Agua Residuaria

Prof. Carlos Ernando da Silva - Tratamento de Resduos e Impactos Ambientais - UFSM/CT/HDS

TRATAMENTO DE GUAS RESIDURIAS

Localizao de Operaes Unitrias no Fluxograma de uma Planta de Tratamento de guas Residurias

Efluente

Afluente

M

e

d

i

d

a

d

e

v

a

z

o

G

r

a

d

e

a

m

e

n

t

o

P

e

n

e

i

r

a

m

e

n

t

o

Desarenao

Decantao primria

Equalizao

Processo Biolgico

Decantao secundria

Tratamento de lodo

Flotao

Espessamento

Filtrao

Retrolavagem

Mistura

Tanque de contatoReagente

Operao Unitria

Processo unitrio


TRATAMENTO PRELIMINAR

Remoo de Slidos GrosseirosProcesso de remoo de materiais slidos (todos os tipos) presentes e/ou lanados inadequadamente na gua residuria.

Finalidades Proteo dos dispositivos de transporte Proteo dos dispositivos de tratamento Proteo dos corpos receptoresAumento da eficincia do sistema de tratamento

Caractersticas do sistemaDispositivo de retenoDispositivo de remoo

Processos UnitriosGradeamento Peneiramento



GradeamentoBarras de ao paralelas, posicionadas perpendiculares ou inclinadas ao fluxo dos efluentes, retendo o material grosseiro transportado pelas guas residurias.



GradeamentoDimensionamento

Velocidade do efluente: 0,40- 0,75 m/s (0,60 m/s)Caracterstica do efluente: espessura e espaamento das barras

5/16 x 1 x 1

1,0 2,0Finas

5/16 x 2 x 1 x 2

2,0 4,0Mdias

x 2 x 2 x 1 x 2

4,0 10,0Grosseiras

Seo da barra(pol.)

Espaamento(cm)Tipo Grades

Caractersticas das Barras


Roteiro de DimensionamentoClculo das alturas (H) das lminas para vazes (max, med e min) no medidor Parshall

Rebaixo (Z) do medidor Parshall

rea til (Au)

rea total (At), considerando o escoamento montante da grade E: eficincia da grade

a: abertura entre as barrast: espessura das barras

n

KQH

1

=

GRADEAMENTO

minmaxmaxminminmax

QQH.QH.QZ

=

VQA maxu =

taaE

EAA ut

+=

=

hfhmax

ZHmax


Roteiro de DimensionamentoLargura do canal (b)

sem caixa de areia

Verificao das velocidadesPerda de carga (hf)

V= 2.V0 (considerando 50 % obstruo na grade) v = V0.E (velocidade montante da grade) V0: velocidade na grade vazo mxima

Comprimento da grade (x)

max

th

Ab =

GRADEAMENTO

max

tH

Ab =

g.vV

.,hf 2431

22

=

ofmax

sen

,Dhhx

45100+++

=

hfhmax

ZHmax

D0,10 m

xProf. Carlos Ernando da Silva - Tratamento de Resduos e Impactos Ambientais - UFSM/CT/HDS

Roteiro de DimensionamentoQuantidade de barras (n)

Espaamento entre as barras externase a lateral (e)

Exemplo de Dimensionamento

Dimensionar uma grade para uma ETE, conhecendo-se as seguintes vazes:

Vazo mxima: 29,5 L/sVazo mdia: 18,4 L/sVazo mnima: 11,4 L/s

atb

n+

=

GRADEAMENTO

]a).n(t.n[be 1+=


Calha Parshall - Vazes (L/s)

GRADEAMENTO

0,5351,5309

0,3811,5806

0,1761,5473

knW

Calha Parshall Valores de n e k



PeneiramentoEquipamento com aberturas, geralmente uniforme, que utilizado para reter slidos grosseiros presentes nas guas residurias. (remoo de slidos grosseiros > 0,25 mm)

Peneiras estticas ouhidrodinmicas

http://www.benger.com.br/index.html Prof. Carlos Ernando da Silva - Tratamento de Resduos e Impactos Ambientais - UFSM/CT/HDS

PENEIRAMENTO

Peneiras rotativas

http://www.ecosan.com.br


DimensionamentoTaxa de aplicao (I)

Utilizar vazo mxima de projeto (Qmax) Informaes catlogos de fabricantes

= 2

3

m

h/mA

QI max

ETA Engenharia de Tratamentos de guas LtdaEsttica: comprimento (L) disponvel 2 mRotativa: dimetro (d) disponvel 0,60 m

100351,5080301,0065250,7545200,5025150,25

RotativaEsttica ouHidrodinmica

Taxa de Aplicao (I) (m3/m2.h)Abertura(mm)

PENEIRAMENTO

Peneiras Taxa de aplicao


Exemplo de dimensionamento

Exemplo 1: Dimensionar uma peneira esttica ou hidrodinmica para um sistema de tratamento de guas residurias de uma indstria cuja vazo mxima de 5,55 L/s. Adotar abertura da tela 0,75 mm.

