Sumidouros

Aula 14 C Noes sobre tratamento de esgoto

Tabela 4.6 Dados gerais de vazes e DBO do esgoto sanitrio a ser tratado

Vazes dos esgotos sanitriosDBO

AnoPopulao

(no de hab.)Mdia

(L/s)Mxima

(L/s)Qi

(L/s)Qmin

(L/s)Carga

(kg/dia)Concen-trao (mg/L)

200015 00027,850,041,713,9648,0270

20101820033,760,750,616,8815,4280

202021 80040,472,760,620,2959,2275

a) Dimensionamento da grade e canal de acesso

O dimensionamento da grade feito com base na vazo mxima (final de plano). A largura do canal de acesso uma decorrncia do nmero de barras calculado e da espessura e espaamento entre barras adotados, conforme veremos a seguir. O canal deve ser tambm verificado com relao a uma possvel sedimentao de slidos, com base na vazo mxima horria de um dia qualquer (incio de plano).

No exemplo dado Qmx = 72,7 L/s e tambm com base na vazo mxima horria de um dia qualquer (incio de plano) Qi = 41,7 L/s.

a1) Caractersticas da grade adotada

Ser adotada uma grade mdia (espaamento entre barras de 2,5 cm e espessura de barra 1,0 cm), com limpeza manual, conforme Fig. 4.16.

Fig. 4.16 Espaamento e espessura da grade escolhida

a2) rea livre total pelas aberturas da grade ALG

VG = velocidade admitida na grade limpa = 0,75 m/s a3) Largura livre total entre as aberturas da grade BLG

onde:

HG = altura dgua na grade = Htubo + 0,1 m = 0,19 + 0,1 (rebaixo no fundo do canal, antes da grade) = 0,29 ma4) N de espaos entre grades Nesp

(e = espaamento entre as barras)

a5) Largura do canal de acesso s grades BcBc = 14 espaos x 0,025 m + 13 barras x 0,010 m = 0,48 m, adotando Bc = 0,50 m,

Assim BLG 0,34 m

b) Dimensione uma grade para os seguintes valores dados: Vazo (L/s)Altura dgua (Y = m)

Mxima = 1200,29

Mdia = 800,21

Mnima = 400,10

Seo de cada barra: 10 mm x 40 mm

Espaamento entre barras: 25 mm

b1) Dados complementares: rea til de escoamento (entre barras):

onde Au = rea til (m2)

Q = vazo m3/s

V = velocidade em m/s

rea total ou seo de escoamento a montante da grade:

e

S = rea total;

Au = rea til; E = eficincia da grade;

a= espaamento entre barras e,

t = espessura da barra.

(a largura do canal funo da altura Y da lmina dgua , S = bY)

Valores de eficincia E (E)

Espessura das barrasEspaamento entre barras (a)

a= 20 mma= 25 mma= 30 mm

6 mm (1/4) 0,7500,8000,834

8 mm (5/16)0,7300,7680,803

10 mm (3/8)0,6770,7280,770

13 mm (1/2) 0,6000,6670,715

Perda de carga na grade:

Onde: hf= perda de carga (m);

VG= velocidade atravs das barras (0,50 0,75 m/s)

VC= velocidade a montante da grade (VC= VG E)

g= acelerao da gravidade = 9,8 m/s2

Quantidade de material retido Varia em funo das condies locais, hbitos da populao, etc, e da abertura da grade.

Segundo Schroepfer

Abertura (cm) 2,02,53,54,0

Quantidade (L/m3) 0,0380,0230,0120,009

So Paulo: a = 2,5 cm (0,010 a 0,025 L/m3) b2) Soluo

Da seo e do espaamento das barras, tem-se:

E = 0,728

Adota-se a velocidade entre as barras (0,5 0,75 m/s):

VG = 0,6 m/s

rea til:

rea total:

Largura do canal:

= 0,93

Adotando-se a largura do canal = 0,90 m.

Verifica-se a velocidade nas diferentes vazes:

Q(m3/s)Y(m)S= b . Y (m2) Au= S . E (m2) VG= Q/Au (m/s)

0,1200,290,260,190,63

0,0800,210,190,140,57

0,0400,100,090,070,57

Avaliao da perda de carga

VC= VG E = 0,63 x 0,728 = 0,46 Vc = 0,46 m/s

Grade limpa:

Com metade da grade suja: VG suja= 2 x VG = 2 x 0,63 = 1,26 m/s

Quantidade de material retido

Abertura da grade = 2,5 cm: 0,023 L/m3 de material retido

c) Exemplo de dimensionamento de uma caixa de areia. Vazes previstas: 120 L / s; mdia = 80 L / s e mnima 40 L / s.Soluo:

Ser empregado um Vertedor Parshall, de 9 para controle de velocidade, ento:

Qmx = 120 L / s Hpmx = 0,37 m

Qmdio = 80 L / s Hpmdio = 0,29 m

Qmnimo = 40 L/ s Hpmnimo = 0,18 m

Clculo do rebaixo Z :

Determinao da altura mxima da lmina de gua na caixa de areia:

Ymx = Hpmx - Z = 0,37 - 0,08 = 0,29 m

Determinao da largura da caixa de areia:

=

Determinao do comprimento da caixa de areia:

L= 25 Ymx = 25 x 0,29 = 7,25 m. Verificao da Taxa de Escoamento Superficial:

Superfcie da caixa A = L . b = 7,25 . 1,39 = 10 m2 Qmdio = 80 L / s = 6 910 m3 / dia Ento (est dentro da faixa!!!) Consideraes: 1) Velocidade na caixa de areia

No canal de remoo recomendvel uma velocidade na ordem de 0,30 m/s ( 20% de tolerncia), pois inferior a 0,15 m/s h deposio de matria orgnica, e acima de 0,40 m/s h o arraste de partculas de areia.

