Simulação preliminar da geração de subprodutos em reatores biológicos tratando vinhaça
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Resumo
A digestão anaeróbia se mostra como uma solução, tanto para suprir a demanda por tratamento de efluentes, quanto para gerar energia elétrica de forma indireta, através do gás hidrogênio e metano. Assim sendo, este estudo realizou a análise cinética através do cálculo das constantes cinéticas e posterior simulação de modelos matemáticos, em dois Reatores Anaeróbios de Leito Fluidizado (RALF) em série: um acidogênico (RALF1) e o outro metanogênico (RALF2), tratando resíduo agroindustrial proveniente da cana-de-açúcar (vinhaça) para a produção de hidrogênio e metano. Para a simulação dos modelos adaptados foi utilizado o software Vensim PLE ®. Para cada reator e variável analisada (DQO, ácido butírico, ácido acético e ácido propiônico) foram considerados comportamento hidráulico de fluxo pistão e mistura completa, e ordens de reação 1 para DQO e 1 e 2 para os demais, para fins de comparação entre dados simulados e experimentais. Tais considerações foram também comparadas com os dados experimentais obtidos nas diferentes condições operacionais (TDHs de 12 e 16 para RALF1; 12, 6 e 4 para RALF2). A aderência das curvas geradas através das simulações foi analisada através do coeficiente de correlação de Pearson (r), sendo obtidos valores entre 0.90 e 1.0, correspondendo a correlação forte, principalmente, para a degradação da matéria orgânica em termos de Demanda Química de Oxigênio (DQO). Para esta condição, o maior valor da constante cinética foi obtido para a consideração de regime de mistura completa no RALF2 operando com TDH de 12 horas (KDQOM = 0.0419 ± 0.007 h-1). Em relação à simulação dos ácidos orgânicos, o modelo de escoamento de mistura perfeita de ordem 2 melhor representou o comportamento para as condições experimentais da pesquisa. Os resultados encontrados confirmam que a simulação em condições que representem satisfatoriamente o comportamento de unidade de tratamento pode compor benefícios operacionais para sistemas biológicos.
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