DETERMINAÇÃO DA CONCENTRAÇÃO DE BOLHAS DE OZÔNIO EM COLUNA DE OZONIZAÇÃO UTILIZANDO RADIAÇÃO DE CÉSIO-137

DETERMINAÇÃO DA CONCENTRAÇÃO DE BOLHAS DE OZÔNIO EM COLUNA DE OZONIZAÇÃO UTILIZANDO RADIAÇÃO DE CÉSIO-137 Leonardo Vieira Soares 1 ; Márcio Ricardo Salla 2 ; Harry Edmar Schulz 3 & Luiz Antonio Daniel 4 RESUMO --- Pesquisas feitas no Departamento de Hidráulica e Saneamento da Escola de Engenharia de São Carlos (EESC/USP) citam o processo de transferência de massa gás-líquido como um dos fatores da queda de eficiência durante a oxidação e desinfecção de esgoto sanitário, para tempos de contato próximos a 15 minutos. A fim de estudar este problema, radiação de césio- 137 foi utilizada para determinar a concentração de bolhas de ozônio em uma coluna de ozonização. Esta técnica consiste em medir o pulso de radiação de césio-137 que passa através da coluna de ozonização, associando seu valor ao da concentração de bolhas de ozônio no ponto de incidência da radiação de césio-137. Estudou-se a evolução da concentração de bolhas de ozônio ao longo da altura da coluna de ozonização, variando-se parâmetros de controle como: pressão, vazão de ozônio aplicada e nível água. Os resultados obtidos permitiram concluir que a concentração de bolhas ao longo da altura da coluna de ozonização foi praticamente constante e proporcional à vazão aplicada de ozônio. ABSTRACT --- Research carried out in the Hydraulics and Sanitation Department of São Carlos School of Engineering cite gas-fluid mass transference process as one of the factors of efficiency decrease during wastewater oxidation and disinfection by contact time next to 15 minutes. To study this problem, cesium-137 radiation was used to determinate the concentration of ozone bubbles in the ozonation column. This technique consists of measuring the pulse of cesium-137 radiation that passes through ozonation column associating its value to ozone bubbles concentration in the cesium-137 radiation point of incidence. The evolution of the ozone bubbles concentration was studied throughout the height of the ozonation column, ranging control parameters such as pressure, ozone flow and the level of fluid in the ozonation column. The results permitted to conclude that the ozone bubbles concentration throughout the height of the ozonation column was practically constant and proportional to ozone flow. Palavras-chave: Sonda de césio-137, Transferência de massa gás-líquido, Ozonização. 1) Doutorando em Hidráulica e Saneamento pela Escola de Engenharia de São Carlos (EESC/USP), Av. Trabalhador São Carlense 400, 13566-590, São Carlos - SP. E-mail: lvsoares@uol.com.br 2) Doutorando em Hidráulica e Saneamento pela Escola de Engenharia de São Carlos (EESC/USP). E-mail: marsalla@sc.usp.br 3) Professor Titular da EESC/USP. E-mail: heschulz@sc.usp.br 4) Professor Doutor da EESC/USP. E-mail: ldaniel@sc.usp.br

