Aula 8 dimensionamento de lodos ativados
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TRATAMENTO DE ÁGUAS
RESIDUÁRIAS
Aula 8 – Dimensionamento de Lodos ativados
PROCESSO DE LODOS ATIVADOS
Tanque de
Aeração
Decantador
Secundário Esgoto tratado
Lodo em excesso
Volume de controle
Q,S0,X0 (Q - QD),Se,Xe
QD,Xr
V,X
Qr,Xr
DIMENSIONAMENTO DOS SISTEMAS DE LODOS
ATIVADOS
Dimensionamento - Processo de Lodos Ativados Convencional
1) Dados de população, vazão e carga de DBO:
População
Atendida (hab.)
Vazão média de
esgotos
Carga de DBO
(kg/dia)
m3/d L/s
1ª ETAPA 224.933 53.482 619 14.752
2ª ETAPA 233.877 57.000 660 17.017
Grade Caixa de areia Decantador
Primário
Tanque de
Aeração
Decantador
Secundário
Adensamento
Digestão
Secagem Lodo “Seco”
Rio
Água retirada
do lodo
Processo de lodo ativado convencional
1º Passo – Volume necessário de
tanques de aeração
1º Passo – Carga de DBO (L):
Considerando-se a instalação de decantadores primários com eficiência
estimada em 30% na remoção de DBO, a carga afluente aos tanques de
aeração será (2ª etapa):
Carga DBO = 0,7 x Q(2ºetapa) = 11.912 kg/d
Grade Caixa de areia Decantador
Primário
Tanque de
Aeração
Decantador
Secundário
Rio
a) Considerando-se:
fator de carga f = 0,22 kgDBO/kgSS.dia;
relação (A/M) = 0,28 kgDBO / kgSSV.d; e
concentração (S) = 3,2 kg SS / m3
no tanque de aeração, correspondente à
concentração de SSV de 2,56 kg/m3.
Tem-se o seguinte volume necessário de tanques de aeração:
VTA = carga de DBO(L) / (S x f ) = 16.920 m3
b) Será considerado o emprego de quatro tanques de aeração, objetivando-
se a modulação da implantação do sistema. Cada tanque possuirá
quantos m3.?
2º Passo – Volume do tanque de
aeração
Tanque de
Aeração
Decantador
Secundário
Rio Tanque de
Aeração
Tanque de
Aeração
Tanque de
Aeração
3º Passo – Sistema de aeração
Necessidade de oxigênio
Considerando-se a necessidade de oxigênio igual a 2,0 kgO2 / kgDBOapl., a
necessidade de oxigênio será:
NECO2 = (NecO2 x L)
993 kgO2/hora
Passar para horas
Emprego de aeradores superficiais de baixa rotação:
Será considerada a capacidade de transferência de oxigênio de 0,9
kgO2/Cv.hora, nas condições de campo.
3º Passo – Sistema de aeração
Potência necessária:
PNEC total = PNEC / Campo = 1.103 CV
Sabendo que teremos 4 tanque, qual a potência
necessária para cada um deles?
Densidade de potência resultante:
dp = Ptanque / VTotal = 50 w / m3
1cv = 753,5W
Será considerado o emprego de 06 (seis) aeradores de 50
CV por tanque de aeração, dispostos em série.
4º Passo – Dimensões do tanque de
aeração
Dimensões dos tanques:
Comprimento (C): 81,0 m
Largura (L): 13,5 m
Profundidade útil (Hu): 4,0 m
Profundidade total (Ht): 5,0 m
• Volume útil resultante:
Vu = Hu x L x C = 4.374 m3
• Para 4 tanques o volume total será?
4º Passo – Dimensões do tanque de
aeração
Fator de carga resultante:
f = L (DBO) / (Vtotal x S ) =
0,21 kgDBO/kgSSxdia
Tempo de detenção hidráulico resultante:
td = Vtotal / (Q (2º etapa) = 7,4 horas
Passar para horas
5º Passo – Vazão de retorno de lodo
A vazão de retorno de lodo será estimada considerando-se que o lodo estará sedimentado no fundo do decantador secundário a uma concentração de 8,0 kg/m3 (dado típico). Para:
• Sólidos totais em suspensão X = 3,2 kg/m3;
• Concentração de lodo no fundo do decantador Xr = 8,0 kg/m3
• Razão de recirculação r = 0,67
• Qr = Vazão de retorno
Qr = r x Qmédia(2º etapa) 440 L/s
6º Passo – Produção de excesso de
lodo
Produção de excesso de lodo X = 0,65 kg SS / Kg DBO (media)
X = Xmedia x L DBO 7.743 kg SS / dia
Para lodo com 8,0 kgSS/m3 e massa específica 1010 kg/m3, a vazão de excesso de lodo será:
Qlodo = X / Xr . ρ 958 m3/d
Idade do lodo resultante:
c = V.X / X 7,2 dias
Passo 7º - Decantador secundário
• Área superficial de decantadores secundários
Adotando-se a taxa de aplicação de sólidos GA =
4,0 kg SS / m2 . h, tem-se a seguinte área
superficial necessária de decantadores secundários:
( Q + Qr ) . X
As =
GA 3.173 m2
Qual seria a área para 4 decantadores?
Tanque de
Aeração
Decantador
Secundário
Rio Tanque de
Aeração
Tanque de
Aeração
Tanque de
Aeração
Decantador
Secundário
Decantador
Secundário
Decantador
Secundário
Passo 7º - Decantador secundário
Correção da área: Utilizando-se quatro decantadores secundários com 32 m de diâmetro, tem-se a área superficial de 804,25 m2 por decantador e área total de 3.217 m2 (ATOTAL R).
• A taxa de aplicação de sólidos resultantes será:
(Q + Qr) . X
GA = = 3,95 kg SS / m2 x hora
Atotal r
• A taxa de escoamento superficial resultante será:
Q
qA = = 17,7 m3/m2.d
As
Passo 7º - Decantador secundário
• Volume útil dos decantadores secundários:
Para a profundidade útil Hu = 3,5 m, tem-se:
Vu = Hu x As = 2.815 m3
• Qual volume total para 4 decantadores? (Vtotal)
• Tempo de detenção hidráulico resultante:
td = Vtotal / Q = 4,7 horas
Passar para horas
• Taxa de escoamento nos vertedores de saída:
qL = Q / (Nº decantadores x x ɸ) = 142 m3/m2/d
Material Consultado
Tratamento De Esgoto Sanitário Roque Passos Piveli,
São Paulo, 2007 – USP