AULA 23 ÓRGÃOS ESPECIAIS EM SISTEMAS DE DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS. SANEAMENTO Aula 23 - Sumário

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1 SANEAMENTO Aula 23 - Sumário AULA 23 ÓRGÃOS ESPECIAIS EM SISTEMAS DE DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS Sifões invertidos, descarregadores e instalações elevatórias. Saneamento [A23.1]

2 SIFÕES INVERTIDOS (Artº 151 a 183) OBJECTIVO: Transposição de obstáculos (outras infra-estruturas enterradas) ou depressões (vales e linhas de água) sem perdas de carga relevantes. FUNCIONAMENTO: Em gravidade, sob pressão. câmaras entrada e saída Constituição: ramos descendentes ramos ascendentes Exemplos: --Funchal (sifão sob as as ribeiras de de S. S. João e Sta Luzia) --Caparica (sifão sob as as tubagens da da Nato) Saneamento [A23.2]

3 PROBLEMAS FUNDAMENTAIS EM SIFÕES INVERTIDOS: variabilidade diária de caudais 1. Auto-limpeza magnitude do caudal noturno escoamento sob pressão 2. Controlo de septicidade (anaerobiose, formação de sulfuretos) CRITÉRIOS E DISPOSIÇÕES DE DIMENSIONAMENTO: Diâmetro mínimo 200 mm, domésticos (300 mm - pluviais) Critério de auto-limpeza: 0,7 a 1 m/s (1 vez/dia) Velocidade máxima de escoamento V máx = 3 m/s Saneamento [A23.3]

4 Controlo de septicidade: injecção de ar, O 2, Cl 2 ou adição de H 2 O 2, quando necessário Assegurar a ventilação Verificar perdas de carga: localizadas e contínuas (n = 0,015 m 1/3 /s) Verificar as condições de resistência de pressão interior Prever adufas em cada ramo Prever dispositivos de descarga de fundo Saneamento [A23.4]

5 EXEMPLO DE SIFÃO DE RAMOS MÚLTIPLOS (em regra são dois ou três ramos, com descarregadores) Saneamento [A23.5] Câmara de de entrada Câmara de de saída

6 TRANSPORTE DE CAUDAIS: Nº de ordem dos trechos 1º Trecho - Caudal mínimo 2º Trecho Caudal transportado sequencialmente Máximo de estiagem Caudal máximo de cheia 3º Trecho Saneamento [A23.6]

7 DESCARREGADORES (Artº 167 e 168) OBJECTIVO: Regular e repartir o escoamento (Artº 167) Utilização em: - Sistemas unitários - Pseudo-separativos - Separativos (descarregadores de segurança) CLASSIFICAÇÃO: Quanto à FINALIDADE: a) a) Descarregadores de de Tempestade b) b) Descarregadores de de Transferência c) c) Descarregadores de de Segurança Quanto à FORMA: a) a) Descarregadores de de Superfície Laterais ou ou Frontais b) b) Descarregadores por por orifício (de (de desvio) Saneamento [A23.7]

8 DISPOSIÇÕES DE DE CONCEPÇÃO E DE DE DIMENSIONAMENTO DE DE DESCARREGADORES 1. Cuidados para minimização da turbulência na câmara descarregadora e dos riscos de obstrução dos colectores a jusante. 2. Assegurar a auto-limpeza. 3. Entrada em funcionamento, apenas para caudais superiores a um certo limite, préfixado, em regra 3 a 6 vezes o caudal médio de tempo seco (Q m ), para assegurar a necessidade de diluição, em função do meio receptor. 4. Acréscimo do caudal descarregado, em função do caudal afluente, de modo a permanecer constante o caudal efluente a tratar. 5. Minimização da poluição causada pelos caudais descarregados, nomeadamente em termos de sobrenadantes e sólidos em suspensão. Saneamento [A23.8]

9 PROCEDIMENTOS PARA RESPONDER AOS REQUISITOS 3), 3), 4) 4) e 5): 5): 3 Controlo por posicionamento da crista do descarregador. p h (Q = Q p ) (cota da crista do descarregador superior ou igual à altura do escoamento do caudal de ponta a tratar na ETAR, 3 a 6 Q m ). 4 Controlo de caudal por tubo curto e válvula monitorizada ou por descarregadores em série (primário e secundário). 5 Controlo de descarga de sobrenadantes para o meio receptor, por anteparas. Corte de de câmara descarregadora Saneamento [A23.9]

