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Licenciatura de Engenharia do Ambiente – Ramo Sanitária Cadeira de Projecto de Estação de Tratamento de Águas Residuais

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Memória Descritiva

Autores:

Joana Santos Ricardo Anastácio Rita Eleutério

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Monte de Caparica, 7 de Maio de 2004

FICHA TÉCNICA

Joana Santos, Nº 10769 Ricardo Anastácio, Nº 11099 Rita Eleutério, Nº 8354

Estudo Prévio da Estação de Tratamento de Águas Residuais de Tábuas

Memória descritiva 1

ÌNDICE

1. PROCESSO ...............................................................................................................................................3 1.1. INTRODUÇÃO .................................................................................................................................. 3 1.2. SUMÁRIO EXECUTIVO................................................................................................................... 3 1.3. CARACTERIZAÇÃO DA ÁREA EM ESTUDO............................................................................... 3

1.3.1. CARACTERIZAÇÃO FÍSICA...................................................................................................... 4 2. BASES GERAIS DE DIMENSIONAMENTO .......................................................................................4

2.1. HORIZONTE DE PROJECTO ........................................................................................................... 4 2.2. CONDIÇÕES DE DIMENSIONAMENTO DA ETAR...................................................................... 5

2.2.1. POPULAÇÃO ............................................................................................................................. 5 2.2.2. CAUDAIS.................................................................................................................................... 5 2.2.3. QUALIDADE DA ÁGUA RESIDUAL AFLUENTE .................................................................... 6 2.2.4. QUALIDADE DA ÁGUA RESIDUAL EFLUENTE .................................................................... 7

3. SOLUÇÃO DE TRATAMENTO PROPOSTA ......................................................................................7 4. DESCRIÇÃO E DIMENSIONAMENTO DA ETAR ............................................................................8

4.1. FASE LÍQUIDA ................................................................................................................................. 8 4.1.1. TRATAMENTO PRELIMINAR ................................................................................................... 8

4.1.1.1. GRADAGEM....................................................................................................................................... 8 4.1.1.2. DESARENADOR ................................................................................................................................ 9 4.1.1.3. MEDIDOR DE CAUDAL ................................................................................................................. 10

4.1.2. TRATAMENTO PRIMÁRIO...................................................................................................... 10 4.1.3. TRATAMENTO BIOLÓGICO................................................................................................... 11

4.1.3.1. TANQUE DE AREJAMENTO.......................................................................................................... 11 4.1.3.2. DECANTADOR SECUNDÁRIO...................................................................................................... 12

4.2. FASE SÓLIDA ................................................................................................................................. 13 4.2.1. ESTAÇÃO ELEVATÓRIA DE LAMAS E ESCUMAS PRIMÁRIAS........................................... 13 4.2.2. ESTAÇÃO ELEVATÓRIA DE LAMAS SECUNDÁRIAS........................................................... 13 4.2.3. TANQUE DE HOMOGENEIZAÇÃO DE LAMAS.................................................................... 14 4.2.4. ESPESSADOR........................................................................................................................... 14 4.2.5. DIGESTÃO DE LAMAS............................................................................................................ 15

4.2.5.1. DIGESTOR........................................................................................................................................ 15 4.2.5.2. DOSEAMENTO DE CAL ................................................................................................................. 16 4.2.6. DESIDRATAÇÃO DE LAMAS........................................................................................................... 17

4.2.7. ESTAÇÃO ELEVATÓRIA DE ESCORRÊNCIAS E SOBRENADANTES.................................. 18 5. IMPLANTAÇÃO NO TERRENO.........................................................................................................19 6. PERFIL HIDRÁULICO .........................................................................................................................19 7. INFRA-ESTRUTURAS GERAIS DE APOIO......................................................................................19

7.1. SISTEMA DE “ BY – PASS” À ESTAÇÃO...................................................................................... 19 7.2. VIA DE ACESSO E ARRUAMENTOS INTERIORES ................................................................... 20 7.3. EDIFÍCIO DE EXPLORAÇÃO........................................................................................................ 20 7.4. ENERGIA ELÉCTRICA E REDE DE ÁGUA.................................................................................. 20

7.4.1. REDE DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA POTÁVEL.............................................................. 20 7.4.2. REDE PLUVIAL ....................................................................................................................... 20 7.4.3. REDE DE DRENAGEM DE ESGOTO SANITÁRIO E DE PROCESSO .................................. 21

7.5. ARRANJO PAISAGÍSTICO ............................................................................................................ 21 8. LISTA DE EQUIPAMENTOS...............................................................................................................21 9. ANÁLISE TECNO -ECONÓMICA ......................................................................................................21



9.1. CUSTOS DE INVESTIMENTO EM CAPITAL FIXO .................................................................... 22 9.2. CUSTOS DE EXPLORAÇÃO.......................................................................................................... 22

10. BIBLIOGRAFIA ...................................................................................................................................22 ANEXOS ......................................................................................................................................................23

ANEXO I – BALANÇO DE MASSAS .......................................................................................................... 23 ANEXO II – DIMENSIONAMENTO DOS COLECTORES DE AR PARA A OBRA DE ENTRADA ........................ 27 ANEXO III – DIMENSÕES DO CANAL DE PARSHALL................................................................................ 29 ANEXO IV – LISTA DE EQUIPAMENTOS .................................................................................................... 30 ANEXO V - CUSTOS TOTAIS ANUAIS ......................................................................................................... 31 ANEXO VI - CUSTOS DE INVESTIMENTO DE CONSTRUÇÃO CIVIL E EQUIPAMENTOS .................................. 32 ANEXO VII - CUSTOS DE EXPLORAÇÃO. ................................................................................................... 34

ÌNDICE DE DESENHOS DESENHO 1- Diagrama Linear DESENHO 2- Implantação/Planta DESENHO 3- Planta de Circuitos DESENHO 4- Perfil Hidráulico DESENHO 5- Pormenor do Decantador Primário, Planta e Cortes



1. PROCESSO

1.1. INTRODUÇÃO Pretende-se neste estudo elaborar uma proposta com o objectivo depromover a concepção e construção da Estação de Tratamento de Águas Residuais (ETAR) de Tábuas, através de um processo de lamas activadas em média carga. Este Estudo Prévio da ETAR contemplará a caracterização física da área em estudo, a memória descritiva e justificativa, e a análise técnico-económica. Apresentam-se em anexo os desenhos relativos ao diagrama linear, à planta de implantação sobre planta cotada, à planta de circuitos, ao perfil hidráulico e ao pormenor do decantador primário.

1.2. SUMÁRIO EXECUTIVO O sistema de tratamento biológico de lamas activadas em média carga apresentou-se como solução eficiente relativamente ao tratamento das águas residuais produzidas pela população estipulada, permitindo o cumprimento dos valores exigidos pela Legislação Portuguesa relativamente à qualidade da água de uma zona não sensível. O dimensionamento dos órgãos que compõem os sistemas de tratamento foi feito de acordo com critérios presentes na bibliografia consultada, tais como caudais, volumes, cargas, concentrações, cargas hidráulicas, cargas volumétricas, relações F/M e idade das lamas. Após a escolha da zona de instalação da ETAR e modelação do respectivo terreno, procedeu-se à disposição e implantação dos órgãos, por forma a calcular áreas de limpeza, volumes de escavação e de aterro, movimentos de terras, volumes de betão, áreas de arruamentos e vedação necessários. O custo relativo a estes factores, e ainda, o relativo ao equipamento, estão associados ao custo de investimento em capital fixo, sendo apresentados em anexo juntamente com as estimativas de custos de exploração da ETAR. Está prevista a entrada em serviço da estação, no ano de 2006, tendo-se fixado um horizonte de projecto de 15 anos.

1.3. CARACTERIZAÇÃO DA ÁREA EM ESTUDO A implantação da estação será feita num local que apresenta uma inclinação do terreno que facilita a preparação do mesmo para o início da construção, permitindo também um escoamento gravítico da fase líquida durante o tratamento e na saída da estação para o meio receptor. A última caixa de visita da rede de drenagem de águas residuais localiza-se à cota de soleira de 229,39m, a 47,54m da obra de entrada. O meio receptor, apresenta um nível de máxima cheia de 224m, ou seja 2 metros abaixo da cota mais desfavorável do terreno. O caudal médio diário de estiagem é cerca de 10 vezes superior ao caudal médio diário previsto para o ano de horizonte de projecto, promovendo um elevado grau de diluição das matérias poluentes que possam ainda sair da estação.



