Avaliação bifásica de um reator UASB de efluentes domésticos utilizando CFD

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Troian, Justina Inês
• Orientador(a): Beal, Lademir Luiz
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Biogás; Fluidodinamica computacional; Reator UASB; Escoamento Bifásico; Esgotos
• Palavras-chave em Inglês: Biogas; Computational fluid dynamics; Upflow anaerobic sludge blanket reactors; Two-phase flow; Sewerage
• Link de acesso: https://repositorio.ucs.br/11338/14755

Este estudo investiga a otimização do tratamento de efluentes domésticos e a produção de biogás em reatores anaeróbios de manta de lodo de fluxo ascendente (UASB), visando uma alternativa sustentável para a geração de energia. A pesquisa, realizada na cidade de Cachoeira do Sul/RS, onde o acesso ao esgotamento sanitário atinge apenas 30,62% da população, destaca a relevância de políticas de incentivo ao beneficiamento do biogás, em consonância com o Marco do Saneamento e a Política Nacional do Meio Ambiente. O objetivo principal é analisar o comportamento fluidodinâmico da mistura em um reator UASB retangular em escala real, utilizando a Fluidodinâmica Computacional (CFD). A metodologia emprega simulações monofásicas (água) e bifásicas (água-ar e água-biogás) para avaliar o fluxo no reator, otimizando a produção de biogás e a eficiência do tratamento. O modelo de turbulência k-epsilon é utilizado para simular o transporte de energia e a transferência de movimento. A precisão das simulações é assegurada através do teste de independência de malha GCI (Grid Convergence Index). Os resultados visam oferecer uma abordagem inovadora para o tratamento de efluentes e a geração de energia renovável, promovendo a sustentabilidade ambiental, a eficiência econômica e o uso sustentável de água e energia, em alinhado com os Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS) da ONU (Organização Mundial da Saúde). O estudo valida a eficiência da geração de biogás e seu potencial energético através da análise da transferência de quantidade de movimento entre as fases, ressaltando a relevância social do aproveitamento de efluentes domésticos para a redução de impactos ambientais. [resumo fornecido pelo autor]