Prof. Eduardo Cleto Pires

  • View
    217

  • Download
    1

Embed Size (px)

Text of Prof. Eduardo Cleto Pires

  • FLAVIO BENTES FREIRE

    TRATAMENTO ANAERBIO DE EFLUENTE

    CONTENDO PENTACLOROFENOL EM REATOR DE

    LEITO FLUIDIFICADO

    Tese apresentada Escola de

    Engenharia de So Carlos da

    Universidade de So Paulo, como

    parte dos requisitos para obteno

    do ttulo de Doutor em Hidrulica e

    Saneamento.

    Orientador: Prof. Eduardo Cleto Pires

    So Carlos

    2005

  • Ao meu irmo Fbio, que sempre ser a inspirao para que eu seja uma pessoa melhor,

    minha me Luzia, e meu pai Freire, por me mostrarem os caminhos,

    e Camila, que ilumina meu caminho, pelo amor de todo dia e pelo sorriso quente que me derrete!!

  • AGRADECIMENTOS

    Ao professor Eduardo Cleto Pires, ser humano dos mais nobres, pela amizade

    ao longo dessa parceria de 7 anos e pela liberdade concedida para que eu tomasse as

    atitudes necessrias, que me proporcionaram um aprendizado inestimvel.

    Ao meu pai, deixo um agradecimento especial que transcende o campo

    limitado das palavras, pois nem mesmo uma tese inteira seria suficiente para

    demonstrar a minha gratido. Pela energia de um menino, sempre me provocando (no

    bom sentido) para que eu no perdesse o foco e a motivao, e pela humildade dos

    sbios, depois de tantos servios prestados cincia, estudar o PCP e os bichinhos

    comigo.

    Beth Moraes e Janja, pelo carinho e auxlio no dia-a-dia do LPB.

    Ao professor Marcelo Zaiat, pelas sugestes na qualificao e pelas conversas,

    sempre produtivas.

    Ao professor Artur de Jesus Motheo, pelas sugestes na qualificao e por

    fornecer a metodologia base para a realizao das isotermas de adsoro.

    professora Mnica Lopes Aguiar, do DEQ UFSCar pelo auxlio na anlise

    de imagem das partculas.

    Luana Mareli, Andra Buzzini e Cristina Yamamoto, pela amizade.

    Aos amigos do Laboratrio de Sistemas Particulados, em especial ao Roger,

    pelas fotografias, e aos gachos Marcos e Marcelo, pelas dicas sobre o data logger.

    Flvia Talarico e ao Gunther, pelo auxlio com o PCP e ao Renato Siman,

    pela metodologia de avaliao da quantidade de biomassa aderida.

    Elosa Pozzi, pelas sugestes na qualificao, pela orientao na preparao

    das amostras e pela realizao das anlises de microscopia ptica.

    Ao professor Francisco Vecchia, pelas dicas sobre o registro de temperaturas.

    Ao professor Edson Lus Silva, do DEQ / UFSCar, pela elaborao do plano

    inicial deste trabalho.

    Ao Oscar da Silva, do DEQ / UFSCar, pela amizade e pela cooperao na

    construo dos reatores, na montagem do experimento, e na resoluo de todos os

    pepinos com os equipamentos.

    Ao Donizeti Luchesi, pela construo do reator para ensaios fluidodinmicos.

    A todo pessoal do LPB contemporneo minha estadia (de 2001 a 2005) que

    fez com que as horas no laboratrio fossem sempre agradveis, deixo um

    agradecimento coletivo para no cometer nenhuma injustia.

    minha me, pela proteo e pelos doces saborosos, ao Fbio, pelas leituras

    e sugestes, mesmo distncia, e Camila, por tudo.

    Fapesp, pelo financiamento da pesquisa e pela bolsa de doutorado.

  • No fosse isso

    E era menos No fosse tanto

    E era quase

    (Paulo Leminski)

  • SUMRIO

    LISTA DE FIGURAS...................................................................... i

    LISTA DE TABELAS..................................................................... x

    LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS....................................... xiii

    LISTA DE SMBOLOS................................................................... xiv

    RESUMO....................................................................................... xvi

    ABSTRACT................................................................................... xvii

    1. INTRODUO............................................................................... 01

    2. OBJETIVOS.................................................................................. 06

    3. REVISO DA LITERATURA......................................................... 07

    3.1 CONSIDERAES GERAIS ........................................................ 07

    3.2 CLOROFENIS ............................................................................ 08

    3.3 AS PESQUISAS DO LPB ENVOLVENDO TRATAMENTO

    ANAERBIO DE PCP...................................................................

    10

    3.4 O LEITO FLUIDIFICADO NO TRATAMENTO ANAERBIO DE

    CLOROFENIS.............................................................................

