Dimensionamento

UASB + BF: Estao de Tratamento de Esgotos Domsticos

Dados de Entrada:Volume do Inculo:Pop.=75000habPercap.=200.00l/hab.dia
: Entre com a populao de projetoK1 =1.2
: Certifique-se sobre o consumo per capita (150; 200) l/sMassa de inculo necessria=79200.00kgSVTK2 =1.5Volume do inculo=2588.24mC.retor.=0.8Qinf =13.9(l/s)Qmd =152.7778(l/s) =550.00m3/hCargas:DQO =600(mgO2/l)13200m/DIADBO5 =300(mgO2/l)7920kgDQO/dia47520SST =300(mg/l)3960kgDBO/dia39600No divises do BF=4n(s ou n)3960kgSS/dia1320CL=N(s ou n)No divises do FT=0DS=s(s ou n)FBAS=s(s ou n)

Eficincias e concentraes de SS, DQO e DBO5 nos efluentes

No UASBEfluente do UASB%Cargas no BF:DQO=67198.00(mgO2/l)2613.6kgDQO/diaDBO=6896.00(mgO2/l)1267.2kgDBO/diaSS=6896.00(mg/l)1267.2kgSS/dia

No BFEfluente do BFEficincia Total UASB + BF%Cargas no FT:Remoo no BF:%DQO=7059.40(mgO2/l)784.08kgDQO/dia1829.52kgDQO/dia90.10(mgO2/l)DBO=7028.80(mgO2/l)380.16kgDBO/dia887.04kgDBO/dia90.40(mgO2/l)SS=7127.84(mg/l)367.488kgSS/dia899.712kgSS/dia90.72(mg/l)

