Lista 3 - Tratamento de Àguas de abastecimento.

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Engenharia do Ambiente 
 Poluição Hídrica e Tratamento de Águas de Abastecimento 
 
Pol Lista de Exercícios 3 – Tratamento de águas de abastecimento 
 
1. Preencha as lacunas. 
A água destinada a consumo humano deve atender características mínima de qualidade. 
Não pode conter ______________________, nem substâncias químicas em 
concentrações tóxicas. Ter composição tal que os _________________ não questionem 
a sua segurança (límpida, incolor, inodora, fresca, de sabor agradável e isenta de 
microrganismos). Deve apresentar características que não provoquem a 
__________________ dos sistemas de abastecimento. Ou seja, em termos de 
potabilidade, a água deve ser _____________________ segura e 
____________________ aceitável. 
 
2. A tabela abaixo mostra valores de unidades formadoras de colônias de E. coli em 100 
mL em diferentes amostras de água tratada. 
Amostra UFC/100mL 
 1 0 
 2 1 
 3 100 
a) Qual ou quais amostras não são consideradas potáveis? 
 
b) Baseado em que, chegou à resposta da alternativa a? 
 
c) A E. coli é o único parâmetro biológico a ser investigado? 
 
3. Com base no Decreto-Lei número 69/23, responda: 
a) Quais os tipos de controlo dos parâmetros de qualidade? 
 
b) A frequência de monitorização é definida por quais fatores? 
 
 
 
 
 
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Pol 4. Faça um diagrama do ciclo urbano da água. 
 
5. Quais as partes constituintes do sistema de abastecimento de água? Explique a função 
de cada uma. 
 
6. Cite 4 tipos de mananciais. 
 
7. O que se deve levar em consideração na construção de um sistema de captação, 
relativamente ao manancial, local e operação? 
 
8. Um sistema de captação é constituído de várias partes. Cite e descreva cada uma delas. 
 
9. Sobre a tomada de água, indique uma opção adequada para cada tipo de manancial 
indicado: 
 
a) Albufeira 
 
b) Rio com pequena variação de nível de água 
 
c) Lago 
 
10. Leia as afirmações abaixo e marque se são verdadeiras ou falsas: 
( ) A tamisação é um processo químico, utilizado para separar água e óleo. 
 
( ) A gradagem, ou gradeamento é um processo para retirada de sólidos grosseiros da 
água. 
 
( ) É suposto utilizar grades com inclinação de 70-80º, este ângulo ajuda na limpeza 
manual. 
 
 
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Pol ( ) O desarenador não precisa ser dimensionado, pois a areia é muito pesada e sedimenta 
de qualquer forma. 
( ) As adutoras servem para conduzir água apenas por gravidade, sendo uma parte 
dispensada quando existem estações elevatórias no sistema. 
( ) Sempre se deve optar por utilizar estações elevatórias, visto permitirem controlar o 
caudal. 
( ) A linha de sucção de uma estação elevatória diz respeito a tubagem anterior a bomba. 
 
11. Dimensione a população de projeto para uma ETA, utilizando o método aritmético e 
20 anos de projeção. (População: 21.837 habitantes em 2010 e 22.289 em 2025). 
 
 
 
 
12. Dimensione o caudal referente a saída da ETA. (K1 = 1,2; %Qeta = 3%; Qs = 10%; 
Qconsumo = 50 L/s; Tempo de funcionamento = 16 horas ) 
 
 
 
 
13. Existem 2 tipos de perda de carga em uma adutora, quais são? 
 
14. Em um sistema de captação a diferença de altitude até a ETA é de 37 metros, onde a 
ETA está na cota mais baixa. O comprimento da adutora é de 5350 metros. Dimensionar 
o diâmetro da adutora, levando em consideração que o caudal é de 5 m3/dia e que são 
𝑃 = 	𝑃! + 	𝐾"	(𝑡	 − 	𝑡!)	 𝐾! = 	
𝑃"	 − 	𝑃#
𝑡"	 − 	𝑡#
	
 𝑄1 = Q
consumo . 
K
1 
. 24
!"#$%	'"	()*+,%*-#"*!%
		. 	(1 + 	%/!"#
011
) + Q
s 
 
𝑄2 = 	 Q
consumo . 
K
1 
. 24
!"#$%	'"	()*+,%*-#"*!%
+ Q
s
	
 
 
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Pol utilizados 5 equipamentos (1 cotovelo de 90º (k = 0,9), 2 junções (k = 0,4), 1 válvula de 
gaveta (k = 0,2) e 1 curva de 45º(k = 0,2)). Adotar tubulação de PVC (C = 130). A 
velocidade na adutora não deve ser menor do que 0,5 m/s. 
 
