TRATAMENTO DE EFLUENTES DOMÉSTICO E INDUSTRIAIS

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1 TRATAMENTO DE EFLUENTES DOMÉSTICO E INDUSTRIAIS Prof. Eduardo Lucena Cavalcante de Amorim 1

2 ESQUEMA DA ETE PARA O PROJETO FINAL 2

3 AUTODEPURAÇÃO Processo natural de recuperação quando corpo hídrico é poluído por lançamentos de carga orgânica biodegradável. Realiza-se por meio de processos físicos (diluição, sedimentação), químicos (oxidação) e biológicos. 3

4 OBJETIVOS Visa a remoção da poluição presente (inorgânica ou orgânica) pelo uso de operações unitárias e processos químicos, biológicos e físicos, para posterior lançamento nos corpos receptores. Poluição - alteração indesejável nas características físicas, químicas ou biológicas da atmosfera, litosfera ou hidrosfera que cause ou possa causar danos à saúde, à sobrevivência ou as atividades dos seres humanos e outras espécies ou ainda deteriorar materiais. 4

5 CONCEITOS POLUIÇÃO DAS ÁGUAS - alteração de suas características por ações ou interferências, sejam elas naturais ou provocadas pelo homem. Causam impactos estéticos, fisiológicos ou ecológicos. ESGOTO despejos dos diversos usos da água (doméstico, comercial, industrial, agrícola, entre outros). ESGOTO SANITÁRIO despejos constituídos de esgotos domésticos e industriais lançados na rede pública. RESÍDUO LÍQUIDO INDUSTRIAL resultante dos processos industriais, possui características próprias (inerente ao processo de fabricação). ESGOTO DOMÉSTICO parcela mais significativa dos esgotos sanitários. 5

6 IMPORTÂNCIA Proteção da saúde pública (microrg. patogênicos); Preservação do meio ambiente (substâncias exercem ação deletéria). 6

7 CONSEQUÊNCIAS DA POLUIÇÃO Morte da fauna aquática; Escurecimento da água e maus odores; Detergentes formam espumas; Nutrientes (NPK) levam a eutrofização. 7

8 USOS DA ÁGUA E GERAÇÃO DE ESGOTOS Abastecimento Doméstico Água potável + Impurezas devido ao uso = Esgotos domésticos Abastecimento Industrial Água consumo industrial + Impurezas devido ao uso = Efluentes Industriais 8

9 PRINCIPAIS CONSTITUINTES DOS ESGOTOS DOMÉSTICOS Água (99,9%) Sólidos (0,1%) Sólidos Suspensos Sólidos Dissolvidos Matéria Orgânica Nutrientes (N, P) Organismos Patogênicos (vírus, bactérias, protozoários, helmintos) LODO 9

10 CARACTERIZAÇÃO QUALITATIVA DOS ESGOTOS Contribuição per capita de matéria orgânica 45 a 55 g DBO/hab.dia 90 a 110 g DQO/hab.dia DBO (Definição): Quantidade de oxigênio requerida por microrganismos aeróbios para a oxidação de compostos orgânicos presentes na fase líquida. Importância Sanitária: Avaliação da eficiência de sistemas de tratamento de esgotos sanitários e efluentes industriais Conceito de carga orgânica CO (kg/d) = P (hab)x QPC DBO,DQO (g/habxd) CO (kg/d) = Q x Concentração (mg/l) 10

11 Remoção de matéria orgânica Remoção de sólidos em suspensão Por que tratar os esgotos? Remoção de nutrientes Remoção de organismos patogênicos 11

12 Resolução CONAMA 357/05 Padrões do corpo d água e de lançamento 12

13 Resolução CONAMA 357/05 Classificação das Águas no Território Brasileiro Uso Classe Doces Salinas Salobras Especial Abastecimento doméstico X X X X Preserv. equil. natural das comun. aquáticas X Proteção das comunidades aquáticas X X X X Recreação de contato primário X X X X Irrigação X X X Criação natural e/ou intensiva de espécies (aquicultura) X X X X Dessedentação de animais X Navegação X X X Harmonia paisagística X X X Recreação de contato secundário X X Usos menos exigentes X 13

14 Efeito do Lançamento de Matéria Orgânica nos Cursos d água Lançamento amento (esgoto sem tratamento) Lançamento amento (esgoto tratado 70% remoção) Rio Oxigênio Dissolvido (mg/l) OD mínimo (rio Classe 2) Tempo (dias) 14

