SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL DO COMPORTAMENTO HIDRODINÂMICO EM LAGOAS FACULTATIVAS COM CHICANAS

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.