II INFLUÊNCIA DA QUALIDADE DA ÁGUA NA ÁREA INTERFACIAL ESPECÍFICA DE BOLHAS DE OZÔNIO

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1 II INFLUÊNCIA DA QUALIDADE DA ÁGUA NA ÁREA INTERFACIAL ESPECÍFICA DE BOLHAS DE OZÔNIO Marcio Ricardo Salla (1) Engenheiro Civil pela Escola de Engenharia Civil de Araraquara/SP. Mestre e Doutor em Hidráulica e Saneamento pela Escola de Engenharia de São Carlos (EESC/USP). Professor Adjunto I na Faculdade de Engenharia Civil da Universidade Federal de Uberlândia. Harry Edmar Schulz (2) Engenheiro Civil pela Fundação Universidade Regional de Blumenau. Mestre e Doutor em Hidráulica e Saneamento pela Escola de Engenharia de São Carlos (EESC/USP). Professor titular da Universidade de São Paulo. Endereço (1) : Avenida João Naves de Ávila, 2121 Santa Mônica Uberlândia - MG - CEP: Brasil - Tel: (34) mrsalla@feciv.ufu.br RESUMO Difusores porosos para tratamento por ozonização são comumente empregados em unidades de tratamento de água para abastecimento público e água residuária. A transferência de ozônio da bolha para a água pode depender da própria qualidade da água (ou efluente) tratada. Neste trabalho verificou-se a influência da qualidade da água na área interfacial específica de bolhas de ozônio. Utilizou-se água de abastecimento público e água residuária efluente de tratamento biológico em reator anaeróbio de fluxo ascendente. Determinou-se o diâmetro das bolhas e, consequentemente, a área interfacial específica. O nível do líquido foi mantido em 1,80 m. Utilizou-se uma coluna com seção transversal quadrada de 0,19 m de lado, com taxa de aplicação superficial de ozônio variando entre 1,38 m 3 /m 2 h e 8,31 m 3 /m 2 h. Os resultados mostram que a área interfacial específica é diretamente proporcional à vazão de ozônio aplicada. Observou-se também que, para uma mesma vazão de ozônio, a área interfacial específica sempre foi maior para água residuária. Entende-se que a água residuária é mais viscosa do que a água de abastecimento, o que interfere na movimentação da bolha e, eventualmente em seu tamanho. PALAVRAS-CHAVE: Difusores, colunas de ozonização, área interfacial específica. INTRODUÇÃO Bolhas ascensionais geradas por difusores porosos transferem o ozônio para o líquido através da interface entre as duas fases (área interfacial das bolhas). Os estudos de máxima eficiência de transferência de ozônio quantificam esta transferência a partir, por exemplo, da vazão de injeção do ozônio na coluna, do tempo de permanência das bolhas na coluna e também do tamanho das bolhas ascensionais. O uso de diferentes parâmetros mostra que as características hidrodinâmicas das colunas são relevantes para entender a dependência entre relações geométricas intrínsecas e movimento dos fluidos. Várias relações geométricas e físicas tornam-se relevantes na transferência interfacial de massa, como o fato de que quanto menor for o tamanho (diâmetro) das bolhas, maior será a área interfacial de contato com o líquido para um mesmo volume de gás (SALLA, 2002). Entretanto, não é apenas o diâmetro da bolha que determina a área interfacial, mas também o volume total do gás no líquido. Parâmetros físico-químicos, portanto, devem ser conhecidos e, na medida do possível, controlados. Segundo Marchioretto (1999) os fatores que interferem na transferência de ozônio para a fase líquida são: temperatura; ph; pressão; concentração de ozônio gasoso; dimensão das bolhas de gás; método de transferência e tempo de contato. A determinação experimental direta da área interfacial específica das bolhas depende de medidas experimentais precisas. Essas medidas devem ser feitas de forma a evitar interferências no próprio deslocamento das bolhas. Métodos não-intrusivos são, nesse caso, os mais adequados. Considerando essas peculiaridades, o estudo da dimensão das bolhas de gás e, mais especificamente, da área interfacial específica foi o objeto deste estudo. ABES Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 1

