Submitted by Pablo Bettio Mendes (bettiomendes@hotmail.com) on 2018-10-10T15:48:29Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao - Pablo - FINAL - 2018-OUT-10 (Rev.2).pdf: 2608147 bytes, checksum: 01299e2f6bfb9f6afd67d263d6a73aa0 (MD5) / Approved for entry into archive by Lucilene Cordeiro da Silva Messias null (lubiblio@bauru.unesp.br) on 2018-10-10T16:34:29Z (GMT) No. of bitstreams: 1 mendes_pb_me_bauru.pdf: 2608147 bytes, checksum: 01299e2f6bfb9f6afd67d263d6a73aa0 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-10-10T16:34:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 mendes_pb_me_bauru.pdf: 2608147 bytes, checksum: 01299e2f6bfb9f6afd67d263d6a73aa0 (MD5) Previous issue date: 2018-08-24 / A erosão dos solos é fenômeno natural que ocorre tanto em áreas rurais como urbanas, atuando através da remoção e arraste de material, tendo consequências muito sérias ocasionando diversas perdas financeiras e até de vidas humanas. A necessidade de conter ou controlar esse processo de degradação inspirou o desenvolvimento de várias tecnologias ligadas à área de bioengenharia. Duas delas, biomanta e hidrossemeadura, são atualmente vendidas separadamente no mercado provavelmente por razões comerciais, mas possuem o potencial de ser trabalhadas de maneira integrada. O objetivo do presente trabalho foi testar a eficácia do uso integrado de duas técnicas de controle de erosão causada pela água em encostas e taludes: biomanta e hidrossemeadura. O trabalho foi realizado no município de Sorocaba em um talude com forte pendente disponibilizado dentro do Campus da Faculdade de Tecnologia (FATEC). Foram usados materiais de baixo custo, além do uso de rejeitos de material proveniente de cortes de vegetação de baixo porte que muitas vezes não tem um destino adequado. Para tanto foram construídas oito parcelas retangulares de aproximadamente seis metros de extensão por um metro de largura. Duas destas parcelas foram mantidas continuamente descobertas (condição controle de terreno natural) e as outras seis foram cobertas / protegidas com mantas biodegradáveis, sementes ou sistema integrado de palha e sementes. Ao todo foram construídos quatro pares, cada um deles com uma técnica diferente de combate a erosão. Durante a pesquisa, foram avaliadas e quantificadas as mudas das espécies que germinaram, também foi medido o volume de chuva durante o período. Sem prejuízo, fez-se, também, a quantificação do volume do material erodido (sedimento) em cada tipo de recobrimento após cada evento de chuva. / Soil erosion is a natural phenomenon that occurs in rural and urban areas, acting through the removal and dragging of material, with very serious consequences causing several losses including human lifes. The need to contain or control this degradation process has inspired the development of several technological alternatives linked to the area of bioengineering. Two of them are currently sold separately on the market, probably for commercial reasons, but have the potential to be worked on in an integrated fashion. The aim of the present work is to test the effectiveness of two techniques integrated to avoid erosion caused by water on slopes used together: bio-blanket and hydroseeding. The work was carried out in Sorocaba in a slope with strong inclination made available within the Campus of the Faculdade de Tecnologia (FATEC). For the work, low cost materials were used as the litter usually coming from the tailings, vegetation cuts that often did not have an adequate destination. For this, eight rectangular plots of approximately six meters in length by a meter of width each were constructed. Two of these plots were kept continuously discovered (natural land control condition) and the other six were covered / protected with biodegradable blanket, seeds or integrated straw and seed system. Altogether there are four pairs compared, each with a different solution from the each other. During the research, the seedlings of the species that germinated were evaluated and quantified. The volume of rain was quantified and also the volume of the eroded material (sediment) in each type of cover were also measured right after every rain event

Esta dissertação apresenta a metodologia para o Projeto de Engenharia de Reatores Anaeróbios de Fluxo Ascendente com Manta de Lodo para tratamento de esgoto sanitário. A metodologia desenvolvida apresenta os parâmetros de cálculo e os condicionamentos técnicos físicos envolvidos no projeto e construção da unidade de tratamento. O trabalho contém uma proposta de protocolo para o projeto, construção e operação do Reator UASB. / This disquisition presents a methodology for the Project of Anaerobic Reactors Engineering of Sludge Blanket for sanitary sewage treatment. The methodology developed presents the calculus parameters and physic technical involved in the project and construction in the treatment unit. The work contains a protocol propose for the project, construction and operation of UASB Reactor.

