Modelagem computacional da distribuição de vazões volumétricas nos decantadores primários de uma estação de tratamento de esgoto

Abstract

As estações de tratamento de esgoto (ETEs) são instalações centrais na estrutura do saneamento básico e apresentam diversos desafios tecnológicos para uma operação mais eficiente, não somente do tratamento, mas também da eficiência energética. Com foco nesses desafios, este trabalho utilizou uma abordagem de dinâmica dos fluidos computacional (CFD) para analisar as distribuições das vazões entre os decantadores primários (DPs) da ETE de Barueri, SP. Os modelos e as simulações foram desenvolvidos utilizando-se o Ansys Fluent, que utiliza o método dos volumes finitos para a condição de regime permanente. Foram utilizadas malhas do tipo híbrida, compostas por elementos prismáticos, poliédricos e hexaédricos. O modelo de turbulência kappa-epsilon padrão com funções de parede foi adotado. Com a determinação da distribuição das vazões entre os DPs, concluiu-se que os DPs mais próximos às entradas têm menor vazão por conta do campo de velocidades dessa região. As simulações mostraram que vazões iguais ou inferiores à vazão de pico prevista para 2040, 17,5 m3/s em cada módulo, não ultrapassam a capacidade da estrutura do canal dos DPs. Simulações com saídas assimétricas mostraram que a posição dos DPs em relação às entradas continua sendo o fator preponderante na distribuição das vazões. Por outro lado, as simulações com entradas assimétricas provaram que uma diferença acentuada entre as vazões das duas entradas do canal de alimentação dos DPs altera a distribuição das vazões entre eles.

Keywords

• estação de tratamento de esgoto
• dinâmica dos fluidos computacional
• distribuição de vazões