SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL DO COMPORTAMENTO HIDRODINÂMICO EM LAGOAS FACULTATIVAS COM CHICANAS

  • Vinicius Alexandre Sikora Souza Universidade Federal de Rondônia
  • Alyne Foschiani Helbel Universidade Federal de Rondônia
  • Johannes Gerson Janzen Universidade Federal de Mato Grosso do Sul
  • Rafael Henrique Serafim Dias Universidade Federal de Rondônia
  • Harrison Cesar de Souza Coltre Universidade Federal de Rondônia

Resumo

Lagoas facultativas são extensivamente utilizadas para o tratamento de esgoto no Brasil. Apesar da compreensão da hidráulica de lagoas de estabilização ser importante para sua otimização, não há uma claro entendimento do comportamento do escoamento em seu interior. O objetivo deste estudo é utilizar a ferramenta Computational Fluid Dynamics (CFD) para simular lagoas facultativas com diferentes configurações, incluindo chicanas. As seguintes conclusões podem ser extraídas depois da comparação dos resultados: (1) o escoamento para a configuração sem chicanas é caracterizado por altos níveis de curto-circuito e grandes regiões de recirculação; (2) o uso de chicanas cria escoamentos nas lagoas, que reduz os curtos-circuitos e as regiões de recirculação. Particularmente, os resultados mostram que lagoas com duas chicanas longitudinais são mais efetivas em termos de comportamento hidrodinâmico, pois o uso de chicanas cria campos de escoamento com volumes significativos de "fluxo de pistão" e as regiões com velocidades extremamente baixas são significativamente reduzidas. Palavras-chave: lagoas facultativas; chicanas; comportamento hidrodinâmico; hidráulica. COMPUTER SIMULATION OF HYDRODYNAMIC BEHAVIOR IN OPTIONAL PONDS WITH BAFFLING ABSTRACT Wastewater facultative ponds are used extensively to provide wastewater treatment in Brazil. While understanding the hydraulics of facultative ponds is critical to their optimization, there is a poor understanding of the behavior of the flow that exists within them. The objective of this study is to apply Computational Fluid Dynamics (CFD) modeling on waste stabilization ponds with many configurations including baffling. From the comparison of the results the following conclusions were drawn: (1) the flow for the geometry without baffles was characterized by high levels of short-circuiting and large re-circulation regions; (2) the use of baffles creates flow fields in the tanks which reduce short-circuiting and the re-circulating regions. Particularly, the results show that ponds with two longitudinal baffles are more effective in terms of hydrodynamic behavior because the use of baffles creates flow fields with significant volumes of "plug flow" and the regions with very low velocities are significantly diminished. Keywords: facultative ponds; baffling; hydrodynamic behavior; hydraulics.

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Biografia do Autor

Vinicius Alexandre Sikora Souza, Universidade Federal de Rondônia
Graduando em engenharia ambiental.
Alyne Foschiani Helbel, Universidade Federal de Rondônia
Engenheira Ambiental graduada pela Universidade Federal de Rondônia - UNIR e especialista em Gestão, Perícia e Auditoria Ambiental.
Johannes Gerson Janzen, Universidade Federal de Mato Grosso do Sul
Possui graduação em Engenharia Civil pela Universidade Federal de Mato Grosso do Sul (2000), mestrado em Engenharia Hidráulica e Saneamento pela Universidade de São Paulo (2003) e doutorado em Engenharia Hidráulica e Saneamento pela Universidade de São Paulo (2006), com período sanduíche no Instituto de Hidromecânica da Universidade de Karlsruhe. Atualmente é Professor Adjunto 3 da Universidade Federal de Mato Grosso do Sul. Tem experiência na área de Engenharia Civil e Ambiental, com ênfase em Fenômenos de Transporte, Hidráulica Ambiental e Eficiência Energética em Hidráulica e Saneamento
Rafael Henrique Serafim Dias, Universidade Federal de Rondônia
Engenheiro ambiental.
Harrison Cesar de Souza Coltre, Universidade Federal de Rondônia
Graduando em engenharia ambiental.
Publicado
2012-10-01
Seção
Engenharia Civil