Made available in DSpace on 2016-02-05T18:29:45Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-06-08. Added 1 bitstream(s) on 2016-02-05T18:33:46Z : No. of bitstreams: 1 000857634.pdf: 2687649 bytes, checksum: 921ce0c3510bd4902e13ea9e219c970f (MD5) / A pesquisa utilizou um Reator Aeróbio de Leito Fluidizado com Circulação (RALFC) como dispositivo de pós-tratamento do efluente de um Reator UASB Compartimentado (RUC) o qual tratou esgoto sanitário. O RUC foi constituído de 4 tubos de PVC, de diferentes diâmetros, dispostos de forma concêntrica e o RALFC por dois tubos de PVC, de diâmetros diferentes e concêntricos, e uma unidade de sedimentação na parte superior. A pesquisa foi dividida em partida e quatro fases distintas, denominadas fase 1A, 1B, 2A e 2B, nas quais foram variados os parâmetros de operação, como vazão de ar, vazão de efluentes, tempo de detenção hidráulica (TDH) e carga orgânica volumétrica (COV). De modo que durante a pesquisa foi constatado que a melhor fase de tratamento foi quando o RALFC operou com TDH de 4,7 horas e vazão de ar de 300 L/h. O sistema, nessa fase, apresentou um valor médio de DQO efluente de 55 mg/L, a partir de um valor bruto de 607 mg/L em média, gerando uma remoção total de 90%. Os parâmetros de controle como alcalinidade, pH, temperatura e ácidos orgânicos voláteis sempre estivaram dentro das recomendações da literatura, demonstrando uma baixa oscilação. Mesmo assim o sistema não apresentou bom desempenho na remoção de nutrientes, tendo em sua melhor fase de tratamento um efluente com 31 mg/L em média de nitrogênio total, a partir de um valor de entrada de 50 mg/L sendo que a maior parte desse nitrogênio foi removido durante a passagem pelo RUC. Por outro lado para o fósforo, os valores foram de 25 mg/L na entrada e no efluente 14 mg/L, do mesmo modo como ocorreu ao nitrogênio, a maior parte da remoção de fósforo foi realizada pelo RUC / The study used an aerobic fluidized bed reactor with circulation (RALFC) as the effluent post-treatment device of a UASB reactor Compartmented (RUC) which treated wastewater. The RUC was consisted of 4 PVC tubes of different diameters arranged concentrically and RALFC two PVC tubes of different diameters and concentric, and a sedimentation unit in the upper part. The research was divided into four distinct phases and starting, called Phase 1A, 1B, 2A and 2B, in which were various operating parameters such as air flow, flow of wastewater, hydraulic retention time (HRT) and volumetric organic load (VOC). So that during the research it was found that the best treatment phase was when the RALFC operated with HRT of 4.7 hours and air flow of 300 L / h. The system, at this stage, had an average effluent COD value of 55 mg/L, from the affluent valor of 607 mg/L on average, there by generating a complete removal of 90%. The control parameters as alkalinity, pH, temperature and volatile organic acids have always been within the recommended by the literature, demonstrating a low oscillation. Even so, the system hasn't showed good performance in the removal of nutrients, in their best treatment stage an effluent with 31 mg/L on average total nitrogen from an input value of 50 mg/L. The most part of nitrogen removal was during passage through the RUC. As for the phosphorus values were 25 mg/L in the effluent input and 14 mg/L, in the same as was the nitrogen, the majority of phosphorus removal was performed by RUC

