PROJETO ETA

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UNIVERSIDADE JOSÉ DO ROSÁRIO VELLANO – UNIFENAS
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL 
CAROLINA MOREIRA
FABIANA ISABEL RIBEIRO
ISABELLA DOS SANTOS SILVÉRIO SIQUEIRA
JEAN CARLOS DA SILVA
JESSICA MOREIRA DA SILVA
ANTEPROJETO DE UMA ESTAÇÃO DE TRTAMENTO DE ÁGUA (ETA)
TECNOLOGIA DE CICLO COMPLETO
Alfenas – MG
2017
CAROLINA MOREIRA
FABIANA ISABEL RIBEIRO
ISABELLA DOS SANTOS SILVÉRIO SIQUEIRA
JEAN CARLOS DA SILVA
JESSICA MOREIRA DA SILVA
ANTEPROJETO DE UMA ESTAÇÃO DE TRTAMENTO DE ÁGUA (ETA)
TECNOLOGIA DE CICLO COMPLETO
Projeto de Pesquisa, apresentado ao Curso de Engenharia Civil - UNIFENAS, como parte das exigências da disciplina Sistemas de Abastecimento e Tratamento de Água. 
Orientador: Guilherme Lelis Giglio.
Alfenas – MG
2017
LISTA DE ANEXOS
ANEXO A – Planta e Corte da Calha Parshall
ANEXO B – Planta e Corte do Floculador Mecânico
ANEXO C – Croqui das etapas 1 e 2 
 
INTRODUÇÃO 
O presente trabalho tem como finalidade mostrar as diversas unidades de uma estação de tratamento de água com seus devidos dimensionamentos de acordo com o exigido pela Norma Técnica Brasileira, NBR 12216 (1992).
Foi utilizado a tecnologia de ciclo completo para o desenvolvimento dos cálculos e dimensionamento da estação. A vazão para o dimensionamento deste projeto foi estipulada em 160 l/s ou 0,16 m³/s. O anteprojeto é composto por cinco etapas específicas contendo o memorial de cálculo de cada etapa. No primeiro bimestre serão entregues as três primeiras etapas, no segundo semestre serão entregues as duas etapas restantes. As etapas são as seguintes:
Coagulação: preferencialmente Calha Parshall;
Floculação: preferencialmente Floculador Mecânico;
Decantação: preferencialmente Decantador Convencional;
Filtração: Filtro Rápido Descendente;
Condicionamento Final: preferencialmente cloração, fluoretação e correção de pH.
ETAPA 1 - COAGULAÇÃO EM CALHA PARSHALL
O objetivo da primeira etapa é verificar se o processo de coagulação (mistura rápida) irá ocorrer. Essa mistura rápida é agitar a água em um curto espaço de tempo de forma a promover a coagulação da água pelo uso de coagulantes
Uma condição essencial da Calha Parshal é que o gradiente médio de mistura rápido deve ser superior a 700 s-¹ e o tempo de mistura rápida inferior a 1 s. 
Memorial de cálculo da Etapa 1
Vazão do Projeto (Q):
Q = 160 l/s Q = 0,16 m³/s
Selecione a Calha Parshall:
W = Largura da garganta da calha (tabelado) 1’ = 30,5 cm W = 0,305 m
c) Dimensões da calha selecionada:
D = 84,5 cm D = 0,845 m
G = 91,5 cm G = 0,915 m
K = 7,6 cm K = 0,076 m
N = 22,9 cm N = 0,229 m
C = 61,0 cm C = 0,610 m
A = 137,2 cm A = 1,372 m
B = 134,4 cm B = 1,344 m
E = 91,5 cm E = 0,915 m
F = 61,0 cm F = 0,610 m
d) Calcular a altura da lâmina da água (H0) na seção de medição:
 H0 = 0,382 m 
H0 = altura da secção de medição (m) 
Q = vazão (m³/s) 
W = largura da garganta (m) 
e) Largura do canal (Bc) 
 Vc = 0,42 m/s 
Condição 0,4, atendida. 
Adotar Bc ligeiramente maior do que a largura da calha “D” . 
D = largura do canal aonde chega a vazão à montante da calha
Vc = velocidade no canal (m/s);
Q = vazão (m3/s);
H0 = altura na seção de medição (m); 
Bc = largura do canal (m). 
D = 0,845 m Bc = 1 m 
 
