半干旱气候条件下的全规模乌阿斯巴反应器建模

M. Albuquerque, Fernando José Carneiro Moreira Da Silva, Izabela Cristiane de Lima Silva, José Lima De Oliveira Júnior
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Logo, este trabalho objetiva modelar o efeito da temperatura nesses reatores, em escala real, no tratamento de efluentes domésticos para estimativa da eficiência de remoção de matéria orgânica, comparando-se a confiabilidade do modelo gerado a partir de dados experimentais demonstrativos da falta de operação adequada e aquela observada a partir do modelo gerado com base em dados em que a operação foi aparentemente condizente com o estabelecido nas normas e literatura específica. A presente pesquisa foi conduzida em duas fases, quais sejam: (1) parametrização dos modelos, caracterizada pelo levantamento bibliográfico de modelos matemáticos já propostos e a geração do banco de dados e a (2) modelagem matemática, caracterizada pela geração dos modelos matemáticos em termos de DQO em função da temperatura, tendo como cerne o trabalho computacional intenso. Foram gerados dois modelos: um abordou todos os pontos levantados, incluindo os com nítida interferência da falta de operação adequada e outro considerou os dados em condições de operação adequadas. Observando os coeficientes de determinação (R²), constatou-se a relação de influência da inadequada operação do sistema e a sua eficiência, gerando um melhor ajuste da curva no modelo sem tal interferência. Ressalta-se que os dados passaram por análise estatística. Os resultados do p-valor obtido para a Equação 3 foi de 1,74 x 10-12, demonstrando a confiabilidade do modelo ao nível de significância de 5%. Assim, os valores de eficiência estimados com base no modelo proposto possuem baixíssima probabilidade de serem oriundos de outros fatores, se não da interferência da temperatura no sistema. 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摘要

由于 UASB 反应器的特点,以及在炎热气候地区使用时效率的提高,只要系统的运行符合标准和具体文献的建议(VON SPERLING,2005 年;METCALF & EDDY,2016 年),UASB 反应器可被视为有利于在半干旱地区推广生活污水处理的可行技术。因此,本研究旨在模拟这些反应器在实际处理生活污水过程中的温度影响,以估算有机物的去除效率,同时比较根据实验数据生成的模型的可靠性和根据数据生成的模型的可靠性,前者表明缺乏适当的操作,而后者的操作显然符合标准和具体文献中的规定。这项研究分两个阶段进行:(1) 模型参数化,其特点是对已提出的数学模型进行文献调查并生成数据库;(2) 数学建模,其特点是根据 COD 与温度的函数关系生成数学模型,其核心是密集的计算工作。生成了两个模型:一个涵盖了所有调查点,包括那些因缺乏适当操作而受到明显干扰的点,另一个考虑了适当操作条件下的数据。从判定系数(R²)来看,系统操作不当的影响与其效率之间的关系得到了验证,在没有这种干扰的模型中产生了更好的曲线拟合。对数据进行了统计分析。等式 3 的 p 值为 1.74 x 10-12,在 5%的显著性水平上证明了模型的可靠性。因此,根据拟议模型估算出的效率值由系统中温度干扰以外的因素造成的概率非常低。因此可以得出结论,UASB 反应器的大小可以根据出水温度来确定,而不适当的操作及其负面干扰可以在出水处理效率中得到体现。
本文章由计算机程序翻译,如有差异,请以英文原文为准。
Modelagem de reatores uasb em escala real em regiões de clima semiárido
O reator UASB pode ser considerado uma tecnologia viável a ser aplicada em prol da disseminação do tratamento de efluentes domésticos em regiões do semiárido, devido às suas características e crescente eficiência quando implantado em regiões de clima quente, desde que o sistema possua uma operação condizente com o recomendado em normas e na literatura específica (VON SPERLING, 2005; METCALF & EDDY, 2016). Logo, este trabalho objetiva modelar o efeito da temperatura nesses reatores, em escala real, no tratamento de efluentes domésticos para estimativa da eficiência de remoção de matéria orgânica, comparando-se a confiabilidade do modelo gerado a partir de dados experimentais demonstrativos da falta de operação adequada e aquela observada a partir do modelo gerado com base em dados em que a operação foi aparentemente condizente com o estabelecido nas normas e literatura específica. A presente pesquisa foi conduzida em duas fases, quais sejam: (1) parametrização dos modelos, caracterizada pelo levantamento bibliográfico de modelos matemáticos já propostos e a geração do banco de dados e a (2) modelagem matemática, caracterizada pela geração dos modelos matemáticos em termos de DQO em função da temperatura, tendo como cerne o trabalho computacional intenso. Foram gerados dois modelos: um abordou todos os pontos levantados, incluindo os com nítida interferência da falta de operação adequada e outro considerou os dados em condições de operação adequadas. Observando os coeficientes de determinação (R²), constatou-se a relação de influência da inadequada operação do sistema e a sua eficiência, gerando um melhor ajuste da curva no modelo sem tal interferência. Ressalta-se que os dados passaram por análise estatística. Os resultados do p-valor obtido para a Equação 3 foi de 1,74 x 10-12, demonstrando a confiabilidade do modelo ao nível de significância de 5%. Assim, os valores de eficiência estimados com base no modelo proposto possuem baixíssima probabilidade de serem oriundos de outros fatores, se não da interferência da temperatura no sistema. Logo, conclui-se que Reatores UASB podem ser dimensionados com base na temperatura do afluente e que a operação inadequada e sua interferência negativa pôde ser demonstrado na eficiência do tratamento do efluente.
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