1 - INTRODUÇÃO Pesquisas desenvolvidas e em desenvolvimento na Escola de Engenharia de São Carlos USP, coordenadas pelo Professor Luiz Antonio Daniel tem demonstrado a viabilidade do uso do ozônio como desinfetante e oxidante para o polimento de efluentes provenientes de tratamento secundário ou terciário de esgoto sanitário. Nessas pesquisas têm-se observado, ao contrário do que se espera de acordo com a literatura, que o aumento de dose e de tempo de contato nem sempre resulta em maior eficiência. Em todas as pesquisas em andamento na EESC-USP, observou-se que há uma situação muito particular no tempo de contato de ± 15 minutos, no qual ocorre queda de eficiência. Ao mesmo tempo tem-se observado que a mesma quantidade de ozônio consumido, dependendo do tempo de contato, fornece resultados diferentes. Parece que quanto menor o tempo gasto para transferir a massa consumida, melhor a eficiência, independendo do tempo de contato. Neste sentido, há necessidade de se investigar como se procede a transferência e como ocorrem as reações químicas, qual a dependência da razão molar ozônio matéria orgânica e se esse comportamento é mantido para desinfecção. Concomitantemente às pesquisas de desinfecção, outras são dedicadas ao estudo de transferência de massa gás-líquido e coordenadas pelo Professor Harry Edmar Schulz do Departamento de Hidráulica e Saneamento da EESC/USP. Estes trabalhos envolvem técnicas de velocimetria a laser, para determinação de campos de velocidades bi-dimensionais, e do uso de sonda de césio-137, para determinar a evolução da concentração de bolhas. Assim, com a finalidade de estudar o processo de transferência de massa gás-líquido durante a desinfecção de esgoto sanitário por ozonização, pesquisas estão sendo realizadas no Departamento de Hidráulica e Saneamento da EESC/USP e coordenadas pelos professores Luiz Antonio Daniel e Harry Edmar Schulz. Neste trabalho, estão abordados apenas o estudo com a sonda de césio-137 para determinação da evolução da concentração de bolhas de ozônio ao longo da altura da coluna de ozonização, não sendo discutidos os aspectos qualitativos quanto à desinfecção de esgoto sanitário por ozônio. 2 MATERIAIS E MÉTODOS 2.1 Coluna de Ozonização A coluna de ozonização foi construída em acrílico transparente a partir de um tubo de 2 m de altura, 100 mm de diâmetro interno e 5 mm de espessura e foi projetada para funcionar tanto em regime descontínuo (batelada) quanto em regime contínuo (corrente ou contra-corrente).

500 500 2000 500 500 75 75 A base ou fundo da coluna de ozonização possui uma tampa em acrílico, flangeada à ela e presa por parafusos em aço-inox de 1/4, onde uma conexão de 1 em PVC com rosca interna (fêmea) foi colada para fixação do difusor poroso. Este difusor de ar está sendo utilizado para geração de bolhas ascensionais e foi confeccionado em plástico microporoso de 75 mm de diâmetro, 70 mm de altura e com poros de 20 µm de abertura, cuja vazão de ar máxima é de 3 m 3 /h. Na Figura 1, estão apresentados um desenho e uma fotografia desta coluna de ozonização. 190 Ponto Afluente/Efluente Ponto de Amostragem Ponto de Amostragem Ponto de Amostragem Ponto Efluente/Afluente Difusor 10 40 5 100 190 40 5 10 Figura 1 Desenho e fotografia da coluna de ozonização em acrílico (cotas em milímetros) 2.2 Princípio e equipamentos para realização dos ensaios com sonda de césio -137 A sonda de césio-137, quando ligada a um contador de radiação, pode ser usada na determinação da concentração de bolhas com relação ao meio líquido, permitindo o estudo da evolução desta proporção ao longo da altura da coluna que contém o meio líquido.

O princípio desse ensaio consiste em emitir radiação de césio-137, passando pela coluna de ozonização preenchida com líquido e borbulhada com ozônio, para um tubo fotomultiplicador que transforma esta radiação em pulsos elétricos. Estes pulsos elétricos são quantificados e transformados em números pelo aparelho analisador. Enfim, estes valores obtidos são usados em equações matemáticas para determinação da concentração de bolhas com relação ao meio líquido. A Figura 2 ilustra esta metodologia INVÓLUCRO DE CHUMBO 50mm COLUNA INVÓLUCRO DE CHUMBO 100mm FONTE DE CÉSIO-137 TUBO FOTOMULTIPLICADOR FEIXE INCIDENTE ANALISADOR COMPUTADOR Figura 2 Princípio e metodologia do ensaio com sonda de césio-137 Os equipamentos necessários para execução dos ensaios com césio-137 são: sonda de césio- 137 que, por questões de segurança, deve estar dentro de um invólucro de chumbo e o aparelho amplificador e analisador do tamanho do pulso, responsável pela contagem dos pulsos emitidos pelo tubo fotomultiplicador. Este aparelho analisador é constituído pelos seguintes módulos, segundo descrição do fabricante: tubo fotomultiplicador, contador, controlador do tempo e impressora. É importante frisar que, para a realização dos trabalhos, esta impressora estava quebrada. Resolveu-se este problema com o desenvolvimento de um programa computacional de aquisição das contagens de pulsos, em DELPHI, onde as contagens de pulsos saiam do contador de pulsos diretamente para um micro-computador. A sonda de césio-137 encontra-se no Laboratório de Hidráulica Ambiental do Centro de Recursos Hídricos e Ecologia Aplicada da EESC/USP. Na Figura 3 observa-se uma foto da instalação da sonda de césio.

(d) (d) (a) (b) (e) (c) Figura 3 Instalação experimental para ensaio com césio-137: (a) coluna de ozonização; (b) invólucro de chumbo que contém a fonte de césio-137; (c) invólucro de chumbo que contém o tubo fotomultiplicador; (d) pesos para equilibrar o suporte da sonda de césio-137; (e) sentido da emissão do césio-137 Antes do início dos experimentos, foi necessário alinhar os invólucros de chumbo com a coluna de ozonização: efetuaram-se medidas extremas apenas com líquido e apenas com ozônio, anotando os valores medidos para a radiação. Caso os valores medidos na presença de bolhas de ozônio no meio líquido seja intermediária às duas anteriores, significa que o equipamento está bem alinhado. 2.3 - Metodologia dos ensaios com sonda de Césio-137 Como já citado anteriormente, a instalação experimental foi montada no Laboratório da Hidráulica Ambiental do CRHEA (EESC/USP) para realização dos ensaios com a sonda de césio- 137, determinação das concentrações de bolhas ascensionais de ozônio. Devido ao grande volume

de esgoto a ser utilizado nos ensaios, à impossibilidade de se obter esgoto tratado no local e ao fato da localização do CRHEA estar a aproximadamente 20 da Estação de Tratamento de Esgotos do Campus da USP de São Carlos, foi decidido utilizar água de abastecimento. Para manter as características de escoamento destes ensaios com os de desinfecção, que não estão discutidos neste artigo, foi decidido trabalhar com vazões de ozônio relativas a diferentes tempos de contato e dosagens aplicadas de ozônio. Isto é, definidos o nível de água na coluna (NA), o tempo de contato (t) e a dosagem de ozônio aplicada (D), era calculada a respectiva vazão de ozônio de acordo com as curvas obtidas na calibração do aparelho gerador de ozônio. Com esta vazão, foram realizados os ensaios de medição da concentração de bolhas com césio-137. A Tabela 1 apresenta as variáveis e as características destes ensaios. Tabela 1 Variáveis e características dos ensaios de medição da concentração de bolhas de ozônio utilizando sonda de césio-137 Ensaio NA V D T Q Curva de (m) (Litros) (mg.l -1 ) (min) (L.h -1 ) calibração A 1,02 8 10 10 298 40% B 1,02 8 10 10 63 60% C 1,02 8 20 10 76 80% D 1,02 8 20 10 220 60% E 1,02 8 20 20 298 40% F 1,02 8 20 20 63 60% G 1,52 12 10 10 45 80% H 1,52 12 10 10 129 60% I 1,52 12 10 20 37 60% J 1,52 12 10 20 232 40% K 1,52 12 20 10 67 100% L 1,52 12 20 10 157 80% M 1,92 15 10 10 68 80% N 1,92 15 10 10 197 60% O 1,92 15 10 20 56 60% P 1,92 15 10 20 284 40% Q 1,92 15 20 10 106 100% R 1,92 15 20 10 239 80% Algumas observações devem ser feitas quanto à definição destes ensaios: O tempo de realização dos ensaios com a sonda de césio-137 era suficiente para adquirir os dados necessários. Os tempos de contato só foram aplicados nos ensaios de desinfecção; A sonda de césio-137 foi posicionada, em relação à coluna de ozonização, de forma que o feixe de radiação atingisse o eixo central da coluna.

A coluna de ozonização foi dividida em 18 seções quadradas de 10cm x 10cm, a partir de 12cm acima da base da coluna. O centro de cada uma destas seções corresponde aos pontos de incidência do feixe de radiação de césio-137, no qual são medidas as concentrações de bolhas de ozônio em relação ao meio líquido. Na Figura 4, pode-se observar essa divisão da coluna de ozonização em 18 seções, nas quais estão indicados os pontos de incidência do feixe de radiação de césio-137. Ponto 18 NA = 1,92m Ponto 17 Ponto 16 Ponto 15 Ponto 14 NA = 1,52m Ponto 13 Ponto 12 Ponto 11 Ponto 10 NA = 1,02m 1,92 Ponto 9 Ponto 8 1,77 1,87 1,52 Ponto 7 Ponto 6 1,37 Ponto 5 Ponto 4 Ponto 3 Ponto 2 Ponto 1 0,12 0,17 1,47 1,57 1,67 1,17 1,27 1,02 0,97 1,07 0,27 0,37 0,47 0,57 0,67 0,77 0,87 Figura 4 Perfil da coluna de ozonização definida nos ensaio com a sonda de césio-137 (cotas em metro)

A seqüência de procedimentos, para obtenção das contagens de pulsos elétricos, foi efetuada da seguinte maneira: Alinha-se a sonda de césio-137 com a coluna de ozonização na altura do ponto de incidência, Ponto 1, a 17 cm acima da base da coluna; Enche-se a coluna de ozonização até o nível de água de maior cota, neste caso 1,92 m; Coloca-se no frasco lavador de gás 500 ml de solução de iodeto de potássio a 2%, para decomposição das moléculas de ozônio, evitando sua liberação para atmosfera; Ainda sem borbulhar ozônio, é iniciada a contagem dos pulsos. Medem-se 20 pulsos em intervalos de 20 segundos, e o valor médio é denominado I 1 ; Liga-se o aparelho ozonizador, regula-se a vazão de ozônio desejada e inicia-se a contagem dos pulsos. Depois, regula-se outra vazão, também definida para mesma altura, e dá início a nova contagem dos pulsos. Para cada vazão de ozônio, 20 pontos são medidos e sua média é denominada I 2 ; Após medir os pulsos de cada vazão de ozônio relativa ao primeiro nível de água, regulase o nível seguinte, cota imediatamente inferior, e iniciam-se novas contagens dos valores de I 1 e I 2; Terminadas todas as medições para o primeiro ponto de incidência, esvazia-se a coluna de ozonização, alinha-se a sonda com o segundo ponto (Ponto 2 a 27 cm da base da coluna), enche-se novamente a coluna e repetem-se os demais procedimentos; O ensaio termina após a medição dos pulsos do último ponto (Ponto 18 a 187 cm da base da coluna). 2.4 - Equacionamento para determinação da concentração de bolhas No equacionamento do sistema de incidência de radiação do césio-137 são consideradas 4 variáveis que influenciam na atenuação do feixe incidente: Espessura do material a ser atravessado (X), cm; Intensidade do feixe incidente (I), n o fótons/m 2.s; Densidade aparente do meio (ρ), g/cm 3 ; Coeficiente de atenuação de massa do absorvedor (µ), cm 2 /g. Esta aparelhagem da sonda de césio-137 foi utilizada anteriormente por Lima (2004) para determinar a concentração de bolhas de ar em relação ao meio líquido. Conseqüentemente, os ajustes na aparelhagem e o equacionamento feitos por Lima (2004) e Pimentel (1999), respectivamente, foram aproveitados nesta pesquisa. Admitindo um feixe incidente em uma coluna cheia de água, resulta:

[ µ.ρ. X + µ ACRÍLICO.ρ ACRÍLICO. X ACRÍLICO ] I1 = I0.e (1) I 1 : contagem de absorção da radiação gama apenas com água, n o fótons/m 2.s; µ : coeficiente de atenuação da água (0,0857 cm 2 /g); ρ : densidade aparente da água, g/cm 3 ; X : espessura de ocupação da água, cm; µ ACRÍLICO : coeficiente de atenuação do acrílico, cm 2 /g; ρ ACRÍLICO : densidade aparente do acrílico, g/cm 3 ; X ACRÍLICO: espessura de ocupação do acrílico, cm. Como os valores de µ ACRÍLICO, ρ ACRÍLICO e X ACRÍLICO são constantes, pode-se considerar G = µ ACRÍLICO. ρ ACRÍLICO. X ACRÍLICO, e reescrever a Equação 1: I [ µ.ρ. X + G] 1 = I0.e (2) equação: Admitindo-se agora que a mesma coluna com água seja ozonizada. Neste caso, obtêm-se nova I 2 = I0.e I2.e [ µ.ρ. X + µ.ρ. X + µ.ρ. X ] ACRÍLICO ACRÍLICO [ µ.ρ. X + G+ µ.ρ. X ] ACRÍLICO = I0 (3) I 2 : contagem de absorção da radiação gama para escoamento aerado, n o fótons/m 2.s; µ : coeficiente de atenuação do ar, cm 2 /g; ρ : densidade aparente do ar, g/cm 3 ; X : espessura de ocupação do ar, cm. Considerando que a absorção do feixe incidente pelo ar seja desprezível, têm-se: µ. ρ. X 0 (4) Sabe-se que a coluna de ozonização possui diâmetro de 10 cm, logo: X + X = 10 cm X = 10 - X (5)

Substituindo as Equações 4 e 5 na Equação 3, resulta-se em: I [ µ.ρ.(10-x )] 2 = I0.e (6) Desenvolvendo a Equação 6: I 2 = I 0.e [ 10.µ.ρ - µ.ρ. X +G) ] [ 10.µ.ρ +G) ] [ µ.ρ. X ] I 2 = I0.e. e (7) Incluindo a Equação 2 na Equação 7, têm-se: I 2 = I.e I ln I 2 1 1 [ µ.ρ. X ] = µ.ρ. X X = µ 1.ρ I ln I 2 1 (8) Pode-se definir concentração de bolhas de ar (C ) como a relação entre o volume de ar (V ) e o volume da mistura água-ar (V + V ), ou seja: C V V + V = (9) Definindo A como a área do feixe incidente, então os volumes de ar e água atingidos pelo feixe de radiação podem ser escritos como: V = X. A (10) V = X. A (11) Substituindo as Equações 10 e 11 na Equação 9, tem-se:

C C C = X X = (X + X. A. A + X. A. A X ) A X = (12) (X + X ) Sabendo-se que X + X = 10 cm, pode-se definir a Equação 13 para determinar a concentração de bolhas de ar no escoamento aerado. X C = (13) 10 Resumindo: após obter os valores de I 1 e I 2 nos ensaios experimentais, determina-se o valor de X usando a Equação 8 e, conseqüentemente, a concentração de bolhas de ar em relação ao meio líquido pela Equação 13. 3 RESULTADOS E DISCUSSÃO Como dito anteriormente, a sonda de césio-137 foi utilizada para determinar a concentração de bolhas de ozônio em relação ao meio líquido, neste caso água de abastecimento. Vale ressaltar também que o termo concentração de bolhas ascensionais de ozônio (C O3, %) expressa uma relação volumétrica entre volume de ar e volume de mistura água-ar e é diferente do termo concentração de ozônio (mg/l). A seguir estão apresentados os resultados do estudado da evolução da concentração de bolhas ascensionais de ozônio ao longo da altura da coluna de ozonização para cada um dos três níveis de água escolhidos. Para isso, foram elaborados gráficos que estão apresentados nas Figuras 5, 6 e 7.

Perfil da concentração de bolhas de ozônio para NA = 1,02m 6,00 5,00 Concentração de bolhas de ozônio (%) 4,00 3,00 2,00 EnsaioS A/E (298 L/h) Ensaio B/F (63 L/h) Ensaio C (76L/h) Ensaio D (220 L/h) Ensaio A/E (Cm) Ensaio B/F (Cm) Ensaio C (Cm) Ensaio D (Cm) 1,00 0,00 0,00 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00 Altura da Coluna de Ozonização (m) Figura 5 Perfil da Concentração de bolhas ascensionais de ozônio ao longo da altura da coluna de ozonização: ensaios A a F (NA = 1,02 m) 4,00 Perfil da concentração de bolhas de ozônio para NA = 1,52m Concentração de bolhas de ozônio (%) 3,00 2,00 1,00 Ensaio G (45L/h) Ensaio H (129L/h) Ensaio I (37L/h) Ensaio J (232L/h) Ensaio K (67L/h) Ensaio L (157L/h) Ensaio G (Cm) Ensaio H (Cm) Ensaio I (Cm) Ensaio J (Cm) Ensaio K (Cm) Ensaio L (Cm) 0,00 0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 1,40 1,60 Altura da Coluna de Ozonização (m) Figura 6 - Perfil da Concentração de bolhas ascensionais de ozônio ao longo da altura da coluna de ozonização: ensaios G a L (NA = 1,52 m)

Perfil da concentração de bolhas de ozônio para NA = 1,92m 5,00 Concentração de bolhas de ozônio (%) 4,00 3,00 2,00 1,00 Ensaio M (68L/h) Ensaio N (197L/h) Ensaio O (56L/h) Ensaio P(284L/h) Ensaio Q(106L/h) Ensaio R(239L/h) Ensaio M (Cm) Ensaio N (Cm) Ensaio O (Cm) Ensaio P (Cm) Ensaio Q (Cm) Ensaio R (Cm) 0,00 0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 1,40 1,60 1,80 2,00 Altura da Coluna de Ozonização (m) Figura 7 - Perfil da Concentração de bolhas ascensionais de ozônio ao longo da altura da coluna de ozonização: ensaios M a R (NA = 1,92 m) Os valores da concentração de bolhas para cada vazão de ozônio, independente do nível de água utilizado, ao longo da altura da coluna de ozonização, tendem a um valor central (médio), podendo considerá-los aproximadamente constante. Antes de iniciar o ensaio, esperava-se que estes valores decrescessem com o aumento da altura da coluna de ozonização, ou seja, maiores concentrações próximas ao difusor poroso. Porém, este desvio do esperado, possivelmente, ocorreu devido á forma cilíndrica e ao diâmetro da coluna, que distribuíam uniformemente as bolhas de ozônio ao longo de sua altura. Assim, a concentração de bolhas ascensionais de ozônio será considerada constante ao longo da altura da coluna de ozonização, e seu valor será igual à média de todas as concentrações em cada ponto de incidência. Isto também pode ser comprovado calculando-se o desvio padrão, o coeficiente de variação e o intervalo entre os valores mínimo e máximo (Tabela 2).

Tabela 2 Resumo do ensaio com a sonda de césio-137 Ensaio Q C MÍN C MÁX (L/h) (%) (%) (%) (%) (%) A/E 298 4,87 0,32 6,5 4,25 5,26 B/F 63 0,83 0,13 16,0 0,66 1,09 C 76 1,04 0,16 15,5 0,77 1,26 D 220 3,37 0,28 8,4 2,82 3,66 G 45 0,55 0,17 30,5 0,23 0,79 H 129 1,69 0,19 11,4 1,40 2,11 I 37 0,50 0,15 29,3 0,25 0,72 J 232 3,41 0,22 6,5 3,07 3,82 K 67 0,87 0,21 24,3 0,56 1,18 L 157 2,21 0,24 11,1 1,81 2,55 M 68 0,84 0,12 13,7 0,65 1,04 N 197 3,27 0,23 7,1 2,70 3,37 O 56 0,65 0,17 26,1 0,31 1,00 P 284 4,54 0,35 7,8 3,95 5,08 Q 106 1,41 0,16 11,2 1,16 1,73 R 239 3,59 0,22 6,2 3,22 4,14 C M (1) δ M (2) CV (3) Notas: (1) concentração média de bolhas de ozônio; (2) desvio padrão; (3) coeficiente de variação: δ M / C M. Pela Tabela 2, pode-se observar pequenos valores para os desvios padrões das medidas de concentração, sendo no máximo equivalente a 30,5% do valor médio, Ensaio G. Ainda se nota, que os valores do coeficientes de variação (CV) foram maiores para vazões menores que 100 L/h. Acredita-se que isto ocorreu devido à baixa concentração de bolhas de ozônio, em que às vezes não passavam bolhas pelo ponto de incidência de radiação de césio-137. Outra análise deve ser feita quanto à correlação entre as variações da concentração de bolhas ascensionais de ozônio e da vazão de ozônio aplicada. Neste caso, para os três níveis de água adotados, pôde-se observar uma correlação linear positiva entre estas variáveis, ou seja, aumentando-se a vazão de ozônio aplicada existe uma tendência em aumentar a concentração de bolhas também. As Equações 14, 15 e 16 expressam as correlações entre vazão e concentração de ozônio, obtidas a partir dos gráficos das Figuras 8 a 10. Destacam-se também os coeficientes de correlação (R2) bastante acentuados. Para NA = 1,02 m: C O3 = 0,017 Q 0,268, R 2 = 0,9985 (14) Para NA = 1,52 m: C O3 = 0,015 Q 0,122, R 2 = 0,9965 (15) Para NA = 1,92 m: C O3 = 0,017 Q 0,314, R 2 = 0,9935 (16)

Sendo: C O3 (%) e Q (L/h). Relação entre concentração e vazão para NA=1,02m 5,00 Concentração de bolhas de ozônio (%) 4,00 3,00 2,00 1,00 C = 0,017 Q - 0,268 R2 = 0,9986 0,00 0 60 120 180 240 300 Vazão de ozônio (L/h) Figura 8 Relação entre concentração e vazão de bolhas ascensionais de ozônio (NA = 1,02 m) Relação entre concentração e vazão para NA=1,52m 4,00 Concentração de bolhas de ozônio (%) 3,00 2,00 1,00 C = 0,015 Q - 0,122 R 2 = 0,9965 0,00 0 60 120 180 240 300 Vazão de ozônio (L/h) Figura 9 - Relação entre concentração e vazão de bolhas ascensionais de ozônio (NA = 1,52 m)

Relação entre concentração e vazão para NA=1,92m 5,00 Concentração de bolhas de ozônio (%) 4,00 3,00 2,00 1,00 C = 0,017 Q - 0,314 R 2 = 0,9935 0,00 0 60 120 180 240 300 Vazão de ozônio (L/h) Figura 10 - Relação entre concentração e vazão de bolhas ascensionais de ozônio (NA = 1,92 m) 4 CONCLUSÕES Após realizar os estudos com a sonda de césio-137 na determinação da concentração de bolhas de ozônio com relação ao meio líquido (água), possibilitou-se concluir: Os valores medidos da concentração de bolhas de ozônio ao longo da altura da coluna de ozonização tendem a um valor central que pode ser representado pela média aritmética; Possivelmente, devido á forma cilíndrica e ao diâmetro da coluna relativamente pequeno, ocorreu uma distribuição uniforme das bolhas de ozônio ao longo de altura da coluna de ozonização. Este tipo de comportamento não dependeu do nível de água adotado e da vazão de ozônio utilizada; Observou-se correlação positiva entre as variações da concentração de bolhas ascensionais de ozônio e da vazão de ozônio aplicada. Ou seja, aumentando-se a vazão de ozônio aplicada existe uma tendência em aumentar a concentração de bolhas também. AGRADECIMENTOS Os autores agradecem à Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP), pelos auxílios concedidos 02/13378-7 e 01/13586-6, que permitiram conduzir este trabalho. Deve-

se agradecer também ao Departamento de Hidráulica e Saneamento da Escola de Engenharia de São Carlos (EESC/USP) pela infra-estrutura colocada a disposição no desenvolvimento deste trabalho. a) Artigo em anais de congresso ou simpósio BIBLIOGRAFIA PIMENTEL, V.E. (1999). Medida de velocidade de escoamentos aerados por meio de tubos de pitot. Simpósio de Iniciação Científica. São Paulo. Universidade de São Paulo. b) Artigo em revista LE SAUZE, N.; LAPLANCHE, A.; MTIN, N.; MTIN, G. (1993). Modeling of ozone transferring a bubble column. ater Research. v.27, n.º 6, p. 1071-1083. ZHOU, H.; SMITH, D..; STANLEY, S.J.(1994). Modeling of dissolved ozone concentration profiles in bubble columns. Journal of Environmental Engineering. v.120, n.º 4, p. 821-840, July/August. c) Dissertação 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. d) Tese LIMA, A.C.M. (2003). Caracterização da estrutura turbulenta em escoamentos aerados em canal de forte declividade com auxílio de técnicas de velocimetria a laser. São Carlos. 387 p. Tese (Doutorado em Hidráulica e Saneamento). Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo. e) Livro SINGER, P. C.; HULL, C. S. (2000). Modeling Dissolved Ozone Behavior in Ozone Contactors. American ater orks Association (AA). Denver, USA.