 
15. Dimensionar um desarenador. Caudal = 5 m3/dia; Velocidade crítica de sedimentação 
das partículas: ≤ 0,021 m/s 
 
15. Leia as afirmações abaixo e marque se são verdadeiras ou falsas: 
( ) A água tratada deve ter qualidade sempre inferior aos padrões de potabilidade. 
( ) A qualidade da água tratada é sempre constante. 
( ) O manancial não influencia no tipo de tratamento da água 
( ) Uma ETA deve ser construída para tratar uma água bruta sem variações de qualidade, 
para otimizar o processo e utilizar menos reagentes. 
 
16. Faça um fluxograma com as partes constituintes do sistema de abastecimento de água 
e outro de uma ETA de ciclo completo (tratamento convencional). 
 
17. Qual a diferença do tratamento de filtração direta e filtração em linha? 
18. Qual a etapa de tratamento de água que nunca pode ser desconsiderada, mesmo 
quando a água bruta tem muito boa qualidade? Como é chamado esse tipo de tratamento? 
 
19. Para que serve a pré-oxidação? 
Q = V.A 
 
 
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Pol 
20. Preencha as lacunas: 
A pré-oxidação promove a ___________________ da água, prevenindo a formação de 
biofilmes e crescimento de algas nos equipamentos da ETA. Além, disso promove a 
oxidação de _____________________, o que auxilia nos processos de 
__________________ e ________________. Apesar de ter benefícios, a pré-oxidação 
gera ______________________, que são chamados de ___________________. A 
formação desses subprodutos se dá com a reação do cloro adicionado e 
__________________ presentes na água. 
A formação de subprodutos é _______________ no tempo. Para minimizar a sua 
formação, pode-se ________________ compostos orgânicos precursores ou 
______________ o agente oxidante. 
 
21. Descreva o processo de coagulação e floculação, explicando a diferença entre eles. 
 
22. Qual processo (coagulação/floculação) acontece sob mistura lenta e por quê? 
 
23. Ao adicionar coagulante na água, qual a tendencia de variação do pH? 
 
24. Explique os dois tipos de mecanismos de coagulação. 
 
25. As unidades de mistura lenta, também conhecidas com floculadores podem ser 
hidráulicas, ou seja, utilizando a gravidade para o processo, ou podem ser mecânicas. 
Explique o fundamento dos dois tipos de equipamentos. 
 
26. O gradiente de velocidade (G) é um parâmetro muito importante para dimensionar 
unidades de mistura lenta e unidades de mistura rápida. Quanto maior o G maior o 
turbilhonamento da água. Sabendo disso, como pode ser controlado esse parâmetro nas 
unidades de mistura lenta e rápida? 
 
 
 
 
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Pol 27. Dimensione a altura da lâmina d’agua em um vertedor triangular, bem como a altura 
da queda de água necessária para conduzir um gradiente de velocidade igual a 1000 s-1. 
Q = 10 L/s; câmara de mistura: 0,3 m de largura, 0,3 metros de comprimento e altura de 
0,2 m de água. γ= peso específico da água = 10000 N/m3; μH2O, 20ºC = 1.10-3 N.s.m-2. 
 
 
 
28. Considere que uma ETA receba 500 L/s de água. Dimensione um floculador 
hidráulico horizontal em série, com 3 câmaras. O tempo de detenção deve ser de 30 
minutos e os gradientes de velocidades: G1 = 75 s-1 ; G2 = 45 s-1 ; G3 = 25 s-1. Profundidade 
da lâmina líquida = 1 metro; Número de decantadores = 4; Largura do decantador = 14 m 
Vf = Q * ∅.												As = #$
%
 B = &'
(
e = 	 (
)
									Vr = Q/A 𝑉* = 	 !
+
	 ∗ 	𝑉, 
ec = 	 -
%	∗	#!
 