2) rea das caixas de areia

funo da taxa de escoamento superficial. Para partculas de tamanho igual ou superior a 0,20 mm, adota-se uma taxa de escoamento superficial de 600 a 1 200 m3/m2 dia.

Determinao do Depsito de Material Sedimentado:

Perodo de limpeza: de 15 em 15 dias

Quantidade de material retido: 30 L / 1000 m3 Quantidade de material retido no perodo:

Profundidade (altura )de armazenamento da caixa de areia:

Em smula:

- Profundidade do depsito de areia = 0,33 m;

- Dimenses teis da caixa de areia:

largura = 1,39 m;

profundidade mxima = 0,29 m;

comprimento = 7,25 m.

d) Dimensionar uma caixa de gordura para uma residncia, sendo que a vazo afluente proveniente de uma pia de cozinha Q = 0,25 L/s. Consideraes.As caixas de gorduras geralmente so dimensionadas para deter a vazo afluente, durante um perodo mdio de 3 minutos.

As caixas de separao so projetadas com base em taxas de escoamento superficial de 200 a 400 m3 de guas residurias por m2 de superfcie de tanque por dia. Deve-se prever um aumento de 25% no volume do tanque de separao, destinado ao acmulo de material retido.

As caixas de gordura removem at 50% dos slidos em suspenso e at 25% da DBO.

Soluo: Q = 0,25 L/s = 25 m3/dia - Taxa de escoamento superficial adotada = 230 m3/m2 dia

(taxa de escoamento superficial = Q / rea superficial da caixa de gordura)

- Superfcie da caixa de gordura

- Volume da caixa de gordura: Tempo de deteno = Volume da caixa / vazo

Volume = tempo de deteno X vazo

Volume =

Depsito de material retido = 25% de 45 L = 11 L.Volume = 45 + 11 = 56 L.

O volume da caixa a ser adotado: 60L = 0,06 m3 Profundidade da caixa (H) = volume / rea superficial H = 0,06/0,1 = 0,6 m

Dimenses da caixa de gordura (0,32 x 0,32 x 0,60) m

Construtivamente melhor (0,35 x 0,35 x 0,60) m.

d) Dimensionar um decantador para efetuar o tratamento secundrio dos esgotos domsticos de uma populao de 2 5000 pessoas. So dados: q= 200 L/hab dia k1= 1,25 (coeficiente do dia de maior consumo)

k = 0,80 (coeficiente de retorno)

Taxa de escoamento superficial adotada: 25 m3/m2 dia

Tempo de deteno adotado: 2,5 horas .

Consideraes:

1) Projeto de decantadores

Para se projetar decantadores, deve-se considerar as taxas de escoamento superficial, velocidade de deslocamento dos esgotos, os perodos de deteno, alm de detalhes construtivos e dimenses, visando ao funcionamento mais prximo possvel dos valores tericos adotados.

2) Taxa de escoamento superficial

o elemento fundamental para o projeto.

Taxas muito elevadas conduzem a pequenas remoes da DBO e de slidos suspensos, por outro lado, taxas baixas conduzem a decantadores antieconmicos.

As taxas de escoamento superficial recomendadas so:

- Para decantadores primrios: 30 a 45 m3/m2 dia

- Para decantadores secundrios: 20 a 25 m3/m2 dia

3) Velocidade de escoamento dos esgotos

Para se evitar o arrastamento ou levantamento das partculas depositadas na zona de lodos, durante o escoamento, a velocidade dos esgotos no decantador no deve ultrapassar 1,2 cm/s sendo recomendado 0,8 cm/s, para maior segurana.

4) Perodo de deteno

o tempo necessrio para que as partculas que se quer remover, sejam sedimentadas

Perodos de deteno acima de 2 horas apresentam pequenos acrscimos na remoo de slidos suspensos e da DBO. Sendo ento usual o tempo de deteno de 2 horas.

Soluo

(m3/dia)

= 21 m3/hora

O decantador a ser calculado, ser de rea quadrada, tipo Dortmund

rea superficial do decantador:

Como quadrado:

= 4,5 m

Volume do decantador: funo do tempo de deteno

V = Qmdio x tempo de deteno

V = 21 m3/hora x 2,5 horas = 52,5 m3

Volume da parte superior:

Altura admitida para a parte superior = 1,30 m

Volume da parte superior = 20 x 1,30 = 26 m3

Volume da parte inferior:

52,5 26 = 26,5 m3

Por questes construtivas, a parte inferior ter forma de tronco de pirmide, sendo a base maior igual a seo do decantador e a menor com 0,60 m de lado.

Clculo da altura do tronco da pirmide:

V = .....onde .SB: rea da base maior; Sb: rea da base menor

H = 3,5 m

O ngulo das paredes do tronco de pirmide com a horizontal ser de 61. (recomendado 60.)

Velocidade de ascenso no decantador:

(zona do paralelogramo)

Exerccios propostos: (entregar at P4) Dimensionar:

a) Uma grade;

b) Uma caixa de areia

c) Uma caixa de gordura

Dados: Vertedor Parshall de G = 3 (Consultar Tabela 4.5 da aula anterior) Qmx = 42,5 L/s

Qmdio = 34,4 L/s

Qmn = 27,4 L/s

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