Lista de Exercícios - Hidráulica de Reatores - Eng. Processos

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE ESTADUAL DO SUDOESTE DA BAHIA 
DEPARTAMENTO DE ESTUDOS BÁSICOS E INSTRUMENTAIS 
Engenharia de Processos - I UINIDADE – IPL2010 - Prof.: Samuel da Silva Ferreira Jr. – 
Questionário – Parte B 
 
 
 
1. A. Uma ETE municipal tem uma vazão de 246.260 m3/dia e uma 
concentração de DBO efluente de 24mg/l. 
A. Qual a carga lançada em kg/dia? 
B. A vazão de um rio afluente de um rio maior é de 4,8m3/s. A 
concentração de um inseticida nesta vazão é de 16ng/l. Qual a massa lançada 
deste pesticida no rio principal em g/s em kg/dia? 
C. Foi permitida a uma indústria lançar, após a estação de tratamento de 
efluentes, uma massa de fósforo de 50Kg/dia. Se a vazão tratada é de 
40.000m3/dia, qual á a concentração efluente de fósforo? 
 
2. O esgoto doméstico de uma cidade com vazão de 37.850 m3/dia é 
descarregado em um lago cujo volume permanece constante. As 
concentrações de entrada e saída no lago são, respectivamente, 24mg/l e 
6mg/l. Assumindo que a remoção de nitrogênio ocorre por infiltração e por 
denitrificação para o ar, totalizando 18.1 Kg/dia. Calcule a taxa de 
acumulação de nitrogênio no lago. 
 
 
3. Uma industria química descarrega ilegalmente 100mg/l de cada uma das 
substâncias A e B no rio Cubatão e tem velocidade linear de 0,5m/s. As 
decomposições de A e B por foto oxidação podem ser descritas, 
respectivamente, por uma cinética de primeira e segunda ordem. O ponto 
de descarga do efluente da industria, e os dois compostos devem ser 
reduzido a 85% para estar dentro dos padrões de qualidade de água 
exigido pelo órgão ambiental. A água de abastecimento da cidade será 
contaminada? Assuma equilíbrio estável, nenhuma dispersão e que as 
constantes da taxa de decomposição para A e B são respectivamente 4.0/hr 
e 0.06l/mg/hr. 
4. Deseja-se calcular a variação de acumulação de um lago durante uma 
seca, dados: 
 - vazão contribuinte do lago igual a 100m3 /S; 
 - vazões de saídas de 110m3 /s e incremento diária de 1m3 /s devido 
evaporação e demanda de água; 
 - volume inicial do lago é de 1 x 109 m3 
5. Determinar a concentração de um composto químico tóxico em um lago, 
dado: 
A. A concentração que entra no lago (Centra ) igual a 100 mg/L; 
B. Vazão contribuinte (Qentra ) de 10 m3 /s, e 
C. Taxa de degradação deste composto é igual a 50kg/dia. 
D. Assume-se que o sistema é stead state (dC/dt = 0) e volume 
constante, pois a vazão de estrada no volume de controle é igual a 
de saída (Qentra = Qsai ) 
6. Para estudar a fotodegradação do bromo no estado aquoso, é dissolvido 
uma pequena quantidade de bromo líquido em água, colocado em um balão 
volumétrico limpo, e exposto à luz solar. Os seguintes dados foram obtidos: 
 
T(min) 10 20 30 40 50 60 
C (PPM) 3.5 2.58 1.85 1.33 0.89 0.64 
 
Determinar a ordem de reação e estimar a constante (K) da cinética de 
reação. 
 
7. A dinâmica da população é importante para se prever como 
desenvolvimento humano pode influenciar na qualidade da água de uma 
bacia. Um dos modelos mais simples leva em consideração que a taxa de 
crescimento populacional p é proporcional a população existente num 
tempo t: 
 
𝑑𝑝
𝑑𝑡
= 𝐺. 𝑝 (1) 
 
Onde G é a taxa de crescimento anual. Suponha que os dados do censo 
obteve a seguinte tendência para a população de uma pequena cidade para 
um período de 20 anos: 
 
t 1970 1975 1980 1985 1990 
p 100 212 448 948 2009 
 
Considerando o modelo (equação (1)) como sendo válido estime G e a 
população no ano de 1995. 
 
8. Considere o tratamento de água em um CMFR e um PFR em série. Existem 
duas maneiras que a sequência pode ser organizada: 
 
 
 
 
 
(A) (B) (C) (D) 
Assuma que a reação (contaminante --------- Produtos) é de primeira 
ordem e irreversível 
Para os seguintes dados calcule a eficiência de remoção para cada um 
dos esquemas. 
Q = 600 m3/dia 
Co = 100 mg/l 
V = 100 m3 para todos os reatores 
K = 1,0 L/MG.dia 
 
Determine os volumes de cada reator necessário para atingir 40% de 
remoção nos reatores A e C 70% nos reatores B e D.