades físicas de seu fluído (lodo) e seu comportamento frente a oscilações de vazão. A partir destes dados procedeu-se a modelagem física propriamente dita e realizaram-se observações sobre seu escoamento, como por exemplo a influência da estratificação de massa específica gerada pelo acúmulo de lodo (banco de lodos) sobre a estabilidade do escoamento.

The use of Upflow Anaerobic Sludge Blanket Reactor (UASB) for wastewater treatment in developing areas, such as many places in Brazil, is very attractive, mainly due to the low acquisition and operational costs. Many studies exist, mainly on chemical and biological processes, which provide design parameters that cover these aspects. Hydrodynamic aspects of the flow in these structures are analyzed in this work, and in view of the analytical difficulty of their study, physical modeling was the option chosen for these initial observations. A physical model of an existing operational UASB was built and the physical properties and behavior of its fluid (sludge) were analyzed in the field (in the prototype) under flow oscillations. From these data, the physical modelling was undertaken and observations on the flow characteristics were made, such as the influence on the flow stability, of the density stratification generated by the sludge accumulation (sludge bank).