Made available in DSpace on 2016-03-07T19:20:56Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-02-27. Added 1 bitstream(s) on 2016-03-07T19:24:46Z : No. of bitstreams: 1 000859543.pdf: 3148559 bytes, checksum: b931ea00b941fe221750b66d00797d66 (MD5) / A aplicação de reatores anaeróbios, como é o caso dos reatores UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket), passou a ocupar uma posição de destaque, principalmente no Brasil, face às condições ambientais de temperatura favoráveis, baixo custo, simplicidade operacional e baixa produção de sólidos. Dentre os sistemas anaeróbios, tem-se também o Reator Anaeróbio Compartimentado (RAC), um tipo de reator com configuração simples, com divisões internas que buscam separar os tipos de microrganismos da digestão anaeróbia. No presente trabalho estudou-se o comportamento do sistema Reator UASB Compartimentado (RUC), operando com carregamento orgânico volumétrico (COV) em diferentes variações. A melhor condição operacional, relativa à remoção de carga orgânica, foi conseguida quando o RUC foi operado com uma COV de 1,30kgDQO/m3.d (Fase IV), quando apresentou uma média e desvio padrão da eficiência de remoção de DQO de 82,7±7,7% e de DBO de 78,3±3,5%. Quando operando com a maior COV de todas as fases (fase III - 2,17kgDQO/m3.d) apresentou a segunda melhor eficiência de remoção de carga orgânica, com uma média e desvio padrão da eficiência de remoção da DQO de 74,2±8,8% e da DBO de 76,9±8,2%. Com a COV de 1,70kgDQO/m3.d a média e desvio padrão da eficiência de remoção da DQO e DBO foram de 74,2±8,8% e 69,1±6,8%, respectivamente. E com a COV de 0,78kgDQO/m3.d, a média e o desvio padrão da eficiência de remoção de DQO e de DBO foram de 68,9±11% e 69,7±15,7%, respectivamente. Uma desvantagem verificada no RUC foi o arraste de lodo ocasionado pelo aumento da COV, que afetou as características finais do efluente, mas não alteraram significativamente a sua eficiência de remoção da carga orgânica / The application of anaerobic reactors, such as the UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket), has come to occupy a prominent position, especially in Brazil, given the favorable environmental conditions such as temperature, low cost, operational simplicity and low production of sludge. Among the anaerobic systems, there is also the Anaerobic Baffled Reactor (ABR), a type of reactor with simple configuration, with internal divisions that seek to separate the types of microorganisms in anaerobic digestion. Thus, the present work studied the behavior of Compartmented UASB Reactor (CUR), operating with variable volumetric organic loading (VOL). The best operating condition on the removal of organic load was achieved when the CUR was operated with a VOL 1.30kgCOD/m3.day (Phase IV), the CUR had 82.7±7.7% of COD removal efficiency (average and standard deviation) and BOD were 78.3±3.5%. When operating at higher VOL (Phase III - 2.17kgCOD/m3.day) showed the second best organic load removal efficiency with average and standard deviation of the COD removal efficiency of 74.2±8.8% and 76.9±8.2 BOD%. With the VOL 1.70kgCOD/m3d average and standard deviation da the removal efficiency of COD and BOD were 74.2±8.8% and 69.1±6.8%, respectively. And the VOL 0.78kgDQO/m3.day, the average and standard deviation of the COD removal efficiency of BOD and were 68.9±11% and 69.7±15.7%, respectively. A disadvantage found in the CUR was drag sludge resulting from increased VOL, which affected the final characteristics of the effluent, but not significantly modified its removal efficiency of organic load

Buscando compreender o comportamento hidrodinâmico de um reator anaeróbio de fluxo ascendente (UASB), o presente trabalho teve por objetivo desenvolver um modelo numérico utilizando ferramentas de Fluidodinâmica Computacional (CFD) para a simulação do comportamento do escoamento trifásico (líquido, gás e sólido) em um reator UASB utilizado na produção de biogás a partir da vinhaça, e validar este modelo utilizando técnicas de Velocimetria de Partículas por Imagem (PIV). Para tanto, inicialmente foi projetado o reator UASB e em seguida foram desenvolvidas a geometria e a malha. As simulações foram executadas no software Fluent, utilizando uma malha com 528.000 volumes de controle. Foram inicialmente realizadas simulações do escoamento monofásico do líquido e em seguida simulações bifásicas gás/líquido e sólido/líquido foram realizadas adotando-se