Modelagem e otimização de processos anaeróbios para remoção do antibiótico sulfametazina de águas residuárias

Resumo

Os antibióticos são a família de drogas mais bem-sucedidas para fins da melhoria das condições de saúde humana. Essas drogas também apresentam amplo uso veterinário, seja para tratamento de doenças, seja como aditivo alimentar visando maior crescimento. Com o aumento tanto da população humana, quanto da animal, o consumo de tais substâncias tem aumentado significativamente ao longo dos anos, sendo que parte significativa dessas são excretadas na sua forma original. No meio ambiente, a presença dessas drogas em escalas subterápicas pode gerar mudanças genéticas na microbiota, que se tornaria imune a essas substâncias, prejudicando futuramente o tratamento de doenças. Por esse motivo, faz-se necessário estudar e otimizar processos de tratamento de águas residuárias contendo antibióticos. Nesse trabalho, serão desenvolvidos modelos matemáticos capazes de representar a digestão anaeróbia da sulfametazina, aplicada como aditivo na alimentação de suínos. Esse processo de degradação será modelado em dois conceitos distintos de reatores: de fluxo ascendente com manta de lodo e de fluxo horizontal com leito fixo. Após desenvolvimento do modelo, serão simuladas mudanças construtivas propostas por métodos de otimização a fim de se maximizar tanto o fluxo de águas tratadas, quanto a remoção do componente em questão. Por fim, será elaborado um programa com interface gráfica para que diferentes usuários possam simular os efeitos de mudanças geométricas, de alimentação dos reatores e de possíveis falhas nos sistemas, para analisar os efeitos dessas variáveis na eficiência do processo.