Modelagem de equilíbrio de fases do metano em digestão anaeróbia

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Bijos, Júlia Carolina Braz de Freitas
• Orientador(a): Esquerre, Karla Patricia Santos Oliveira Rodriguez
• Banca de defesa: Esquerre, Karla Patricia Santos Oliveira Rodriguez, Amorim, Ariuska Carla Barbosa, Albuquerque, Elaine Christine de Magalhães Cabral
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal da Bahia. Escola Politécnica.
• Programa de Pós-Graduação: em Engenharia Industrial
• País: brasil
• Palavras-chave em Português: Digestão anaeróbia; Metano; Modelagem matemática; Anaerobic Digestion Model; Lodo de esgoto
• Área do conhecimento CNPq: Engenharia Química; Engenharia Sanitária; Modelagem de Fenômenos Biológicos
• Link de acesso: http://repositorio.ufba.br/ri/handle/ri/30627

Para compreender de forma detalhada o processo anaeróbio e inclusive controlá-lo melhor, a modelagem matemática é uma ferramenta essencial sugerindo modelos como o Anaerobic Digestion Model (ADM1). Em geral, este e outros modelos anaeróbios utilizam somente a Lei de Henry como Lei de equilíbrio, que permite avaliar a condição de saturação dos gases no sistema, mas postula algumas considerações simplificadoras acerca de aspectos como a idealidade da solução. Neste contexto, autores relatam supersaturação de CH4 em efluentes, com base no grau de saturação obtido pela Lei de Henry. A presente pesquisa objetivou verificar a validade desta Lei na predição da produção de gases e na condição de equilíbrio do sistema, possibilitando também avaliar se por um método que considera as não idealidades da solução, a estimativa de distribuição de fases do CH4 varia, corroborando com os relatos de supersaturação deste gás. Para isto, foi realizada uma integração numérica das Equações Diferenciais Ordinárias que compõem o modelo ADM1, implementado em Matlab®, com o software termodinâmico Aspen Plus®. Foram realizadas cinco simulações no software termodinâmico, empregando o método Ideal e o método não ideal Elecntrl. Estas simulações foram realizadas alterando-se tanto o método quanto os componentes das entradas no simulador. Isto para verificar a influência destes critérios na predição final. Foi possível verificar pelos resultados que mesmo utilizando o método não ideal, não houve diferenças significativas na predição da produção de gases entre o ADM1 e o Aspen Plus independente dos componentes selecionados para a entrada da simulação, embora tenham havido pequenas diferenças na distribuição do CH4 dissolvido. Mas ainda assim, não foi possível detectar supersaturação do Metano em valores relatados previamente. Os resultados demonstram que as predições do ADM1 equivalem ao esperado pelo equilíbrio termodinâmico. Desta forma, foi possível verificar que a simplificação da condição de idealidade pela Lei de Henry apenas, é válida para este caso.