uma abordagem Euleriana-Euleriana, isotérmica, transiente e tridimensional. Por fim, os modelos bifásicos já validados foram associados em um modelo trifásicos. Técnicas de PIV foram utilizadas na validação dos modelos bifásicos e do trifásico. Na etapa de validação dos modelos numéricos, foi verificada uma diferença máxima entre resultados experimentais e computacionais menor de 4% para todos os casos. Foi verificado que a força de arraste é a que exerce a maior influência no perfil do escoamento gás/líquido. Com relação ao escoamento sólido/líquido, o modelo de Gidaspow foi escolhido para o cálculo do coeficiente de arraste, após comparação com resultados experimentais. Nas simulações trifásicas, verificou-se o gás foi o principal responsável pela qualidade da mistura dentro do reator, reduzindo de 44% o percentual de zonas mortas no reator no caso sólido/líquido para 0,02% no caso trifásico e aumentando em cerca de oito vezes a magnitude da velocidade das fases sólida e líquida. O sistema de distribuição de gás exerceu forte influência no perfil do escoamento, tendo induzido recirculação interna no reator. A compreensão do escoamento permitirá otimizações no processo e no reator de forma a buscar o aumento da eficiência de tratamento bem como da geração de biogás. / Submitted by Ana Guimarães Pereira (agpereir@ucs.br) on 2017-06-26T17:27:11Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Camila DBastiani.pdf: 3648057 bytes, checksum: 6fcb0f38708ea3a24444be3ab47dd30b (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-26T17:27:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Camila DBastiani.pdf: 3648057 bytes, checksum: 6fcb0f38708ea3a24444be3ab47dd30b (MD5) Previous issue date: 2017-06-26 / PETROBRAS, Brasil. / Aiming to understand the hydrodynamics of a Upflow Anaerobic Sludge Blanket (UASB) reactor, this work aimed to apply multiphase modeling through computational fluid dynamics (CFD) to assess the behavior of the three phase flow (liquid, gas and solid) in a UASB reactor, which is used in the biogas production using vinasse as substrate and the to validate the results using Particle Image Velocimetry (PIV) techniques. Therefore, the UASB reactor was designed and then the geometry and mesh were developed. The simulations were performed using the software Fluent and a mesh with 528.000 control volumes. Initially, monophasic simulations of the liquid phase were carried out. Next, two phase simulations were performed considering the pairs of phases gas/liquid and solid/liquid. An Eulerian-Eulerian approach was adopted, together with isothermal, transient and tridimensional conditions. After validated, the two-phase models (solid/liquid and gas/liquid) were combined into a three-phase model. PIV was used for the experimental validation of the two and three-phase models. The numerical model validation showed maximum differences lower than 4% between experimental and computational results for the three cases (gas/liquid, solid/liquid and liquid/gas/solid). Numerical results showed that the drag force plays the major role on the gas/liquid flow profile. Regarding the solid/liquid flow, Gidaspow model was chosen to estimate the drag force coefficient after comparisons between numerical and experimental results. Three-phase simulations showed that the gas was the main responsible for the mixing quality within the reactor. Dead zones were reduced from 44% in the solid/liquid simulations to 0,02% in the three-phase simulations and the liquid and solid velocity magnitude increased in about eight times. The configuration of the gas distribution system played a major role on the overall flow profile and drove liquid recirculation along the axial position. Understanding the multiphase flow within this reactor will allow optimizations on the process as well as on the reactor, in order to seek an increase on the efficiency both in the treatment and biogas in the production.

