Tratamento de esgoto (saneamento)

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CURSO DE TRATAMENTO DE ESGOTO

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<p>EEA Empresa de Engenharia Ambiental Ltda.</p> <p>eea@eea.eng.br</p> <p>Captulo 2: Tratamento Preliminar: 2.1 Introduo. A despoluio dos crregos acontece atravs de vrios mecanismos, sendo que os principais so: o tratamento do esgoto, o reuso da gua e a mudana de hbito. O tratamento de esgoto pode ser definido, como a retirada de poluentes da gua, atravs de processos biolgicos, qumicos ou por meio de operaes fsicas. O reuso da gua, refere-se a seu reaproveitamento para usos menos restritivos; Como exemplo, pode ser citada a utilizao da gua da pia do lavatrio, sendo esta retornada para gua do vaso sanitrio. importante perceber que a gua do vaso sanitrio no requer a presena de flor. A mudana de hbito por parte da populao pode ocorrer em residncias, atravs da diminuio da descarga de dejetos, tanto pelo vaso sanitrio (papel higinico, fios de cabelo e produtos de limpeza), como pelo lavatrio (restos de comida e produtos de limpeza). Nas indstrias seriam necessrias mudanas na forma de produo, ou seja, estudar a maneira de produo que forme o menor nmero de resduos possvel. Neste curso estaremos dando nfase, principalmente para o tratamento de esgoto: Entretanto cabe lembramos, que a mudana de hbito e o reuso so quase sempre mais eficazes e de menor custo de implantao e operao. Ter coragem de projetar e questionar verdades absolutas muito importante; infelizmente vemos que os livros editados na dcada de 1990 apresentam poucas mudanas tecnolgicas em relao aos publicados na dcada de 1970. Esta apostila tentar mostrar possibilidades diferentes das convencionais, dandose nfase ao lado prtico do Tratamento de Esgoto. prioridade, o entendimento dos principais conceitos para que o leitor consiga assimilar com facilidade, as diferenas entre os vrios tipos de unidades existentes, para se tratar guas residurias.Curso de Tratamento de Esgoto texto oferecido gratuitamente pela Empresa de Engenharia Ambiental - EEA Divulgao neste site (www.comitepcj.sp.gov.br) por iniciativa da Cmara Tcnica de Saneamento (CT-SA) dos Comits PCJ 92</p> <p>Questionar verdades absolutas muito importante nos projetos de engenharia</p> <p>EEA Empresa de Engenharia Ambiental Ltda.</p> <p>eea@eea.eng.br</p> <p>O tratamento de guas residurias pode incluir vrias tcnicas e pode ser realizado, de maneira a garantir um grau de tratamento compatvel com as condies desejadas pelo rio. As diversas fases ou graus de tratamento convencional costumam ser classificados como: a) Tratamento Preliminar: Destina-se preparao das guas de esgoto para uma disposio ou tratamento subsequente. As unidades preliminares podem compreender: Grades ou desintegradores; Caixas de areia ou desarenadores; Tanques de remoo de leos e graxas; Aerao preliminar; Tratamento dos gases.</p> <p>b) Tratamento Primrio: Alm das operaes preliminares poder incluir: Decantao primria; Precipitao qumica; Digesto dos lodos; Disposio sobre o terreno, incinerao ou afastamento dos lodos resultantes; Desinfeco; Filtros grosseiros.</p> <p>c) Tratamento Secundrio: So aqueles que apresentam tratamento biolgico: Filtrao biolgica aerbia; Filtrao biolgica anaerbia; Lodos ativados; Reatores anaerbios.</p> <p>d) Tratamento Tercirio: So aqueles que objetivam a remoo de nutrientes: Tratamento avanado; Tratamento combinado.</p> <p>Curso de Tratamento de Esgoto texto oferecido gratuitamente pela Empresa de Engenharia Ambiental - EEA Divulgao neste site (www.comitepcj.sp.gov.br) por iniciativa da Cmara Tcnica de Saneamento (CT-SA) dos Comits PCJ</p> <p>93</p> <p>EEA Empresa de Engenharia Ambiental Ltda.</p> <p>eea@eea.eng.br</p> <p>2.2 Separao slido/lquido.</p> <p>2.2.1 - Separao de Slidos Grosseiros em Suspenso. A separao de slidos grosseiros em suspenso, presentes em efluentes lquidos pode ser feita, atravs das operaes de gradeamento e peneiramento.</p> <p>a) Gradeamento:</p> <p>So dispositivos constitudos por barras paralelas e igualmente espaadas que destinam-se a reter slidos grosseiros em suspenso e corpos flutuantes. O gradeamento a primeira unidade de uma estao de tratamento de esgoto, sendo que essa unidade, s no deve ser prevista, na ausncia total de slidos grosseiros no efluente a ser tratado. Tabela 1. Aberturas ou espaamentos e dimenses das barras : Tipo de grade: Espaamento Espessuras mais usuais (mm): (mm): 40 10 e 13 Grosseira 60 10 e13 80 10 e 13 100 10 e13 20 8 e 10 Mdia 30 8 e10 40 8 e 10 10 6, 8 e 10 Fina 15 6, 8 e 10 20 6, 8 e 10 Tabela 2. Eficincia do sistema de gradeamento (E): t a = 20 mm 6 mm 75 % 8 mm 73 % 10 mm 67,7 % 13 mm 60 % a: espao entre as barras; t: espessura das barras;Curso de Tratamento de Esgoto texto oferecido gratuitamente pela Empresa de Engenharia Ambiental - EEA Divulgao neste site (www.comitepcj.sp.gov.br) por iniciativa da Cmara Tcnica de Saneamento (CT-SA) dos Comits PCJ 94</p> <p>a = 25 mm 80 % 76,8 % 72,8 % 66,7 %</p> <p>a = 30 mm 83,4 % 80,3 % 77 % 71,5 %</p> <p>EEA Empresa de Engenharia Ambiental Ltda.</p> <p>eea@eea.eng.br</p> <p>O sistema de gradeamento pode conter uma ou mais grades. As grades grosseiras so utilizadas, quando o esgoto apresenta grande quantidade de sujeira. Nas grades so retidas pedras, pedaos de madeira, brinquedos, animais mortos e outros objetos de tamanho elevado. As grades mdia e fina devem ser utilizadas para retirada de partculas, que ultrapassam o gradeamento grosseiro. As grades fina e mdia s devem ser instaladas, sem o gradeamento grosseiro, no caso de remoo mecnica dos resduos.</p> <p>-</p> <p>Dimensionamento da rea necessria para o canal das barras</p> <p>As velocidades recomendadas atravs das barras so de: Mxima: 0,75 m/s; Mnima: 0,40 m/s. Esses valores devem ser verificados para as velocidades mxima, mdia e mnima. Au = rea livre = Au = Q/V; E = Eficincia (Tabela 2);</p> <p>S (rea do canal) = Au / E;</p> <p>A altura da lmina de gua, a montante da grade determinada pelo nvel de gua, da unidade subsequente e pela perda de carga na grade.</p> <p>-</p> <p>Perda de carga nas grades: V = Velocidade atravs das grades (usual = 0,6 m/s); v = Velocidade a montante da grade = V . E; g = 9,8 m/s 2 ; Hf = perda de carga nas barras.