    12

    3.5 FLUIDODINMICA DE REATORES DE LEITO FLUIDIFICADO.. 30

    3.6 CONSIDERAES FINAIS DA REVISO DA LITERATURA....... 48

    4. MATERIAIS E MTODOS............................................................. 50

    4.1 CONSIDERAES GERAIS......................................................... 50

    4.2 MATERIAIS E PROCEDIMENTOS COMUNS A VRIAS

    ETAPAS.........................................................................................

    52

    4.2.1 MEIO SUPORTE............................................................................ 52

    4.2.2 REATORES ANAERBIOS DE LEITO FLUIDIFICADO............... 53

    4.2.3 LODO DE INCULO...................................................................... 55

    4.2.4 SUBSTRATO SINTTICO............................................................. 57

    4.2.5 INOCULAO DOS REATORES.................................................. 59

    4.3 AVALIAO DOS MATERIAIS SUPORTE................................... 60

    4.3.1 CARACTERIZAO DAS PARTCULAS...... 60

    4.3.1.1 POROSIMETRIA DE MERCRIO................................................. 61

    4.3.1.2 ANLISE DE ADSORO FSICA (BET)..................................... 61

  • 4.3.1.3 ANLISE DE IMAGEM.................................................................. 61

    4.3.2 FLUIDODINMICA NO REATOR A .............................................. 62

    4.3.3 POTENCIAL DE IMOBILIZAO DE BIOMASSA........................ 67

    4.3.4 ESCOLHA...................................................................................... 69

    4.4 ESTUDO DAS INTERAES ...................................................... 69

    4.4.1 INTERAES ENTRE AS PARTCULAS INERTES E O

    FLUIDO..........................................................................................

    70

    4.4.1.1 FLUIDODINMICA DO REATOR B COM PARTCULAS

    INERTES........................................................................................

    70

    4.4.1.2 ISOTERMAS DE ADSORO COM PARTCULAS INERTES..... 72

    4.4.2 INTERAO ENTRE AS BIOPARTCULAS E O FLUIDO............ 74

    4.4.3 INTERAO ENTRE PARTCULA INERTE E FLUIDO................ 75

    4.4.4 INTERAO ENTRE BIOPARTCULA E FLUIDO........................ 77

    4.5 DESEMPENHO DO REATOR A SEM PCP................................... 78

    4.5.1 PREPARAO DO LOCAL........................................................... 78

    4.5.2 PARMETROS OPERACIONAIS INICIAIS DO REATOR A ........ 80

    4.5.3 PROGRAMAO DAS ANLISES............................................... 81

    4.5.3.1 MICROSCOPIA PTICA .............................................................. 83

    4.5.3.2 MICROSCOPIA ELETRNICA DE VARREDURA (MEV)............. 84

    4.6 DESEMPENHO DO RALF A COM O PCP.................................... 85

    4.6.1 PREPARAO DA SOLUO ESTOQUE DE PCP..................... 86

    4.6.2 CONDIES OPERACIONAIS DO REATOR COM PCP............ 87

    4.6.3 PROGRAMAO DAS ANLISES ............................................. 87

    4.6.4 PRESERVAO DAS AMOSTRAS............................................. 87

    4.6.5 ANLISE DA CONCENTRAO DE PCP................................... 88

    4.6.5.1 PREPARAO DA AMOSTRA..................................................... 88

    4.6.5.2 DESCRIO DA ANLISE............................................................ 89

    4.6.5.3 DETERMINAO DA CONCENTRAO DE PCP...................... 90

    4.6.6 CUIDADOS COM A SEGURANA................................................ 91

    4.6.7 CUIDADOS DURANTE A ROTINA EXPERIMENTAL................... 91

    5. RESULTADOS.............................................................................. 92

    5.1 CONSIDERAES GERAIS......................................................... 92

  • 5.2 AVALIAO DAS PARTCULAS PARA ESCOLHA DO

    MELHOR MEIO SUPORTE..........................................................

    92

    5.2.1 CARACTERIZAO DAS PARTCULAS...................................... 92

    5.2.1.1 POROSIMETRIA DE MERCRIO E BET...................................... 93

    5.2.1.2 MICROSCOPIA ELETRNICA DE VARREDURA DAS

    PARTCULAS INERTES................................................................

    94

    5.2.1.3 ANLISE DE IMAGEM.................................................................. 95

    5.2.2 FLUIDODINMICA NO REATOR A COM PARTCULAS

    INERTES........................................................................................

    103

    5.2.3 POTENCIAL DE IMOBILIZAO DE BIOMASSA........................ 109

    5.2.4 DISCUSSO E ESCOLHA ........................................................... 111

    5.3 ESTUDO DAS INTERAES....................................................... 113

    5.3.1 INTERAES ENTRE AS PARTCULAS INERTES E O

    FLUIDO .........................................................................................

    113

    5.3.1.1 FLUIDODINMICA DO REATOR B COM PARTCULAS

    INERTES...............................................