No FTEfluente do FTEficincia Total UASB + BF + FT%%DQO=5029.70(mgO2/l)95.05(mgO2/l)DBO=5014.40(mgO2/l)95.20(mgO2/l)SS=5213.36(mg/l)95.55(mg/l)Massas de DQO, DBO e SS removidas diariamente (UASB e BF)Remoo diria da M.O no UASB:DQO =402(mgO2/l)5306.4Kg de DQO/dDBO =204(mgO2/l)2692.8Kg de DBO/dSS =204(mg/l)2692.8Kg de SS/dRemoo diria da M.O no BF:DQO =139(mgO2/l)1829.5Kg de DQO/dDBO =67(mgO2/l)887.0Kg de DBO/dSS =68(mg/l)899.7Kg de SS/dRemoo diria da M.O no FT:DQO =30(mgO2/l)392.0Kg de DQO/dDBO =14(mgO2/l)190.1Kg de DBO/dSS =14(mg/l)191.1Kg de SS/dDimensionamento do UASBTDH =8.00hV =4400.00m3h =5.5mUASB separadoS =800.00m2DN =31.92mv=0.7m/hDimensionamento dos BFsCvDBO =4.00Kg/m3.diaCvDBO =3.20Kg/m3.diaV =316.80m3V =396.00m3hleito =1.60mBF separadohleito =2.0mS =198.00m2DN =15.88mS =198.00m2v =2.8m/hv =2.8m/hDimensionamento dos FTsA_FT =132.00m2hleito =0.7mv=4.17m/m.hDimensionamento dos FBASAdotar carga orgnica superficial (Cs)Para DBO efluente < 30mg/L, ser utilizada uma Cs de 14gDBO/m.dCs=0.01kgDBO/m.dClculo da carga orgnica volumtrica (Cv)rea superficial especfica das peas de plsticosAs=150.00m/mCv = As x Cs =2.10kgDBO/m.dClculo do volume do FBAS (V)V=603.43mrea do FBASh leito=2.5mOBS.: QUANDO SE USA BRITA, A ALTURA DE EXECUO 1,6m, PORM O CLCULO CONTINUA O MESMO.A=241.4mDimensionamento do Clarificador + BFTaxa de escoamento superficial mxima 390 m/m.dA_UASB =800.00m2qadotado=390.00m/m.dA_BF =198.00m2A=0.00m
: usar 390A_CL =0.00m2Prof til=3.00mA_total =998.00m2`f total =35.650mVerificao da taxa de aplicao para vazo mxima (entre 40 e 48 m/m.d)f BF =15.880mqA=0.00m/m.df CL =0.000mDimensionamento do Clarificador + FBAS com lavagemTaxa de escoamento superficial mxima 390 m/m.dA_UASB =800.00m2qadotado=390.0m/m.dA_FBAS =241.37m2A=33.85m
: usar 390A_CL =33.85m2Prof til=3.00mA_total =1075.22m2`f total =37.010mVerificao da taxa de aplicao para vazo mxima (entre 40 e 48 m/m.d)f FBAS =18.720mqA=702.00m/m.df CL =6.565mDimensionamento do Decantador Secundrio + FBAS sem lavagem REVISARTaxa de escoamento superficial entre 16 e 32 m/m.d (indicado pelo PROSAB)A_UASB =800.00m2qadotado=100.00m/m.dA_FBAS =241.37m2A=132.00m
: usar 24 - PROSAB66 - LITERATURA100 - RICARDO FRANCIA_DS =132.00m2UASB + BF + DSUASB + BF + DSProf til=3.00mA_tubo central =0.08m2SEM POOCOM POOA_total =1173.45m21173.60m21176.00m2Verificao da taxa de aplicao para vazo mxima (entre 40 e 48 m/m.d)`f total =38.653m38.660m38.700mqA=180.00m/m.df FBAS =17.534m17.540m17.540mf DS =21.806m21.810m21.880mf tubo central =0.323mrea poo seco =1.15mN de poos =2Dimensionamento do Biofiltro Nitrificanteconcentrao do afluente =50mgN-nH4+/LCv aplicada =0.7Geometria dos reatores DESATIVADOA_UASB =800.000m2A_UASB =800.00m2V_escav=412.8m3A_BF =198.000m2A_BF =198.00m2V_Concr =302.8m3A_FT =132.000m2A_aerador =0.08m2V_lastro =50.5m3A_aerador =0.082m2A_total =998.1m2N_estac =285A_total =1130.082m2`f total =35.649mApiloamento =1015.0m2`f total =37.932m`f aer =0.323m`f aer =0.323m`f BF =15.881m`f BF = FT =20.501mAbertura / passagem para o decantador REVISARV pass =2.3m/hA necess. =239.13m2VAZO MDIAVAZO MXA real =m2A real =0.00m2V real =0.0m/hV real =0.0m/hChecagem do dimensionamento do decantadorTaxa admiss. =0.8m3/m2.hrea necess. =687.50m2VAZO MDIAVAZO MX10080.00A real =146.24m2A real =146.24m2Taxa real =3.76m3/m2.hV real =6.8m/hDimensionamento do coletor de biogs REVISARTaxa escoam. =1.0m3/m2.hrea necess. =123.6m2
: Taxa Mnimaeg =0.6mDN_int =m
: Abertura do Coletor de Biogseg mnimo = 0,50m

DN_ext =mA real =0.0m2Taxa real =ERROR:#DIV/0!m3/m2.hProduo diria de lodo na ETEProduo diria do lodo no FBAS: (lodo aerbio)Yfbas =0.75kgSS/kg DBOremovida.PloFBAS =665.3Kg de SS/dPloFBASvol =498.96Kg de SS/d(------->)75%(lodo voltil)Produo diria do lodo no BF: (lodo aerbio)Ybf =0.4kgST/kg DQOrem.MloBF =0.0Kg de ST/dMloBFvol =0.00Kg de ST/d(------->)75%(lodo voltil)Produo diria do lodo no UASBYuasb =0.15kg ST/kg DQO rem.PloUASB =795.96kg ST/d(base sca)Produo diria do lodo no UASB (lodos: anaerbio + BF digerido)PloTotal =1361.45kg SST/ddlodo =1030kg/m (densidade do lodo)taxa aplic =30.00kg SST/mC =5%(concentrao do lodo)C2 =25%(teor de slidos no lodo)freq. descarte =30diasVloTotal =26.44m3/dVlodoSeco =5.287176699m/dA Leito sec. =1361.45mDescarga (30 dias) =793.2m3VlodoSeco =158.6153009709m

N de Leitos =5L =27.23L(adotado)=27.25B =10.00B(adotado)=10.00Produo diria de lodo DESATIVADO