1.3.1. CARACTERIZAÇÃO FÍSICA Para a caracterização climática da área em estudo, foram consultados os dados meteorológicos, no Atlas do Ambiente e no INAG. A sua importância é relevante para a elaboração de um projecto de estação de tratamento de águas, uma vez que pode condicionar o sistema de tratamento biológico adoptado, bem como a descarga do efluente final no meio receptor. Os parâmetros climatológicos mais significativos resumem-se no quadro abaixo:

Quadro I - Parâmetros climatológicos da zona de Tábuas Insolação (h/ano) 2300-2400 Precipitação (mm) 700-800

Temperatura do ar (ºC) 12,5-15,0 Humidade (%) 75-80

Velocidade do vento (m/s) 0,4 Pela análise dos parâmetros conclui-se que as características físicas desta localidade são de um modo geral favoráveis à eficiência das operações unitárias e à aplicação de tratamento biológicos. Os parâmetros como a velocidade do vento e a humidade poderiam afectar o impacto de maus cheiros e odores da estação. No entanto, este facto não é temível, visto que, os valores obtidos para a zona em questão não são suficientemente elevados para ser necessário implementar medidas preventivas.Apesar dos valores de precipitação não serem baixos não se prevêem problemas de exploração. A temperatura média está dentro de uma gama aceitável para os processos biológicos utilizados na estação; o seu valor demasiado baixo poderia resultar, pelo contrário, na exigência de órgãos de volumetria maior, devido a um metabolismo mais baixo dos microrganismos envolvidos na depuração.

2. BASES GERAIS DE DIMENSIONAMENTO

2.1. HORIZONTE DE PROJECTO O arranque da exploração da estação de tratamento está prevista para o ano 2006, admitindo-se que o período de tempo que decorre desde a aprovação até à execução da obra é de cerca de 2 anos. A ETAR cessará o seu funcionamento em 2021, tendo sido fixado um Horizonte de Projecto de 15 anos, admitindo-se que durante esse período, a instalação evidenciará um bom nível de funcionamento.



2.2. CONDIÇÕES DE DIMENSIONAMENTO DA ETAR De seguida, indicam-se as condições de afluência á ETAR, em termos de população equivalente, caudais e cargas poluentes.

2.2.1. POPULAÇÃO A população no primeiro ano de funcionamento da ETAR é de 11000 habitantes, população esta que aumenta para 12100 habitantes no ano de horizonte de projecto, tendo-se admitido um crescimento populacional linear ao longo dos 15 anos.

2.2.2. CAUDAIS Para a determinação dos caudais de dimensionamento, considerou-se uma capitação para o ano zero de 150 l/hab.dia e para o ano horizonte de projecto de 180 l/hab.dia. Pelo DL 23/95 do artigo nº122, optou-se por um coeficiente de afluência à rede de 0.8, estando este valor no intervalo permitido entre 0,7-0,9. Esta escolha fundamentou-se tendo em consideração possíveis perdas e evaporações de água na rede de drenagem. A partir da população estipulada calculou-se o factor de ponta. Sendo este 2,07 para o ano zero e 2,05 para o ano horizonte de projecto. Como afluência significativa, obtiveram-se valores como 11,6 para o ano zero e 11,7 para o ano de horizonte de projecto. Considerando os elementos anteriores, populações, capitações e factores de ponta, resulta o cálculo dos caudais médio diário, infiltração, ponta e dimensionamento apresentados no Quadro II.

Quadro II - Estimativa dos caudais de projecto.

Parâmetros Ano 0 Ano HP Caudal médio diário (m3/d) 1320,00 1742,40 Caudal de infiltração (m3/d) 1320,00 1742,40 Caudal de cálculo (m3/d) 2640,00 3484,80 Caudal ponta (m3/d) 2735,14 3564,00 Caudal dimensionamento (m3/d) 4055,14 5306,40

Após a fase de estimativa de populações e caudais efectuou-se um balanço de massas apresentado no Anexo I, no qual se obtiveram os caudais de cálculo de 2708,3m3/d para o ano zero, e 3560 m3/d para o ano de horizonte de projecto.



2.2.3. QUALIDADE DA ÁGUA RESIDUAL AFLUENTE A caracterização das águas residuais deverá socorrer-se da informação obtida em campanhas de caracterização físico-químico-microbiológico, quando for possível de ser obtida. Assim, na falta de elementos que permitam caracterizar as águas residuais a depurar na ETAR de Tábuas, procedeu-se a uma estimativa das mesmas com base em valores típicos de capitação específica para os vários poluentes, a partir dos quais se fará o dimensionamento do esquema de tratamento. Apresentam-se em seguida as principais características estimadas para as águas residuais afluentes á ETAR:

1. As capitações específicas respectivas à população, adoptadas para os vários poluentes;

2. respeitam os valores típicos de um afluente doméstico, nomeadamente: 60g

CBO5/hab.dia; 90g CQO/hab.dia e 90g SST/hab.dia;

3. Admite-se que no afluente à ETAR os sólidos suspensos voláteis (SSV) representam cerca de 70% dos sólidos suspensos totais (SST);

4. A concentração de óleos/gorduras afluentes ao sistema não deverá ser superior

aos valores típicos de um efluente doméstico, ou seja , cerca de 100 mg/l;

5. As águas residuais afluentes à ETAR deverão apresentar um valor de pH próximo do neutro, não havendo, portanto, lugar ao seu acerto nas instalações de tratamento. Por outro lado, admite-se que a alcalinidade das águas residuais á ETAR não será inferior a 150mg/CaCO3/l;

6. Admite-se que a temperatura média das águas residuais afluentes á ETAR deverá

estar numa gama compreendida entre 15 e 18 ºC.

7. O facto das águas residuais afluentes apresentarem uma origem eminentemente doméstica, resulta no pressuposto de que as concentrações de substâncias que prejudicam e/ou inibem o tratamento por via biológica (metais pesados, fenóis, solventes, óleos e lubrificantes, etc.) são suficientemente baixas para permitir o correcto funcionamento do processo.

Quadro III - Características de qualidade da água residual afluente. Parâmetros Capitação (g/hab.dia) Concentração (mg/l) Carga (Kg/dia)

Ano 0 Ano HP Ano 0 Ano HP CBO5 60 25,00 20,83 660 726 CQO 90 37,50 32,25 990 1089 SST 90 37,50 32,25 990 1089



2.2.4. QUALIDADE DA ÁGUA RESIDUAL EFLUENTE A zona onde a ETAR irá descarregar a água tratada no meio receptor está classificada, pelo DecretoLei 152/97 de 19 de Junho como zona menos sensível, sendo obrigatória a remoção de CBO5, CQO e SST. A percentagem de remoção foi estabelecida através da escolha do valor mínimo possível, como opção no Quadro n.º 1 do referido decreto-lei, entre o valor máximo de concentração dos parâmetros CBO5, CQO e SST na água descarregada e a percentagem mínima de remoção dos mesmos. Pela metodologia referida, optou-se pelas seguintes percentagens de remoção para o ano zero e para o ano de horizonte de projecto, assim como as concentrações máximas para os diferentes parâmetros:

Quadro IV - Qualidade do efluente e eficiências necessárias no sistema de tratamento

Parâmetros Teores máximos Eficiências de remoção do sistema de (médios) (mg/l) tratamento (%)

Ano 0 Ano HP CBO5 25 70 70 CQO 125 66,7 60 SST 35 90 88,8

Segundo o Decreto Lei Nº152/97 de 19 de Junho, a ETAR pode descarregar as seguintes concentrações máximas:

Quadro V - Concentrações máximas dos parâmetros considerados Parâmetros Concentração (mg/l)

Ano 0 Ano HP CBO5 75 62,5 CQO 125 125 SST 37.5 35

3. SOLUÇÃO DE TRATAMENTO PROPOSTA O esquema de tratamento da fase líquida compreende as seguintes etapas e operações: 1. Tratamento Preliminar - Gradagem fina de limpeza automática; - Canal de “ by-pass” equipado com grade fina de limpeza manual; - Remoção de areias em desarenador em canal; - Medição de caudal, em canal de tipo “ Parshall” ; - Recirculação de sobrenadantes da fase sólida a jusante da obra de entrada;



2. Tratamento Primário - Decantação em decantador circular, com descarga de lamas por pressão hidrostática para uma estação elevatória de lamas primárias; 3. Tratamento Biológico: - Oxidação biológica por lamas activadas, de média carga, com mistura completa; - Decantação em decantador circular, com descarga de lamas por pressão hidrostática para uma estação elevatória de lamas secundárias; - Recirculação de lamas do decantador secundário ao tanque de lamas activadas e elevação de lamas em excesso; 4. Tratamento da Fase Sólida: - Mistura de lamas primárias e lamas biológicas em excesso, realizada em tanque de homogeneização e posterior elevação de lamas mistas para o espessador; - Espessamento de lamas mistas, em espessador gravítico, do tipo tronco-cónico; - Extracção e elevação de lamas espessadas para a digestão; - Digestão anaeróbia a frio das lamas espessadas, realizada em digestor de betão cilíndrico de fundo cónico, com mistura através de recirculação de lamas, por bombagem exterior; - Adição de suspensão de cal, com injecção nas tubagens de recirculação de lamas; - Desidratação por centrifugas com adição de polielectrólito. No Desenho 1 é apresentado o diagrama linear da ETAR.

