Abstract
Fluid dynamic analysis is an important branch of several chemical engineering related areas, such as drying processes and chemical reactors. However, aspects concerning fluid dynamics in wastewater treatment bioreactors still require further investigation, as they highly influence process efficiency. Therefore, it is essential to evaluate the influence of biofilm on the reactor fluid dynamic behavior, through the analysis of a few important parameters, such as minimum fluidization velocity, bed expansion and porosity, and particle terminal velocity. The main objective of the present work was to investigate the fluid dynamics of an anaerobic fluidized bed reactor, having activated carbon particles as support media for biomass immobilization. Reactor performance was tested using synthetic residual water, which was prepared using the solution employed in BOD determination. The results showed that the presence of immobilized biomass increased particle density and altered the main fluid dynamic parameters investigated.
Highlights
Os reatores anaeróbios de alta taxa proporcionaram grande avanço no tratamento biológico das mais diversas substâncias poluentes
No caso do reatores anaeróbios de leito fluidizado (RALF), a biomassa encontra-se imobilizada em um material inerte, e esse conjunto está sujeito a elevadas velocidades ascensionais, causadas pela recirculação de uma parcela do líquido efluente
O aumento da densidade da partícula, ocasionado pela presença de biomassa, já era especulado desde as análises de microscopia, já que foi observada uma grande quantidade de microrganismos preenchendo os vazios da partícula, e essa observação confirmou-se posteriormente em todos os outros parâmetros analisados, tais como a porosidade e a expansão do leito (Figura 8)
Summary
A segunda parte, o reator propriamente dito, onde se localizam as partículas com biofilme, é composto por um tubo de acrílico de 3 mm de espessura, 500 mm de altura e 50 mm de diâmetro. Essa parte é dotada de um amostrador para coleta de partículas de carvão, localizado a 60 mm do fundo do reator. A separação do gás era obtida por meio da “queda” do líquido até o canal de coleta do efluente. O material-suporte, utilizado como “recheio” do RALF, foi o carvão ativado granular para filtros de piscina. Foram selecionadas partículas com diâmetros médios de 2,16 e 3,08 mm. O carvão ativado foi escolhido por representar um material de baixa densidade e elevada porosidade. Sua viabilidade como meio de suporte, em reatores biológicos, é comprovada por inúmeros trabalhos da literatura (Wang et al, 1986; Gardner et al, 1988; Pfeffer e Suidan, 1989; Tsuno et al, 1996; Suidan et al, 1996; Khodadoust et al, 1997). Diâmetro médio (mm) Densidade da partícula (g cm-3) Área total de poros (m2 g-1)
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