2 MATERIAIS E MÉTODOS Utilizou-se uma coluna de ozonização, um ozonizador, uma fonte de luz Laser e uma câmara CCD como equipamento para obter imagens das bolhas de ozônio em água. Para o cômputo dos diâmetros, utilizou-se um código computacional comercial. Coluna de ozonização A coluna utilizada tem seção transversal quadrada de (0,19 x 0,19) m 2 e 2,00 m de altura, com 2 faces paralelas de acrílico e 2 faces paralelas de vidro. As faces de vidro tiveram a finalidade de permitir uma visualização clara das bolhas ascensionais através de sua iluminação com a fonte de Laser (durante a captura das imagens das bolhas). Na base da coluna instalou-se um difusor poroso para geração de bolhas ascensionais, confeccionado em plástico microporoso com poros de 20 µm, adequado para vazão gasosa máxima de 3 m 3 /h, em formato cônico com 75 mm de diâmetro e 70 mm de altura. Ozonizador O sistema completo de geração de ozônio engloba um gerador de oxigênio, o ozonizador e um compressor sem óleo. O compressor leva o ar atmosférico até o gerador de oxigênio, onde o oxigênio é separado do ar atmosférico utilizando peneiras moleculares. Sem este procedimento, a quantidade de ozônio produzido com o ar atmosférico seria cerca de quatro vezes menor (Costa, 2003). As peneiras moleculares são materiais porosos que adsorvem gases ou líquidos com os quais estão em contato. Três mecanismos de adsorção ocorrem: 1) pelo tamanho da molécula; 2) pela forma da molécula; 3) pela polaridade entre as moléculas. O oxigênio assim purificado é inserido no ozonizador. Este consta de um reator de Corona Discharge, um gerador de alta tensão e de válvulas de controle de vazão e pressão. O ozonizador possibilita ajustar a produção de ozônio até o valor máximo de aproximadamente 3,0 go 3 /h. O gás gerado passa ainda por um rotâmetro inoxidável, graduado de 1 L/min até 5 L/min, com o qual se controla a vazão desejada do gás na entrada da coluna de ozonização. Fonte de luz Laser e câmera CCD de alta resolução A luz Laser, de alta intensidade, é importante para que se possa fotografar as bolhas a partir da luz por elas refletidas. As características do equipamento Laser utilizado neste estudo estão arroladas na Tabela 1. Os experimentos foram feitos em uma escala de tempo que se pode considerar iluminação contínua pelo Laser. Tabela 1 - Apresentação das características do Laser LS Características Marca Oxford Laser Ltda Modelo LS Taxa de repetição de pulsos de iluminação Até 10,0 KHz Duração do pulso Entre 15 a 30 ns Comprimento de onda na emissão 510,6nm (na faixa do verde) e 578,2nm (na faixa do amarelo) O feixe de luz na saída do tubo laser tem diâmetro em torno de 25,0 mm. Esse feixe é direcionado para a entrada de uma fibra ótica, com diâmetro de 1,0 mm, por meio de um conversor composto por uma lente convergente. A luz Laser é então transportada com a fibra ótica até o Fiber Sheet, um componente ótico composto por espelhos planos e duas lentes, uma convergente e outra divergente, no qual o feixe de luz cilíndrico proveniente da fibra ótica é convertido em uma folha de luz com espessura de 3 mm, que ilumina o escoamento na seção desejada. Tanto a fonte Laser como a câmara CCD utilizada permitiram obter imagens nítidas (sem distorções devido ao movimento) para a avaliação do diâmetro das bolhas. As imagens foram capturadas com uma câmara fotográfica digital profissional com resolução de 6 megapixels e tempo de exposição de 1/250 segundos. 2 ABES Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental

3 Diâmetro das Bolhas Conforme frisado anteriormente, o diâmetro das bolhas ascensionais é essencial ao estudo de transferência de massa gás-líquido. É desejável ter pequenos diâmetros, porque implica em maior área interfacial total de contato entre bolhas e meio líquido e, conseqüentemente, em maior eficiência de transferência de massa entre gás e líquido. A câmara de alta resolução foi posicionada ao longo da altura na posição que apresentou a melhor distribuição das bolhas ascensionais. A altura de água dentro da coluna de ozonização foi mantida em 1,80 m durante os experimentos para a determinação do diâmetro das bolhas. O plano de luz Laser foi posicionado no eixo longitudinal central vertical da coluna, paralelo aos lados de vidro, adentrando na coluna por uma das paredes de acrílico. O plano central longitudinal foi escolhido porque a densidade de bolhas é maior neste plano. Assim, havendo coalescência de bolhas, ela também foi devidamente registrada nas fotografias (a coalescência diminui a área interfacial de contato diminuindo a eficiência de transferência de massa gás-líquido). Foi determinado o diâmetro de bolhas para as vazões de 50, 100, 150, 200, 250 e 300 L/h. Para determinar o diâmetro médio das bolhas, as imagens (fotografias) foram analisadas com auxílio de um programa computacional gráfico através da seguinte rotina: - Transferiu-se inicialmente cada imagem para o programa computacional. Definia-se o fator de escala, para possibilitar ao programa computacional efetuar os cálculos na escala correta; - Na imagem, com escala devidamente estabelecida, traçavam-se elipses (raramente círculos) coincidindo com as imagens das bolhas. Em cada imagem (fotografia) traçou-se aproximadamente 120 elipses e círculos; - Depois de traçadas as elipses e círculos, calculava-se a área total das bolhas selecionadas; - A área média das bolhas, para uma mesma imagem (fotografia), era obtida pela divisão entre a área total das bolhas selecionadas e o número total dessas bolhas; - Finalizando, o diâmetro médio das bolhas (D) de cada imagem era obtido pela equação da área de um círculo, ou seja, D = (4A/π), onde A é a área média das bolhas. DISCUSSÃO DAS ANÁLISES EFETUADAS NA LITERATURA Área Interfacial das bolhas A área interfacial das bolhas ascensionais é uma variável integrante do coeficiente de transferência de massa global. Assim, diminuindo o diâmetro das bolhas e aumentando a sua área interfacial também traz o conseqüente aumento do coeficiente de transferência de massa global. Efeito similar é conseguido aumentando o volume total de gás no líquido. Um método eficaz na determinação da área interfacial das bolhas foi adotado por Zhou e Smith (2000). Tratase do uso da relação (volume total das bolhas)/(volume líquido), cujo valor está diretamente ligado à vazão de gás. Como pode ser observado na Figura 1, Zhou e Smith (2000) mostraram que a razão volume total das bolhas/volume do líquido (uma relação percentual) aumenta com o aumento da vazão de ozônio. A partir da razão volume total das bolhas/volume líquido e da vazão de ozônio, procede-se da seguinte forma: Admite-se o volume de uma esfera (bolha esférica): Vol = (4/3).π.r 3 = (π/6).d 3 (1) O volume total das bolhas no líquido para uma vazão fixa de gás é: ABES Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 3

4 Figura 1 Variação da razão volume total das bolhas/volume líquido em função da vazão de ozônio, para 3 tipos diferentes de difusores. (ZHOU; SMITH, 2000). Vol total = N.Vol (2) Onde N é o número total de bolhas. Define-se a razão volumétrica gás-líquido, C g, como: C g = volume expandido/volume líquido = Vol total /Vol líquido (3) Através de algumas substituições conclui-se que: N = (C g.vol líquido )/(π.d 3 ) (4) A equação para a área interfacial das bolhas, a, é: a = N.