g) Largura da calha na seção de medição (D0):
 D0 = 0,666 m 
D0 = largura da calha na seção de medição (m);
D = largura da calha na entrada convergente (m);
W = largura da garganta (m).
h) Velocidade na seção de medição (V0): 
 V0 = 0,629 m/s 
V0 = velocidade na seção de medição (m/s);
Q = vazão (m3/s);
H0 = altura da água na seção de medição (m);
D0 = largura da calha na seção de medição (m).
i) Energia total disponível (E0) na seção de medição:
 E0 = 0,631 m 
E0 = energia total disponível na seção de medição (m);
V0 = velocidade na seção de medição (m/s);
g = gravidade (9,81 m/s2);
H0 = altura da água na seção de medição (m); 
N = dimensão da calha (m).
j) ângulo fictício ø:
 cos ø = - 0,609 
ø = 127,51° 
∅ = ângulo fictício de acordo com a quantidade de movimento da massa líquida (°);
g = gravidade (9,81 m/s2);
Q = vazão (m3/s);
E0 = energia na seção de medição.
k) Velocidade no início do ressalto (V1): 
 V1 = 2,994 m/s 
V1 = velocidade no início do ressalto (m/s)
∅ = ângulo fictício de acordo com a quantidade de movimento da massa líquida (em graus (°))
g = gravidade (9,8 m/s2)
E0 = energia na seção de medição
l) Altura da lâmina no início do ressalto (H1): 
 H1 = 0,174 m 
H1 = altura da água no início do ressalto (m);
E0 = energia disponível na seção de medição (m);
V1 = velocidade no início do ressalto (m/s);
g = gravidade (9,81 m/s2).
m) Número de Froude (Fr):
 Fr0 = 0,325 < 1 (subcrítico)
 Fr1 = 2,292 > 1 (supercrítico)
FR0 ou 1 = número de Froude (adimensional);
V0 ou 1 = velocidade (m/s); 
g = gravidade (9,81 m/s2); 
H0 ou 1 = altura da água (m).
n) Altura da água no final do ressalto (H2):
 H2 = 0,484 m
H2 = altura da água no final do ressalto (m);
H1 = altura da água no início do ressalto (m);
FR1 = número de Froude no início do ressalto (adim.).
o) Altura da água na seção divergente (H3): 
 H3 = 0,331 m 
H3 = altura da água na seção divergente (m); 
H2 = altura da água no final do ressalto (m); 
N e K = dimensões da calha (m).
p) Velocidade na saída divergente (V2): 
 V2 = 0,792 m/s
V2 = velocidade na saída divergente (m/s);
Q = vazão (m3/s);
H3 = altura da água na seção divergente (m);
C = dimensão da calha (m).
q) Perda de carga na seção divergente (Hp):
 Hp = 0,115 m
Hp= perda de carga na seção divergente (m) ;
V0 = velocidade na seção de medição (m/s);
g = gravidade (9,81 m/s2);
H0 = altura da água na seção de medição (m);
K = dimensão da calha (m);
H3 = altura da água na seção divergente (m); 
V2 = velocidade na seção divergente (m/s).
r) Extensão do ressalto (L):
Se Fr1 < 4,5 ou > 16, então: L = G Fr1 = 2,292 L = 0,915 m 
L = extensão do ressalto (m);
H1 = altura da água no início do ressalto (m);
H2 = altura da água no final do ressalto (m).
s) Tempo de mistura rápida (TMR):
 TMR = 0,483 s < 1 s 
TMR = tempo de mistura rápida (s);
L = extensão do ressalto (m);
V1 = velocidade no início do ressalto (m/s);
V2 = velocidade na saída divergente (m/s).
t) Gradiente de velocidade (GMR): 
 GMR = 1537,65 s -¹ > 700 s -¹ 
GMR = gradiente de velocidade ou de mistura rápida (s-1);
𝛾 = peso específico da água (9980 N/m3);
𝜇 = viscosidade da água (1,005.10-3 N.s);
HP = perda de carga na seção divergente (m);
TMR = tempo de mistura rápida (s).
De acordo com as informações e aspectos de tratamento selecionou-se a calha Parshall de acordo com a vazão que nos foi fornecida. E após realizar os cálculos observamos que os valores calculados estão de acordo com a Norma Técnica Brasileira - NBR 12216 (1992). Portanto, o objetivo desta etapa, que seria o gradiente médio de mistura rápido ser superior a 700 s-1 e o tempo de mistura rápida ser inferior a 1 s, foi atingido. 
ETAPA 2 – FLOCULADOR MECÂNICO
O objetivo da segunda etapa é verificar se o processo de floculação(mistura lenta) irá ocorrer. Esta mistura é um processo físico que promove o contato entre coloides, de modo a permitir o aumento do seu tamanho físico, proporcionando a formação de flocos que possam sedimentar ou flotar com facilidade. 
Memorial de cálculo da Etapa 2
a) Vazão de projeto (Q):
Q = 160 l/s Q = 0,160 m³/s
b) Quantidade de floculadores em série (n):
n = 4
c) Gradiente de velocidade que será imprimido em cada câmara (GML):
GML1 = 70 s -¹ GML2 = 55 s -¹ GML3 = 40 s -¹ GML4 = 25 s -¹
d) Tempo de floculação (TDH) Tempo de Detenção Hidráulica:
 TDH = 40 min TDH1 TDH1 TDH1 = 10 min
e) Altura útil da câmara (H):
 Geralmente 2,5 < H < 5 H = 3,5 m
f) Volume útil de acordo com a vazão. (Obs: base quadrada.)
 VÚTIL1 = 
 VÚTIL1 VÚTIL1 = 48,0 m³
 V1 = Dt . Dt . H Dt = 3,703 m
VÚTIL1= volume útil em uma câmara (m³);
q= vazão dividida em paralelo (m³/s); 
TDH1 = tempo de detenção hidráulica (s);
n = número de floculadores em série.
 g) Novo volume e TDH :
 Dt’ = 4 m VÚTIL1’ = H . Dt’ . Dt’ VÚTIL1’ = 56,0 m³ 
TDH’ = TDH’ = TDH’ = 11,667 min TDHTOT = TDH’ . N TDHTOT = 46,668 min
h) Comprimento da turbina (D) e distância da turbina em relação ao fundo da câmara (h). 
 D = 1,1 m h = 1,1 m D = h
 