Orientador: Tsunao Matsumoto / Co-orientador: Lilizane Lazzarini Albertin / Banca: Dib Gebara / Banca: Miguel Mansur Aisse / Resumo: A pesquisa utilizou um Reator Aeróbio de Leito Fluidizado com Circulação (RALFC) como dispositivo de pós-tratamento do efluente de um Reator UASB Compartimentado (RUC) o qual tratou esgoto sanitário. O RUC foi constituído de 4 tubos de PVC, de diferentes diâmetros, dispostos de forma concêntrica e o RALFC por dois tubos de PVC, de diâmetros diferentes e concêntricos, e uma unidade de sedimentação na parte superior. A pesquisa foi dividida em partida e quatro fases distintas, denominadas fase 1A, 1B, 2A e 2B, nas quais foram variados os parâmetros de operação, como vazão de ar, vazão de efluentes, tempo de detenção hidráulica (TDH) e carga orgânica volumétrica (COV). De modo que durante a pesquisa foi constatado que a melhor fase de tratamento foi quando o RALFC operou com TDH de 4,7 horas e vazão de ar de 300 L/h. O sistema, nessa fase, apresentou um valor médio de DQO efluente de 55 mg/L, a partir de um valor bruto de 607 mg/L em média, gerando uma remoção total de 90%. Os parâmetros de controle como alcalinidade, pH, temperatura e ácidos orgânicos voláteis sempre estivaram dentro das recomendações da literatura, demonstrando uma baixa oscilação. Mesmo assim o sistema não apresentou bom desempenho na remoção de nutrientes, tendo em sua melhor fase de tratamento um efluente com 31 mg/L em média de nitrogênio total, a partir de um valor de entrada de 50 mg/L sendo que a maior parte desse nitrogênio foi removido durante a passagem pelo RUC. Por outro lado para o fósforo, os valores foram de 25 mg/L na entrada e no efluente 14 mg/L, do mesmo modo como ocorreu ao nitrogênio, a maior parte da remoção de fósforo foi realizada pelo RUC / Abstract: The study used an aerobic fluidized bed reactor with circulation (RALFC) as the effluent post-treatment device of a UASB reactor Compartmented (RUC) which treated wastewater. The RUC was consisted of 4 PVC tubes of different diameters arranged concentrically and RALFC two PVC tubes of different diameters and concentric, and a sedimentation unit in the upper part. The research was divided into four distinct phases and starting, called Phase 1A, 1B, 2A and 2B, in which were various operating parameters such as air flow, flow of wastewater, hydraulic retention time (HRT) and volumetric organic load (VOC). So that during the research it was found that the best treatment phase was when the RALFC operated with HRT of 4.7 hours and air flow of 300 L / h. The system, at this stage, had an average effluent COD value of 55 mg/L, from the affluent valor of 607 mg/L on average, there by generating a complete removal of 90%. The control parameters as alkalinity, pH, temperature and volatile organic acids have always been within the recommended by the literature, demonstrating a low oscillation. Even so, the system hasn't showed good performance in the removal of nutrients, in their best treatment stage an effluent with 31 mg/L on average total nitrogen from an input value of 50 mg/L. The most part of nitrogen removal was during passage through the RUC. As for the phosphorus values were 25 mg/L in the effluent input and 14 mg/L, in the same as was the nitrogen, the majority of phosphorus removal was performed by RUC / Mestre

Orientador: Tsunao Matsumoto / Co-orientador: Liliane Lazzari Albertin / Banca: Milton Dall Aglio Sobrinho / Banca: Katia Sakihama Ventura / Resumo: A aplicação de reatores anaeróbios, como é o caso dos reatores UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket), passou a ocupar uma posição de destaque, principalmente no Brasil, face às condições ambientais de temperatura favoráveis, baixo custo, simplicidade operacional e baixa produção de sólidos. Dentre os sistemas anaeróbios, tem-se também o Reator Anaeróbio Compartimentado (RAC), um tipo de reator com configuração simples, com divisões internas que buscam separar os tipos de microrganismos da digestão anaeróbia. No presente trabalho estudou-se o comportamento do sistema Reator UASB Compartimentado (RUC), operando com carregamento orgânico volumétrico (COV) em diferentes