</p> <p>Hf = 1,43 (V2 + v2 ) / 2 . g</p> <p>Deve-se tambm calcular, a perda de carga, nos casos em que a grade fica 50 % suja; isto , quando a velocidade do fluxo se torna duas vezes maior.</p> <p>Curso de Tratamento de Esgoto texto oferecido gratuitamente pela Empresa de Engenharia Ambiental - EEA Divulgao neste site (www.comitepcj.sp.gov.br) por iniciativa da Cmara Tcnica de Saneamento (CT-SA) dos Comits PCJ</p> <p>95</p> <p>EEA Empresa de Engenharia Ambiental Ltda.</p> <p>eea@eea.eng.br</p> <p>Tabela 3: Composio do material retido nas grades. Papis 10 a 70 % Estopa 10 a 20 % Trapos e panos 5 a 15 % Materiais diversos 20 a 60 % Material voltil 85 % Fonte: DAE Departamento de gua e Esgoto do Estado de So Paulo (1969); Aps retido pelo sistema de gradeamento, o material deve ser removido e exposto a luz, para secar, sendo em seguida encaminhado para um aterro sanitrio ou incinerao. Para pequenas estaes (vazo &lt; 5 l/s), pode-se enterrar este material, desde que, adequadamente. Deve-se ter vrios cuidados para que no ocorra o acmulo de resduos no gradeamento, para consequentemente no haver mau cheiro.</p> <p>45 a 60</p> <p>t a</p> <p>Limpeza manual com rastelo</p> <p>Obs.: necessrio prever acesso, para o operador manusear adequadamente o rastelo e local para secagem e disposio diria do resduo, at que o mesmo seja levado para o aterro.Curso de Tratamento de Esgoto texto oferecido gratuitamente pela Empresa de Engenharia Ambiental - EEA Divulgao neste site (www.comitepcj.sp.gov.br) por iniciativa da Cmara Tcnica de Saneamento (CT-SA) dos Comits PCJ 96</p> <p>EEA Empresa de Engenharia Ambiental Ltda.</p> <p>eea@eea.eng.br</p> <p>b) Peneiramento:</p> <p>O peneiramento tem como objetivo principal, a remoo de slidos grosseiros com granulometria maior que 0,25 mm. As peneiras podem ser classificadas em estticas e rotativas. Estas devem ser usadas principalmente, em sistemas de tratamento de guas residurias industriais, sendo que, em muitos casos, os slidos separados podem ser reaproveitados. Podem ser utilizadas anteriormente aos Reatores Anaerbios, j que estes apresentam timo desempenho no tratamento de efluentes lquidos, com baixas concentraes de matria orgnica solvel e particulada. O aparecimento de peneiras mecanizadas tende a mudar o uso quase exclusivo do gradeamento, no tratamento preliminar de esgotos sanitrios. Peneiras estticas:</p> <p>Neste tipo de operao o efluente flui na parte superior, passando pela peneira inclinada, sendo posteriormente encaminhado para unidade seguinte. Os slidos fixados na peneira so empurrados pela fora do prprio efluente. Este tipo de peneira muito empregado nas indstrias; de celulose e papel, txtil, nos frigorficos, curtumes, fbricas de sucos, fecularias, como tambm na remoo de slidos suspensos de esgotos sanitrios.</p> <p>afluente</p> <p>Slidos retidos</p> <p>Efluente</p> <p>Peneira esttica</p> <p>Curso de Tratamento de Esgoto texto oferecido gratuitamente pela Empresa de Engenharia Ambiental - EEA Divulgao neste site (www.comitepcj.sp.gov.br) por iniciativa da Cmara Tcnica de Saneamento (CT-SA) dos Comits PCJ</p> <p>97</p> <p>EEA Empresa de Engenharia Ambiental Ltda.</p> <p>eea@eea.eng.br</p> <p>-</p> <p>Peneiras rotativas:</p> <p>Nesta peneira, o efluente penetra atravs da parte superior da peneira, atravessa as fendas, sendo recolhido na caixa inferior. Os slidos so removidos por uma lmina raspadora, sendo recolhido em um vaso coletor. Para dimensionar as peneiras rotativas, necessrio saber a taxa de aplicao, que determinada pelo fabricante. A = rea da tela; Q = vazo (m3 /h); I = Taxa de Aplicao (m3 / m2 . dia)</p> <p>A = Q / I onde</p> <p>2.2.2 - Separao de Partculas Discretas.</p> <p>Partculas discretas so aquelas que durante a sedimentao, no alteram sua forma, peso ou volume. Nos sistemas de tratamento de esgoto domstico, partculas discretas so quase totalmente constitudas de areia, que surge atravs do sistema de coleta mau construdo. Outras partculas discretas so os cereais, muito encontrados em indstrias alimentcias. As partculas discretas devem ser retiradas antes do processo biolgico, devido as suas caractersticas abrasivas; por serem inertes e tenderem a se acumular nos sistemas de tratamento. As partculas de areia devem ser removidas, nas unidades de tratamento preliminar, denominadas caixas de areia ou desarenadores. Essas unidades so dimensionadas a partir do conhecimento da velocidade de sedimentao das partculas. Tabela 4: Velocidade de sedimentao em relao ao tamanho da partcula: Tamanho das partculas Frmula de Allen Valores prticos 1,0 mm 8,5 cm/s 10 cm/s 0,5 mm 4,3 cm/s 5 cm/s 0,3 mm 2,6 cm/s 3 cm/s 0,2 mm 1,7 cm/s 2 cm/s 0,1 mm 0,9 cm/s 1 cm/s</p> <p>Curso de Tratamento de Esgoto texto oferecido gratuitamente pela Empresa de Engenharia Ambiental - EEA Divulgao neste site (www.comitepcj.sp.gov.br) por iniciativa da Cmara Tcnica de Saneamento (CT-SA) dos Comits PCJ</p> <p>98</p> <p>EEA Empresa de Engenharia Ambiental Ltda.</p> <p>eea@eea.eng.br</p> <p>a- Caixa de Areia e Desarenadores:</p> <p>Planta Baixa</p> <p>Corte</p> <p>Gradeamento, Caixa de Areia e Velocidade nas caixas de areia:</p> <p>Calha</p> <p>A velocidade recomendada para projeto de caixas de areia da ordem de 0,30 m/s. A velocidade na caixa de areia deve ser menor do que 0,45 m/s e maior do que 0,10 m/s para qualquer etapa de um projeto. Largura das caixas de areia: b = Largura da caixa de areia; hmax = Hmax + Z; V = Velocidade adotada nos canais.</p> <p>b = Qmax / (hmax . V) onde</p> <p>Z = ( Qmax . Hmin Qmin . Hmax ) / ( Qmax - Qmin );</p> <p>Qmax = Vazo mxima; Qmin = Vazo mnima; Hmx = altura mxima; Hmn = altura mnima.</p> <p>onde H = ( Q / k)1 / n;</p> <p>Curso de Tratamento de Esgoto texto oferecido gratuitamente pela Empresa de Engenharia Ambiental - EEA Divulgao neste site (www.comitepcj.sp.gov.br) por iniciativa da Cmara Tcnica de Saneamento (CT-SA) dos Comits PCJ</p> <p>99</p> <p>EEA Empresa de Engenharia Ambiental Ltda.