i) Verificar relações geométricas:
 = = 3,636 2,0 < < 6,6
 = = 3,182 2,7 < < 3,9
 = = 1,0 0,9 < < 1,1
DT = base da câmara;
D = extensão da turbina;
H = altura da água;
h = distância do fundo do floc. à turbina.
j) Potência P a ser aplicada em cada câmara: (obs: 1 HP = 0,75 kW)
P = G². μ . V 
P1 = GML1². μ . V P1 = (70 s-¹)² . 1,005.10-³ . 56 m³ P1 = 275,772 W P1 = 0,368 HP 
P2 = GML2². μ . V P2 = (55 s-¹)² . 1,005.10-³ . 56 m³ P2 = 170,247 W 
P2 = 0,227HP 
P3 = GML3². μ . V P3 = (40 s-¹)² . 1,005.10-³ . 56 m³ P3 = 90,048 W 
P3 = 0,120 HP 
P4 = GML4². μ . V P4 = (25 s-¹)² . 1,005.10-³ . 56 m³ P4 = 35,175 W 
P4 = 0,047 HP 
GML = gradiente de velocidade (s-1)
P = potência dissipada (W = N.m.s-1)
μ = coeficiente de viscosidade da água (1,005x10-3 Pa.s = N.s.m-2)
V ÚTIL1 = volume útil por floculador (m3)
k) Número de rotações n (em rpm) (obs: escolher o tipo de turbina e KT) 
 N1 = 30,528 rpm
 N2 = 25,994 rpm
 N3 = 21,022 rpm
 N3 = 15,367 rpm
P = potência dissipada (W)
KT = coeficiente de potência de acordo com o tipo de turbina (adimensional)
𝞀= densidade da água à 20ºC = 1000 kg/m3
n = número de rotações por segundo (s-1 ou Hz)
D = diâmetro da turbina (m) 
l)Largura do canal de água coagulada (bc)
bc = bc = bc = 0,4 m Obs.: 0,1 < bp < 0,2 m
bc = largura do canal de água coagulada (m);
Bc = largura total do canal (m);
bp = largura da parede (m).
m) Velocidade da água no canal de água coagulada (Vfloc)
Vfloc = Vfloc = Vfloc = 0,413 m/s
V floc = velocidade da água no canal (m/s);
q = vazão dividida (m3/s);
H2 = altura da água conjudada (m);
bc = largura do canal de água coagulada (m).
 