variações. A melhor condição operacional, relativa à remoção de carga orgânica, foi conseguida quando o RUC foi operado com uma COV de 1,30kgDQO/m3.d (Fase IV), quando apresentou uma média e desvio padrão da eficiência de remoção de DQO de 82,7±7,7% e de DBO de 78,3±3,5%. Quando operando com a maior COV de todas as fases (fase III - 2,17kgDQO/m3.d) apresentou a segunda melhor eficiência de remoção de carga orgânica, com uma média e desvio padrão da eficiência de remoção da DQO de 74,2±8,8% e da DBO de 76,9±8,2%. Com a COV de 1,70kgDQO/m3.d a média e desvio padrão da eficiência de remoção da DQO e DBO foram de 74,2±8,8% e 69,1±6,8%, respectivamente. E com a COV de 0,78kgDQO/m3.d, a média e o desvio padrão da eficiência de remoção de DQO e de DBO foram de 68,9±11% e 69,7±15,7%, respectivamente. Uma desvantagem verificada no RUC foi o arraste de lodo ocasionado pelo aumento da COV, que afetou as características finais do efluente, mas não alteraram significativamente a sua eficiência de remoção da carga orgânica / Abstract: The application of anaerobic reactors, such as the UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket), has come to occupy a prominent position, especially in Brazil, given the favorable environmental conditions such as temperature, low cost, operational simplicity and low production of sludge. Among the anaerobic systems, there is also the Anaerobic Baffled Reactor (ABR), a type of reactor with simple configuration, with internal divisions that seek to separate the types of microorganisms in anaerobic digestion. Thus, the present work studied the behavior of Compartmented UASB Reactor (CUR), operating with variable volumetric organic loading (VOL). The best operating condition on the removal of organic load was achieved when the CUR was operated with a VOL 1.30kgCOD/m3.day (Phase IV), the CUR had 82.7±7.7% of COD removal efficiency (average and standard deviation) and BOD were 78.3±3.5%. When operating at higher VOL (Phase III - 2.17kgCOD/m3.day) showed the second best organic load removal efficiency with average and standard deviation of the COD removal efficiency of 74.2±8.8% and 76.9±8.2 BOD%. With the VOL 1.70kgCOD/m3d average and standard deviation da the removal efficiency of COD and BOD were 74.2±8.8% and 69.1±6.8%, respectively. And the VOL 0.78kgDQO/m3.day, the average and standard deviation of the COD removal efficiency of BOD and were 68.9±11% and 69.7±15.7%, respectively. A disadvantage found in the CUR was drag sludge resulting from increased VOL, which affected the final characteristics of the effluent, but not significantly modified its removal efficiency of organic load / Mestre

Orientador: Tsunao Matsumoto / Banca: Edson Pereira Tangerino / Banca: Marcelo Libânio / Resumo: Na busca de avanços na concepção de uma Estação de Tratamento de Água (ETA) mais eficiente construiu-se, estudou-se e testou-se um Módulo Floco Decantador de Manta de Lodo (MFDML) - escala modelo. Essa busca contou com várias etapas e processos que envolveram uma ampla e variada pesquisa bibliográfica para a formação de idéias que foram ou poderão ser colocadas em prática para melhores calibração e verificação. Os avanços no MFDML forneceram resultados que motivaram seu estudo em escala de protótipo, denominado Sistema Floculador de Manta de Lodo (SFML) na forma de um Protótipo Modular Compacto (PMC) automatizado que pudesse ser operado de forma integrada aos diversos monitoramentos dos recursos hídricos. As idéias pesquisadas e estudadas geraram metodologias de cálculo que permitem a utilização prática do SFML, obtenção prévia de dosagens a partir de jar-test, estimativa da quantidade de lodo formada e estabelecimento de correlações qualitativas para aumento de escala. O SFML possui uma tecnologia com taxas de decantação 10 vezes maior que as tecnologias atuais (400m 3 /m 2 /dia) associados a bons resultados em termos de remoção de sólidos suspensos e dissolvidos, com turbidez da água decantada da ordem de 3uT e da filtrada de 0,1uT. No entanto, um maior desenvolvimento dessa nova tecnologia poderá ocorrer no âmbito científico-tecnológico conforme as necessidades e o despertar de idéias para