π.D 2 (5) Substituindo N (número total de bolhas) na equação (5), resulta: a = 6.Vol total /D (6) Vol total é o volume total das bolhas. Nota-se que a área interfacial é diretamente proporcional ao volume de gás contido na água e inversamente proporcional ao diâmetro da bolha. Assim, menciona-se mais uma vez que a área específica pode ser aumentada em aumentando o volume de gás no líquido, mesmo que o diâmetro da bolha também aumente. Isto explica o comportamento apresentado na Figura 2 (observa-se que o diâmetro das bolhas na lagoa é geralmente maior, mas a área específica também é). O resultado obtido por Zhou e Smith (2000), é similar ao de Treybal (1980), Perry et al. (1984) e Jakubowski et al. (2003). Zhou e Smith (2000) obtiveram a Figura 2 para os diâmetros de bolhas de ozônio e da área interfacial específica em função da vazão, para 3 tipos diferentes de líquidos: água deionizada, água de abastecimento público e efluente de uma lagoa de aeração. Observou-se que não houve aumento do diâmetro das bolhas com o aumento da vazão de ozônio, para os 3 líquidos. A área interfacial de bolhas, por outro lado, cresceu quase linearmente com o aumento da vazão, para os 3 líquidos. Adicionalmente, a área interfacial específica para o efluente de lagoa de aeração foi maior em relação à água deionizada e à água de abastecimento público. Segundo Zhou e Smith (2000), esta diferença na área interfacial reflete a maior relação volume total das bolhas/volume líquido devida aos surfactantes e outros compostos orgânicos no efluente da lagoa de aeração, que alteram a viscosidade do líquido e a tensão superficial das bolhas. Em termos de valores, a Figura 2 mostra diâmetros maiores para a água provinda dos efluentes da lagoa até a vazão de 1,5 L/min. 4 ABES Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental

5 Figura 2 Determinação do diâmetro médio das bolhas e da área interfacial específica para 3 tipos de líquido, em função da vazão de ozônio. (ZHOU e SMITH, 2000) Mitani et. al. (2005) procuraram avaliar variações na área superficial das bolhas e apresentaram esta área superficial como função da altura do reator de ozonização, em escoamento contínuo, para a vazão de ozônio de 8, m 3 /s (0,53 L/min) e vazão de água de 1, m 3 /s (1,00 L/min). Os resultados relatados pelos autores estão reproduzidos na Figura 3. A área superficial das bolhas foi de 0,235 m 2 para a altura total do reator de ozonização. Mantendo a mesma vazão de gás e impondo vazão nula de água, ou seja, escoamento em batelada, os autores mencionados constataram um aumento de 22% na área superficial das bolhas em relação ao escoamento contínuo. Figura 3 Área superficial das bolhas de ozônio ao longo da altura do reator. Vazão de ozônio: 0,53 L/min; vazão de água: 1,00 L/min, em escoamento contínuo corrente. (MITANI et al. 2005) Jun et al. (1993), buscando uma quantificação, propuseram que a área superficial total das bolhas de oxigênio pode ser dada por: A b = (Q a.s m.l)/(v a.v m ) (7) A b é a área superficial total das bolhas (m 2 ); Q a é a vazão de ar (m 3 /s); V a é a velocidade média das bolhas de ar (m/s); S m é a área superficial média de bolhas de ar individuais (m 2 ); V m é o volume médio de bolhas de ar individuais (m 3 ); L é a distância entre a saída do ar no difusor e o nível de água na coluna (m). A variável L é determinada através da geometria do sistema, Q a é conhecido pelas imposição das condições experimentais. Os valores de S m e V m são obtidos através de medições do tamanho das bolhas e V a pode ser medido por métodos óticos (fonte Laser e programa computacional específico, por exemplo). ABES Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 5

6 ANÁLISES PRÓPRIAS Área interfacial específica das bolhas A área interfacial específica das bolhas ascensionais (a E ) nada mais é do que a divisão da área interfacial pelo volume líquido dentro da coluna (reator). Da equação 6 tem-se: a E = (6.Vol total )/(D.Vol líquido ) (8) A equação 8 foi usada para determinar a área interfacial específica das bolhas no presente trabalho, para as vazões de 50, 100, 150, 200, 250 e 300 L/h. O nível de líquido na coluna foi mantido fixo em 1,80 m. Foram utilizados dois líquidos: 1) água de abastecimento público e 2) águas residuárias do efluente de reator anaeróbio de fluxo ascendente, para verificar diferenças no valor da área interfacial específica entre os dois líquidos. Considerando a diferença de volume expandido e as informações da literatura, sabe-se de antemão que existem diferenças no tamanho das bolhas