15 Resolução CONAMA 357/05 Padrões do corpo d água Exemplos de parâmetros associados a esgotos domésticos Categoria Parâmetro Unidade Águas doces Físicos Cor mgpt-co/l nível natur Turbidez UNT Sólidos dissolvidos totais mg/l Biológicos Coliformes totais org/100ml Coliformes termotolerantes org/100ml Químicos DBO 5 mg/l OD mg/l ph - 6,0 a 9,0 6,0 a 9,0 6,0 a 9,0 6 a 9 Subst.pot.prejud. Amônia não ionizável mgnh 3 /l 0,02 0, Amônia total mgn/l - - 1,0 - Nitrato mgn/l Nitrito mgn/l 1,0 1,0 1,0 - Fosfato total mgp/l 0,025 0,025 0,025-15

16 Própria Resolução CONAMA 274/ Padrões de balneabilidade Balneabilidade categoria Excelente Muito Boa Satisfatória Padrões para o corpo d água Máximo de 250 CF/100ml 1 ou 200 EC/100ml 3 ou 25 Enterococos/100ml 4 em 80% ou mais das amostras das cinco semanas anteriores. Máximo de 500 CF/100ml 1 ou 400 EC/100ml 3 ou 50 Enterococos/100ml 4 em 80% ou mais das amostras das cinco semanas anteriores. Máximo de 1000 CF/100ml 1 ou 800 EC/100ml 3 ou 100 Enterococos/100ml 4 em 80% ou mais das amostras das cinco semanas anteriores. a) Não atendimento aos critérios estabelecidos para as águas próprias. b) Incidência elevada ou anormal, na região, de enfermidades transmissíveis por via hídrica, indicadas pelas autoridades sanitárias. c) Valor obtido na última amostragem for superior a 2500 CF/100ml 1 (termotolerantes) ou 2000 EC/100ml 3 ou 400 Enterococos/100 ml. d) Presença de resíduos ou despejos, sólidos ou líquidos, inclusive esgotos sanitários, óleos, Imprópria graxas e outras substâncias, capazes de oferecer risco à saúde ou tornar desagradável a recreação. e) ph < 6,0 ou ph > 9,0 (águas doces), à exceção das condições naturais. f) Floração de algas ou outros organismos, até que se comprove que não oferecem riscos à saúde humana. h) Outros fatores que contra-indiquem, temporária ou permanentemente, o exercício da recreação de contato primário. (1) Coliformes Fecais (2) Coliformes Totais (3) Escherichia coli (4) Os padrões referentes aos enterococos aplicam-se somente às águas marinhas 16

17 Legislações Estaduais - Padrões de lançamento Legislação DBO 5 DQO SS N total P total CF Conc (mg/l) Efic mín (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) (NMP/ 100 ml) (%) CONAMA 357/ AL (1985) GO (1978) MS (1997) MG (1986) PB (1988) (*) 1 (*) - RS (1989) Variáv - Variáv Variáv SC (1981) (*) 1 (*) - SP (1976) (*) Para lançamentos em trechos de corpos d água contribuintes de lagos, lagoas e represas 17

18 DBO 5 DQO OD Padrões do Corpo d água e de Lançamento Resolução CONAMA 20/86 e Legislações Estaduais Parâmetro Unidade Padrão para corpo d água classe Padrão lançamento (alguns estados) Concent. máxima Eficiência mínima (%) mg/l mg/l mg/l /80/85 Sólidos suspensão mg/l / /90 - Amônia total mg/l ,0 - Amônia livre mg/l 0,02 0,02 0, Nitrogênio mg/l Fósforo mg/l 0,025 0,025 0,025-1,0 - Coliformes totais Coliformes fecais org/100 ml org/100 ml

19 NÍVEIS DO TRATAMENTO DOS ESGOTOS Tratamento preliminar Tratamento primário Tratamento secundário Tratamento terciário ou póstratamento 19

20 TIPOS DE TRATAMENTO TRATAMENTO PRELIMINAR E PRIMÁRIO - (processo mecânico ou físico) para retirar o material particulado em suspensão; TRATAMENTO SECUNDÁRIO - (processo biológico) para remoção da carga orgânica solúvel presente; TRATAMENTO TERCIÁRIO - (processo químico) para reduzir a DBO, os nutrientes, os patógenos e as substâncias tóxicas. 20