4. DESCRIÇÃO E DIMENSIONAMENTO DA ETAR

4.1. FASE LÍQUIDA

4.1.1. TRATAMENTO PRELIMINAR

4.1.1.1. GRADAGEM As águas residuais são drenadas graviticamente através de um colector em PEAD DN 315, para a zona de início da Obra de Entrada. O dimensionamento dos colectores e das caixas de visita que transportam a água residual da última caixa de visita para a obra de entrada encontra-se no Anexo II. A água residual entra na caixa de recepção da obra de entrada, onde está localizado um descarregador rectangular de soleira delgada com contracção lateral, que descarrega a àgua residual para a câmara que antecede as grades. Nesta câmara, será instalada um descarregador regulável de emergência, que permite efectuar o “ by-pass” geral à estação e duas válvulas murais que dão acesso às grades manuais e automática, através de orificios verticais quadrados com contracção lateral.



Na Obra de Entrada, o afluente escoa através de uma grade fina de limpeza automática, sendo os gradados descarregados directamente para um contentor de colecta, colocado junto à grade, sendo posteriormente enviados para aterro sanitário. Em situações excepcionais, a grade automática poderá ser colocada fora de serviço, através da actuação das 2 válvulas murais previstas, situação em que as águas residuais se escoam pelo canal de “ by-pass” , equipado com grelha de limpeza manual, com barras afastadas de 15mm. As águas residuais são então conduzidas para o desarenador aonde serão removidos os restantes sólidos que poderão pôr em causa o bom funcionamento dos orgãos seguintes.

4.1.1.2. DESARENADOR A remoção de areias ocorre em dois desarenadores gravíticos dispostos paralelamente em canal com 7,66m de comprimento. As areias sedimentam no fundo sendo removidas manualmente. Um canal é “ by-pass” ao outro, entrando em funcionamento por meio de seccionamento em comportas, sendo utilizado aquando da limpeza e manutenção do outro canal. Foi previsto um órgão com capacidade para tratar o caudal máximo expectável para o ano horizonte 2021. O canal foi dimensionado de acordo com o canal de Parshall. Em vez de ser utilizado um canal trapezoidal, que é a secção prática de um canal de secção parabólica, para a qual é dimensionado o desarenador, de modo a que a velocidade se mantenha constante, utilizou-se um canal rectangular por meio de um artificio de cálculo (Curso de Especialização em Engenharia Sanitária, STAE1, 1980). Na entrada do canal de Parshall, calculou-se um desnível do canal em relação ao canal do desarenador de 12 cm. As características dimensionais de cada canal são as seguintes:

Quadro VI - Dimensões do desarenador Comprimento (m) 7,1 Largura (m) 1,10 Altura (m) 0,80 Área (m2) 7,74 Volume (m3) 6,19

As condições de funcionamento deste órgão de tratamento são as seguintes:

Quadro VII - Condições de funcionamento do desarenador Altura máxima (m) 0,315 Altura mínima (m) 0,189

Velocidade de atravessamento (m/s) 0,3 Velocidade de sedimentação (m/s) 0,021

Tempo de sedimentação (s) 16,21



Em relação à remoção de areias, calculou-se que diariamente se retiraram 0.26 m3/d de areia, correspondendo este volume a uma capitação de 50L areia / 1000m3 água residual.

4.1.1.3. MEDIDOR DE CAUDAL No canal Parshal, instalar-se-á um medidor de caudal, do tipo electromagnético, com uma gama de medição adequada aos caudais em questão (0 - 1200 m³/h). Para a definição geométrica deste canal calcularam-se caudais máximo (caudal de dimensionamento no ano de horizonte de projecto) e mínimo (caudal médio no ano zero) e consultou-se a literatura optando-se por um canal Parshall de 6” , sendo as suas dimensões apresentadas no Quadro seguinte e no Anexo III.

Quadro VIII - Dimensões do descarregador Parshall.

Caudal de ponta (hp) (L/s) 61,42 Parshall (") 6 (mm) 152,4 Caudal máximo (m^3/s) 111,00 Caudal mínimo (m^3/s) 1,50 K 0,3812 u 1,58 Largura do descarregador em h (mm) 264,6 H (m) 0,315 h’ – com 60% de submergência (m) 0,190

Após o canal Parshall encontra-se a câmara de saída do efluente para o decantador primário em conduta de ferro fundido dúctil DN 250, e a entrada de recirculação de sobrenadantes da fase sólida em conduta de ferro fundido dúctil DN125. Está também previsto o “ by-pass” ao decantador primário mediante um sistema de comportas. Na última caixa de visita é colectada a água residual proveniente do edifício de exploração

4.1.2. TRATAMENTO PRIMÁRIO Na sequência do tratamento preliminar, as águas residuais são conduzidas até ao decantador primário numa conduta de ferro fundido dúctil DN 250. Este órgão, munido de pontes raspadoras de fundo e de superfície, de tracção periférica, possui as características seguintes:



Quadro IX- Dimensões do decantador primário Diâmetro útil (m) 12,00

Área (m2) 113,10 Volume (m3) 226,19

Inclinação do fundo 8% Altura da zona cónica (m) 0,52

Volume da zona cónica (m3) 23,01 Altura da zona cilíndrica (m) 1,83

Volume da zona cilíndrica (m3) 242,46 Altura total (m) 2,35

E assegura as seguintes condições de funcionamento:

Quadro X - Condições de funcionamento do decantador primário para o ano HP Caudal Dimensionamento (m3/h) 221,1 Carga hidráulica (m3/m2.h) 1,7 Tempo de retenção (h) 1,20 Taxa de descarga (m3/m.h) 5,41

O efluente decantado é recolhido numa caleira periférica e conduzido através de uma tubagem em de ferro fundido dúctil DN 250 ao reactor biológico. As escumas removidas à superfície, são encaminhadas através de uma tubagem em aço DN125 à estação elevatória de lamas primárias. O decantador primário possui uma eficiência de remoção de SST de 50%, pelo que são produzidos diariamente 626,35 kg de lamas primárias. As lamas afluirão por pressão hidrostática à estação elevatória de lamas primárias, que por meio de um grupo de 2 (1+1) electrobombas, serão enviadas para o tanque de homogeneização de lamas, promovendo-se neste último a sua mistura com as lamas secundárias. No Desenho 5 encontra-se o pormenor do decantador primário em planta e corte.

4.1.3. TRATAMENTO BIOLÓGICO

4.1.3.1. TANQUE DE AREJAMENTO O tratamento biológico consistirá num sistema de lamas activadas em média carga. Atendendo às solicitações de tratamento exigidas, as características dimensionais do tanque de arejamento são seguintes:



Quadro XI - Dimensões do tanque de arejamento

Comprimento (m) 21,0 Largura (m) 10,5

Altura (m) 3,5 Área (m2) 220,5

Volume (m3) 771,8 O sistema de arejamento será efectuado por meio 2 agitadores com uma potência de 14,5 kW cada um, e valor mínimo de oxigénio a garantir de 2 kg O2/s. As condições de funcionamento são as seguintes:

Quadro XII – Condições de funcionamento do tanque de arejamento para o ano HP

Caudal médio afluente (m3/h) 148,33 Cargas afluentes:

- CBO5 (kg CBO5/d) 605,9 - SST (kg SST/ d) 626,3

Cargas efluentes: - CBO5 (kg CBO5/d) 222,50

- SST (kg SST/ d) 124,60 Carga volúmica (kg CBO5/m3.dia) 0,8

Tempo de retenção (h) 3,57 O efluente é conduzido para o decantador secundário através de uma conduta de ferro fundido dúctil DN250.