Obs.: 0,4 < Vfloc < 0,8 m/s
n) Tempo até chegar ao floculador (Tfloc)
Tfloc = Tfloc = Tfloc = 29,056 s
Tfloc = tempo até a água chegar ao floculador (s);
DT = aresta da base do floculador (m);
V floc = velocidade da água no canal (m/s).
Obs.: Tfloc < 1 min
Conforme os valores referentes a etapa 1 e de acordo com as informações e aspectos de tratamento abordados em sala de aula, realizamos os cálculos para obtenção dos valores. Após realizar estes cálculos observamos que o processo de floculação (mistura lenta) ocorreu, conforme as Normas Técnicas Brasileiras - NBR 12216 (1992). Sendo assim, chegamos no objetivo desta etapa, que seria o tempo até chegar ao floculador ser inferior a 1 min e a velocidade da água no canal de água coagulada estar entre 0,4 m/s a 0,8 m/s.
ETAPA 3 - DECANTADOR CONVENCIONAL E COMPORTAS DOS FLOCULADORES
 A terceira etapa tem como objetivo dimensionar as unidades do decantador (cortina, canaletas, vertedores, comportas, etc.) e o tamanho das comportas dos floculadores, ambos com base nos gradientes de velocidade, atendendo as condições de funcionamento dos decantadores e floculadores.
Condições de funcionamento dos decantadores:
Gradiente médio de velocidade na cortina perfurada inferior a 20 s-1 (preferível próximo de 0 s-1).
Vazão linear nas canaletas inferior a 1,8 L/s.m;
Velocidade longitudinal inferior aos valores definidos pela Norma NBR 12216 de 1992.
Condições de funcionamento dos floculadores:
Gradiente de velocidade nas comportas deve estar entre os gradientes selecionados nos floculadores. Por exemplo: se o GML1= 70 s-1 e o GML2 = 50 s-1 a comporta que corresponde entre estes floculadores deve ser dimensionada de tal forma que promova um gradiente na comporta (GC1) entre estes valores, ou seja 70 s-1 ≤ GC1 ≤ 50 s-1.
Memorial de cálculo da Etapa 3
a) Adoção e valores de projeto:
Vazão (Q) = 0,16 m³/s
Número de decantadores	(n) = 2
Vazão por decantador (q = Q/n) = 0,08 m³/s
Taxa de aplicação superficial (TAS) = 35 m³/ m².dia
Tempo de detenção hidráulica (TDH) = 3,5 h
Relação largura:comprimento (L:B) = 3:1
b) Dimensões	do decantador:
Área superficial do decantador (As)
 TAS = Q/As As = q/TAS → As=197,486 m²
Largura (B) e comprimento do decantador (L) 
 L= 3B	
As = L.B
197,486 = 3B.B
197,486 = 3B²
B = 	
B = 8,113 m
B’ = 2.Dt + parede
B’ = 2.4 +0,2
B’ = 8,2 m
As = L’ *B’
L’= 197,486/ 8,2
L’ = 24,084 m
Altura do decantador (H)
= Vol./t		q = L’.B’.H/TDH H = q.TDH/L’.B’
H =5,104 m
q= vazão por decantador (m³/s)
TDH = tempo de detenção hidráulica (s)
L’= comprimento do decantador (m)
B’= largura do decantador (m)
c) Velocidade longitudinal (vl):
Q = V.A		q = VL.AL		VL = q/H.B’
Vl = 0,08/(5,104*8,2)
Vl = 0,191 m/s
q= vazão por decantador (m³/s)
H= altura do decantador (m)
B’ = largura do decantador (m)
d) Canaletas:
Número de canaletas por decantador (nCAN)
Adotar: 3 ≤ nCAN ≤ 5 ncan = 4
Comprimento da canaleta (lcan)
lcan	= B’ = 8,2 m	(B’ = largura decantador)
Largura da canaleta (bCAN)
0,2 ≤ bCAN ≤ 0,4 m bcan = 0,2 m
Altura da água na canaleta (h0)
h0 = (	)2/3 h0 = ()2/3 h0 = 0,174 m
Altura da canaleta (hCAN)
hCAN = h0 + borda livre hCAN = 0,174 + 0,1 hCAN = 0,274 m
 (borda livre ≥ 10cm)
Vazão linear (qm)
qm = qm = qm = 1,22 l/s.m
Condição dada pela norma, qm ≤ 1,80 L/s.m, atendida.	
e) Vertedores:
Dimensões do vertedor
Ø=90° Lv= 20 cm Hv = 7,5 cm
Número de vertedores por decantador (nVERT):
NVERT = (lcan.Ncan.2)/Lv NVERT =(8,2*4*2) / 0,2 NVERT = 328
Altura sobre o vértice do vertedor (hVÉRT.):
hVÉRT = ( ) 0,4 
hVÉRT = ( ) 0,4 
hVÉRT = 3,14 cm 
f) Velocidade nos orifícios (V):
Número de orifícios (NORIF)
Adotar separação entre orifícios (Norma: Sep. ≤ 0,5 m)
 