Produo diria do lodo no FBAS: (lodo aerbio)

Plo =0.75kgSS/kg DBOaplicada.PloFBAS =950.4Kg de SS/d(Retorna para o UASB)==>50% digerido no UASBPloFBASdig =475.20Kg de SS/d(------->)50%(lodo de excesso)(massa total diria de lodo / base sca)

Produo diria do lodo no BF: (lodo aerbio)

mlo =0.4kgST/kg DQOrem.Mlobf =0.0Kg de ST/d(Retorna para o UASB)==>50% digerido no UASBMlobfdig =0.00Kg de ST/d(------->)50%(lodo de excesso)(massa total diria de lodo / base sca)

Produo diria do lodo no UASB (sem o lodo do BF)

mlo =0.15kg ST/kg DQO rem.Mlouasb =796.0kg ST/d(base sca)

Produo diria do lodo no DS:

MloDS =392.0Kg de ST/d(Retorna para o UASB)==>50% digerido no UASBMloDSdig =196.0Kg de ST/d(------->)50%(lodo de excesso)(massa total diria de lodo / base sca)

Produo diria do lodo no FT:(lodo anaerbio)

Mloft =0.0Kg de ST/d(Retorna para o UASB)==>50% digerido no UASBMloftdig =0.0Kg de ST/d(------->)50%(lodo de excesso)(massa total diria de lodo / base sca)

Produo diria do lodo no UASB (lodos: anaerbio + BF digerido)

Mlotot =1467.18kg ST/dVlotot =28.4889320388m3Leito sec. =1467.18m2Descarga (30 dias) =854.667961165m3

N de Leitos =4L =73.36L(adotado)=73.40B =5.00B(adotado)=5.00Balano energtico - REVISARDQO disponvel para metanizao no UASBDQO/SS lodo_bf =1.15mg DQO/mg ST (relao entre DQO e slidos totais no lodo do bf )DQOlodo_bf =546.48Kg ST/dDQOrem_uasb =5306.4Kg ST/dDQOrem_tot =5852.9Kg de DQO/dProduo de metano a partir da DQO removidaCH4/DQOrem =0.25kg CH4/kgDQOremProd. diria CH4 =1463.2kgCH4/diaEficincia de um motor combustorel. CH4/kW =42000kW30Nm3/kgDBOdiaTaxa metano =2.6kg DQO/m3Prod. diria CH4 =2967.2m3/diaPotncia=711.3kWefic. converso =20%Pot. disponvel =142.3kWDemanda energtica na aerao:D_ar_esp. =1.2kWh/(kg DQOrem) =Com base no DN_ext do BF:D_ar/dia =2195.424kWh/diaDN_int =14.97mPF2D_ar=91.476kWDN_ext =15.88mLB4% (D_ar/d/Ech4) =64%Qar =26611.2Nm3/dia =1108.8Nm/h24.3176156335

Demanda de ar (sem nitrificao) para BFPROSABDemanda de ar (com nitrificao) para BFRICARDO 15-08-06concentrao do afluente =50mgN-nH4+/LCv aplicada=0.7Kg N-NH4+/m.dTaxa de aerao=30Nm3ar/KgDBOaplicadaTaxa de aerao=50Nm3ar/Kg N-NH4 aplicada. DiaCarga = vazo*concentrao660Kg N-NH4+/dQar=38016Nmar/dia1584Nm/h26.40Qar=33000Nmar/dia1375Nm/hvolume= Carga/carga aplicada942.8571428571mCarga =660Kg N-NH4+/drea= V/3(hutil)314.2857142857mDemanda de ar (sem nitrificao) para FBASPROSABDn BF nitrificante=20.0040245894m

