Tratamento de agua e esgoto

UNIP 

                     UNIVERSIDADE PAULISTA 

CURSO DE ENGENHARIA CIVIL- DISCIPLINA SISTEMAS DE TRATAMENTO DE ÁGUA E ESGOTOS – STAE-2012 - PROF ANTONIO CARLOS C VIEIRA

TRATAMENTO DE ÁGUA – LISTA DE EXERCÍCIOS 1

1-Após a realização de ensaios da água bruta, verificou-se que a construção de um aerador é benéfica para uma determinada estação de tratamento de água, de capacidade de tratamento de 120L/s. Considerando as dimensões recomendadas pela bibliografia, dimensionar e fazer os croquis de dois tipos de aeradores:

1. Tipo cascata;

1. Tipo Repuxo. Considerar o ângulo Ɵ do jato de água igual a 900 com relação à horizontal; Cv= 0,90; Tempo de exposição total (subida e descida)= T=2Vo/g. Adotar a pressão nos bocais iguais a 5,0mca. Adotar para a área do tanque, 4,5 x 4,5m. Determinar o número de bocais e a altura do tanque. O diâmetro da tubulação com os bocais é de 150mm,  material com C=100, para a verificação das perdas de carga.

2-Uma ETA possui, na entrada um sistema de tratamento por aeração para a remoção de ferro, com concentração de íons Fe+2 na água bruta de 7,0 mg/L. Sabe-se que, para a remoção do íon ferro e formação do precipitado, necessita-se de 0,14 mg/L de oxigênio (O2) para cada 1 mg/L da concentração do íon FE+2. Pretende-se reduzir a concentração do ferro para 0,3mg/L, sendo que será utilizado ar comprimido injetado diretamente na tubulação de água bruta, anteriormente a um filtro, para a filtragem da água bruta e retenção do ferro oxidado, como visto em aula. A vazão de tratamento de água é de 100L/s. Pede-se:

1. A vazão de ar comprimido mínima necessária, em L/s, sabendo-se que a porcentagem de oxigênio no ar comprimido é de 21% em peso. Admitir que a densidade do oxigênio é igual à densidade do ar. A densidade do ar é de 1,2g/L, a 20oC e pressão de 1 atm. Considerar a eficiência de transferência de O2 para a água de 25%.  

1. O diâmetro do filtro para a retenção dos precipitados, com projeto semelhante ao visto na aula, adotando-se uma taxa de filtração de 200m³/m².dia.

3-Projetar um vertedor em canal retangular para operar como misturador rápido e medidor de vazões, para uma vazão Q=120L/s e gradiente de velocidade esperado G ~ 1000 s-1. Sugestão: inicie usando valores de P=0,8m e b=0,7m (respectivamente altura do vertedor e largura do canal). Revise essas dimensões, se o gradiente desejado não for atingido

4-Selecionar um vertedor Parshall para ser usado simultaneamente como medidor de vazões e como unidade de mistura rápida, para uma ETA vazão inicial de 20L/s (início do plano) ; vazão final de 100L/s (final de plano)  de tal forma que o gradiente de velocidade da mistura, seguindo o roteiro fornecido em aula, para a vazão de 100L/s, fique entre os valores 700 e 1110s-1, conforme preconizado na norma NBR 12.216

Sugestão:

1. Selecione a largura da seção contraída W da Parshall que possa funcionar para as duas vazões dadas, inicial e final, pela tabela abaixo:

VAZÕES MÍNIMAS E MÁXIMAS NAS CALHAS PARSHALL PADRONIZADAS
W	W	Qmin	Qmax	Qmin	Qmax
(pol)	(m)	(m³/h)	(m³/h)	(L/s)	(L/s)
1"	0,025	1,02	19,4	0,3	5,4
2"	0,05	2,04	47,9	0,6	13,3
3"	0,08	3,06	115	0,9	31,9
6"	0,15	5,1	398	1,4	110,6
9"	0,23	9,17	907	2,5	251,9
12"	0,30	11,2	1641	3,1	455,8
18"	0,46	15,3	2508	4,3	696,7
24"	0,61	42,8	3374	11,9	937,2
36"	0,91	62,2	5138	17,3	1.427,20
48"	1,22	132	6922	36,7	1.922,80
60"	1,52	163	8726	45,3	2.423,90
72"	1,83	265	10551	73,6	2.930,80
84"	2,13	306	12376	85	3.437,80
96"	2,44	357	14221	99,2	3.950,30

 

1. Utilize a tabela abaixo para obter n e K para a Parshall escolhida e siga o roteiro; o H da fórmula abaixo é o mesmo Ha do roteiro.

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[pic 1][pic 2]

5-Exercício: Dimensionar uma unidade de mistura rápida mecanizada com agitador tipo turbina de paletas planas, para Q=500L/s, temperatura 20oC e gradiente de velocidade G desejado de 1000 s-1. Tempo médio de detenção: 5 s. Massa específica da água r=998,2kg/m³ (a 20oC)

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