10 CÁLCULO DO REGOLFO: Curvas de de regolfo em em descarregadores (regime lento e regime rápido) CONDIÇÃO PARA O CÁLCULO DO REGOLFO: a) Condição H (h + v 2 /2g ) = Constante b) Lei de vazão do descarregador c) Condições na fronteira (secção de controlo) - regime rápido difícil de respeitar a condição 4, de controlo de caudal - regime lento mais adequado, para controlo do caudal Saneamento [A23.10]

11 ALGUNS PERFIS POSSÍVEIS DA SUPERFÍCIE LIVRE EM DESCARREGADORES Saneamento [A23.11]

12 INSTALAÇÕES ELEVATÓRIAS (Artº 170 a 175) PARÂMETROS OU VARIÁVEIS RELEVANTES:. Caudais afluentes. Tempos de retenção na câmara de aspiração. Caudal de elevação ou bombado. ALGUNS PROBLEMAS OU RISCOS: 1. Septicidade (no poço e na conduta elevatória) 2. Choque hidráulico 3. Problemas ambientais (ex, por corte de energia), com riscos de descarga nos meios receptores CUIDADOS A TER NA NA LOCALIZAÇÃO DE DE IE IE (Instalações Elevatórias) disponibilidade de de energia disponibilidade de de meio receptor (descarga de de recurso) enquadramento urbano (se (se possível, longe de de habitações) Saneamento [A23.12]

13 CONSTITUIÇÃO: ÓRGÃOS FUNDAMENTAIS. Câmara de bombagem. Grupos elevatórios e condutas associadas EQUIPAMENTO DE PROTECÇÃO, COMANDO E CONTROLO. Válvulas (Seccionado Retenção). Medidores (caudal, níveis). Reguladores de nível (bóias ou sensores) ÓRGÃOS COMPLEMENTARES. Grades (manuais ou mecânicas)/tamisadores. Desarenador. Ventiladores e filtro para controlo de odores. Equipamento de colecta e empilhamento de resíduos. Equipamentos para controlo de septicidade. Equipamentos para controlo do choque hidráulico (Ex: RAC) Saneamento [A23.13]

14 GRUPOS ELECTROBOMBA:.. Bomba e motor submersíveis.. Bomba submersível e eixo vertical Saneamento [A23.14]

15 GRUPOS ELECTROBOMBA (cont.):.. Bomba a seco e eixo vertical.. Bomba a seco e eixo horizontal Saneamento [A23.15]

16 CÂMARA DE ASPIRAÇÃO OU POÇO DE BOMBAGEM FORMA: Condicionada pela necessidade de limitar a acumulação de sedimentos e cotas de entrada docolector afluente, e do colector de descarga de emergência ou de recurso. VOLUME ( u) : - Caudal bombado (Q) Q p (caudal de ponta) - número máximo de arranques do grupo permitido por hora (Nmáx) - tempo máximo de retenção no poço (T M ) (10 minutos a Qm Artº 173) Volume útil (1 (1 Grupo): u 900 Q // Nmáx t t = (m (m 3 )) (m (m 3 /s) /s) (n/hora) 60 Nmáx Saneamento [A23.16]

17 Entrada: Parafuso de Arquimedes: Poço de bombagem

18 Exemplo Sistema elevatório do Torrão (Caparica) Saneamento [A23.18]

19 Exemplo Estação Elevatória do Torrão (Caparica) Saneamento [A23.19]

20 ASPECTOS A CONSIDERAR NO DIMENSIONAMENTO DA CONDUTA ELEVATÓRIA VELOCIDADE MÍNIMA = 0,7 m/s (Artº 175) DIÂMETRO mim = 100 mm (Artº 175) Verificação de efeitos do choque hidráulico Perfil longitudinal preferencialmente ascendente, evitar ventosas e descargas de fundo. Prever maciços de amarração, quando adequado. Evitar-se condutas longas (por causa da formação de sulfuretos) Previsão de local para, em condições excepcionais, ter lugar a descarga de recurso Cuidados de protecção da câmara de descarga, no caso do líquido pode apresentar-se séptico. Saneamento [A23.20]

21 Planta de implantação de uma IE (2 grupos electrobomba; Q<10 L/s): Saneamento [A23.21]

22 Plantas: Saneamento [A23.22]

23 Corte: Saneamento [A23.23]

24 Planta de implantação de uma IE (3 grupos electrobomba; 10<Q<50 L/s): Saneamento [A23.24]

25 Plantas:

26 Corte: Saneamento [A23.26]

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