Taxa de aerao=40Nm3ar/KgDBOaplicada3487523.8095238095Qar=50688Nmar/dia2112Nm/h

84Caixa de areiaNum de Tubos UASBmma =100mmtaxa superf. =600m3/m2.diaN min. =267b =353rea necess. =22.00m2N max =400Com base no poo do aerador:N adot. =90DN_int =0.00mN de Cxs. de dist =9DN_ext =5.29mHmx ?653.7053191675h1(cx de areia )=293mmh1(distrib.) =115mmarredondarHmax (cx de areia ) =746mmHmax (cx de distrib. ) =415mmCalhas coletoras do UASB - REVISARVazo Total =0.2750m3/sTULIPAS:b =0.200m(valor adotado)3tulipas/mn =268Clculo para separadores de fases com 01 aba:ht=1.048m(altura da calha coletora)hg=0.150m(altura da placa de gordura)Clculo para separadores de fases com 02 abas:f1 =16.281m(dimetro externo da calha interna)f2 =ERROR:#REF!m =>(dimetro do separador de fases externo + 2b)Comprimentos:Ct =ERROR:#REF!mC2 =ERROR:#REF!mVazo na calha 2:Q =ERROR:#REF!m3/sVerificao da vazo linear:q =ERROR:#REF!m3/s.m vel = 1,0 m/s9.8629009713= velocidaderecomendao de 0,60 e 3,00m/sTubo de Recirculao do lodo de LavagemOBS: S calculado se tiver BFTaxa = 20 a 30 m/hCd=0.62h=3m=>valor adotadoQ=158.45l/sAs=198.00m2=>rea do BFt=31.73minAi=49.50m2=>rea de um compartimento do BFv=11.52
: Tempo estimado para esvaziamento de 1 BFm/h80cm/min48m/hf =0.206mf mn =75mm
: Indicao de velocidade para lavagem de filtros rpidosTempo=7.9minObs: Tempo de descarga 20 a 30 minTubo de Distribuio do EsgotoClculo pela tenso trativa:i => inclinao dependente do fundo da caixa de areia para a tampa do reator e da distncia do tubo central doao coletor de gases.f calculado como conduto livre:y/d=0,75g=10000N/m3=> guai=0.01m/mfdist.esg =0.033mTubo de Descida do Esgoto do UASBDeve-se descer 01 tubo a cada 02 a 03 m2 de BFf sempre igual a 75mmoutra planilhaEstes tubos devero ter 02 orifcios de 25 x 40mm distanciados do fundo 10 a 15cm.Ligao das CalhasClculo pela tenso trativa:i => inclinao dependente do fundo da caixa de areia para a tampa do reator e da distncia do tubo central doao coletor de gases.f calculado como conduto livre:y/d=0,75g=10000N/m3=> guai=0.01m/mfdist.esg =0.033mO dimetro deve estar entre 50 e 150mm Se o dimetro encontrado for maior que 150mm colocar duas ligaes para cada BF.Tubo de descida do efluente para o BFDeve-se descer 01 tubo para cada 12 m2 de BFQ_BF =0.038m3/sQtd =20Os dimetros usuais so: 75, 100 e 150mmDimetro_adotado =0.105mDeve-se calcular a perda de carga por Hazen-Willians:J =0.24432m/mTubo de sada do efluente finalA rea considerada 125% da entrada:rea calculada =0.2037037037f calculado =0.510mf adotado =0.255mOBS: este dimetro deve ser maior ou igual ao calculadoDescarte de Lodo do UASBNmero de compartimentos do UASB:NUASB =8h2 =4m=>valores adotadosh1 =6mAs=800.00m2=>rea do UASBAi=100.00m2=>rea de um compartimento do UASBf =0.100mf mn =100mmTempo=70.6minObs: Tempo de descarga 20 a 30 minDimetro da juno dos tubos do UASB ao leito de secagemAs=800.00m2=>rea do UASBh2 =4m=>valores adotadosh1 =6mf =0.150mf mn >f descarte de lodo do UASBTempo=251.0minObs: Tempo de descarga 20 a 30 minLodo de lavagem do BFh1 =3m=> Lmina dgua adotadavelocidade mdia = 30m/h =>>6minf =0.474mf mn =75 mmSe escolher outro dimetro, deve-se verificar o tempo:f adotado =0.206mt =31.726minDimetro da juno das sadas de lodo do BF ao reservatrio de lodo de lavagemEsta juno mantm o mesmo dimetro do lodo de lavagem do BF, pois estes so lavados um de cada vez.f =0.206mDescarte do tubo centralDimetro igual ao do lodo de lavagem do BF.f =0.081mDimetro de amostragemOs dimetros so sempre de 40mm, num total de 07 amostradores dispostos da seguinte forma:O 1 est a 250mm do fundoO espaamento entre os intermedirios de 600mmO ltimo deve ficar 10cm acima do defletorExtravasor do UASBDimetro igual ao dimetro de entrada ou imediatamente superiorf =0.255mBy-pass do UASBDimetro igual ao dimetro de entrada ou imediatamente superiorf =0.255mBy-pass do BFDimetro igual ao dimetro da sada do efluente finalf =0.255mTubulao de gsVelocidade mxima de sada do gs = 3,5 m/sVmx =3.5m/sQgs =0.0343m3/sf =0.112mEfluente percolado (do leito de secagem ao reservatrio de lodo de lavagem)Dimetro sempre igual a 100mmExtravasor do reservatrio do lodo de lavagemImediatamente superior ao dimetro do lodo de lavagem do BFf =mData:10 April, 2015Local:ETE Itajapop.:75000habResumo das Tubulaes:Resumo das Tubulaes:Dimetro (mm)Dimetro Adot. (mm)Tubo de chegada ( Esgoto Bruto )441206Tubo de Recirculao do lodo de Lavagem206206Tubo de Distribuio do Esgoto (mn. = 75)100100Tubo de Descida do Esgoto do UASB8181Ligao das Calhas (fmnimo =75mm)105105Tubo de descida do efluente para o BF105105Tubo de sada do efluente final (= ao f de entrada)255255Descarte de Lodo do UASB100100Dimetro da juno dos tubos do UASB ao leito de secagem150100Lodo de lavagem do BF (fmnimo = 75mm)206206Dimetro da juno das sadas de lodo do BF ao reservatrio de lodo de lavagem206206Descarte do tubo central8181Dimetro de amostragem4050Extravasor do UASB255255By-pass do UASB255255By-pass do BF (= ao f sada do efluente final)255255Tubulao de gs112112Efluente percolado (do leito de secagem ao reservatrio de lodo de lavagem)100100Extravasor do reservatrio do lodo de lavagem (Elevatria)f = entrada da ElevatriaTabela de DimterosInterno(mm)Nominal (pol.)6.841/89.221/412.483/815.761/220.963/426.64135.081.1/440.941.1/252.48268.82.1/280.83"105.34"155.46"206.48"254.5110"304.7612"342.614"393.416"44418"49520"54622"