de ozônio em água de abastecimento público e em esgoto doméstico. As bolhas em esgoto doméstico tendem a ser maiores em função da presença de surfactantes no efluente. No presente trabalho, em função da dificuldade na visualização das bolhas ascensionais em esgoto doméstico, determinou-se o diâmetro das bolhas em água de abastecimento, e iniciou-se um procedimento de análise para obter diâmetros corrigidos para esgotos, através do conhecimento do volume expandido em ambos os meios. O procedimento aqui proposto considera os seguintes efeitos, essencialmente ocorrendo durante a formação das bolhas: 1) a ação dos surfactantes diminui a tensão superficial, com conseqüente aumento do diâmetro da bolha em formação, e 2) o processo físico de formação das bolhas no difusor, no qual a combinação da vazão imposta e do diâmetro dos poros permite sugerir a formação do mesmo número médio de bolhas. Entende-se que esta aproximação, considerando o ponto de vista da geração das bolhas (e não do seu deslocamento), representa uma alteração do ponto de vista geralmente adotado na abordagem tradicional, e cuja validação necessita de estudos mais aprofundados. Entretanto, os primeiros resultados são promissores, o que aponta para a conveniência desses estudos. O diâmetro médio das bolhas em esgoto doméstico, para uma vazão de gás igual àquela aplicada em água de abastecimento, pode ser avaliado em primeira aproximação conforme segue: - Define-se o volume total das bolhas ascensionais em água de abastecimento público como sendo: Vol 1 = A.y 1 (9) Onde Vol 1 é o volume total das bolhas ascensionais em água de abastecimento público (m 3 ); A é a área da seção transversal da coluna (m 2 ); y 1 é a diferença entre o nível de líquido com as bolhas ascensionais presentes e o nível de líquido sem as bolhas (m). - Define-se o volume total das bolhas ascensionais em esgoto doméstico como sendo: Vol 2 = A.y 2 (10) Onde Vol 2 é o volume total das bolhas ascensionais em esgoto doméstico (m 3 ); A é a área da seção transversal da coluna (m 2 ); y 2 é a diferença entre o nível de líquido com as bolhas ascensionais presente e o nível de líquido sem as bolhas (m). - A área da seção transversal da coluna é constante e igual a (0,19 x 0,19) m 2 para os dois meios líquidos. A razão entre as equações (9) e (10) produz: Vol 1 /Vol 2 = y 1 /y 2 (11) Considerando o mesmo número de bolhas para os volumes Vol 1 e Vol 2, resulta: 6 ABES Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental

7 D 2 = D 1.(y 2 /y 1 ) 1/3 (12) Como foi mencionado, nesta aproximação valem os efeitos durante a formação da bolha. D 1 é o diâmetro médio das bolhas ascensionais em água de abastecimento público (m); D 2 é o diâmetro médio das bolhas ascensionais em esgoto doméstico (m). Uma vez que o volume expandido em esgotos costuma ser maior do que aquele obtido para águas limpas, a equação (12) permite concluir que o diâmetro das bolhas em esgotos pode ser maior do que aquele em águas limpas. Note-se que não se afirma que isto sempre ocorrerá, mas que a aproximação efetuada contém elementos os quais justificam este tipo de comportamento (observado na Figura 2). RESULTADOS Diâmetro médio das bolhas A Figura 4 foi construída com os dados da Tabela 2 para os diâmetros medidos. A Figura 4 mostra que o diâmetro das bolhas é diretamente proporcional à vazão de ozônio aplicada. A reta de melhor ajuste é fornecida na equação (13), apresentando R 2 = 0,988. Este comportamento já era esperado, de acordo com os trabalhos consultados na literatura. D 1 = 0,351Q + 3,70 (13) Figura 4 Reta de melhor ajuste para os diâmetros médios das bolhas em função da vazão de gás aplicada (h = 1,80 m) em água de abastecimento público. Tabela 2 - Diâmetros médios das bolhas em função da vazão de gás aplicada (h = 1,80 m). Vazão (L/min) D 1 medido (mm) Área interfacial específica das bolhas A área interfacial específica foi determinada para água de abastecimento público e para água