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EXERCÍCIO 1

Pré-dimensionar o sistema de Filtros Biológicos de baixa capacidade com decantador primário, digestor e decantador secundário. A população equivalente é de 50.000 habitantes, o per capita diário é de 200 l/hab.dia, o sistema de coleta é unitário e não há tanques retentores de águas pluviais e pequenas quantidades de efluentes industriais.

Filtros biológicos de baixa capacidade têm taxa de aplicação volumétrica de 200 g de DBO/m3.dia e de alta capacidade de 400 g DBO/m3.dia. Como a temperatura é um fator importante dependendo da região pode chegar a 1.000 g DBO/m3.dia e ainda manter elevada eficiência.

SOLUÇÃO

1. Volume em tempo seco: (200 x 50.000)/1.000 = 10.000 m3/dia

2. Média horária de 18 h: 10.000/18 = 556 m3 ou (556 x 1000)/3600 = 155 l/s

3. Grade com limpeza mecanizada e caixa de areia:

 Grade grosseira com 100 mm entre barras

 Grade média com espaçamento de 25 mm e caçamba basculante na parte superior.

A quantidade de material retirado é de  35 l/hab.ano. O teor de umidade é de 85% a 90% e o teor de matéria orgânica é de 85%. Retenção em grade grosseira de 2 a 5 l/hab.ano e em grande fina de 5 a 10 l/hab.ano.

Quantidade de material gradeado = (10 kg/hab.ano x 50.000)/1.000

= 500 m3/ano.

 Caixa de “areia” aerada.

A quantidade de areia varia de 2 a 5 l/hab.ano.

Quantidade de “areia” = (4 kg/ano.hab x 50.000 hab)/1.000

= 200 m3 /ano  3,9 m3/semana

4. Decantador primário com digestor separado.

 Decantador com removedor de lodo.

• Tempo de detenção de 2 horas.

• Volume útil = 2 x 556 m3 = 1.112 m3.

• Adotado: um decantador circular com diâmetro de 27 m e profundidade de 2 m, ou dois decantadores retangulares com 6 m de largura, 50 m (ampliado de 47 m) de comprimento e 2 m de profundidade. Por ocasião de chuvas pode ser tratada uma vazão 5 vezes maior que a vazão de tempo seco, com 24 minutos de tempo de detenção.

 Bomba de lodo  adotada uma de 30 l/s para propiciar amplas passagens para os sólidos. A quantidade de lodo é de 0,90 l/hab  (0,90 x 50.000)/1.000 = 45 m3/dia. Esta quantidade é bombeada ao digestor uma vez ou mais ao dia.

 Digestor aquecido a 37C.

• Capacidade de 30 l/hab = (30 x 50.000)/1.000 = 1.500 m3.

• Acompanha um gasômetro com 65 m3 de capacidade.

 Volume de gás: 13,5 l/hab.dia ou (13,5 x 50.000)/1.000 = 675 m3/dia.

Parte é utilizada no aquecimento do digestor e o restante é vendido.

O gás do esgoto se compõe de 70 a 80% de metano e de 20 a 30% de gás carbônico. O volume de gás pode chegar a 450 l/kg de lodo fresco.

 Leitos de secagem do lodo

A quantidade de lodo digerido líquido proveniente de uma estação de tratamento primário é de 0,30 l/hab.dia. Resulta daí uma área de secagem de (0,30 x 365)/(1,40 x 1.000) = 0,078 m2/hab ou 13 hab/m2. Este valor é o mínimo correspondente ao tratamento primário quando lodo está bem digerido.

 área necessária: 50.000hab /13m2 = 3.846 m2  adotados 5 leitos de secagem com remoção mecanizada do lodo, com 8 m de largura e 100 m de comprimento.

5. Filtro biológico  volume 5 hab.m3 ≡ 50.000/5 = 10.000 m3  adotado 3 filtros biológicos com diâmetro de 36 m e altura do enchimento de 3,60 m

6. Decantador secundário  tempo hidráulico de detenção 3 h

• Volume útil 3 x 556 = 1.668 m3

• Adota-se um decantador circular com diâmetro de 30 m e profundidade de 2,40 m.

• Na ocorrência de chuva haverá a possibilidade de tratar 2 vezes a vazão de tempo seco.

• O lodo é removido continuamente por meio de uma bomba com capacidade de 10 l/s e lançado no afluente do decantador primário

7. Lagoas de lodo

• O volume de lodo digerido, molhado, com 3% de sólidos é de (1,5 x 50.000)/1.000 = 75 m3/dia ≡ 27.375 m3/ano.

• No decurso de 5 anos o teor de sólidos aumenta para uns 20 %. O volume anual reduz-se então para 27.375 x (3/20) = 4.106 m3.

• A área necessária será de 0,3 m3/hab (valor médio de bibliografia)≡ 0,3 x 50.000 = 15.000 m2  adotam-se 2 lagoas de lodo com 7.500 m2 cada uma e 3 m de profundidade.

• O tempo para que fiquem cheias será para 45.000 m3 de capacidade e 20% de sólidos no lodo ou 45.000/4.106 = 11 anos

EXERCÍCIO 2

Pré-dimensione uma ETE de Lodos Ativados de capacidade convencional, estágio único com decantadores primários, digestor e decantadores secundários, conforme figura. Deseja-se obter uma redução de DBO de 90 a 95%. Considere uma população de 50.000 habitantes, 200 l/hab.dia, não há retentores de águas pluviais e há pequena quantidade de despejos industriais.

E

R B

DP A DS

Dig

B C

AP

Onde:

DP = Decantador Primário

A =tanque de aeração

B = Bomba

C = compressor

Dig = Digestor

R = Recirculação de lodo

E = Excesso de lodo

DS = Decantador secundário

AP = Águas Pluviais