4.1.3.2. DECANTADOR SECUNDÁRIO O decantador secundário, que finaliza a fase líquida do processo de tratamento da água, é do tipo circular, com alimentação central, equipado com ponte raspadora de lamas e terá as seguintes características:

Quadro XIII- Dimensões do decantador secundário Diâmetro útil (m) 17,00

Área (m2) 226,98 Volume (m3) 567,45






E assegura as seguintes condições de funcionamento:

Quadro XIV - Condições de funcionamento do decantador secundário para o ano HP

Caudal Dimensionamento (m3/h) 221,1 Carga hidráulica (m3/m2.h) 1 Tempo de retenção (h) 2,57

Taxa de descarga (m3/m.h) 4,14 O efluente decantado é recolhido na caleira periférica do decantador e conduzido através de uma tubagem de PEAD DN250 ao meio receptor. Considerou-se que são produzidos 0,9 kg de SST por kg de CBO5 removido. Assim, são produzidos diariamente 345,04 kg de lamas secundárias que afluirão por pressão hidrostática, em tubagem de aço DN150 à estação elevatória de lamas secundárias. Uma fracção das lamas será recirculada para a entrada do tanque de arejamento em tubagem de ferro fundido dúctil DN200 equipada com medidor de caudal electromagnético, e as lamas em excesso serão encaminhadas para o tanque de homogeneização de lamas através de uma conduta de ferro fundido dúctil DN150. As escumas removidas à superfície dos decantadores são encaminhadas para a estação elevatória de lamas secundárias.

4.2. FASE SÓLIDA

4.2.1. ESTAÇÃO ELEVATÓRIA DE LAMAS E ESCUMAS PRIMÁRIAS Nesta estação afluem as lamas e escumas provenientes graviticamente do decantador primário por uma tubagem em aço DN125. Através de um grupo de 2 (1+1) electrobombas submersíveis com um caudal unitário de 31,32 m3/d e uma capacidade de bombagem de 5,2 m3/d, é possível a elevação destas lamas até ao tanque de homogeneização. A potência unitária necessária é de 0,82 kW ao que corresponde um gasto de energia de 297,7 kWh/ano. Estas bombas encontram-se devidamente instaladas num poço de bombagem de 1,74m de profundidade com 1,5m de comprimento e 2m de largura. A câmara de válvulas que permite o seccionamento e retenção do líquido encontra-se juntamente ao poço de bombagem, tendo como dimensões, 1m de profundidade, 1,2m de comprimento e 1,2m de largura.

4.2.2. ESTAÇÃO ELEVATÓRIA DE LAMAS SECUNDÁRIAS A constituição e dimensões desta estação elevatória são semelhantes á estação elevatória de lamas e escumas primárias. No entanto, esta estação elevatória tem como função, não só a bombagem de lamas para o tanque de homogeneização, mas também garantir a recirculação de lamas biológicas para o tanque de arejamento.



Assim, a recirculação de lamas é conseguida por 1 (1+1) grupos de electrobombas submersíveis, com o caudal unitário de 63,57 m3/h, tendo em conta que no máximo se poderá recircular 150% de caudal médio diário afluente á estação. A recirculação é feita por uma tubagem de ferro fundido dúctil DN200, de modo a que a velocidade máxima esteja dentro dos limites possíveis. Quanto às lamas em excesso, a sua elevação é efectuada por uma tubagem em ferro fundido dúctil DN150 para o tanque de homogeneização através de 1 (1+1) grupo electrobomba submersíveis, com o caudal unitário de 43,13 m3/d e uma capacidade de bombagem de 7,1 m3/d . A potência necessária para esta elevação é de 2,2 kW, o que corresponde a um gasto de 803 kWh/ano.

4.2.3. TANQUE DE HOMOGENEIZAÇÃO DE LAMAS Este tanque tem como função promover a mistura de lamas; lamas e escumas provenientes do decantador primário e do decantador secundário. O tanque homogeneização de lamas tem as seguintes dimensões:

Quadro XV - Dimensões do tanque de homogeneização de lamas Comprimento (m) 2,1

Largura (m) 2,1 Altura (m) 3,0 Área (m2) 4,41

Volume (m3) 13,23 Assim, o poço de bombagem tem 3m de profundidade com 2,1m de comprimento e largura e a câmara de válvulas 1,8 m de profundidade, 2,0m de comprimento e 1,5m de lado. Será necessário fornecer uma potência de 0,07 kW para que o agitador promova uma homogeneização eficiente e evite que se formem depósitos ou estratificação das lamas antes do tratamento. A eficiência máxima considerada para este agitador é de 80%. Serão instalados 2 (1+1) grupos electrobomba submersíveis com uma capacidade bombagem de 12,4 m3/d para que, uma vez homogeneizadas, se processe a sua bombagem para o espessador através de uma tubagem de aço DN200. A potência necessária para esta elevação é de 5,0 kW, o que corresponde a um gasto de 1840 kWh/ano.

4.2.4. ESPESSADOR O espessador é gravítico, do tipo tronco-cónico e será equipado com ponte raspadora de fundo de accionamento central, descarregadores periféricos, caleira de recolha e tubagem de descarga de sobrenadantes. As características do espessador são as seguintes:



Quadro XVI - Dimensões do espessador gravítico Diâmetro útil (m) 4,5

Área (m2) 15,90 Volume (m3) 63,62




Considerando os caudais de lamas estimados tem-se:

Quadro XVIII - Condições de funcionamento do espessador para o ano HP Caudal de lamas mistas (m3/h) 3,10

Carga hidráulica (m3/m2.d) 4,68 Tempo de retenção (h) 20,51

Carga de sólidos (kg/m2.dia) 80 Concentração de lamas espessadas (kg/m3) 40

O caudal de sobrenadante estimado é de 52,59 m3/dia, para o ano de horizonte de projecto, sendo reintroduzido a jusante da obra de entrada, juntamente com o restante caudal sobrenadante da fase sólida. A extracção de lamas espessadas será realizada através de 2 (1+1) electrobombas de parafuso excêntrico, com uma capacidade de bombagem de 7,3 m3/d em conduta de aço DN100. A potência necessária para esta elevação é de 1,6 kW, o que corresponde a um gasto de 606,6 kWh/ano.

4.2.5. DIGESTÃO DE LAMAS

4.2.5.1. DIGESTOR

As lamas espessadas são bombadas para um digestor de betão cilíndrico de fundo cónico onde se processa a digestão a frio das lamas. O digestor tem as seguintes características dimensionais:



Quadro XVIII - Dimensões do digestor anaeróbio Diâmetro útil (m) 13,0

Área (m2) 132,73 Volume (m3) 1659,15

Inclinação do fundo 30º Altura da zona cónica (m) 3,75



Considerando que a quantidade de lamas produzidas, indicadas no balanço de massas (Anexo I), assumindo que 70% destas são sólidos voláteis e considerando ainda a destruição destes sólidos voláteis em 50%, ter-se-ão as seguintes condições de funcionamento do digestor:

Quadro XIX - Condições de funcionamento do digestor para o ano HP Caudal de lamas afluentes (m3/d) 21,86

Tempo de retenção (h) 60,73 Quantidade de SVT afluente ao digestor(kg/d SV) 611,98

Quantidade de lamas digeridas (kg /d) 305,99 Carga de sólidos para desidratação (kg/d) 253,10

A agitação e homogeneização da massa de lamas contida no digestor é garantida através da recirculação de lamas, por bombagem exterior, com entrada no digestor através de tubagem periférica de aço DN450, equipada com medidor de caudal electromagnético. A recirculação é feita por 2 (1+1) electrobombas de parafuso excêntrico, dimensionadas para o caudal total de recirculação de796,4 m3/h. Diariamente são produzidos 5,26 m3 de escorrências no digestor que serão enviadas em tubagem PVC DN 60 gravíticamente, para a estação elevatória de escorrências.

