Análise da dinâmica do escoamento líquido-sólido em leitos fluidizados para o tratamento de águas residuárias

Resumo

Biorreatores de leito fluidizado vêm sendo largamente empregados no tratamento de águas residuárias, uma vez que apresentam vantagens em relação à outros tipos de biorreatores. O princípio de funcionamento desses biorreatores consiste na remoção dos poluentes presentes nas águas residuárias pela ação de microrganismos imobilizados na superfície de partículas fluidizadas. A espessura do biofilme que recobre as partículas tem uma importância fundamental na performance do reator, estando diretamente relacionada às características do escoamento. Neste contexto, este projeto pretende contribuir para um melhor entendimento do comportamento hidrodinâmico dos biorreatores de leito fluidizado e de como este afeta as características do biofilme. Com este propósito, o escoamento líquido-sólido em reatores de leito fluidizado será estudado por análise experimental e numérica. Testes experimentais serão desenvolvidos usando partículas inertes recobertas com polímeros para simular o biofilme presente nas biopartículas. Os dados hidrodinâmicos coletados experimentalmente serão usados para comparação e validação dos resultados das simulações. Ferramentas de Fluidodinâmica Computacional serão usadas para simular o escoamento em sistemas líquido-sólido similares àqueles usados nos ensaios experimentais e sob condições encontradas em reatores biológicos de leito fluidizado usados para o tratamento de águas residuárias. Pretende-se, com isso, avançar no entendimento de como diferentes variáveis, como velocidade superficial de líquido, características superficiais das partículas e configurações geométricas do reator, influenciam na dinâmica do escoamento e, consequentemente, na performance do biorreator. (AU)