Modelagem cfd de reatores anaeróbios de leito fixo tratando esgoto doméstico contaminado com antibióticos

• Processo: 24/21364-5
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
• Data de Início da vigência: 31 de março de 2025
• Data de Término da vigência: 30 de março de 2026
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Sanitária - Tratamentos de Águas de Abastecimento e Residuárias
• Pesquisador responsável: Rogers Ribeiro
• Beneficiário: Elias Gabriel Fernandes de Rezende
• Supervisor: Ingmar Nopens
• Instituição Sede: Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos (FZEA). Universidade de São Paulo (USP). Pirassununga , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Ghent University (UGent), Bélgica
• Vinculado à bolsa: 22/04367-5 - Modelagem e simulação de reatores anaeróbios contínuos para remoção de antibióticos em esgoto sanitário, BP.DR
• Assunto(s): Digestão anaeróbia Dinâmica dos fluidos computacional Modelos matemáticos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Digestão Anaeróbia | Fluidodinâmica Computacional | modelagem matematica | Reatores de Leito Fixo | Modelagem matemática de processos biológicos de tratamento de águas residuárias

Resumo

A presença de antibióticos em compartimentos ambientais representa um grande risco para o meio ambiente e para a saúde humana devido à disseminação de genes de resistência. Uma das maneiras pelas quais os antibióticos entram no meio ambiente é por meio do descarte de esgoto doméstico tratado em águas superficiais, pois as estações de tratamento de esgoto não foram projetadas para removê-los. Nesse sentido, é essencial entender os fenômenos que influenciam a remoção de antibióticos nas estações de tratamento de águas residuais (WWTPs). A digestão anaeróbica (DA) é um processo mediado por microrganismos que oferece a possibilidade de remover matéria orgânica, nutrientes e antibióticos do esgoto doméstico. É também um processo amplamente implementado nas ETEs brasileiras. O potencial da DA para a remoção de antibióticos já foi comprovado e o uso de reatores anaeróbios de leito fixo (AFBR) tem se destacado. Este projeto tem como objetivo aplicar modelos matemáticos para estudar os mecanismos de remoção de antibióticos em AFBRs. A pesquisa visa integrar modelos cinéticos e hidrodinâmicos usando a dinâmica de fluidos computacional (CFD) para detalhar tanto o fluxo de fluidos quanto a distribuição espacial de antibióticos dentro do reator, permitindo a elucidação dos mecanismos responsáveis pela remoção desses antibióticos. Usando um modelo compartimental (CM), o objetivo é simular a dinâmica local da remoção de antibióticos e prever as concentrações de efluentes, superando as limitações dos modelos convencionais. Os resultados esperados visam a fornecer informações valiosas para melhorar a eficiência dos processos de tratamento de águas residuais, contribuindo para a preservação dos ecossistemas aquáticos e a proteção da saúde pública.