Estudo de transferencia de oxigenio em reatores tipo air-lift utilizando venturi e peças cisalhantes

A aplicação de reatores aír-lift em tratamento de águas residuárias é muito atrativa, pois estes reatores apresentam em relação aos convencionais, altas taxas de transferência de oxigênio do ar para água, com grande possibilidade de tratar águas com altas concentrações de carga poluidora com custos moderados. A utilização de venturis e bombas centrífugas para promover a aeração de reatores aír-lift, como forma de evitar o uso de compressores que são máquinas caras, pode tornar o uso destes reatores mais vantajoso, já que eles são equipamentos de custo baixo em comparação aos compressores. O objetivo deste trabalho foi estudar a utilização de venturi no tubo de alimentação de um do reator aír-lift, como forma de promover a aeração do mesmo, bem como determinar o coeficiente e a eficiência de transferência de massa da unidade de aeração. Com o objetivo de aumentar o coeficiente de transferência de massa, foram inseridas no tubo de alimentação do reator peças para reduzir a área de seção transversal do tubo, de forma a provocar o cisalhamento do líquido e bolhas de ar em circulação e conseqüentemente, aumentar a área interfacial de transferência de massa. Os experimentos foram realizados com vazões diferentes de líquido e ar, em três temperaturas com e sem a inserção das peças para promover o cisalhamento da mistura, no tubo de alimentação do reator. As medidas de concentração de oxigênio dissolvido foram realizadas através de eletrodo específico. Em algumas condições experimentais, com o uso de peças cisalhantes no tubo de alimentação do reator, o valor do coeficiente de transferência de oxigênio dobrou e a eficiência da unidade de aeração atingiu valores ao redor de 1,5 kg O2/kWh para água. Embora os experimentos tenham sido direcionados para estudar a transferência de oxigênio para a água, outras aplicações como carbonatação de bebidas, sulfitação de caldo de cana, etc. podem ser implementadas por este sistemaThe application of air-lift reactors in wastewater treatment is very attractive, when compared to the conventional ones, as they show high air to water oxygen transfer rates from, with great possibility of treating wastewater with high pollutants concentration with moderate costs. The use of venturis and centrifugal pumps as means of promoting air-lift reactors aeration, as a form of avoiding compressors use which are expensive machines, can turn the use of these reactors more advantageous, since those are equipments of low cost in comparison with the compressors. In this sense, this work aims at studing the effect of application of a venturi in the feeding tube of the air-lift reactor, as a form of promoting its aeration, as well as to determine the mass transfer coefficient and efficiency of the aeration unit. With the purpose of increasing the mass transfer coefficient, pieces were inserted in the reactor' s feeding tube to reduce its section area and promote the liquid and air bubbles shearing and, consequent1y, to increase the interfacial area of mass transfer. The experiments were accomplished with different liquid and air rates in three different temperatures, with and without shearing pieces into the feeding tube. The dissolved oxygen concentration were measured by means of a polarograph probe. In some experimental conditions, with the use of shearing pieces in the reactor' s feeding tube, the value of the oxygen transfer coefficient doubled and the aeration unit efficiency reached values up to 1,5 kg O2/kWh for water. Although the experiments had been made to study the air to water oxygen transfer, other applications like carbonation of beverages, cane juice sulphiting, etc can be done by this syste