 (arredondamento)
Velocidade nos orifícios (VORIF )
 Q = V.A		q = VORIF.AORIF VORIF = 𝑞/𝑁𝑂𝑅𝐼𝐹 / Dorif =0,1 m
VORIF = (0,08/168) /( 
VORIF = 0,0606 m/s
g) Distância da cortina em relação à entrada do decantador (d):
d = 1,5. H. a/A 
a = 𝜋 /4 (Dorif²).norif
A = B’.H
a = 𝜋 /4 (Dorif²).norif a = 𝜋 /4 (0,1²).168a = 1,319 m²
A = B’.H A = 8,2*5,104 A = 41,853 m² 
Condição de acordo com a norma: a/A≤ 0,5, foi atendida. (a/A = 0,0315)
H = altura útil do decantador (m);
a = somatória das áreas dos orifícios	(m²);
A = área transversal do decantador (m²); 
B = largura do decantador (m).
h) Número de Reynolds (Rey)
 
D = diâmetro do orifício (m)
V = velocidade no orifício (m/s)
𝜈= viscosidade dinâmica (=10-6 m²/s)
i) Raio Hidráulico (Rh)
 ou Rh = D/4
Rh = 0,1/ 4
Rh=0,025 m
j) Fator de Atrito (f)
f = 0,125
f = 0,125
f=0,385
D = 4. Rh
Para madeira 𝜖 = 3.10-4 m
D = diâmetro do orifício (m)
Rey = número de Reynolds
k) Gradiente de Velocidade (G) na Cortina:
G = 
G = 
G = -1
G = gradiente de velocidade (s-1)
γ = peso específico da água (9781 N/m3)
g = gravidade (9,81 m/s2)
μ = coef. de viscosidade da água (1,005x10-3 N.s.m-2)
f = fator de fricção (adimensional)
Rh = Raio hidráulico (m)
V = velocidade (m/s)
k) Comportas:
Numero de comportas por decantador (ncomp)
ncomp = 3
Dimensões das comportas
Lc e Hc = 0,3 m
Lc = comprimento da comporta (m);
Hc = altura da comporta (m).
Velocidade nas comportas (Vcomp)
Vcomp= Vcomp= Vcomp= 0,296 m/s
Ncomp= número de comportas por decantador;
Lc = comprimento da comporta (m);
q= vazão por decantador (m³/s);
Hc = altura da comporta (m).
Raio Hidráulico (Rh)
Rh = Rh = Rh = 0,075 m
Lc = comprimento da comporta (m);
Hc = altura da comporta (m).
Número de Reynolds (Rey)
 
