aula 7a dimensionamento lagoa anaeróbia
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Dimensionamento lagoa anaeróbia – lagoa facultativa Lagoas de estabilização, volume 3, Marcos Von Sperling 2ª Edição Ampliada; 2ª 2006. Editora UFMG (DESA)
Dimensionar uma lagoa anaeróbia para os seguintes dados:
População: 20.000 hab.
Vazão afluente: 3.000 m3/d
S0 Concentração de DBO = DBOafluente :350mg/L - ( 350mg/L = 350g/m3 )
Temperatura: T=23°C e Lv = 0,15kgDBO5 /m3.d (taxa de aplicação volumétrica LV)
Eficiência de remoção de DBO desejada de 60%
H = 4,5m
o Dimensionamento da lagoa anaeróbia
Passo 1 - carga afluente de DBO
Carga(L) = concentração (g/m3) x Vazão(m3/d)
Passo 2 – Cálculo do volume requerido
Volume = ____Carga_(L)____ Carga volumétrica(Lv) Passo 3 – Verificação do tempo de detenção Tempo = __V__ Q Obs: lagoa com esse baixo tempo de detenção deve ter sua entrada pelo fundo. Passo 4 – Determinação da área Área = ___Volume_(V)__ Profundidade (H) Obs: Adotar duas lagoas. Área de cada Lagoa:________m2
Passo 5 – Determinação das dimensões das lagoas Caso seja adotadas 2 lagoas em paralelo e uma relação comprimento/largura(L/B) igual a 1,5 em cada lagoa ter-se-á: L = 1,5B A=B.L L= B= Passo 6 – Concentração de DBO efluente Eficiência de remoção de DBO desejada de 60% DBOefl = (1 – __E__). S0
100 O efluente da lagoa anaeróbia é o afluente da lagoa facultativa. Passo 7 – Acúmulo de lodo na lagoa anaeróbia Adoção de 0,04m3/hab.ano Acumulação anual = Acumulo ano x população
Passo 8 – Espessura da camada de lodo em 1 ano Espessura = __Acumulação anual x tempo___ Área da lagoa total Esta taxa de acúmulo anual, expressa em cm/ano, é bem superior aos valores usuais, provavelmente devido ao fato da lagoa, no presente exemplo, ser profunda e com baixo tempo de detenção (menor área superficial para espalhamento do lodo). Passo 9 – Tempo para atingir 1/3 da altura útil das lagoas: Tempo = _____H/3__(m)__ Elevação anual (m/ano) Elevação anual em m/ano O volume de lodo acumulado ao longo deste período corresponde a 1/3 do volume útil das lagoas, ou seja, 7000m3/3 = 2333 m3 de lado. O volume deverá ser removido aproximadamente a cada 3 anos (volume de 2333m3) ou, anualmente (remoção de 800m3)
o Dimensionamento da Lagoa Facultativa Passo 10 – Carga afluente à lagoa facultativa A carga efluente da lagoa anaeróbia é a carga afluente à lagoa facultativa. Com a eficiência de remoção 60% na lagoa anaeróbia, a carga afluente à lagoa facultativa é: L = __(100 – E) x L0 (carga da lagoa anaeróbica) 100 Passo 11 – Área requerida A = __L__ LS LS = Taxa de aplicação superficial – Adotar 220kg DBO/há.d Adotar duas lagoas = A/2 Passo 12 – Dimensões da lagoa Relação L/B = 2,5 - L =2,5B A = L. B L= B= Passo 13 – Volume resultante V = Atotal x H Adoção de um valor para a profundidade de H = 1,80m Passo 14 – Cálculo do tempo de detenção resultante T = __V__ Q
Passo 15 – Correção do coeficiente de temperatura
Adotado - K = 0,27 d-1 regime de mistura completa a 20°C Coeficiente de temperatura Ѳ = 1,05 Temperatura= 23°C KT = K20 . Ѳ
(T-20)
KT = Coeficiente de remoção da DBO em uma temperatura do líquido T qualquer (d-1) K20
= Coeficiente de remoção da DBO na temperatura do líquido de 20°C (d-1) Ѳ = Coeficiente de temperatura (-) Passo 16 – Estimativa de DBO Solúvel Utilizando-se o modelo de mistura completa (Fórmula)
S = ___S0____ 1 + KT . t Passo 17 – Estimativa de DBO Particulada Admitindo se uma concentração de SS efluente igual a 80mg/l, e considerando-se que cada 1 mgSS/l implica numa DBO5 em torno de 0,35mg/l. DBO5particulado = Concentração de SS efluente x Valor da DBO5 Deve-se lembrar que a DBO particulada é detectada no teste da DBO, mas poderá não ser exercida no corpo receptor, dependendo das condições de sobrevivência das algas. Passo 18 – DBO Total DBO total efluente = DBO solúvel + DBO particulada Passo 19 – Cálculo da eficiência total do sistema de lagoa anaeróbia-lagoa facultativa na remoção da DBO E = __S0 – DBOTotal__ . 100 = S0 Passo 20 – Área útil total (lagoas anaeróbias + Facultativas) Área útil total = ALAGOA ANAERÓBIA + ALAGOA FACULTATIVA Passo 21 - Área total requerida para todo o sistema A área requerida para a lagoa, incluindo os taludes, urbanização, vias internas, laboratório, estacionamento e outras áreas de influência, é cerca de 25% a 33% maior do que a área líquida calculada a meia altura. Assim: Atotal = 1,3 . A liquida Passo 22 – Área per capita Área per capita = Atotal / População
Arranjo do sistema
Comparação entre o exercício 1 e exercício 2 Com as lagoas facultativas primárias a área total requerida foi de 6,2ha. Há, portanto, uma substancial economia de área (56%). O tempo de detenção total no presente exemplo é de 13,7 d (2,3 + 11,4), bastante inferior ao de uma lagoa facultativa única (28,8d). Porém estes requisitos aplicam ao presente exemplo, com temperaturas elevadas. GABARITO
Passo Resposta Passo Resposta
1 1050kg/d 12 154m x 62m
2 7000m3 13 34200m3
3 2,3d 14 11,4d
4 1600m2 15 0,31d-1
5 34m x 23m 16 31mg/l
6 140mg/l 17 28mg/l
7 800m3/ano 18 59mg/l
8 0,51m/ano 19 83%
9 2,9 anos 20 2,06ha
10 420KgDBO/d 21 2,7ha
11 1,9ha 22 1,35m2/hab