Tome em consideração as seguintes constantes cinéticas e vazão de entrada do processo para operação de um sistema de tratamento de efluentes por lodo ativado, e em seguida resolva as questões abaixo.
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3 |
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60 |
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0,1 |
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850 |
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0,58 |
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1000 |
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300 |
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DBO - Demanda Bioquímica de Oxigênio e SSV - Sólidos Suspensos Voláteis.
Faça um balanço de massa de um reator CSTR operando em estado estacionário. Considere a cinética de Monod e decaimento endógeno para substrato e biomassa, obtendo suas respectivas equações para as concentrações de saída do reator.
Passo 1
O enunciado pede o balanço de massa de um reator CSTR em estado estacionário, usando cinética de Monod com decaimento endógeno. Dados:
,
,
,
,
, vazão de alimentação
e vazão de purga
. Vamos obter expressões para as concentrações de saída de substrato
e de biomassa
.
Passo 2
Escrevemos o balanço de massa no reator, definindo
como o volume do reator. Para o substrato:
Para a biomassa:
onde a taxa específica segue Monod:
Passo 3
Em regime estacionário (
e
), o balanço de biomassa dá
Como
, segue
Passo 4
Substituindo
na expressão anterior e isolando
:
Passo 5
Para encontrar
, usamos o balanço de substrato em regime estacionário:
Substituindo
e o valor de
obtido, fica