𝜈= viscosidade dinâmica (=10-6 m²/s);
Vcomp = velocidade nas comportas (m/s);
Rh = raio hidráulico.
Fator de Atrito (f)
f = 0,125
f = 0,125
f=0,000721
D = 4. Rh
Para madeira 𝜖 = 3.10-4 m;
D = diâmetro do orifício (m);
Rey = número de Reynolds.
Gradiente de velocidade nas comportas:
G = 
G = 
G = -1
G = gradiente de velocidade (s-1)
γ = peso específico da água (9781 N/m3)
g = gravidade (9,81 m/s2)
μ = coef. de viscosidade da água (1,005x10-3 N.s.m-2)
f = fator de fricção (adimensional)
Rh = Raio hidráulico (m)
V = velocidade (m/s)
Após a execução dos cálculos da terceira etapa, podemos concluir que para as condições de funcionamento dos decantadores: o gradiente médio de velocidade na cortina se manteve menor que 20 s-1 (valor calculado em 6,601 s-1), a vazão linear nas canaletas de 1,22L/s.m inferior a 1,8 L/s.m e a velocidade longitudinal de 0,191 m/s inferior aos valores definidos pela NBR 12216/92. 
ETAPA 4 – FILTRAÇÃO
A quarta etapa tem como objetivo dimensionar o filtro rápido descendente (largura, altura, comprimento, quantidade de vigas, etc.) e dimensionar o reservatório para água de lavagem dos filtros, ambos de acordo com a norma NBR 12.216/92.
Condições de funcionamento de filtros rápidos descendentes e da lavagem ascensional:
•	Taxa de aplicação superficial (TAS) elevada;
•	Calhas devidamente espaçadas;
•	Espessuras do leito filtrante, camada suporte e fundo falso;
•	Tempo e vazão de lavagem dos filtros.
Para o dimensionamento dessa etapa utilizaremos cada do tipo simples e taxa de aplicação superficial (TAS) de 180 m³/m².dia.
Memorial de cálculo da Etapa 4
Dimensionamento dos filtros e TAS
TAS = 180 m³/m².dia
Número de filtros (n) = 5
Areia superficial dos filtros e areia superficial de 1 filtro
As = As = * As =76,8 m²
As¹ = As¹ = = As¹ = 15,36 m² (cada filtro)
As= área superficial dos filtros (m²);
Q = vazão (m³/s);
TAS = taxa de aplicação superficial (m³/m².dia);
As¹ = área de 1 filtro (m²);
N = número de filtros.
Largura (Bf) e comprimento (Lf) do filtro (Relação Lf:Bf varia de 1,1 a 1,7)
 As¹ = Bf . Lf Lf/Bf=1,2 Lf= 1,2* Bf’
15,36 = 1,2Bf*Bf Bf= 3,58 m 
15,36 = Lf*3,58 Lf = 4,29 m 
As¹ = área de 1 filtro (m²);
Bf = largura do filtro (m);
Lf = comprimento do filtro (m);
Número de vigas californianas (nv):
 Nv= Lf / bv Nv= 4,29/ 0,35 Nv= 12,25 Nv= 13
 
Nv= número de vigas;
Lf = comprimento do filtro (m);
Bv= largura da viga = 0,35 m.
Novo comprimento(Lf’) e largura do filtro (Bf’)
Lf” = nv*bv Lf” = 13*0,35 Lf” = 4,55 m
Bf’ = As¹ / Lf’ Bf’ = 15,36 / 4,55 Bf’ = 3,38 m Bf’ = 4 m 
Lf’= novo comprimento do filtro (m);
nv = número de vigas;
bv = largura da viga = 0,35 m.
Bf’ = nova largura do filtro (m);
As¹ = área superficial de um filtro (m²).
Nova área total dos filtros (As’)
As’ = Bf’*Lf’ * n As’ = 4*4,55*5 As’ = 91 m²
Bf’= nova largura do filtro (m);
Lf’= novo comprimento do filtro (m);
n = número de filtros.
Nova taxa de aplicação superficial (TAS’)
TAS’ = Q / As’ TAS’ = (0,16*86400) / 91 TAS’ =151,91 m³/m².dia
Q= vazão de projeto (m³/d)
As’ = nova área superficial total (m²).
 (TAS’ TAS)
Velocidade de aproximação (V)
V = TAS’ V = 10,55 cm/min
V = velocidade de aproximação (cm/ min)
TAS’ = nova taxa de aplicação superficial (m³/m².dia)
Calhas 
Número de calhas (nc) : 2 
Espaçamento entre calhas (ec):
 