21 TRATAMENTO PRELIMINAR Objetivo: (remoção de sólidos grosseiros e areia) remoção de materiais flutuantes; remoção de material grosso e pesado e acondicionamento. grade caixa de areia medidor de vazão adaptado de VON SPERLING, 1996 Importância Redução da DBO e dos S.S. Aumenta a durabilidade dos equipamentos Composto por: Gradeamento; Triturador; Caixa de Areia; Tanque Equalização; Caixa de Gordura. 21

22 TRATAMENTO PRELIMINAR Finalidades da remoção de sólidos grosseiros proteger as unidades subsequentes; proteger as bombas e tubulações; proteger os corpos receptores. Finalidades da remoção de areia evitar abrasão nas bombas e tubulações; evitar obstrução em tubulações; facilitar o transporte do líquido. 22

23 GRADEAMENTO Objetivos: Remoção do material grosseiro em suspensão; Proteção das tubulações, das bombas e rotores, etc.; Aumenta eficiência na operação e desinfecção; Aspectos de Projeto: Espaçamento de barras; Inclinação da grade; Condições hidráulicas. Limpeza: Manual Automática 23

24 CAIXA DE AREIA Objetivos : Remover areia e outras partículas densas decantam com a redução da velocidade. Evitar a abrasão de bombas e obstrução de tubulações. Tipos usuais Caixa de areia tipo canal: um ou mais canais longos e estreitos e com espaço no fundo para acúmulo de material. Possui coletores mecânicos. v = 0,3 m/s. Caixa com fundo troncopiramidal: mais usado em pequenas estações; os vertedouros de entrada e saída são situados em lados opostos, um raspador central empurra areia para tronco de pirâmide (fundo do tanque), de onde é removida por um transportador mecânico. Tempo de retenção = 15 a 20 min. 24

25 CAIXA DE AREIA Pequeno porte Grande porte 25

26 TRATAMENTO PRIMÁRIO Objetivo: remoção de sólidos em suspensão sedimentáveis, materiais flutuantes (óleos e graxas) e parte da matéria orgânica em suspensão lodo primário 26

27 TANQUE DE EQUALIZAÇÃO Objetivo: Homogeneização da vazão e da concentração do Efluente. Consequências: Evita choques hidráulicos e de concentração (carga orgânica cte.); Neutralização do ph; Garante alimentação contínua. 27

28 TRATAMENTO PRIMÁRIO Objetivos Remoção da matéria orgânica decantável, (30 a 50% dos sólidos em suspensão); Remoção da escuma que flutua para a superfície. Composto por Sedimentação Primária; Flutuação com ar dissolvido; Coagulação química. Eficiência de Remoção 60 % de sólidos suspensos (S.S.); 35 % de Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO). 28

29 SEDIMENTAÇÃO Objetivos: separação dos sólidos em suspensão para partículas com diâmetros médios menores que 5 mm. Numa ETE esta operação usa-se em três situações: Nas caixas de areia Nos decantadores primários Nos decantadores secundários (clarificadores) A operação de sedimentação ou decantação é designada por clarificação quando o interesse principal é obter um líquido sobrenadante purificado. Denomina-se por espessamento no caso de se pretender 29 concentrar as partículas em suspensão.

30 SEDIMENTAÇÃO PRIMÁRIA DECANTADORES PRIMÁRIOS recebem o esgoto bruto, antes do tratamento secundário DECANTADORES CIRCULARES: custos baixos de aquisição de equipamentos e manutenção quando comparados aos retangulares. ASPECTO DE PROJETO Profundidade: 3 4 metros Tempo de retenção: 2 3 horas MECANISMO Carreamento de lodo sedimentado e sólidos flutuantes. 30

31 TRATAMENTO SECUNDÁRIO TRATAMENTO BIOLÓGICO Tratamento Biológico Aeróbios Lodos Ativados Filtro Biológico Sistema de Lagoas Anaeróbios Digestão Anaeróbia Tratamento Físico-Químico Processos Oxidativos Avançados Processos por Membranas Cloração Quanto à Fixação da Biomassa Biomassa Livre Lodo Ativado Sistema de Lagoas Digestão Anaeróbica Biomassa Fixa Filtros Biológicos Discos Biológicos Quanto ao Oxigênio Aeróbios Anaeróbios Anóxicos 31

