Estudo do comportamento hidráulico numa vala de oxidação

Abstract

Atualmente há diversos motivos para estudar e avaliar a eficiência de operação de uma vala de oxidação, tais como o sistema de arejamento, a distribuição granulométrica dos sedimentos, a reação biológica de lamas ativadas e a estrutura do campo de fluxos de modo a garantir um tratamento eficiente das águas residuais.Devido à preocupação em obter efluentes mais limpos, mas também com o menor gasto de energia possível, foram desenvolvidos processos de tratamento de efluentes mais eficientes, utilizando a menor quantidade possível de energia, garantindo um efluente mais limpo e menos agressivo ao meio ambiente.O sistema de arejamento incorporado numa vala de oxidação é o maior responsável pelo consumo de energia numa estação de tratamento de água residual, sendo a avaliação do seu desempenho de extrema importância para otimizar a sua eficiência.O principal objetivo deste trabalho consiste no desenvolvimento de uma simulação computacional de uma Vala de Oxidação, localizada na ETAR de Alijó, gerida pela empresa CTGA, usando o código Open Source OpenFOAM®, de modo a averiguar a possibilidade de estudar o comportamento hidráulico do sistema de arejamento da vala de oxidação e comparar o efeito causado adotando diversos tipos de arejadores. Em particular, são estudados 2 turbinas de configuração e velocidades de rotação diferentes onde avalia-se a perturbação no escoamento gerado por cada dispositivo. Podendo concluir que o OpenFOAM® consegue predizer o comportamento hidrológico de uma vala de oxidação e o processo de arejamento da vala.

There are currently several reasons to study and evaluate the efficiency of operating an oxidation ditch, such as the aeration system, granulometric distribution of sediments, the biological reaction of activated sludge and the structure of the flow field in order to ensure an efficient treatment of residual waters.Due to the concern to obtain cleaner effluents, but also with the lowest possible energy expenditure, more efficient wastewater treatment processes have been developed, using the least possible amount of energy, ensuring a cleaner effluent that is cleaner and less aggressive to the environment. The aeration system incorporated in an oxidation ditch is the main responsible for energy consumption in a wastewater treatment plant, therefore its evaluation performance is extremely important to optimize the efficiency.The main objective of this work is to develop a computer simulation of an Oxidation Ditch, located at the Alijó WWTP, managed by the company CTGA, using Open Source OpenFOAM®, in order to investigate the possibility of studying the hydraulic behavior of the oxidation ditch aeration system and compare the effect caused by adopting different types of aerators. Particularly, 2 devices with different setting and rotation speeds are studied and the disturbance in the flow generated by each device is evaluated. Concluding that OpenFOAM® can predict the hydrological behavior of an oxidation ditch and the aeration process of the ditch. (...............................)