4.2.5.2. DOSEAMENTO DE CAL Para controlar o pH dentro do digestor, são injectados 30,60 kg/d de suspensão de cal na tubagem de recirculação de lamas. O doseamento é feito através de 2 (1+1) bombas doseadoras de parafuso excêntrico. A suspensão de cal é preparada a partir de cal hidratada em pó, em cuba provida de electroagitador localizada dentro do edifício de desidratação. A água utilizada para a preparação da suspensão, é água da rede pública armazenada numa cisterna adjacente ao edifício de exploração, sendo necessário 0,41 m3/d. O silo de armazenagem de cal para 917,96 kg/mês com as seguintes dimensões:



Quadro XX- Dimensões do silo da cal Diâmetro útil (m) 1,0

Área (m2) 0,38 Volume (m3) 0,76

Inclinação do fundo 30º Altura da zona cónica (m) 0,29



Assim como, uma cuba de preparação de leite de cal com um agitador com uma potência de 0,5 Kw, que gasta 365 Kw/ano, com as seguintes dimensões:

Quadro XXI - Dimensões do tanque de preparação do leite de cal Comprimento (m) 1,3

Largura (m) 1,3 Altura (m) 1,5 Área (m2) 1,6

Volume (m3) 2,5

4.2.6. DESIDRATAÇÃO DE LAMAS As lamas digeridas são extraídas através de 2 (1+1) grupos electrobomba de parafuso excêntrico com uma capacidade de bombagem de 1,99 m3/d, localizadas no interior do edifício de desidratação. A potência necessária é de 1,66 Kw, o que corresponde a um gasto de energia de 132,2 Kw/ano. A desidratação de lamas espessadas será realizada numa centrífuga. O processo de desidratação não é um processo continuo, sendo efectuado 5 dias por semana, 6 horas por dia. Assim, o caudal diário a tratar será de 5,85 m3/d, o que equivale a 428,38 kg/d de lamas a desidratar. As lamas a desidratar são previamente condicionadas com um polielectrólito, prevendo-se dosagens médias de 0,009 kg por kg de matéria seca. Apresentam-se seguidamente os cálculos justificativos do funcionamento do desidratador em serviço:

Quadro XXII - Condições de funcionamento do desidratador Lamas a desidratar:

- Sólidos (kg MS/d) 428,38 - Caudal (m3/d) 5,85

Dosagem de Polielectrólito (kg/kgMS) 0,009 Lamas Desidratadas por dia de trabalho:

- Concentração(kg/m3 ) 200 - Caudal (m3/d) 2,14



Para a preparação do polielectrólito será instalada uma unidade automática do tipo compacto, constituído por três cubas equipadas com electroagitador. A preparação de solução-mãe será efectuada com água da rede pública armazenada numa cisterna adjacente ao edifício de desidratação. O polielectrólito será doseado à concentração 5 kg/m3 através de 2 (1+1) bombas doseadoras com capacidade unitária de 0,7 m3/d o que corresponde a uma potência necessária de 0,015 Kw e um gasto de 11,25 Kw/ano. De seguida apresentam-se os parâmetros para uma a adição deste acondicionador.

Quadro XXIII - Condições de doseamento e armazenamento de polielectrólito Doseamento

Quantidade de polielectrólito média (kg/h) 0,64 Quantidade de polielectrólito máxima (kg/h) 0,86

Caudal poli a dosear média (m3/h) 0,13 Caudal poli a dosear máxima (m3/h) 0,17

Armazenamento Tempo de maturação (min) 45

Volume necessário para dosagem máxima (m3) 0,13 A solução de polielectrólito doseada, será diluída em linha, antes de ser injectada na tubagem de alimentação de lamas da centrífuga, até uma concentração da ordem de 0,1%. As lamas desidratadas serão acondicionadas em contentores e enviadas para agricultura.

4.2.7. ESTAÇÃO ELEVATÓRIA DE ESCORRÊNCIAS E SOBRENADANTES As escorrências e sobrenadantes provenientes do espessamento, digestão, e desidratação, juntar-se-ão nesta estação elevatória com o intuito de serem reintroduzidas novamente no sistema a montante do decantador primário, ainda na obra de entrada. Para o efeito será necessário fornecer uma potência de 1,19 kW 1 (1+1) grupo de bombas submersíveis para a elevação de um caudal de 75,39 m3/d, com uma capacidade de bombagem de 12,57 m3/d e um gasto anual de energia de 871 Kw. A caixa de bombagem de escorrências e sobrenadantes tem a seguintes dimensões:

Quadro XXIV - Dimensões do tanque de sobrenadantes Largura e Comprimento (m) 2,1

Altura (m) 3 Área (m2) 4,19

Volume (m3) 12,6



5. IMPLANTAÇÃO NO TERRENO Face aos declives dos terreno para a implantação da obra não se verificou a necessidade de prever a execução de apreciáveis volumes de escavação ou de aterro. As terras resultantes da escavação e abertura de valas ou fundações para a implantação de órgãos, prevê-se que sejam utilizadas para aterro de depressões naturais do terreno, construção de taludes e elevação do edifício de exploração. Não será no entanto, de excluir a possibilidade de conduzir terras soberantes a vazadouro ou necessidade de recorrer a terras de empréstimo. Tendo por base as características do terreno, considera-se ajustada ás condições locais a inclinação de 1,0/2,0 (V/H) nos taludes de aterro. A carta de implantação encontra-se no Desenho 2 e a planta de circuitos no Desenho 3.

6. PERFIL HIDRÁULICO No Desenho 4 encontra-se o perfil hidráulico da estação, com a indicação dos diferentes circuitos e cotas altimétricas dos órgãos. Os estudos que levaram à definição do perfil hidráulico foram desenvolvidos tendo em consideração: - A cota de chegada do colector de condução das águas residuais para a ETAR; - A cota da câmara inicial do emissário final (caleira de saída dos decantadores secundários), cujo valor foi fixado por forma a garantir o escoamento gravítico dos efluentes da ETAR para o meio receptor, tendo em consideração a cota de máxima cheia; - As perdas de carga nos diversos circuitos da instalação, correspondentes aos caudais máximos escoados, no ano horizonte de 2021, no que respeita às águas residuais a tratar; à recirculação do tanque de arejamento e à recirculação de lamas.

7. INFRA-ESTRUTURAS GERAIS DE APOIO

7.1. SISTEMA DE “BY – PASS” À ESTAÇÃO Considerando as necessidades de reparação ou manutenção dos órgãos existentes na linha de tratamento, previu-se a colocação de um sistema de “ by-pass” de controlo manual que conduza o efluente directamente para o meio receptor. O “ by-pass” pode também ser efectuado a jusante da obra de entrada, procedendo-se neste caso, unicamente, ao tratamento preliminar do afluente. Do mesmo modo, é ainda possível efectuar o “ by-pass” aos órgãos a jusante do tanque de arejamento, garantindo-se neste caso, não só o tratamento preliminar como também o tratamento primário do afluente. O sistema de “ by-pass” é sustentado por condutas de PEAD DN315.



7.2. VIA DE ACESSO E ARRUAMENTOS INTERIORES Está prevista a construção de uma via de acesso à instalação, que terá 5m de largura, com uma extensão de aproximadamente 35,5m. A inclinação relativa a este troço é de 2%, e para tal será necessária a construção de taludes ao longo deste acesso. Além deste arruamento, prevê-se também a construção de uma via de circulação interna, de 16 m a partir do portão, com 5m de largura, e uma extensão total de aproximadamente 153 m, que permite o acesso ao longo da estação. Devido à circulação de veículos no interior do recinto ocorrerá fundamentalmente para a recolha das lamas desidratadas no edifício de desidratação, e de gradados na obra de entrada, previram-se raquetes para facilitar a inversão de marcha destes veículos. Junto ao edifício de exploração encontra-se um estacionamento para 4 lugares.

7.3. EDIFÍCIO DE EXPLORAÇÃO O edifício terá 5m x 10m, sendo constituído por uma sala de comando geral, um refeitório, uma sala de arrumos, instalações sanitárias e um átrio.

7.4. ENERGIA ELÉCTRICA E REDE DE ÁGUA Toda a área da estação terá uma rede de distribuição de energia eléctrica, interior e exterior aos edifícios, bem como de uma distribuição adequada de postes de iluminação. Quanto ao edifício de exploração está prevista a instalação de telefone, abastecimento de água a partir da rede pública de rede de drenagem de águas residuais que irá desembocar através de uma ramal de ligação, por gravidade, à câmara a jusante obra de entrada.

7.4.1. REDE DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA POTÁVEL A rede exterior de água potável é constituída por uma conduta principal que alimenta o Edifício de Desidratação e uma cisterna adjacente ao Edifício Exploração de de lamas. Esta cisterna irá abastecer a água necessária para a lavagem da obra de entrada, preparação de polielectrólito, preparação da suspensão de cal e lavagem das centrifugas.

7.4.2. REDE PLUVIAL O recinto da ETAR, com uma área de 7420m2, não apresenta quaisquer problemas particulares no que diz respeito á sua drenagem.



A recolha e drenagem das águas pluviais provenientes dos arruamentos da estação, são realizadas através de valetas que percorrem os arruamentos e/ou de sumidouros localizados em pontos estratégicos. Os sumidouros, que recebem as águas provenientes das referidas valetas e as águas que escoam superficialmente pelos arruamentos, encontram-se associados a uma rede pluvial, com condutas de PVC DN250, que posteriormente descarrega no meio receptor.

7.4.3. REDE DE DRENAGEM DE ESGOTO SANITÁRIO E DE PROCESSO As águas residuais provenientes do edifício de exploração são conduzidas por gravidade para o final da Obra de Entrada, assim como as escorrências provenientes do poço de sobrenadantes do processo que são bombadas por uma electrobomba submersível.

