DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL E ARQUITECTURA INSTALAÇÕES DE TRATAMENTO

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1 DEPATAMENTO DE ENGENHAIA CIVIL E AUITECTUA INSTALAÇÕES DE TATAMENTO Ana Ambrósio de Sousa Castelo Branco Lisboa, Junho de 2008

2 A DADOS DE BASE Caudal 0,25 m /s CBO a 250 mg/l CBO e 20 mg/l T 20 ºC Admitemse os seguintes pressupostos: (a) a concentração dos SSV do afluente ao reactor é desprezável; (b) a razão MLVSS/MLSS 0,80; (c) a concentração de sólidos na recirculação é de mg/l; (d) a concentração de sólidos no reactor é de MLVSS 500 mg/l; (e) a idade das lamas, θ c 10 dias; (f) o efluente contém 22 mg/l de sólidos biológicos, dos quais 65% são biodegradáveis; (g) CBO 5 0,68 x CBO u ; (h) as águas residuais têm as concentrações adequadas de azoto e fósforo para o crescimento biológico; (i) os parâmetros cinéticos do crescimento biológico, Y 0,50 e k d 0,06 d 1. PSIT [2]

3 B DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA 1 Cálculo do CBO 5 solúvel no efluente CBO 5 efluente CBO 5 afluente não tratado + CBO 5 dos SS do efluente a) CBO 5 dos SS do efluente a.1) parte biodegradável dos sólidos biológicos do efluente 0,65 x 22 mg/l 14, mg/l a.2) CBO u da parte biodegradável dos sólidos biológicos do efluente 0,65 x 22 mg célula/l x 1,42 mg O 2 consumido/mg célula oxidada 20, mg/l a.) CBO 5 dos SS efluente 20, mg/l x 0,68 1,8 mg/l b) CBO 5 afluente não tratado (S) CBO e S + CBO 5 dos SS efluente 20 mg/l S + 1,8 mg/l S 6,2 mg/l PSIT []

4 2 Cálculo da eficiência E So S So x 100 a) com base no CBO 5 solúvel 250 6,2 E ,5% x 100 b) a eficiência global do sistema Eglobal 250 x % PSIT [4]

5 Cálculo do volume do reactor θc Y (So S) X θ (1+ kdθc) V θ a) substituindo θ em X, e resolvendo a equação para V V θc Y (So S) X (1+ kdθc) b) a eficiência global do sistema (10d) x (0,25 x /dia) x 0,50[(250 6,2) mg/l] m ( 500 mg/l) (1+ 0,06 d x 10 d) V m PSIT [5]

6 4 uantidade de lamas produzidas em excesso por dia a) Cálculo do Y real Y real Y 1+ k d θ c 0,5 (1+ 0,06 x 10) 0,1g células/g CBO removido b) uantidade de lamas produzidas P x Y eal (S o S) x 10 (0,1kg células/kg CBO removido) x (0,25 x m /d) x x (250 6,2) (g/m ) x kg SSV/d PSIT [6]

7 c) Cálculo do aumento da massa total de MLSS 162 Px (SS) 0, kg SS/d d) uantidade de lamas em excesso Lamas em excesso Aumento de MLSS SS no efluente kg SS/d (22 g/ m x 0,25 m /s x ) kg SS/d PSIT [7]

8 e) Caudal de lamas em excesso, admitindo que a purga é feita a partir do reactor θ c w V X X + e X e x 500 g/ d m m x 500 g/ m + (0,25 m /s x x 22 g/ m w x 0,8) w w m /d PSIT [8]

9 f) azão de recirculação X + Admitindose que: o X w X + ( + ) X Xo 0 mg/l w é desprezável face ao ( 1,6%) X x 0,8 ( + ) X ( m /d ) x % PSIT [9]

10 5 Cálculo do tempo de retenção hidráulico V θ ,2 h 6 Cálculo das necessidades de oxigénio a) quantidade de CBO u removido no processo (S S o) /d (250 6,2) g/ m m 0,68 0, kg CBOu /d b) quantidade de oxigénio kg O 2 /d kg CBO kg O 2 µ /d /d 1,42 x 162 kg SSV/d PSIT [10]

11 7 Cálculo da potência dos arejadores transferência de O2 0,9 a 2,2 kg O2 /kw.h potência total kg O2 /d 24 h/d x 1,5 kg O2 /kw.h 8 Verificações 150 kw Potência agitação W 2 W/ m > 25 W/ m m elação F/M F M So 250 mg/l θ X (0,22 d) x ( 500 mg/l) (0,2 0,6 d 1 ) 0, d 1 PSIT [11]

12 Carga volúmica kg CBO m.d 5 So V 250 g/ m x m m /d x 10 1,15 (0,8 1,92 kg CBO 5 /m.d) Simbologia: CBO a CBO e SS SSV MLVSS MLSS S CBO 5 afluente ao sistema (S o ), mg/l CBO 5 efluente do sistemas, mg/l Caudal afluente ao sistema, m /dia Sólidos suspensos, mg/l Sólidos suspensos voláteis, mg/l Sólidos suspensos voláteis no reactor, mg/l Sólidos suspensos no reactor, mg/l CBO 5 afluente não tratado, mg/l PSIT [12]

13 Simbologia (continuação): E Eficiência do sistema com base no CBO 5 solúvel, % E global Eficiência global do sistema, % X θ c θ Y k d V Y real P x w e X e Concentração de SSV no reactor, mg/l Idade das lamas (tempo médio de retenção das células, SSV, no reactor), dia Tempo de retenção hidráulico no reactor, dia Coeficiente de crescimento de células, g células produzidas por g de matéria orgânica removida Coeficiente de decaimento endógeno, dia1 Volume do reactor, m Coeficiente de crescimento de células real num sistema com recirculação uantidade de lamas produzidas diariamente, kg SSV/d Caudal de lamas em excesso, m /dia Caudal do efluente tratado, m /dia Concentração de SSV no efluente, mg/l PSIT [1]

14 Typical values of alpha factors for lowspeed surface aerators and selected wastewater types PSIT [14]

15 Typical aeration tank dimensions for mechanical surface aerators PSIT [15]

16 Typical design information for secondary clarifiers for the activated sludge process PSIT [16]

17 Typical design parameters for commonly used activated sludge process PSIT [17]