32 TRATAMENTO SECUNDÁRIO Objetivo: remoção de matéria orgânica dissolvida e da matéria orgânica em suspensão não removida no tratamento primário participação de microrganismos contato entre os microrganismos e o material orgânico contido no esgoto matéria orgânica + bactérias H 2 O + CO 2 + mais bactérias 32

33 SISTEMAS ANAERÓBIOS Sistema anaeróbios são adequados para industrias que geram efluentes sem grandes variações em suas características, ex: Cervejeiras Molho de Tomate Refrigerantes Em geral, no que diz respeito a remoção de carga orgânica, tem eficiência média e devem ser complementados. Tem custos de implantação e operação inferiores aos sistemas aeróbios 33

34 SISTEMAS AERÓBIOS Sistema são adequados a quase todos os tipos de efluentes, e dentre os tipos de sistemas aeróbios podemos citar: Lagoas Aeradas Valos de Oxidação Dispositivos de Lodos Ativados 34

35 LODOS ATIVADOS É o método mais utilizado mundialmente para remoção de carga orgânica dos efluentes. Foi desenvolvido na Inglaterra por Arden e Lockett em 1914 sendo composto basicamente por duas unidades: - tanque de aeração e - decantador Termo originado devido à suspensão bacteriana que retorna ao tanque de aeração. Autodepuração artificialmente acelerada. Floco é formado por dois grupos de Bactérias: Zoogleas e Filamentosas. Os Flocos ficam em suspensão devido ao aporte de O 2.. Podem promover uma total oxidação da DBO, além da remoção de compostos nitrogenados (anoxia). 35

36 LODOS ATIVADOS CARACTERÍSTICAS Alta eficiência de remoção de DBO ( 90%) Pequena área para construção Alto custo envolvendo construção, operação, energia FUNCIONAMENTO 36

37 ESQUEMA ILUSTRATIVO CLÁSSICO DE SISTEMA DE LODOS ATIVADOS 37

38 LODOS ATIVADOS Injeção de Ar (Metabolismo, Respiração e Crescimento Celular) Bolhas de ar geradas por ar comprimido através de um difusor submerso ou aerador mecânico mistura turbulenta passa ar ao líquido. Transferência de O 2 Características do efluente; Características do sistema de aeração. 38

39 LAGOAS São métodos de baixo custo, baixa tecnologia, mas que requerem uma área elevada. Existem vários tipos de Lagoas para estabilização de esgotos que normalmente se utilizam em sequências variadas: Facultativas; Anaeróbias; Aeróbias; De maturação; Outros tipos: de macrófitas, de piscicultura. 39

40 LAGOAS Os sistemas de lagoas, compreendendo uma série adequada de lagoas anaeróbias, facultativas e de maturação apresentam um número de vantagens face a outros sistemas de tratamento: São normalmente a forma mais econômica de tratamento, quer em termos de construção como de operação e manutenção. Em geral não necessitam de fonte adicional de energia, para além da solar; Conseguem reduzir a concentração de patogênicos até níveis bastante baixos o que é de grande importância quando o efluente tratado vai ser reutilizado na agricultura ou aquacultura; Absorvem choques hidráulicos e orgânicos; Toleram concentrações elevadas de metais pesados. 40

41 LAGOAS 41

42 LAGOA DE ESTABILIZAÇÃO 42

43 DIGESTÃO ANAERÓBIA Na digestão anaeróbia, os microrganismos envolvidos não podem sobreviver na presença de oxigênio. A digestão anaeróbia é mais lenta que os processos aeróbios, mas tem a vantagem de produzir muito menos lodo. A maioria da matéria orgânica é convertida a CO 2 e metano. O ecossistema anaeróbio - muito complexo - começa com bactérias hidrolíticas que decompõem as matérias complexas em substâncias mais simples, estes compostos orgânicos são transformados por bactérias acidogênicas em ácidos orgânicos que por sua vez são transformadas por outro conjunto - as bactérias acetogênicas - em ácido acético, o qual por sua vez é convertido por bactérias metanogênicas a metano. Outras bactérias metanogênicas aproveitam parte do CO 2 e combinam-no com o hidrogênio para produzir mais metano. 43