contemplá-las. Assim, a busca por conhecimentos e melhoramentos científico-tecnológicos é um processo dinâmico, o qual envolve tempo, dedicação e continuidade das pesquisas. / Abstract: On improvements search of the Water Treatment Plant more efficient conception was build, studied and tested a Sludge Blanket Flocculate Setter Modular Model. This search has been several processes and steps involved a varied and ample bibliographic search for ideas formation that was or will be set in practice for true verification and calibration. The improvements at the Sludge Blanket Flocculate Setter Modular Model gave results have motivated its prototype scale study, called Sludge Blanket Flocculator System in a Automated Compact Modular Prototype that could be operated in a integrated way with both waters resources managements and monitoring. These ideas generated calculation methodologies that may the Sludge Blanket Flocculator System for practice utilization, previous of dosages whith jar-test, formed sludge quantity estimate and scale increase correlations qualitative establishment. The Sludge Blanket Flocculator System owns a technology with settling rates 10 larger times than the current technologies (400m 3 /m 2 /dia) associates the good results in terms of suspended and dissolved solid removal, with water turbidity about 3uT and of the filtrated about 0,1uT. However, a more development of this new methodology may happen in a scientific-technology environ accord to the ideas necessities and emerge to get it. Thus, technologies-scientifics improvements and knowledge search is a dynamic process, which involves the research spend time, dedication and keep on of these. / Mestre

Buscando compreender o comportamento hidrodinâmico de um reator anaeróbio de fluxo ascendente (UASB), o presente trabalho teve por objetivo desenvolver um modelo numérico utilizando ferramentas de Fluidodinâmica Computacional (CFD) para a simulação do comportamento do escoamento trifásico (líquido, gás e sólido) em um reator UASB utilizado na produção de biogás a partir da vinhaça, e validar este modelo utilizando técnicas de Velocimetria de Partículas por Imagem (PIV). Para tanto, inicialmente foi projetado o reator UASB e em seguida foram desenvolvidas a geometria e a malha. As simulações foram executadas no software Fluent, utilizando uma malha com 528.000 volumes de controle. Foram inicialmente realizadas simulações do escoamento monofásico do líquido e em seguida simulações bifásicas gás/líquido e sólido/líquido foram realizadas adotando-se uma abordagem Euleriana-Euleriana, isotérmica, transiente e tridimensional. Por fim, os modelos bifásicos já validados foram associados em um modelo trifásicos. Técnicas de PIV foram utilizadas na validação dos modelos bifásicos e do trifásico. Na etapa de validação dos modelos numéricos, foi verificada uma diferença máxima entre resultados experimentais e computacionais menor de 4% para todos os casos. Foi verificado que a força de arraste é a que exerce a maior influência no perfil do escoamento gás/líquido. Com relação ao escoamento sólido/líquido, o modelo de Gidaspow foi escolhido para o cálculo do coeficiente de arraste, após comparação com resultados experimentais. Nas simulações trifásicas, verificou-se o gás foi o principal responsável pela qualidade da mistura dentro do reator, reduzindo de 44% o percentual de zonas mortas no reator no caso sólido/líquido para 0,02% no caso trifásico e aumentando em cerca de oito vezes a magnitude da velocidade das fases sólida e líquida. O sistema de distribuição de gás exerceu forte influência no perfil do escoamento, tendo induzido recirculação interna no reator. A compreensão do escoamento permitirá otimizações no processo e no reator de forma a buscar o aumento da eficiência de tratamento bem como da geração de biogás. / PETROBRAS, Brasil. / Aiming to understand the hydrodynamics of a Upflow Anaerobic Sludge Blanket (UASB) reactor, this work aimed to apply multiphase modeling through computational fluid dynamics (CFD) to assess the behavior of the three phase flow (liquid, gas and solid) in a UASB reactor, which is used in the biogas production using vinasse as