residuária domiciliar utilizando a equação (8), dependente dos diâmetros das bolhas ascensionais e dos valores dos volumes totais dessas bolhas. Os volumes totais são obtidos através da diferença entre o nível de líquido na coluna com bolhas e na coluna sem bolhas, multiplicada pela área da seção transversal da coluna (0,19 x 0,19 m 2 neste caso). A Tabela 3 mostra os valores do nível de líquido na coluna com as bolhas ascensionais, sem as bolhas ascensionais, e o volume total das bolhas obtido pela diferença entre os dois níveis já mencionada. Também são indicadas as vazões para as quais essas medidas foram realizadas. ABES Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 7

8 Com a equação (13) foram calculados os diâmetros médios das bolhas para águas de abastecimento para as novas vazões ensaiadas e mostradas na Tabela 3. Adicionalmente, com a equação (12) e os valores de y 1 e y 2 apresentados na Tabela 3, foi feita uma previsão para os diâmetros das bolhas para esgoto doméstico. A Tabela 4 mostra os valores dos diâmetros médios das bolhas ascensionais, do volume total das bolhas ascensionais, da área interfacial das bolhas e da área interfacial específica das bolhas para as vazões utilizadas no estudo, em esgoto doméstico e em água de abastecimento. Tabela 3 - Nível de líquido na coluna: com bolhas, sem bolhas, e volume obtido pela diferença dos dois níveis para água de abastecimento público e água residuária domiciliar (h = 1.80m) Vazão (L/min) Água abastecimento Esgoto doméstico h y 1 Vol Total (L) h y 2 Vol Total (L) 2, ,90 0, ,60 0,217 2, ,90 0, ,60 0,217 2, ,00 0, ,70 0,253 3, ,20 0, ,00 0,361 3, ,50 0, ,15 0,415 3, ,50 0, ,15 0,415 3, ,50 0, ,15 0,415 4, ,80 0, ,40 0,505 4, ,00 0, ,60 0,578 Tabela 4 Diâmetros médios, área interfacial e área interfacial específica das bolhas para as vazões utilizadas, em esgoto doméstico e em água de abastecimento. Água abastecimento Esgoto doméstico Vazão (L/min) D 1 a 1 (m 2 ) a E1 (m 2 /m 3 ) D 2 a 2 (m 2 ) a E2 (m 2 /m 3 ) 2, , , , , , , , , A Figura 5 mostra a área interfacial específica das bolhas ascensionais em função da vazão de gás aplicada em água de abastecimento e em esgoto doméstico, para o nível de líquido de 1,80 m. Como o volume total de gás é nulo para vazão nula, as curvas devem forçosamente passar pela origem. A boa qualidade dos dados e das análises mostra tendências que confirmam essa afirmação. Para a água de abastecimento público, a reta de melhor ajuste produziu R 2 = 0,990, sendo: a E1 = 2,00.Q (14) Para o esgoto doméstico, a reta de melhor ajuste também produziu R 2 = 0,990, e é dada por: a E2 = 2,39.Q (15) 8 ABES Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental

9 Figura 5 - Área interfacial específica em função da vazão de gás aplicada em água de abastecimento e em esgoto, para h = 1,80 m. A Figura 5 mostra ainda que em ambos os meios líquidos a área interfacial específica aumenta linearmente com o aumento da vazão de gás aplicada. Isto é preponderantemente decorrente do aumento da quantidade de bolhas ascensionais com o aumento da vazão de gás. Adicionalmente, observa-se que para uma mesma vazão de gás, a área interfacial específica é sempre maior para esgoto doméstico. Isto decorre de uma combinação de fatores. O esgoto doméstico é mais viscoso do que a água, interferindo na movimentação da bolha e, eventualmente, em seu tamanho. As propriedades surfactantes dos diferentes compostos podem, adicionalmente, afetar a transferência do gás existente das bolhas para o líquido. A Tabela 5 mostra os desvios das previsões das áreas interfaciais específicas em relação aos dados medidos (no caso da água, obtidos das medidas diretas dos diâmetros das bolhas e, no caso do esgoto, obtidos da correção que utiliza o volume expandido), mantendo-se o nível líquido na coluna em 1,80 m. O máximo desvio foi da ordem de 10%, sendo que os desvios médios se localizam abaixo de 1,2% para o esgoto e 0,40% para a água, atestando a boa