44 DIGESTÃO ANAERÓBIA Matéria orgânica Bactérias fermentativas CO 2 + H 2 + H 2 S Ácidos Orgânicos Metanogênicas Acetoclásticas Metanogênicas hidrogenotróficas CH 4 44

45 DIGESTÃO ANAERÓBIA e CO 2 45

46 DIGESTÃO ANAERÓBIA X AERÓBIA Biogás DQO 70-90% 46

47 PROCESSOS DE DIGESTÃO ANAERÓBIA 47

48 PÓS-TRATAMENTO Objetivo: remoção de poluentes específicos e/ou remoção complementar de poluentes não suficientemente removidos no tratamento secundário. Ex: nutrientes ou organismos patogênicos 48

49 RESOLUÇÃO CONAMA 357/05 O que preconiza a Resolução CONAMA 357 aos Responsáveis Técnicos e Legais? Dispõe sobre a classificação dos corpos de água e diretrizes ambientais para o seu enquadramento, bem como estabelece as condições e padrões de lançamento de efluentes, e dá outras providências. 49

50 RESOLUÇÃO CONAMA 357/05 Está em vigor, desde o dia 17 de março de 2005, a Resolução n 357 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA), que, ao revogar a Portaria 020/86, reclassificou os corpos d água e definiu novos padrões de lançamento de efluentes. A Resolução aperta o cerco contra atividades industriais potencialmente poluidoras e prevê, com base na Lei de Crimes Ambientais (nº 9605), pena de prisão para os administradores de empresas e Responsáveis Técnicos que não observarem os padrões das cargas poluidoras. 50

51 Art. 46. O responsável por fontes potencial ou efetivamente poluidoras das águas deve apresentar ao órgão ambiental competente, até o dia 31 de março de cada ano, declaração de carga poluidora, referente ao ano civil anterior, subscrita pelo administrador principal da empresa e pelo responsável técnico devidamente habilitado, acompanhada da respectiva Anotação de Responsabilidade Técnica. 1 o A declaração referida no caput deste artigo conterá, entre outros dados, a caracterização qualitativa e quantitativa de seus efluentes, baseada em amostragem representativa dos mesmos, o estado de manutenção dos equipamentos e dispositivos de controle da poluição. 51

52 2 o O órgão ambiental competente poderá estabelecer critérios e formas para apresentação da declaração mencionada no caput deste artigo, inclusive, dispensando-a se for o caso para empreendimentos de menor potencial poluidor. Art. 47. Equiparam-se a perito, os responsáveis técnicos que elaborem estudos e pareceres apresentados aos órgãos ambientais. Art. 48. O não cumprimento ao disposto nesta Resolução sujeitará os infratores, entre outras, às sanções previstas na Lei no 9.605, de 12/02/1998 Lei de Crimes Ambientais. 52

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56 DIMENSIONAMENTO 56

57 GRADEAMENTO E CAIXA DE AREIA Fonte: 57

58 GRADEAMENTO E CAIXA DE AREIA Fonte: 58

59 GRADEAMENTO E CAIXA DE AREIA Fonte: 59

60 ETE União dos Palmares-AL Chegada do esgoto Fonte: Professor Márcio G. Barboza 60

61 ETE União dos Palmares-AL Caixa de areia Fonte: Professor Márcio G. Barboza 61

62 ETE União dos Palmares-AL Medição de vazão e controle do nível da caixa de areia Fonte: Professor Márcio G. Barboza 62

63 ETE União dos Palmares-AL Medição de vazão Fonte: Professor Márcio G. Barboza Dispositivo de saída e by pass 63

64 ETE Piracicamirim (Piracicaba-SP) Tratamento Preliminar 64

65 ETE Bueno de Andrade (Araraquara-SP) Tratamento Preliminar 65

66 CLASSIFICAÇÃO DOS SISTEMAS DE GRADEAMENTO Tipo Espaçamento (cm) Grade grosseira 4-10 Grade média 2-4 Grade fina 1-2 Dimensão das barras Largura: 4 mm a 10 mm Comprimento: 25 mm a 75 mm Inclinação das barras Verticais ou inclinadas Limpeza manual: 45 o ou 60 o Limpeza mecanizada: 70 o a 90 o 66