Elevatria

ESTAO ELEVATRIA DE ESGOTOS

DADOS DE ENTRADA :POPULAO:75000habitantesPER CAPITA :200l/hab.dCoef. Retorno =0.8K1 =1.2K2 =1.5Qmd =152.78l/s0.1527777778m3/sQinfilt.=15.28l/s0.0152777778m3/sQmx =275.00l/s0.275m3/sQmn =76.39l/s0.0763888889m3/sProf. Rede(a) =1.1mFolga(b) =0.3mAltura til (c) =6.25mReserva mnima (d) =0.41mProf. Poo (e) =8.06mVOLUME DO POO :Qrecalque =330.00l/svolume de rec (10 min)=49.5Vu =148.50m3Dimetro do poo =5.50mA_elev =23.76m2D230.25m2V_elev =71.27m3rea =23.76m2V_escav=90.60m3Altura til =6.25mreaterro =27.05TUB.RECALQUE :Drec. =0.689mDrec. adotado =0.206mV =9.86m/sPERDAS DE CARGALOCALIZADAS :PeasQuantidadeSKC 90o52.00Juno 45o10.40Vlvula reteno12.75Registro gaveta10.20Sada normal11.00Total =6.35Perdas =290.41*Q2m/mPERDAS DE CARGADISTRIBUDAS :Dimetro reator(f) :35.65mAltura geomtrica =15.06mComprimento tub. :37.88mMaterial :aoVazoHmVC =125015.060m/m0.00m/s76.3917.580m/m2.28m/sPerdas =96.07Q1,85m/m152.7824.811m/m4.57m/s183.3328.986m/m5.48m/s275.0045.840m/m8.22m/sALTURAMANOMTRICA :330.0059.041m/m9.86m/s82.5