substrate and the to validate the results using Particle Image Velocimetry (PIV) techniques. Therefore, the UASB reactor was designed and then the geometry and mesh were developed. The simulations were performed using the software Fluent and a mesh with 528.000 control volumes. Initially, monophasic simulations of the liquid phase were carried out. Next, two phase simulations were performed considering the pairs of phases gas/liquid and solid/liquid. An Eulerian-Eulerian approach was adopted, together with isothermal, transient and tridimensional conditions. After validated, the two-phase models (solid/liquid and gas/liquid) were combined into a three-phase model. PIV was used for the experimental validation of the two and three-phase models. The numerical model validation showed maximum differences lower than 4% between experimental and computational results for the three cases (gas/liquid, solid/liquid and liquid/gas/solid). Numerical results showed that the drag force plays the major role on the gas/liquid flow profile. Regarding the solid/liquid flow, Gidaspow model was chosen to estimate the drag force coefficient after comparisons between numerical and experimental results. Three-phase simulations showed that the gas was the main responsible for the mixing quality within the reactor. Dead zones were reduced from 44% in the solid/liquid simulations to 0,02% in the three-phase simulations and the liquid and solid velocity magnitude increased in about eight times. The configuration of the gas distribution system played a major role on the overall flow profile and drove liquid recirculation along the axial position. Understanding the multiphase flow within this reactor will allow optimizations on the process as well as on the reactor, in order to seek an increase on the efficiency both in the treatment and biogas in the production.

Este trabalho apresenta e discute os resultados obtidos na operação de um reator anaeróbico com manta de lodo (UASB) de 10,5 L, alimentado continuamente com substrato sintético (DQO = 2000 mg/L) e submetido ao aumento progressivo da concentração de sulfato (de 25 a 10000 mg \'SO IND.4\'POT.2-\'/L). A vazão de 16 L/dia, corresponde ao tempo de detenção hidráulico (e) de 15,6 h foi mantida constante durante os 10 meses do experimento. O monitoramento da operação do reator incluiu a determinação dos principais parâmetros do processo, visando detectar a inibição da metanogênese pelas bactérias redutoras de sulfato (BRS) que competem, com as metanogênicas, pelos mesmos substratos. Constatou-se estimulação do processo até a concentração de 400 mg \'SO IND.4\'POT.2-\'/L, a partir da qual ocorreram sequencias de quedas de eficiência seguidas de recuperação do reator, mantendo sempre a eficiência média de remoção de DQO acima de 80%. Embora a atividade metanogênica tenha sido parcialmente afetada, os balanços de \'SO IND.4\'POT.2-\' mostraram que a redução do sulfato não foi o principal responsável pela inibição ocorrida. / This thesis presents and discuss the results obtained during the operation of a 10.5 L upflow sludge blanket reactor, continuously fed with synthetic substrate (COD = 2,000 mg/L), which was subjected to step-increase of sulfate concentrations ranging from 25 to 10,000 mg \'SO IND.4\'POT.2-\'/L. The flow-rate of 16 L/d corresponding to a hydraulic detention of 15.6 h, was kept constant throughout the 10 months of experimentation. Operation monitoring included the determination of the main process parameters, aiming to detected the inhibition of lhe methanogenesis by the sulfate reducing bacteria (SRB) which autocompete the methanogens in the presence of common substrates. Stimulation effects were obseved up to the sulfate concentration of the 400 mg.\'SO IND.4\'POT.2-\'/L. Further on, sequences of falls of efficiency followed by restoration of the reactor performance defined the behavior pattern of the reactor, which maintained an average COD removal efficiency higher than 80%. Although the methanogenic activity has been parcially affected, \'SO IND.4\'POT2-\' balances showed that the sulfate reduction activity was not the main process responsible for such inhibition.