67 DISPOSITIVOS DE REMOÇÃO E QUANTIDADE DE MATERIAL RETIDO Lavagem Ancinhos (Rastelo) Mecânicos Manuais Condicionamento do material retido Secagem Adição de substâncias químicas Espaçamento (cm) 2,0 2,5 3,0 4,0 Quantidade (L/m 3 ) 0,038 0,023 0,012 0,009 67

68 FUNCIONAMENTO DO SISTEMA DE GRADEAMENTO Velocidade de passagem 0,6 m/s a 1,2 m/s (Limpeza mecanizada) 0,6 m/s a 0,9 m/s (Limpeza manual) Velocidade no canal a montante da grade (Velocidade de aproximação) Maior do que 0,4 m/s Perda de carga Obstrução máxima permitida (50%) 0,15 m (Limpeza manual) 0,10 m (Limpeza mecanizada) 68

69 DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE GRADEAMENTO a + t S = Au. a H = 2 1 Vg V. 0,7 2. g 2 0 S=área da secção transversal do canal até o nível d água A u =área útil da secção transversal a=espaçamento entre as barras t=espessura das barras H=perda de carga na grade (m) v g velocidade do fluxo através das barras, m/s v 0 velocidade imediatamente a montante da grade, m/s g aceleração da gravidade, igual a 9,8 m/s 2 69

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71 SISTEMA DE GRADEAMENTO Detalhes Construtivos PNB-569 e PNB-570 Outros dispositivos de remoção de sólidos grosseiros Grades de barras curvas Peneiras estáticas Peneiras de tambor rotativo 71

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77 CAIXAS DE AREIA Objetivo: Remoção de areia através de sedimentação, sem que haja remoção conjunta de sólidos orgânicos Características das partículas a serem removidas ( Areia ) Diâmetro efetivo: 0,2 mm a 0,4 mm Massa Específica: kg/m 3 Velocidade de sedimentação: 2,0 cm/s 77

78 CAIXAS DE AREIA Dispositivos de remoção Manuais ou mecânicos (Bandeja de aço removidas por talha e carretilha ou bombeamento) Quantidade e destino do material retido Quantidade: 30 a 40 L/1.000 m 3 de esgoto Destino do material retido ( Areia ) Aterro Sanitário. A areia poderá ser também lavada em caixas mecanizadas 78

79 CAIXAS DE AREIA Tipos de caixa de areia: Tipo canal com velocidade constante controlada por Calha Parshall; Secção quadrada em planta, com remoção mecanizada de lodo; Caixa de areia aerada. 79

80 CAIXAS DE AREIA Caixa de areia tipo canal com velocidade constante controlada por Calha Parshall: Velocidade 0,30 m/s Velocidade inferior a 0,15 m/s Depósito de matéria orgânica na caixa Velocidade superior a 0,4 m/s Arraste Depósito de matéria orgânica na caixa 80

81 DIMENSIONAMENTO H 1 V s V h L = Vh. t H = V S. t L V S Vh. H = L V s = 0,02 m/ V h = 0,3 m/ s s L =15.H Prática de Projeto L = 22,5. H a 25,0. H 81

82 DIMENSIONAMENTO H 1 V s V h L = Vh. t H = V S. t L Largura da caixa de areia Q Q = V h. B. H B = H. V h Taxa de escoamento superficial q = Q A = Q B L s. q=600 a m 3 /m 2 /dia 82

83 83

84 CAIXAS DE AREIA Operação da caixa de areia Limpeza quando a areia ocupar metade da altura ou dois terços de seu comprimento total Controle Quantidade de material removido por m 3 de esgoto Teor de umidade Teor de sólidos voláteis 84

85 Controle da velocidade através de calha Parshall HM HJ Y H Z Para se manter a mesma velocidade na caixa de areia tipo canal com velocidade constante controlada por calha Parshall, para Qmín e Qmáx, tem-se: Q Q mín máx. = H H ' mín. máx. Z Z Q mín vazão mínima (m 3.s -1 ) Q mán vazão máxima (m 3.s -1 ) H mín altura da lâmina líquida mínima (m) H mán altura da lâmina líquida máxima (m) Z altura do rebaixo (m) 85

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90 Largura Nominal Fórmula da Calha Parshall: Q(m 3 /s) = K.H N (H em m) N K Capacidade (L/s) Mín. Máx.. 3" 1,547 0,176 0,85 53,8 6" 1,580 0,381 1,52 110,4 9" 1,530 0,535 2,55 251,9 1' 1,522 0,690 3,11 455,6 1 1/2' 1,538 1,054 4,25 696,2 2' 1,550 1,426 11,89 936,7