7.5. ARRANJO PAISAGÍSTICO Optou-se pela implantação de uma estrutura verde não regada, através de um revestimento com prado de sequeiro, dado que a utilização prevista para o local não implica capacidades de carga que justifiquem o recurso ao emprego de rega ou de espécies mais resistentes, implicando um maior investimento e custos de manutenção acrescidos.

8. LISTA DE EQUIPAMENTOS A lista de equipamentos encontra-se no Anexo IV.

9. ANÁLISE TECNO -ECONÓMICA A análise económica da solução apresentada teve como base a aplicação de uma taxa de actualização de 3%, contemplando os custos de investimento em capital fixo (I.C.F.) e os custos de exploração (C.E). No Anexo V sintetizam-se os custos totais actualizados relativos ao sistema de tratamento considerado. Considerou-se que no Ano 0 só há custos de investimento e que nos estantes anos só há custos de exploração. Estima-se que o custo global da estação seja de cerca de 3,187 milhões de euros para um período de funcionamento de 15 anos. Admitindo-se uma evolução linear da população e da quantidade de água a tratar, efectuaram-se os cálculos dos encargos anuais por habitante e por m3 de água residual tratada, chegando-se a resultados de 0,05 �/hab.ano, 0,12 �/m3 respectivamente.



9.1. CUSTOS DE INVESTIMENTO EM CAPITAL FIXO O custo inicial de investimento em capital fixo corresponde ao investimento a realizar em termos de construção civil, nomeadamente movimentação de terras, implantação das infraestruturas de apoio, e aquisição de diverso material; juntamente com o investimento de equipamento necessários à execução e exploração da obra. Os custos relativos à conservação e manutenção do sistema foram determinados admitindo, por ano e em relação ao custo de investimento em capital fixo, um valor equivalente a aproximadamente de 1% para construção civil e 2 % para equipamento. O valor total relativo ao investimento inicial em capital fixo é de 1 071 141 euros. No Anexo VI são apresentados pormenorizadamente os custos de investimento de construção civil, assim como os custos com os equipamentos.

9.2. CUSTOS DE EXPLORAÇÃO O balanço de exploração da ETAR de Tábuas, corresponde aos consumos de água, reagentes, energia, transporte e mão-de-obra necessária para a correcta exploração do sistema de tratamento. Considera-se também os custos relativos à mão-de-obra que contemplam o vencimento anual do pessoal afecto à exploração da estação, assim como, o 14º mês, subsídio de férias e alimentação. O custo total de exploração estimado é de 168 433 euros/ano. No Anexo VII apresentam-se os custos relativos á determinação deste valor final de exploração.

10. BIBLIOGRAFIA Metcalf & Eddy – “ Wastewater Engeneering – Treatment Disposal Reuse” , Terceira Edição, McGraw-Hill, 1991; Lencastre, A. – “ Hidráulica Geral” , Edição do Autor, 1996; Direcção Geral dos Recursos Naturais, Ministério do Ambiente e Recursos Naturais, “ Manual de Saneamento Básico 2- Abastecimento de Águas e Esgoto” , Lisboa, 1991; Santana, F., “ Obra de Entrada” , Sistemas de Tratamento de àguas e Efluentes I, 2002 Centro Tecnológico, Direcção Geral de Saneamento Básico, “ Curso de Actualização em Engenharia Sanitária, Módulo 4, Tratamento de àguas Residuais – Lamas Activadas” , 1980.



ANEXOS

ANEXO I – Balanço de Massas

Quadro 1- Cálculo inicial e 1ª Iteração.

1ªIteração Valores Iniciais Ano 0 Ano HP Ano 0 Ano HP

Caudal de dimensionamento (m3/d) 2640,00 3484,8 2698,9 3549,6 Carga de CBO5 (Kg/d) 660,0 726,0 1118,7 1230,6 Carga de CQO (Kg/d) 990,0 1089,0 - - Carga de SST (Kg/d) 990,0 1089,0 724,4 796,8

Decantador Primário 1. Eficiência admitida % CBO5, 25 a 40 25 CQO, 25 a 40 25,00 SST, 50 a 70 50,00 2. Carga afluente (Kg/d) CBO5 660,0 726,0 724,4 796,8 CQO 990,0 1089,0 - - SST 990,0 1089,0 1118,7 1230,6 3. Lamas Concentração de lamas -2% (Kg/m3) 20 Caudal de lamas (m3/d) 24,75 27,23 27,97 30,77 4. Cargas removidas (Kg/d) CBO5 165 181,5 181,0916465 199,2014335 CQO 247,5 272,25 - - SST 495 544,5 559,366586 615,3057341

Reactor Biologico + Dec 2º 1. Cargas Cargas afluentes ao reactor biológico (Kg/d) CBO5 495,0 544,5 543,3 597,6 CQO 742,5 816,8 - - SST 495,0 544,5 559,4 615,3 Carga efluente (Kg/d) CBO5 198 217,8 202,4178607 221,8497101 CQO 330 435,6 337,3631012 443,6994202 SST 99 121,968 101,2089304 124,2358376 Carga a ser removida (Kg/d) CBO5 297,0 326,7 340,9 375,8 CQO 412,5 381,2 - - SST 396,0 422,5 458,2 491,1 2. Eficiência de remoção pretendida (%) CBO5 60,0% 60,0% 62,7% 62,9% CQO 55,6% 46,7% - - SST 80,0% 77,6% 81,9% 79,8% 3. Lamas em excesso( Kg SST / Kg CBO5 removido) 0,9 Quantidade de lamas (Kg/d) 267,30 294,03 306,77 338,18 Concentração de lamas-0,8% ( Kg/m3) 8 Caudal de lamas (m3/d) 33,41 36,75 38,35 42,27

Espessador 1. Afluente Caudal afluente (m3/d) 58,16 63,98 66,31 73,04 Cargas afluentes (Kg/d) SST 762,30 838,53 866,14 953,48 Admitindo Eficiência de retenção de SST 90% Concentração de lamas 4% (Kg/m3) 40 2. Lamas espessadas Quantidade lamas espessadas (Kg/d) 686,07 754,68 779,52 858,14 Caudal de lamas espessadas (m3/d) 17,15 18,87 19,49 21,45 3. Sobrenadante do espessador



Caudal (m3/d) 41,01 45,11 46,83 51,58 Quantidade SST (Kg/d) 76,23 83,85 86,61 95,35 Quantidade CQO (Kg/d) - - - - Quantidade CBO5 (Kg/d) 38,115 41,9265 43,30689784 47,67424328

Digestor Admitindo Remoção de matéria orgânica %SV, sendo SV=70% 50% Retenção de SST 95% Concentração de lamas digeridas-5% ( Kg/m3) 50 1. Lamas digeridas Quantidade de lamas digeridas (Kg/d) SST 685,42 754,03 778,87 857,49 Caudal de lamas digeridas (m3/d) 13,02 14,33 14,80 16,29 2. Sobrenadante no digestor Caudal de sobrenadante (m3/d) 4,13 4,54 4,69 5,16 Quantidade SST no sobrenadante (Kg/d) 34,27 37,70 38,94 42,87 Quantidade CBO5 no sobrenadante (Kg/d) 17,14 18,85 19,47 21,44 3.Concentrações no sobrenadante (g/l) SST 8,30 8,30 8,30 8,31 CQO - - - - CBO5 4,15 4,15 4,15 4,15

Desidratador Admitindo Nº de dias de funcionamento (dias/semana) 5 1. Afluente Caudal (m3/d) 18,23 20,06 20,72 22,81 Quantidade de SST (Kg/d) 911,61 1002,86 1035,90 1140,46 Admitindo Eficiência de retenção de sólidos 98% Concentração de lamas-20% (Kg/m3) 200 2. Lamas desidratadas Quantidade de lamas (Kg/d) 893,38 982,80 1015,18 1117,65 Caudal (m3/d) 4,47 4,91 5,08 5,59 3. Escorrências da desidratação Caudal (m3/d) 13,77 15,14 15,64 17,22 Quantidade de SST (Kg/d) 18,23 20,06 20,72 22,81 Quantidade de CBO5 (Kg/d) 9,12 10,03 10,36 11,40

Totais a adicionar Caudal (m3/d) 58,90 64,80 67,16 73,97 Carga de SST (Kg/d) 128,73 141,61 146,28 161,03 Carga de CBO5 (Kg/d) 64,37 70,81 73,14 80,52

Erro de Fecho Caudal (m3/d) 12,29% 12,40% Carga de CBO5 (Kg/d) 11,99% 12,06% Carga de SST (Kg/d) 11,99% 12,06%



Quadro 2 - Cálculo da 2ª e 3ªIteração.

