Universidade Federal do Paraná Engenharia Ambienal Saneameno Ambienal I Aula 9 Modelagem processo de auodepuração Profª Heloise G. Knapi
Auodepuração de rios
inéica da desoxigenação O conceio da DBO represena: Tano a maéria orgânica, quano o consumo de oxigênio (unidade massa de oxigênio por unidade de volume: mg O /) Duas condições disinas: DBO remanescene: oncenração da maéria orgânica remanescene na massa líquida em um dado insane (maéria orgânica não consumida) DBO exercida: Oxigênio consumido para esabilizar a maéria orgânica aé ese insane
inéica da desoxigenação Progressão da DBO ao longo do empo, segundo os dois conceios: 0 y DBO exercida onsumo acumulado de oxigênio y0 DBO remanescene Progressão emporal da oxidação da maéria orgânica. DBO exercida = oxigênio consumido (acumulado) DBO remanescene = DBO resane ao longo do empo
inéica da desoxigenação A cinéica da reação da maéria orgânica remanescene (DBO remanescene) se processa segundo uma reação de primeira ordem d d = oncenração de DBO remanescene (mg/) = consane de desoxigenação; = empo (dia)
inéica da desoxigenação d d 0 d 0 d 0 DBO remanescene e 0 é a DBO remanescene em um empo qualquer; 0 é a DBO imediaamene após o pono de lançameno, ou seja, DBO remanescene no empo =0 = coeficiene de desoxigenação;
inéica da desoxigenação y 0 y e 0 y é a DBO exercida em um empo (mg/) (diferença enre a quanidade de oxigênio dissolvido consumido desde o insane inicial aé o insane ) 0 é a DBO imediaamene após o pono de lançameno, ou seja, DBO remanescene no empo =0. Também denominada de demanda úlima (represena a DBO oal ao final da esabilização) = coeficiene de desoxigenação;
inéica da Desoxigenação oeficiene de desoxigenação: Função das caracerísicas da maéria orgânica, da emperaura e presença de subsâncias inibidoras; Os valores obidos em laboraório não necessariamene represenam a condição do corpo hídrico (apenas rios lenos e profundos). Valores ípicos de em condições de laboraório (base e, 0º) Origem da M. O. K (dia - ) Rios com águas limpas 0,08 0,0 Efluene secundário 0, 0,4 Efluene primário 0,30 0,40 Água residuária de baixa concenração 0,30 0,40 Água residuária concenrada 0,35 -,045 Fone: Adapado de Von Sperling (006)
inéica da desoxigenação Influência meabolismo microbiano Taxas de esabilização da maéria orgânica Relação enre a emperaura e a axa de desoxigenação pode ser expressa por: K T = K (0) x θ (T 0) Em que: K T = K a uma emperaura T qualquer (dia - ) K (0) = K à emperaura T= 0º (dia - ) T = emperaura do líquido (º) θ = oeficiene de emperaura (valor empregado,047)
inéica da desoxigenação inéica da reaeração
inéica da reaeração Trocas gasosas na inerface gás-líquido íquido deficiene de gás Sisema em equilíbrio Equilíbrio Dinâmico define a oncenração de Sauração ( s )
inéica da reaeração Taxa de absorção de oxigênio é direamene proporcional do défici exisene Quando maior o défici, maior a avidez da massa líquida pelo oxigênio
inéica da reaeração Progressão do défici (D = s - ) e da concenração do OD S oncenração de OD D S Défici de OD À medida que a concenração de OD se eleva devido à reaeração, o défici diminui.
inéica da reaeração aracerizada por uma reação de primeira ordem dd d D D = défici de oxigênio dissolvido, ou seja, a diferença enre a concenração de sauração (s) e a concenração exisene em um empo (), em mg/ = empo (dia) coeficiene de reaeração (d - )
inéica da reaeração Progressão emporal do défici e da concenração de OD dd d D S oncenração de OD 0 D D e Défici de OD D 0 = défici de oxigênio inicial (mg/) = empo (dia) = concenração de OD em um empo (mg/) s = oncenração de sauração de OD (mg/) = coeficiene de reaeração (d - ) D S
inéica da reaeração oeficiene de reaeração: aracerísicas hidráulicas do canal (profundidade e declividade), presença de surfacanes, parículas suspensas, ação do veno e da emperaura da água; Valores ípicos de (base e, 0º) orpo d água K (dia - ) Profundo / Raso Pequenas lagoas 0, 0,3 Rios vagarosos, grandes lagos 0,3 0,37 Grandes rios com baixa velocidade 0,37 0,46 Grandes rios com velocidade normal 0,46 0,69 Rios rápidos 0,69,5 orredeiras e quedas d água >,5 >,6 Fone: Adapado de Von Sperling (006)
inéica da reaeração oeficiene de reaeração: Deerminação in siu Méodos esaísicos Valores médios abulados Esudo com raçadores : deerminação da dispersão longiudinal e do coeficiene de reaeração
inéica da desoxigenação inéica da reaeração d d dd d D ocasiona redução de OD (uilizado na oxidação) ocasiona aumeno de OD (redução do défici)
Dessa maneira, os dois processos podem ser agrupados em uma única equação: dd d D Aumeno de OD Reduz o défici Redução de OD Aumeno do défici
dd d D dd D 0e d e e D e 0 0 D
urva de depleção do oxigênio dissolvido D e e e D 0 0 A curva de concenração de OD pode ser obida direamene desa equação, sabendo-se que: S D OD S S e e e 0 0
Esgoos urso d água OD (m/) S D o o D c o c o c Tempo ou disância (m) Ponos caracerísicos da curva de depleção de OD
oncenração críica de oxigênio oncenração críica: idenificação da necessidade ou não do raameno de esgoo O raameno, quando necessário, deve ser implemenado com uma eficiência na remoção de DBO suficiene para garanir que a concenração críica de OD seja superior ao valor mínimo permiido pela legislação (padrão para lançameno de corpos d água)
urva de depleção do oxigênio dissolvido S S e e e 0 0 álculo do perfil de oxigênio dissolvido em função do empo álculo do empo críico (empo que ocorre a concenração mínima de oxigênio dissolvido) 0 0. ln S c
urva de depleção do oxigênio dissolvido álculo do défici críico Dc 0e álculo da concenração críica de oxigênio S D Tempo de percurso x U x é a disância a jusane do pono de lançameno (m) U é a velocidade média do rio (m/s)
Balanço de massa Vazão de diluição Senido do escoameno Monane Jusane