TRANSFERÊNCIA DE METANO NO SENTIDO GÁS-LÍQUIDO COM VISTAS AO ATENDIMENTO DA DEMANDA CARBONÁCEA DA DESNITRIFICAÇÃO DE ESGOTO SANITÁRIO
Nome: Gabriel Hector Fontana
Tipo: Dissertação de mestrado acadêmico
Data de publicação: 31/08/2012
Banca:
Nome |
Papel |
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| RAQUEL MACHADO BORGES | Examinador Externo |
| Ricardo Franci Gonçalves | Orientador |
| Sérvio Túlio Alves Cassini | Examinador Interno |
Resumo: Este trabalho traz uma simulação de um sistema híbrido de tratamento de esgoto sanitário, com o objetivo de elucidar a possibilidade do suprimento carbonáceo da desnitrificação a partir do metano produzido em um reator anaeróbio e, efetivamente, transferido para a massa líquida de um reator que, por conjectura, estaria atuando na remoção de nitrogênio na forma de N-NO3. Para tanto, utilizou-se o biogás produzido em um reator UASB, o qual era submetido a um processo de armazenamento e depuração com vistas a tornar sua qualidade apta aos ensaios que sucederam. Tendo sido alcançada uma qualidade satisfatória (redução de 88% de CO2 e eliminação total do H2S), partiu-se para os ensaios de transferência de massa no sentido gás-líquido, os quais tiveram por objetivo primordial avaliar o aporte de metano para a fase líquida do reator desnitrificante. Constatou-se que o aumento da taxa de aplicação de biogás acarretou no aumento dos valores do coeficiente volumétrico de transferência - KLa (12,63h-1, 18,16h-1 e 22,9h-1 para taxas de aplicação de 10,7, 15,3 e 22,4 m3/m2.h respectivamente) e da capacidade global de transferência STR (1,33g/h, 1,87g/h e 2,56g/h para taxas de aplicação de 10,7, 15,3 e 22,4 m3/m2.h respectivamente), reduzindo, no entanto, a eficiência de transferência de massa - STE (13,83%, 13,63% e 11,63% para taxas de aplicação de 10,7, 15,3 e 22,4 m3/m2.h respectivamente). Verificou-se, também, que a altura de coluna dágua (mais especificamente, a posição do ponto de amostragem na coluna do reator) tem influência na resposta dos parâmetros cinéticos de transferência. Essa influência foi relacionada à dinâmica das bolhas em ascensão, em especial à coalescência das mesmas. De posse dos dados acerca da cinética de transferência de metano, partiu-se para a etapa de inquirição do suprimento carbonáceo da desnitrificação acoplada ao uso de metano (processos ME-Ds), a qual se delineou em torno de duas questões centrais: 1) o sistema permite a captura de carbono na forma de CH4 em quantidade suficiente para o atendimento da demanda carbonácea requerida nos processos ME-Ds? 2) a taxa com que esse carbono é transferido para a fase líquida do reator é capaz de sustentar as taxas de desnitrificação almejadas?. Constatou-se que, mesmo nos casos em que se captura carbono em quantidade suficiente, as limitações relativas à cinética de transferência de massa impossibilitam a manutenção de taxas de desnitrificação em níveis tidos como satisfatórios. Sendo assim, mesmo que a desnitrificação metano dependente seja viável de ocorrer a nível de bancada, esta pesquisa permitiu concluir preliminarmente que sistemas de tratamento de esgoto sanitário baseados na tecnologia ME-D, na prática, dificilmente são capazes de se auto sustentar.
