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FLOTAÇÃO A AR DISSOLVIDO: UM ESTUDO VIA SIMULAÇÃO HIDRÁULICA
Última alteração: 2021-09-28
Resumo
https://youtu.be/Z_rIpas05Mc
O estudo e o desenvolvimento, nas últimas décadas, do processo de flotação a ar dissolvido vêm demonstrando que a aplicação desse método pode ser cada vez mais importante e útil na área de tratamento de efluentes. Contudo, há ainda alguns desafios a serem superados para melhorar a performance energética do sistema e a qualidade do tratamento. Entre eles, estão a otimização da relação entre a geração de microbolhas e a energia necessária para isso, e da relação entre a taxa de aplicação superficial do efluente e o fluxo ideal na zona de separação do tanque. Desenvolvemos um estudo do impacto de alguns aspectos operacionais no comportamento do sistema com o objetivo de determinar as características otimizadas que se mostraram mais interessantes para o processo. Com o auxílio do software ANSYS 2020 R2, foi criado o modelo virtual da geometria do tanque de flotação e foram realizadas simulações hidráulicas alterando o diâmetro das bolhas de ar e a velocidade de entrada da água a ser tratada. Depois de realizar as simulações, comparamos o comportamento hidráulico observado entre elas e com os da literatura, por meio de gráficos gerados pelo próprio programa. Ao analisar esses gráficos, verificamos uma considerável interferência da variação dos parâmetros no perfil do fluxo, na distribuição de ar dissolvido no volume do tanque e, consequentemente, na eficiência de remoção. Os resultados indicam que bolhas maiores acompanhadas de taxas de aplicação superficial mais elevadas conseguem manter um comportamento do fluido na zona de separação mais próximo do ideal (fluxo horizontal próximo à superfície e fluxo vertical na região abaixo) e uma eficiência ainda elevada.
O estudo e o desenvolvimento, nas últimas décadas, do processo de flotação a ar dissolvido vêm demonstrando que a aplicação desse método pode ser cada vez mais importante e útil na área de tratamento de efluentes. Contudo, há ainda alguns desafios a serem superados para melhorar a performance energética do sistema e a qualidade do tratamento. Entre eles, estão a otimização da relação entre a geração de microbolhas e a energia necessária para isso, e da relação entre a taxa de aplicação superficial do efluente e o fluxo ideal na zona de separação do tanque. Desenvolvemos um estudo do impacto de alguns aspectos operacionais no comportamento do sistema com o objetivo de determinar as características otimizadas que se mostraram mais interessantes para o processo. Com o auxílio do software ANSYS 2020 R2, foi criado o modelo virtual da geometria do tanque de flotação e foram realizadas simulações hidráulicas alterando o diâmetro das bolhas de ar e a velocidade de entrada da água a ser tratada. Depois de realizar as simulações, comparamos o comportamento hidráulico observado entre elas e com os da literatura, por meio de gráficos gerados pelo próprio programa. Ao analisar esses gráficos, verificamos uma considerável interferência da variação dos parâmetros no perfil do fluxo, na distribuição de ar dissolvido no volume do tanque e, consequentemente, na eficiência de remoção. Os resultados indicam que bolhas maiores acompanhadas de taxas de aplicação superficial mais elevadas conseguem manter um comportamento do fluido na zona de separação mais próximo do ideal (fluxo horizontal próximo à superfície e fluxo vertical na região abaixo) e uma eficiência ainda elevada.
Palavras-chave
Simulação hidráulica. Flotação. Tratamento de água.