2ºIteração 3ºIteração Valores Iniciais Ano 0 Ano HP Ano 0 Ano HP

Caudal de dimensionamento (m3/d) 2707,2 3558,8 2708,3 3560,0 Carga de CBO5 (Kg/d) 1136,3 1250,0 1138,7 1252,7 Carga de CQO (Kg/d) - - - - Carga de SST (Kg/d) 733,1 806,5 734,3 807,8

Decantador Primário 1. Eficiência admitida % CBO5, 25 a 40 25 CQO, 25 a 40 25,00 SST, 50 a 70 50,00 2. Carga afluente (Kg/d) CBO5 733,1 806,5 734,3 807,8 CQO - - - - SST 1136,3 1250,0 1138,7 1252,7 3. Lamas Concentração de lamas -2% (Kg/m3) 20 28,41 31,25 Caudal de lamas (m3/d) 4. Cargas removidas (Kg/d) CBO5 183,2844446 201,6289929 183,5829328 201,9615678 CQO - - - - SST 568,1377782 625,0159716 569,3317311 626,3462711

Reactor Biologico + Dec 2º 1. Cargas Cargas afluentes ao reactor biológico (Kg/d) CBO5 549,9 604,9 550,7 605,9 CQO - - - - SST 568,1 625,0 569,3 626,3 Carga efluente (Kg/d) CBO5 203,0368704 222,422896 203,1210779 222,501376 CQO 338,3947839 444,845792 338,5351298 445,002752 SST 101,5184352 124,5568218 101,560539 124,6007706 Carga a ser removida (Kg/d) CBO5 346,8 382,5 347,6 383,4 CQO - - - - SST 466,6 500,5 467,8 501,7 2. Eficiência de remoção pretendida (%) CBO5 63,1% 63,2% 63,1% 63,3% CQO - - - - SST 82,1% 80,1% 82,2% 80,1% 3. Lamas em excesso( Kg SST / Kg CBO5 removido) 0,9 Quantidade de lamas (Kg/d) 312,13 344,22 312,86 345,04 Concentração de lamas-0,8% ( Kg/m3) 8 Caudal de lamas (m3/d) 39,02 43,03 39,11 43,13

Espessador 1. Afluente Caudal afluente (m3/d) 67,42 74,28 67,57 74,45 Cargas afluentes (Kg/d) SST 880,27 969,23 882,20 971,39 Admitindo Eficiência de retenção de SST 90% Concentração de lamas 4% (Kg/m3) 40 2. Lamas espessadas Quantidade lamas espessadas (Kg/d) 792,25 872,31 793,98 874,25 Caudal de lamas espessadas (m3/d) 19,81 21,81 19,85 21,86 3. Sobrenadante do espessador Caudal (m3/d) 47,62 52,47 47,73 52,59 Quantidade SST (Kg/d) 88,03 96,92 88,22 97,14 Quantidade CQO (Kg/d) - - - - Quantidade CBO5 (Kg/d) 44,01362976 48,4616823 44,10983398 48,56956328



Digestor Admitindo Remoção de matéria orgânica %SV, sendo SV=70% 50% Retenção de SST 95% Concentração de lamas digeridas-5% ( Kg/m3) 50 1. Lamas digeridas Quantidade de lamas digeridas (Kg/d) SST 791,60 871,66 793,33 873,60 Caudal de lamas digeridas (m3/d) 15,04 16,56 15,07 16,60 2. Sobrenadante no digestor Caudal de sobrenadante (m3/d) 4,77 5,25 4,78 5,26 Quantidade SST no sobrenadante (Kg/d) 39,58 43,58 39,67 43,68 Quantidade CBO5 no sobrenadante (Kg/d) 19,79 21,79 19,83 21,84 3.Concentrações no sobrenadante (g/l) SST 8,30 8,31 8,30 8,31 CQO - - - - CBO5 4,15 4,15 4,15 4,15

Desidratador Admitindo Nº de dias de funcionamento (dias/semana) 5 1. Afluente Caudal (m3/d) 21,06 23,19 21,10 23,24 Quantidade de SST (Kg/d) 1052,82 1159,31 1055,12 1161,89 Admitindo Eficiência de retenção de sólidos 98% Concentração de lamas-20% (Kg/m3) 200 2. Lamas desidratadas Quantidade de lamas (Kg/d) 1031,77 1136,12 1034,02 1138,65 Caudal (m3/d) 5,16 5,68 5,17 5,69 3. Escorrências da desidratação Caudal (m3/d) 15,90 17,51 15,93 17,54 Quantidade de SST (Kg/d) 21,06 23,19 21,10 23,24 Quantidade de CBO5 (Kg/d) 10,53 11,59 10,55 11,62

Totais a adicionar Caudal (m3/d) 68,28 75,22 68,43 75,39 Carga de SST (Kg/d) 148,66 163,69 148,99 164,06 Carga de CBO5 (Kg/d) 74,33 81,85 74,49 82,03

Erro de Fecho Caudal (m3/d) 1,64% 1,67% 0,22% 0,23% Carga de CBO5 (Kg/d) 1,61% 1,63% 0,22% 0,22% Carga de SST (Kg/d) 1,61% 1,63% 0,22% 0,22%

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98



Quadro 4 - Relações hidráulicas das secções circulares.

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0,001 0,025 0,12 0,065 0,400 0,499 0,79 0,999

0,005 0,058 0,20 0,151 0,420 0,513 0,81 1,016

0,010 0,075 0,26 0,192 0,440 0,525 0,82 1,030

0,015 0,088 0,29 0,223 0,460 0,539 0,83 1,047

0,020 0,101 0,31 0,255 0,480 0,553 0,84 1,064

0,025 0,114 0,33 0,288 0,500 0,566 0,85 1,078

0,030 0,126 0,36 0,315 0,520 0,579 0,86 1,091

0,035 0,138 0,38 0,343 0,540 0,592 0,87 1,104

0,040 0,150 0,40 0,372 0,560 0,605 0,88 1,116

0,050 0,171 0,43 0,418 0,580 0,618 0,89 1,126

0,060 0,189 0,46 0,458 0,600 0,630 0,90 1,136

0,070 0,204 9,48 0,492 0,620 0,642 0,91 1,146

0,080 0,219 0,50 0,522 0,660 0,666 0,93 1,165

0,090 0,234 0,52 0,556 0,700 0,690 0,95 1,180

0,100 0,248 0,54 0,584 0,750 0,726 0,97 1,198

0,120 0,270 0,57 0,628 0,800 0,760 0,98 1,210

0,140 0,291 0,59 0,666 0,820 0,774 0,99 1,213

0,160 0,310 0,62 0,704 0,840 0,787 1,00 1,215

0,180 0,329 0,64 0,738 0,860 0,800 1,01 1,216

0,200 0,347 0,66 0,767 0,880 0,813 1,01 1,216

0,220 0,364 0,67 0,798 0,900 0,826 1,02 1,216

0,240 0,381 0,69 0,826 0,920 0,840 1,02 1,215

0,260 0,398 0,71 0,853 0,940 0,855 1,02 1,212

0,280 0,413 0,72 0,877 0,960 0,870 1,03 1,207

0,300 0,428 0,73 0,901 0,980 0,890 1,03 1,198

0,320 0,443 0,74 0,921 1,000 0,910 1,03 1,184

0,340 0,457 0,76 0,941 1,020 0,930 1,03 1,168

0,360 0,471 0,77 0,961 1,030 0,950 1,03 1,144

0,380 0,485 0,78 0,980 1,040 0,975 1,02 1,106



ANEXO III – Dimensões do Canal de Parshall

Figura 1- Representação esquemática do Parshall.

Quadro 1- Dimensões do Parshall (mm).

l A a b c S E d G K M N P R X Y 152,4 621 414 610 394 397 610 305 610 76 305 114 902 406 51 76



Anexo IV – Lista de Equipamentos

Quadro 1- Lista de bombas.

