Caracterização de parâmetros livres para modelagem computacional de biorreatores para tratamento anaeróbio de esterco

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Bertoldi, Luiz Tadeu Maranho
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: ADM1 (Anaerobic Digestion Model No. 1); Anaerobic digestion; Digestão anaeróbia; Numerical simulation; Parameter sensitivity; Sensibilidade dos parâmetros; Simulação numérica
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/74/74133/tde-30072021-151435/

Tem sido cada vez maior a busca por medidas que possam diminuir ou mesmo acabar com os efeitos indesejáveis dos resíduos orgânicos. O tratamento destes por digestão anaeróbia vem sendo comumente modelado com base no chamado ADM1 - Anaerobic Digestion Model No. 1. Este é um modelo dinâmico composto por equações algébricas e diferenciais ordinárias, com a capacidade de simular a variação das concentrações ao longo do tempo para diferentes espécies químicas presentes no biorreator. O presente trabalho teve como objetivo adaptar o modelo ADM1 original (implementado em ambiente EMSO - Environment for Modeling, Simulation and Optimisation) para a codigestão de esterco com lodo de água residuária em biorreator de fluxo contínuo. Estando o modelo computacional devidamente adaptado e apoiando-se com modelos encontrados na literatura para a validação, o presente trabalho realizou análises de sensibilidade de parâmetros livres do modelo referentes aos fatores de rendimento do produto no substrato. Tais análises consideraram variações de DQO (demanda química de oxigênio) e de vazão de gás metano na saída do biorreator após 50 dias de tratamento. A DQO apresentou diminuição em até 11% em comparação com o valor encontrado utilizando os parâmetros originais do ADM1. Esta diminuição foi obtida quando toda a DQO foi simulada com predomínio numérico de fatores de rendimento inorgânicos. Ao redistribuir numericamente os pesos aos valores de rendimento orgânicos, obteve-se um aumento em até 6,5%. Por sua vez, a vazão de gás metano não se alterou de forma significativa, apresentando variação máxima em torno de 0,15%.