Exemplo 2: Dimensionar uma peneira rotativa para um sistema de tratamento de guas residurias de uma indstria cuja vazo mxima de 25 L/s. Adotar abertura 0,50 mm.

PENEIRAMENTO



DesarenaoOperao de separao de partculas granulares (areia, silte, cascalho, sementes, gros, etc.) que possuem densidade especifica ou velocidade de sedimentao maiores que a matria orgnica particulada presente nas guas residurias (geralmente materiais inertes e secos).

Densidade: 2650 kg/m3

Velocidade nos canais: 0,15-0,40 m/s (0,30 m/s)

Finalidades

Proteo dos dispositivos de transporteProteo dos dispositivos de tratamentoAumento da eficincia do sistema de tratamento


DESARENAO

Caixa de areiaCaixa de areia mecanizada


Roteiro de DimensionamentoClculo das alturas (H) das lminas para vazes (max, med e min)no medidor Parshall

Rebaixo (Z) do medidor Parshall

Altura mxima da lmina de guana caixa (hmax)

Largura (b) e verifica-se a velocidade

V: velocidade do efluente no canal (0,30 m/s)

Comprimento (L)

A taxa de escoamento superficial (I)dever situa-se entre 600-1200 m3/m2.d

DESARENAO

ZHh maxmax =

V.hQbmax

max=

minmaxmaxminminmax

QQH.QH.QZ

=

n

KQH

1

=

maxh.,L 522=

B.LAA

QI max

=

=



Dimensionar um desarenador de cmaras duplas para uma ETE, conhecendo-se as seguintes vazes:

Vazo mxima: 29,5 L/sVazo mdia: 18,4 L/sVazo mnima: 11,4 L/s

DESARENAO


MEDIDAS DE VAZO

ImportnciaControle de processoMonitoramento de processoControle de lanamento de efluente

Eficincia do sistema de tratamento

Medidores de vazoSeleoUso corretoManuteno

Sistema de medioSensor ou detector: exposto ou afetado pelo fluxoConversor: traduzir o sinal ou leitura do sensor

Prof. Carlos Ernando da Silva - Tratamento de Resduos e Impactos Ambientais - UFSM/CT/HDSTurbinePropeller

Positive displacement

Vortex sheddingUltrasonic (transmission)

Ultrasonic (doppler)Target

Magnetic (insert type)

Magnetic (tube type)Moving fluid effects

VenturiRotameterPitot tubeOrificeFlow tube

Head/pressure

For closed conduits

Velocity-head

Magnetic (insert type)Other

WeirFlume

Head/area

For open channels

Process water

Mixed liquor

Thickned sludge

Return sludge

Primary sludge

Secondary effluent

Primary effluent

Raw wastewaterMetering device

MEDIDAS DE VAZO


MEDIDAS DE VAZO

Critrios de seleo do medidor de vazo

Aplicao: canal aberto ou fechadoTamanho: faixa de vazoComposio da gua residuriaPreciso e reprodutibilidade controle processoRequisitos de instalaoCondies ambientais: temperatura, interferncias,

umidade, etc.Manuteno requerida

Manuteno do medidor de vazo

LimpezaCalibraoReparos

Desempenho desejado


MEDIDAS DE VAZO

Calha Parshall


MEDIDAS DE VAZO

Deslocamento Positivo

PRINCPIO DE FUNCIONAMENTOO medidor de vazo VDP utiliza duas engrenagens que so acionadas pelo fluido cuja vazo est sendo medida. Ims insertados nas engrenagens sensibilizam um sensor externo, sem contato com o fluido, gerando pulsos de sada. Cada pulso representa um volume bem conhecido. A unidade eletrnica converte os pulsos em uma unidade de engenharia conhecida podendo ser mostrado a distncia do display do indicador ou ser transmitido em sinal analgico de 420mA ou ainda interligado a um equipamento por comunicao serial RS485.