91 Exemplo de Dimensionamento - Dados Ano População Qmín (L/s) Qméd (L/s) Qmáx (L/s) Atendida (hab) ,67 83,33 150, ,19 100,38 180, ,29 126,58 227,83

92 a) Escolha da Calha Parshall: Para atender vazões de 41,67 L/s a 227,83 L/s a C. Parshall recomendada é a de LN = 9". Fórmula da Calha Parshall com LN = 9": Q = 0,535.H 1,53 Para Qmín = 41,67 L/s Hmín = 0,189m Para Qmáx = 227,83 L/s Hmáx = 0,572 m 92

93 Cálculo do rebaixo (z) à entrada da c. Parshall Qmín. Qmáx. = Hmín. Hmáx. Z Z 41,67 227,83 = 0,189 0,572 Z Z Z = 0,1033m

94 Grade adotada e Eficiência. dados adotados.. barras de espessura( t) espaçament o ferro = ( a) 5mm = 15mm a 15 E = = = 0,75 a + t

95 Área útil (A u ) e Área da Seção do Canal (S) Adotando-se a velocidade de passagem pela grade v = 0,8 m/s: Au = Q máx v = 0,22783m 3 0,8 m / s / s = 0,285 m 2 Au 0,285 S = = = E 0,75 0,38 m 2

96 Largura (b) do canal da grade e verificações de velocidade S 0,38 b = = = 0,81 m H Z 0,572 0,1033 máx Q (l/s) H (m) (H-Z) (m) S=b(H-Z) (m 2 ) Au=S.E (m 2 ) V=Qmáx Au (m/s) V0=Qmáx S (m/s) 227,83 0,572 0,469 0,380 0,285 0,800 0, ,67 0,492 0,389 0,315 0,236 0,766 0, ,00 0,436 0,333 0,270 0,203 0,739 0,555 63,29 0,248 0,145 0,117 0,088 0,719 0,541 50,19 0,213 0,110 0,089 0,067 0,749 0,564 41,67 0,189 0,086 0,070 0,053 0,786 0,595

97 Verificações de Perda de Carga H = 1,43 v 2 v 2 0 2g Grade limpa : 2 2 (0,8) (0,6) H = 1,43 = 0, 02 2 x 9,81 m 2 2 (2 x 0,8) (0,6) Grade 50% obstruída: H = 1,43. = 0, 16m 2 x 9,81 H perda de carga (m) v velocidade do fluxo através das barras, m/s v 0 velocidade imediatamente a montante da grade, m/s g aceleração da gravidade, igual a 9,8 m/s 2

98 Cálculo da Caixa de Areia Cálculo da área da secção transversal (A) e da Largura da Caixa de Areia (B) Adotando-se a velocidade sobre a caixa v = 0,3 m/s tem-se: Q 0,22783 A = máx = = v 0,3 0,7594m 2 B = H A máx Z = 0,7594 0,572 0,1033 B = 1,62m

99 Verificações: Para Q mín = 41,67 l / s H mín = 0,189 m H mín Z = 0,189 0,1033 = 0,0857m A = 0,0857 x 1,62 = 0,1388 m 2 0,04167 v = = 0,3 m/ s 0,1388

100 Cálculo do Comprimento (L) ( 0,572 0,1033 ) L 10, m L = 22,5 x ( Hmáx Z) = 22,5 x = 55 Taxa de escoamento Superficial resultante: Q A S = 227,83 x 86,4 = 1152 m 3 / m 2. dia 10,55 x 1,62

101 Cálculo do rebaixo da caixa de areia: Para a taxa de 30 L/1000 m 3 e para vazão média de final de plano, Q = 126,58 L/s, tem-se o seguinte volume diário de areia retida na caixa: altura diária de h V = 0,03 L/m 3 x 126,58 L/s x 86,4 = 328 L = 10,55 0,328 x 1,62 = areia acumuladana caixa: 0,02m Para um rebaixo de 20 cm tem-se um intervalo de limpeza da caixa de 10 dias.

102 REFERÊNCIA Livros: Carlos Augusto de Lemos Chernicharo Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental UFMG. Material didático dos professores Roque Passos Pivelli e Sidney Seckler Ferreira Filho. 102