correlação visualmente observada na Figura 5. Tabela 5 - Desvios das previsões em relação às medições das áreas interfaciais específicas. Água abastecimento Esgoto doméstico Vazão (L/min) a E1 Medido a E1 Previsto Desvio (%) a E2 Medido a E2 Previsto Desvio (%) (m 2 /m 3 ) (m 2 /m 3 ) (m 2 /m 3 ) (m 2 /m 3 ) 2, , , , , , , , , CONCLUSÕES Com relação ao diâmetro médio, para mesma altura de água na coluna de ozonização, o diâmetro de bolha aumenta linearmente com o aumento da vazão de ozônio aplicada. No estudo da área interfacial específica, observa-se que em ambos os meios líquidos, a área interfacial específica aumenta com o aumento da vazão de gás aplicada. A causa para este comportamento é o aumento da quantidade de bolhas ascensionais (e, conseqüentemente, do volume total de gás) contidas no líquido quando se aumenta da vazão de gás aplicada. Para uma mesma vazão de gás aplicada, a área interfacial específica foi sempre maior para esgoto doméstico em relação à água de abastecimento. O esgoto doméstico é mais viscoso do que a água de abastecimento, interferindo na movimentação da bolha e, eventualmente, em seu tamanho. Os ABES Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 9

10 elementos surfactantes diluídos no esgoto também afetam a tensão superficial e o tamanho das bolhas e, adicionalmente, podem interferir na transferência do gás das bolhas ascensionais para o líquido. AGRADECIMENTOS Os autores agradecem: 1) à FAPESP pelo auxílio pesquisa vinculado a este estudo e pela bolsa com reserva técnica do primeiro autor; 2) ao Departamento de Hidráulica e Saneamento-EESC/USP pela estrutura disponibilizada para este trabalho; 3) à Faculdade de Engenharia Civil-FECIV/UFU que viabilizou a publicação deste estudo. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. COSTA, H. S. Estudo do comportamento do processo de ozonização como pós-tratamento de efluentes de sistema de tratamento anaeróbio de águas residuárias domiciliares p. Tese (Doutorado em Hidráulica e Saneamento) - Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos, JAKUBOWSKI, C.A.; ATKINSON, B.W.; DENNIS, P.; EVANS, G.M. Ozone mass transfer in a confined plunging liquid jet contactor. Ozone Science and Engineering, v. 25, n. 1, p. 1-12, february LE SAUZE, N.; LAPLANCHE, A.; MARTIN, N.; MARTIN, G. (1993). Modelling of ozone transferin a bubble column. Water Research. v.(27), n º 6, p MARCHIORETTO, M. M. Ozonização seguida de coagulação/floculação e Flotação como pós- Tratamento do efluente de reator anaeróbio com chicanas tratando esgoto sanitário p. Dissertação (Mestrado em Hidráulica e Saneamento) - Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos, MITANI, M.M.; KELLER, A.A.; SANDALL, O.C.; RINKER, R.G. Mass Transfer of Ozone using a microporous diffuser reactor system. Ozone Science and Engineering, v. 27, p , february PERRY, R.H.; GREEN, D.W. Perry s Chemical Engineers Handbook, Sixth Edition, McGraw Hill, Nex York SALLA, M. R. (2002). Bases hidrodinâmicas para processos de transferência de gases em colunas com difusores. São Carlos. 151p. Dissertação (Mestrado em Hidráulica e Saneamento). Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo. 8. SALLA, M. R. (2006). Sistema de ozonização em esgoto de reator anaeróbio: Estudo da hidrodinâmica e das respostas oscilantes de DQO. São Carlos. 446p. Tese (Doutorado em Hidráulica e Saneamento). Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo. 9. TREYBAL, R.E. Mass transfer operations, Third edition, McGraw-Hill Book Company, London ZHOU, H.; SMITH, D.W.; STANLEY, S.J.(1994). Modeling of dissolved ozone concentration profiles in bubble columns. Journal of Environmental Engineering. v.(120), n º 4, p , July/August. 11. ZHOU, H.; SMITH, D.W. Ozone mass transfer in water and wastewater treatment: Experimental observations using a 2D laser particle dynamics analyzer. Water Research, v. 34, n. 3, p , february ABES Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental