Aula 4 dimensionamento decantação 1

1 TRTAMENTO DE ÁGUAS RESIDUÁRIAS

Pré-dimensionamento de unidades de decantação primária Referência: Esgoto sanitário: coleta, transporte, tratamento e reúso agrícola. Coord. Ariovaldo Nuvolari, São Paulo,

Blucher, 2012.

1) Fazer um pré dimensionamento das unidades de decantação primária, para as três seguintes situações: decantação primária precedendo: lodos ativados, filtros biológicos e lançamento direto no corpo d’água (tratamento primário).

Dados gerados de vazões do esgoto sanitário a ser tratado

Ano População Vazões dos esgotos

Média (l/s)

Máxima (l/s)

Mínima (l/s)

2000 15.000 27,8 50,0 13,9 2010 18.200 33,7 60,7 16,8 2020 21.800 40,4 72,7 20,2

Passo 1 – Calculara as vazões de dimensionamento: (atenção passar Q(l/s) para (m3/d) multiplicar por 86,4)

1º etapa (ano 2000) Qmáx = Qméd =

2º etapa (ano 2010) Qmáx = Qméd =

3º etapa (ano 2020) Qmáx = Qméd = Passo 2 – Calcular a área total necessária para os decantadores ATD ATD = __Qmáx_(2020)__ qA

Situações consideradas qA (adotada) (m3/m2.dia)

ATD (m2)

Dp precedendo lodos ativados 90,00 Dp precedendo filtros biológicos 60,00 Dp lançamento direto após o

tratamento primário 40,00

Passo 3 – Flexibilidade operacional nas diversas etapas do projeto. Recomenda-se que seja projetada sempre duas ou mais unidades, de forma a possibilitar manutenção e operação mais flexível, sem prejuízo da qualidade do tratamento, em qualquer etapa do projeto. Neste caso, prever-se á como primeira hipótese a construção de quatro unidades, duas delas para atender a 1º etapa, acrescendo-se mais uma na 2º e

na 3º etapas. Para essa hipótese serão feitas as verificações necessárias.

a) Área calculada para cada decantador ACD ACD = _______ATD__________ Nº de unidades total

Situações consideradas ATD (m2)

ACD (m2)

Dp precedendo lodos ativados Dp precedendo filtros biológicos Dp lançamento direto após o

tratamento primário

b) Dimensões de cada decantador

Admitindo-se decantadores circulares, pode se calcular os diâmetros DDP ACD = ___ . (DDP)2___

4

Situações ACD (m2)

DDP

(m)

DDP

CORRIGIDO (m)



Observação: Corrigir os valores de DDP (arredondamento)

A taxa de escoamento longitudinal qL ( que permite fixar o comprimento necessário para o vertedor de saída do líquido, nos decantadores primários é estabelecido pela norma e o valor limite é qL ≤ 720m3/m.dia). A entrada de esgoto no decantador circular é feita pelo centro e a saída pelas laterais.

c) Calcular o perímetro PDP da circunferência e

em seguida a taxa de escoamento longitudinal qL

PDP = . DDP qL = ___Qmáx / 4___ PDP

Situações consideradas DDP (m) adotado

PDP (m)

qL (m3/m.dia)

Dp precedendo lodos ativados

Dp precedendo filtros biológicos

Dp lançamento direto após o tratamento

primário


Observação: Os valores de qL resultantes estarão bem abaixo do valor que a norma admite, atendendo plenamente.

d) Verificação da taxa de escoamento superficial

Considerando-se a construção de apenas duas unidades na 1º etapa.

qA = ___Qmáx_(1º etapa)__ onde: ACD = __ D2

DP__ 2ACD 4

Situações consideradas (1º etapa com duas unidades)

ACD

RESULTANTE (m2)

qA (m3/m2.dia)

Dp precedendo lodos ativados Dp precedendo filtros biológicos

Dp lançamento direto após o tratamento primário

Observação: se forem construídas apenas duas unidades na 1º etapa, não se atenderá aos valores de qA propostos (passo 2). Pode-se, como alternativa, propor a construção de três unidades, já na 1º etapa, e verificar quando será necessário a construção da 4º unidade.

Admitindo-se a construção de três unidades na 1º etapa, tem-se:

qA = ___Qmáx___ onde: ACD = (CALCULADO) 3ACD

Situações consideradas (1º etapa com três unidades)

ACD

RESULTANTE

(m2)

qA (m3/m2.dia)



Observação: Com a construção das três unidades na 1º etapa, atende-se aos qA propostos no projeto. Observa-se que alguns valores calculados então bastante próximos dos valores propostos e assim, provavelmente, será necessária a construção da 4º unidade já na segunda etapa. Admitindo-se a três unidades na 2º etapa, dividida

nas três unidades resultará(Qmáx = 5256,00 m3/dia): qA = ___Qmáx___ onde: ACD = (CALCULADO) 3ACD

Situações consideradas (2º etapa com três unidades)

ACD

RESULTANTE (m2)

qA (m3/m2.dia)

Dp precedendo lodos ativados Dp precedendo filtros biológicos


Observação: Mantendo-se as três unidades na 2º etapa, atende-se aos qA propostos no projeto apenas no caso de precedência a lodos ativados, mas não se atendem ao qA propostos para filtros biológicos e lançamento direto. Em relação aos diâmetros propostos, pode-se partir para a não mecanização em todos os casos. Passo 4 - Verificação dos tempos de detenção hidráulicos ѲH:

Observação: Para fazer essa verificação, deve-se fixar o valor do volume do decantador. Pode-se fixar o volume, em função de ѲHmin, e fazer acertos necessários nas dimensões do decantador.

Construindo-se três unidades na 1º etapa (Qmáx = m3/h – multiplicar por 3,6). Pelo critério de ѲHmín = 1 hora tem-se: ѲH = __V_ V/3 Q Passo 5 - Cálculos do decantador:

Calculo Hcone = ( DDP - 0,30) x 1,5 2

Lodos ativados Filtros biológicos Lançamento direto

Cálculo D1/3 = DDP – (0,444 x Hcone) Lodos ativados Filtros biológicos Lançamento direto

Cálculo de V1/3 = x (D2DP + D2

1/3) x Hcone 24


a) Calculo do Volume do cilindro



Calculo de Vcil = Vdec – V1/3

b) Cálculo da altura do cilindro:


Hcil = _______Vcil________ ACD resultante Observação: Arredondar os valores

c) Cálculo da altura do decantador


Hdec = Hcil + Hcone

d) Cálculo do volume resultante para cada decantador:

Lodos ativados Filtros biológicos Lançamento direto Vdec = (Hcil x ACD resultante) + V1/3

e) Verificação dos tempos de detenção hidráulicos resultantes:

Observação: Para vazões máxima (60m3/h) e média (33,37m3/h).

Lodos ativados Filtros biológicos Lançamento direto ѲH = __V__ Q Observação: Os valores resultantes atendem a NBR 12209

Passo 6 - Cálculo dos volumes de lodo.

Lodos ativados Filtros biológicos Lançamento direto Vlodo = x (D2

1/3 + 0,602) x Hcone 12

2) Apresente um resumo teórico sobre os cálculos efetuados neste exercício.

Gabarito

Situação Considerada DDP (m) ACD (m2) Hcil (m) Hcone (m) Hdec (m) Vdec (m3)

Vlodo (m3)

Dp precedendo lodos ativados

5,0 19,64 2,5 3,3 5,6 62,56 11,4

Dp precedendo filtros biológicos 6,0 28,27 1,35 4,05 5,5 64,83 19.08


7,0 38,48 1,0 4,8 5,3 64,93 30,26

Onde: DDP = diâmetro do decantador ACD = Área superficial de cada decantador Hcil = altura do decantador na sua parte cilíndrica Hcone = Altura do decantador na sua parte cônica Hdec = altura total do decantador Vdec = volume do decantador Vlodo= volume disponível para o lodo

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