MEDIDAS DE VAZO

Tipo Turbina

PRINCPIO DE FUNCIONAMENTOO medidor de vazo tipo turbina consiste basicamente de um rotor, montado entre buchas, que gira com uma velocidade proporcional velocidade do produto dentro do corpo do medidor. Um sensor eletromagntico detecta a velocidade de giro do rotor gerando um trem de pulsos, que sero condicionados pelo circuito eletrnico, podendo ser lido em vazo instantnea ou totalizao nas unidades de engenharia ou fornecendo sinal de sada em 4 a 20 mA.


MEDIDAS DE VAZO

Placa de orifcio

PRINCPIO DE FUNCIONAMENTOA placa (indicada em vermelho) provoca uma reduo da seo do fluxo e montada entre dois anis que contm furos para tomada de presso em cada lado. O conjunto fixado entre flanges, o que torna fcil sua instalao e manuteno.A medio da diferena de presso p1-p2 pode ser feita por algo simples como um manmetro U e uma tabela ou uma frmula pode ser usada para calcular a vazo. Ou pode ser coisa mais sofisticada como transdutores eltricos e o sinal processado por circuitos analgicos ou digitais para indicao dos valores de vazo


EQUALIZAO

Finalidade

Regular a vazo

Homogeneizar a concentrao

Tipos de arranjos de equalizao

Na linha do processo: todo o fluxo passa pelo tanque de equalizao

Fora da linha do processo: apenas uma frao do fluxo acima de uma vazo pr-determinada direcionada para o tanque de equalizao

A vazo de uma gua residuria em uma unidade industrial pode variar amplamente dependendo do tipo e variedades de processos e em funo das etapas especificas dos processos.


EQUALIZAO

G

r

a

d

e

a

m

e

n

t

o

P

e

n

e

i

r

a

m

e

n

t

o

D

e

s

a

r

e

n

a

o

Estao de bombeamento

TanqueEqualizao

Afluente

Tratamento primrio

Tratamento secundrio

Efluente final

V

a

z

o

V

a

z

o

Tempo

M

e

d

i

d

o

r

d

e

v

a

z

o

Equalizao in-line

Equalizao off-line

M

e

d

i

d

o

r

d

e

v

a

z

o

Estao de bombeamento

TanqueEqualizao

Afluente

Tratamento primrio

Tratamento secundrio

Efluente final

V

a

z

o

V

a

z

o

Tempo

M

e

d

i

d

o

r

d

e

v

a

z

o

T

r

a

n

s

b

o

r

d

o


EQUALIZAO

Benefcios da equalizao

Tratamento biolgico: eliminao choque de cargas, diluio de substncias inibidoras, estabilizao do pH.

Carga constante de slidos no decantador secundrio leva uma melhor qualidade do efluente

Reduo rea de filtrao do efluente, aumento da eficincia da filtrao, uniformidade na retrolavagem dos filtros

Plantas qumicas, amortecimento das cargas aumenta o controle de alimentao dos reagentes e confiana do processo

Opo atrativa para aumento da performance de plantas de tratamento sobrecarregadas.


EQUALIZAO

Anlise sobre a equalizao

Localizao da unidade de equalizao:

localizao tima varia com o tipo de tratamento e as caractersticas do efluente.

Equalizao in line ou off line:

Caractersticas do processo produtivo e do efluente, variabilidade da concentrao e vazo. in lineconsidervel equalizao da carga poluente.

Volume do tanque:

determinao do volume pode ser realizado por mtodo da conservao de massa ou mtodo grfico


Volume de Equalizao

Mtodo Conservao de Massa

Atividades industriais descontnuas

Tratamento de guas residurias contnuo.

t).QQ(VVVV

seeq

mineqt=

+=

EQUALIZAO

Vt: volume total do tanque

Veq: volume de equalizao

Vmin: volume mnimo

Qe: vazo de entrada

Qs: vazo de sada

t: nmero dirio de horas de funcionamento da indstria

Exemplo de dimensionamento

Dimensionar um tanque de equalizao para uma indstria txtil de pequeno porte, com atividade descontnua, cujo perodo de funcionamento de 16 horas por dia, a vazo mdia e de 25 m3/h e o tratamento fsico qumico precede sistema de lodos ativados, cujo funcionamento contnuo.