</p> <p>eea@eea.eng.br</p> <p>Tabela 5. Valores de n e k: W 3 6 9 1 2</p> <p>N 1,547 1,580 1,53 1,522 1,550</p> <p>K 0,176 0,381 0,535 0,690 1,426</p> <p>Tabela 6: Valores de vazo (l/s), nos medidores Parshall: H (cm) Garganta W 3 6 9 3 0,8 1,4 2,5 4 1,2 2,3 4,0 5 1,5 3,2 5,5 6 2,3 4,5 7,3 7 2,9 5,7 9,1 8 3,5 7,1 11,1 9 4,3 8,5 13,5 10 5,0 10,3 15,8 11 5,8 11,6 18,1 12 6,7 13,4 21,0 13 7,5 15,2 23,8 14 8,5 17,3 26,6 15 9,4 19,1 29,2 16 10,8 21,1 32,4 17 11,4 23,2 35,6 18 12,4 25,2 38,8 19 13,5 27,7 42,3 20 14,6 30 45,7 25 20,6 42,5 64,2 30 27,4 57,0 85,0 35 34,4 72,2 106,8 40 42,5 89,5 131,0 45 51,0 107,0 157,0 50 185,0 55 214,0 60 243,0 65 70 -</p> <p>1 3,1 4,6 7,0 9,9 12,5 14,5 17,7 20,9 23,8 27,4 31 34,8 38,4 42,5 46,8 51 55,2 59,8 83,8 111,0 139,0 170,0 203,0 240,0 277,0 314,0 356,0 402,0</p> <p>Curso de Tratamento de Esgoto texto oferecido gratuitamente pela Empresa de Engenharia Ambiental - EEA Divulgao neste site (www.comitepcj.sp.gov.br) por iniciativa da Cmara Tcnica de Saneamento (CT-SA) dos Comits PCJ</p> <p>100</p> <p>EEA Empresa de Engenharia Ambiental Ltda.</p> <p>eea@eea.eng.br</p> <p>-</p> <p>Comprimento da caixa de areia (m):</p> <p>Tabela 7: Valores de taxa de escoamento superficial (m3 /m2 .dia): Dimetro mdio % Remoo (mm) 100 % 90 % 0,16 288 390 0,20 400 670 0,25 650 1100</p> <p>85 % 500 870 1300</p> <p>A taxa de escoamento superficial utilizada, para verificao do clculo de diversas unidades de tratamento de gua e de esgoto. Atravs de dados de estaes operando, pode-se obter valores para comparao com os dados de projeto. Para caixas de areia, o valor adotado para a boa eficincia deve variar entre 600 e2 1200 m3 /m2 .dia, ou seja, em cada m de rea superficial, possvel passar uma vazo 2 entre 600 e 1200 m3 /dia. No caso de uma caixa de areia com rea de 5 m , pode-se ter</p> <p>uma vazo entre 3000 e 6000 m3 /dia. L = comprimento da caixa de areia (m); Q/A = Taxa de escoamento superficial (m3 /m2 .dia); V = Velocidade no canal (m/s); hmx = altura da lmina dgua.</p> <p>L = V . hmx / (Q/A) onde;</p> <p>Considerando-se: velocidade = 0,30 cm/s; Q/A = 1150 m3 /m2 .dia (0,0133 m/ seg);</p> <p> possvel obter uma eficincia de 90 %, na remoo de partculas maiores que 0,25 mm. Se L = 0,3 . hmx / 0,0133, ento L = 22,5 . hmx; - rea da seo transversal da caixa de areia ( m2 ): S = b . hmx; Obs.: Ao se calcular uma caixa de areia deve-se, aps o dimensionamento, verificar se as velocidades e as taxas de escoamento superficial esto dentro dos valores descritos.Curso de Tratamento de Esgoto texto oferecido gratuitamente pela Empresa de Engenharia Ambiental - EEA Divulgao neste site (www.comitepcj.sp.gov.br) por iniciativa da Cmara Tcnica de Saneamento (CT-SA) dos Comits PCJ 101</p> <p>EEA Empresa de Engenharia Ambiental Ltda.</p> <p>eea@eea.eng.br</p> <p>Tabela 8: Verificao das dimenses da caixa de areia. Q m3 /s H m h m b(m) S(m2 ) L (m) Velocidade (m/s) Qmx Hmx Hmx b Smx L 0,15 &lt; v &lt; 0,45 Qmd Hmd Hmd b Smd L 0,15 &lt; v &lt; 0,45 Qmn Hmn Hmn b Smn L 0,15 &lt; v &lt; 0,45</p> <p>Taxa (m3 /m2 .dia) 600 &lt; TES &lt; 1200 600 &lt; TES &lt; 1200 600 &lt; TES &lt; 1200</p> <p>Tabela 9: Dimenses do vertedor Parshall: W A B C D E Pol Cm Cm Cm Cm Cm Cm 3 7,6 46,6 45,7 17,8 25,9 61,0 6 15,2 62,1 61,0 39,4 32,1 61,0 9 22,9 88,0 86,4 38,0 57,5 76,3 12 30,5 137,2 134,4 61,0 84,5 91,5 18 45,7 144,9...</p>