 
 
 
 
 
29. Quais as vantagens e desvantagens de floculadores mecânicos? 
 
30. Quais as 4 zonas de um decantador? 
 
31. Existem decantadores de baixa taxa e de alta taxa, qual a diferença entre eles? 
 
HQueda = Hf - H + Hlamina d’água do anteparo 
 
 
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Pol 32. Leia as afirmações abaixo e marque se são verdadeiras ou falsas: 
( ) Sedimentadores bem dimensionados, com processos bem feitos de coagulação e 
floculação podem remover até 95% de sólidos da água. 
( ) A lama dos sedimentadores pode retornar para o início do tratamento de água sem 
qualquer tipo de tratamento. 
( ) Os decantadores podem ou não conter mecanismos automáticos de remoção de lamas. 
( ) Os decantadores convencionais ocupam áreas menores do que decantadores de alta 
taxa. 
( ) Os vertedores de decantadores convencionais não precisam ser dimensionados, apenas 
devem existir. 
( ) Os decantadores servem para separar água e óleo. 
( ) ETAs de ciclo completo devem sempre utilizar decantadores de fluxo vertical. 
 
33. Qual a diferença entre decantadores de fluxo horizontal e de fluxo vertical? 
 
34. Existem filtros lentos e filtros rápidos. Qual deles é utilizado em um tratamento de 
ciclo completo? E qual as diferenças entre eles? 
 
35. Normalmente, quais materiais são utilizados como meio filtrante em filtros rápidos? 
 
36. Explique o processo de filtração. Como os sólidos são retidos pelos filtros? 
 
37. Quais características um material precisa ter para ser considera um bom material para 
meio filtrante? 
 
38. Porque a utilização de antracito melhora a eficiência de filtros, ao invés da utilização 
apenas de areia? 
 
 
 
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Pol 39. Desenhe um filtro, com todas as suas partes constituintes. 
 
40. Explique como acontece a limpeza de filtros em ETAS, também chamada de 
retrolavagem. 
 
41. Por que os filtros devem conter equipamento como vertedor de nível? 
 
42. Por que um filtro nunca deve trabalhar com nível mínimo de água inferior ao leito 
filtrante? 
 
43. Dimensione um decantador convencional horizontal, bem como os vertedores de 
saída de água decantada. Adotar 40 0"
0#.23"
	 como taxa de escoamento superficial, caudal 
de entrada na ETA de 1 m3/s, relação comprimento por largura igual a 3 e altura 4 metros. 
Considere 4 decantadores. 
 
 As = Qdecantador/Tes As = B*L 𝑉%	= Q/Asecção transversal 
 
𝐿* 	= 20% * L Nc = B/Bc LV = Número de calhas * comprimento da calha * 2 
NV = Lv / tamanho do vertedor. 
 
 
 
44. Dimensione um filtro descendente, com retrolavagem. Encontre a altura das 
camadas, considerar antracito e areia, dimensionar a altura da calha de retrolavagem, 
diâmetro da tubagem de saída de água decantada, altura da lamina d’água no vertedor 
de nível, comprimento do vertedor de nível, altura estática de água, nível mínimo de 
1 m/min	 ≥ 𝑣h 
3𝑚 ≥ B
c
	
 
 
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Pol água e nível máximo de água. O caudal é de 1 m3/s; qf = 240 m3/m2.dia; qr = 1000 
m3/m2.dia; qa = 15 L/s.m2; Hc = 0,4 m; Hd = 1,8 m; desprezar ∆Hcs; ∆Hsd = 0,127 m; k 
da tubagem de água filtrada = 2,5. 
Dados: 
Areia: 
Def = 0,5 mm; Cuniformidade ≤ 1,5; 𝜌= 2650 kg/m3; Porosidade (𝜀𝑝) = 0,43; Cesfericidade = 
0,8; 𝛼 = 1,744*10-2;	𝛽 = 0,3508 
Antracito 
Def = 1,0 mm; Cuniformidade ≤ 1,5; 𝜌= 2650 kg/m3; Porosidade(𝜀𝑝) = 0,55; Cesfericidade = 
0,5; 𝛼 = 5,913*10-2; 𝛽 = 0,1321 
 𝑞𝑟 = 	 !
"
 
 
 
Smín = 0,5 * L + Hc. SMáx = L * Hc 
D = √ -	∗	4
!,6	∗	7
 Q = 1,838 * B * 𝐻6/! 
ZA = ZB + ∆Hmf + ∆Hcs + ∆Hsd + ∆Ht 
∆Ht = 𝛴 9:#
!;
 𝑣 = 	 -∗4
7∗$∗