EQUALIZAO

Volume de equalizao

Mtodo grfico

Plotar o diagrama do volume acumulado em funo do tempo (horrio);

Traar a linha vazo mdia (origem ponto final do diagrama);

Traar uma paralela linha de vazo mdia, tangente curva do volume acumulado; (ou duas paralelas conforme o tipo de diagrama obtido);

O volume de equalizao requerido a distncia vertical do ponto de tangencia linha de vazo mdia ou a distncia entre as duas paralelas.


EQUALIZAO

Volume de equalizao Mtodo grfico

Tempo (horas)

V

o

l

u

m

e

d

e

e

n

t

r

a

d

a

a

c

u

m

u

l

a

d

o

(

m

3

)

Tempo (horas)

V

o

l

u

m

e

d

e

e

n

t

r

a

d

a

a

c

u

m

u

l

a

d

o

(

m

3

)

Vazo mdiaVazo mdia



1423,025,028,05,0241398,030,028,06,0231368,032,044,09,0221336,040,044,09,0211296,052,037,012,0201244,060,027,05,0191184,087,029,05,0181097,085,031,07,0171012,089,045,010,016923,092,052,010,015831,097,034,014,014734,092,044,011,013642,098,041,011,012544,090,034,05,011454,078,040,09,010376,067,031,05,09309,059,035,05,08250,052,035,05,07198,035,031,08,06163,032,046,09,05131,030,047,09,04101,036,036,010,0365,034,056,012,0231,031,045,012,01m3m3/h(oC)

VolumeVazo mdia TpHHorrioDimensionar um tanque de equalizao para uma indstria, com atividade contnua, considerando os dados na tabela a seguir:

EQUALIZAO



0,0

400,0

800,0

1200,0

1600,0

0 3 6 9 12 15 18 21 24tempo (horas)

V

o

l

u

m

e

a

c

u

m

u

l

a

d

o

(

m

3

)

EQUALIZAO

Volume de equalizao = 300 m3



Dimensionar um tanque de equalizao para uma indstria, com atividade contnua, considerando os dados na tabela a seguir:

180345,324245379,223305399,022280399,021210365,120175328,319170325,518180325,517190350,916200384,915210404,714220424,513220430,212215424,511200410,410175353,89130203,8890118,976099,1645104,7550130,2475164,13115220,72150274,511

DBO -(mg/L)(L/s)

Concentrao mdiaVazo mdia Horrio

EQUALIZAO


MISTURA

A mistura uma importante operao unitria em vrias etapas do tratamento de guas residurias. O vigor da operao pode ser caracterizada qualitativamente por:

Homogeneizao

envolve uma movimentao branda que visa uniformizar lquidos miscveis para se conseguir algum grau de uniformidade.

Mistura

uma operao mais vigorosa, visando a uniformizao de substncias que podem ou no ser miscveis.

Agitao

envolve a movimentao intensa do sistema para se atingir diversas finalidades: uniformizao, mistura, suspenso de um slido num lquido, disperso de um gs num lquido ou promoo da turbulncia necessria para acelerar os processos de transferncia de massa ou calor.


MISTURA

Finalidades

Misturar completamente uma substncia em outra;

Misturas suspenso lquida;

Homogeneizao de lquidos miscveis;

Floculao de slidos;

Transferncia de calor

Classificao da mistura em tratamento

Mistura rpida-contnua

Mistura contnua


MISTURA


Mistura rpida-contnua

principal objetivo misturar completamente uma substncia em outra, variando de uma frao de segundo at 30 segundos.

Salto hidrulico em canais abertos

Bocal tipo venturi turbulncia no regime

Tubulao de escoamentoBombeamento

Misturadores estticos: turbulncia induzida por dissipao de energia

Misturadores mecnicos: turbulncia induzida por entrada de energia por meio da rotao de impelidores


MISTURA


Mistura contnua

principal objetivo para manter o contedo do reator ou do tanque em completo estado de mistura.

Misturadores mecnicos

Misturadores pneumticos (injeo de gases)

Misturadores estticos ou de linha

Bombeamento

Dissipao de energia na mistura

Eficincia da mistura

Sistema

Energia/ unidade volumeEntrada energia

Maior turbulnciaProf. Carlos Ernando da Silva - Tratamento de Resduos e Impactos Ambientais - UFSM/CT/HDS

MISTURA

Misturador esttico

TubulaoImpelidores

Tipos de misturadores

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