De Para Tipo de Bomba

Nºde Bombas

Rend. Bomba

P. Esp (N/m3)

Caudal (m3/d)

Bombagens

por dia

Tempo (min)

Bombagem

Funcionament

o (h/dia)

Caudal p/Bombado (m3/d)

Potência

(kw)

Energia (kwh/ano)

EE Lamas Primarias

Tanque Homogeneiza

ção

Electrobomba submersível 2 0,4 10000 31,32 6 10 1 5,22 0,82 297,68

EE Lamas Secundárias

Tanque Homogeneiza

ção

Electrobomba submersível 2 0,4 10000 43,13 6 10 1 7,19 2,20 803,53

Tanque Homogeneiza

ção Espessador Electrobomba

submersível 2 0,4 10000 74,45 6 10 1 12,41 5,04 1839,87

Espessador Digestor Parafuso Excêntrico 2 0,4 10000 21,86 3 20 1 7,29 1,66 606,63

Digestor Ed. Desidratação

Parafuso Excêntrico 2 0,4 10000 5,99 3 5 0,25 2,00 1,45 132,15

Poço Sobrenadante

s Obra Entrada Electrobomba

submersível 2 0,5 10000 75,39 6 20 2 12,57 1,19 871,43

Recirculação Lamas Electrobomba

submersível 2 0,4 10000 1525,72 18 60 18 84,76 3,23 21231,40

Recirculação Digestor Parafuso

Excêntrico 2 0,4 10000 15927,87 20 60 20 796,39 87,94 641926,54

Bomba Polielectrólito Volumétrica 1 0,5 10000 4,11 6 20 2 0,69 0,02 11,26

Quadro 2- Lista de agitadores.

Agitadores Número de agitadores

Rendimento da Bomba

P. Esp (W/m3)

Funcionamento (horas/dia)

Potência (kw)

Energia (kwh/ano)

Tanque de arejamento 2 0,8 25 24 29 254040

Preparação de leite de cal 1 2 0,25 365



Anexo V - Custos totais anuais

Quadro 1- Custos totais actualizados relativos ao sistema de tratamento considerado.

Ano

População (hab.ano)

Caudais (m3/ano)

Custos de Investimento

Custos de Exploração

ICF+CE

Factor de actualização

Custos actualizados

2005 1.071.141,04 � 1.071.141,04 � 1 1.071.141,04 �

2006 4015000 1480126,10 168.432,86 � 168.432,86 � 0,971 163.527,05 �

2007 4043679 1512748,24 168.432,86 � 168.432,86 � 0,943 158.764,13 �

2008 4072357 1545370,37 168.432,86 � 168.432,86 � 0,915 154.139,93 �

2009 4101036 1577992,51 168.432,86 � 168.432,86 � 0,888 149.650,42 �

2010 4129714 1610614,64 168.432,86 � 168.432,86 � 0,863 145.291,67 �

2011 4158393 1643236,78 168.432,86 � 168.432,86 � 0,837 141.059,87 �

2012 4187071 1675858,91 168.432,86 � 168.432,86 � 0,813 136.951,33 �

2013 4215750 1708481,05 168.432,86 � 168.432,86 � 0,789 132.962,46 �

2014 4244429 1741103,19 168.432,86 � 168.432,86 � 0,766 129.089,77 �

2015 4273107 1773725,32 168.432,86 � 168.432,86 � 0,744 125.329,87 �

2016 4301786 1806347,46 168.432,86 � 168.432,86 � 0,722 121.679,49 �

2017 4330464 1838969,59 168.432,86 � 168.432,86 � 0,701 118.135,42 �

2018 4359143 1871591,73 168.432,86 � 168.432,86 � 0,681 114.694,59 �

2019 4387821 1904213,86 168.432,86 � 168.432,86 � 0,661 111.353,97 �

2020 4416500 1936836,00 168.432,86 � 168.432,86 � 0,642 108.110,65 �

2021 4416500 1936836,00 168.432,86 � 168.432,86 � 0,623 104.961,79 �

TOTAL 67652750 27564051,75 3.186.843,44 �



Anexo VI - Custos de investimento de construção civil e equipamentos

Quadro 1- Custos de investimento de construção civil e equipamentos.

CONSTRUÇÃO CIVIL Custo unitário Quantidade Custo total Estaleiro 65.000,00 � / unidade 1 65.000 � Trabalhos preliminares 0,80 � / m2 5250 4.200 � Movimento de terras - Escavação em abertura de valas e/ou fundações para implantação de obras

20,00 � / m3 4094,9 81.897 �

- Obra de entrada 69,1 - Decantador Primário 841,8 - Tanque de arejamento 1106,0 - Decantador Secundário 754,0 - Espessador 88,4 - Digestor 1065,6 - Estações elevatórias 123,3 - Poço de sobrenadantes 46,6 - Aterro em fundações 5,50 � / m2 1196,9 6.583 � - Obra de entrada 31,2 - Decantador Primário 362,9 - Tanque de arejamento 245,0 - Decantador Secundário 170,1 - Espessador 49,1 - Digestor 295,7 - 3 Estações elevatórias 30,2 - Poço de sobrenadantes 12,8 - Escavação 4,00 � / m3 840 3.360 � - Obra de entrada 23 - Decantador Primário 80 - Tanque de arejamento 283 - Decantador Secundário 147 - Estradas 24 - Outros 283 - Aterro 6,00 � / m3 1278,0 7.668 � - Edificio exploração 59,1 - Obra de entrada 7,7 - Estradas 1075,16678 - Outros 136,0 Estruturas de betão - Betão de 160Kg//m3 - 5 cm de espessura de betão de regularização

6,50 � / m2 1375,82 8.943 �

- Betão de estrutura - base de resistência 275,00 � / m3 589,9 162.228 � Pintura - À base de betume asfaltico p exterior 7,00 � / m2 735,4 5.148 � - À base de betume asfaltico p interior com resina epóxica 8,00 � / m2 661,9 5.295 � Serrelharias - Guardas Metálicas 90 cmde altura 100,00 � / m linear 30,8 3.080 � - Tampas (caixas das E.E. P. Ex) 100,00 � / m2 23,1 2.310 � Edificios - Edificio Exploração 475,00 � / m2 50,0 23.750 � - Edificio Desidratação 400,00 � / m2 63,0 25.200 � Canalizações exteriores - Rede de água pluvial 75,00 � / m linear 155,0 11.625 � - Rede de água potável 20,00 � / m linear 45,2 904 � -. Rede de águas residuais (ETAR) 90,00 � / m linear 398,2 35.834 �



- Bypass 135,2 - Fase liquida 103,2 - Fase sólida 114,25 - Escorrencias 45,5 Arruamento 35,00 � / m2 1127,13 39.450 � Vedação 50,00 � / m linear 343,33 17.167 � Instalações eléctricas 180.000,00 � / unidade 1 180.000 � Custos Totais da Construção Civil 689.641 � EQUIPAMENTOS Custo unitário Quantidade Custo total Obra de entrada 90.000,00 � / unidade 1 90.000,00 � Decantador primário 50.000,00 � / unidade 1 50.000,00 � Decantador secundário 50.000,00 � / unidade 1 50.000,00 � Tanque de arejamento 12.500,00 � / unidade 2 40.000,00 � Espessador 32.500,00 � / unidade 1 32.500,00 � Silo metálico 15.000,00 � / unidade 1 15.000,00 � Desidrataçao com centrifugas 100.000,00

� / unidade 1 100.000,00 �

Central hidropneumática 4.000,00 � / unidade 1 4.000,00 � Pequeno laboratorio 50.000,00 � / unidade 0 0,00 � Custos Totais dos Equipamentos 381.500,00 � Custos Totais do Investimento Inicial 1.071.141,04 �



Anexo VII - Custos de exploração.

Quadro 1- Custos de Exploração.

CUSTOS DE EXPLORAÇÃO Custo unitário Quantidade Custo total Energia -. Bombas 0,07 � / kwh 745481,9 52.183,74 � - Outros 0,07 � / kwh 146149,4 10.230,46 � Pessoal: - 1 engenheiro a meio tempo, durante os 14 meses e por ano 1.500,00 � / mês 1 10.500,00 � - 1 mecânico e 1 electricista a meio tempo, durante os 14 meses e por ano

1.000,00 � / mês 2 14.000,00 �

- 2 operadores 450,00 � / mês 2 12.600,00 � - 1 analistaa meio tempo, durante os 14 meses e por ano 750,00 � / mês 0 0,00 � Água 0,40 � / m3 2040,7 11.427,92 � Polielectrólico 4,50 � / kg 1843,2 8.294,40 � Cal 0,50 � / kg 11169,0 5.584,50 � Transporte lamas a aterro 60,00 � / tonelada 273,3 11.477,62 � Conservação da construção civil por ano (1% do investimento inicial)

10.711,41 � 10.711,41 �

Manutenção do equipamento por ano (2% do investimento inicial) 21.422,82 � 21.422,82 �

Custos Totais de Exploração 168.432,86 �

memória descritiva - joana santos homepagejlmshomepage.planetaclix.pt/fac/proj/etar/etar.pdf ·...

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