Ec= Bf’ / (nc +1) Ec= 4 / (2 +1) Ec = 1,33 m
Bf’ = nova largura do filtro (m);
Nc = número de calhas.
Espessuras das camadas e do filtro
Borda livre (BL) = 0,30 m
Altura da água sobre o leito filtrante (H0) = 1,60 m 
Espessura do leito filtrante (LF) = 0,70 m 
Espessura da camada suporte (CS) = 0,40 m 
Espessura do fundo falso (FF) = 0,50
Altura do filtro (Hf):
Hf = BL + H0 + LF +CS + FF Hf = 0,30 + 1,60 + 0,70 + 0,40 + 0,50 Hf = 3,50 m 
Volume de material filtrante
Volume disponível nos filtros (vol):
Vol = As’*LF Vol = 91*0,70 Vol = 63,70 m³
As’ = nova área total dos filtros (m²);
LF = espessura do leito filtrante (m).
Massa específica aparente do grão (ap):
ap = *(1-) ap = *(1-) ap = 1590 kg/m³
 = massa específica do material filtrante (kg/m³) (areia = 2650);
 = porosidade (areia = 0,4).
Massa de material filtrante (m):
M =ap * vol M = * 63,7 M =
ap = massa específica aparente (kg/m³);
Vol = volume disponível no filtro (m³);
Volume de água para lavagem do filtro
Tempo de lavagem (tl) = 10 min
Velocidade ascensão da água (va) = 0,8 m/min
Vazão de lavagem (Ql):
Ql = Va*As’ Ql = 0,8 * 18,2 Ql = 14,56 m³/min
As’ = nova área de um filtro (m²);
Ql = vazão de lavagem (m³/min).
Volume de água (Vágua):
Vágua = Ql*tl Vágua = 14,56*10 Vágua = 145,6 m³
 
tl = tempo de lavagemf (min);
Ql = vazão de lavagem (m³/min).
Dimensão do reservatório para água do filtro
Formato do reservatório = cilíndrico
Área (AR) = 
R = 4 m
Altura do reservatório (Hr):
Hr= Vágua / AR Hr= Vágua / AR Hr= 145,6 / 50,265 Hr= 2,90 m
AR = área do reservatório (m²);
Vágua = volume de água (m³).
De acordo com a norma NBR 12.216/92 pode se afirmar o funcionamento de filtros rápidos descendentes e da lavagem ascensional, pois através dos cálculos obtidos podemos observar a taxa de aplicação superficial (TAS) elevada, no valor de 151,91 m³/m².dia, calhas com espaçamento de 1,33 metros e as espessuras do leito filtrante, camada suporte e fundo falso adotadas dentro do padrão em que oferece a norma.
ETAPA 5 – CONDICIONAMENTO FINAL
A quinta etapa tem como objetivo dimensionar o tanque de contato para realização do processo de desinfecção, assim como determinar a quantidade e o armazenamento de cloro, flúor e alcalinizante de acordo coma norma NBR 12.216/92 e as recomendações da Portaria do MS 2914/11.
Memorial de cálculo para Etapa 5
a) Tanque de contato 
Volume do tanque (Vol):
	
Vol = Q.t Vol = Vol = 288 m³
 
Q = vazão de projeto (m3/min)
t = tempo de contato (min) (= 30 min)
Área superficial do tanque (As):	
As = Vol/H As = 288/3 As = 96 m²
H = profundidade do tanque (m) (=3 m);
Vol = volume do tanque (m³).
Relação geométrica L/B:	(Valores entre 2 e 4)
L/B = 3 L = 3*B
As= L*B 96 = 3*B*B 96 = 3*B² B = 5,66 m 
B = 6 m (valor construtivo)
L = As / B L = 16 m
L/B = 16 / 6 L/B = 2,83 
Considerando 2, os valores encontrados para o comprimento e largura estão corretos.
L = comprimento do tanque (m);
B = largura do tanque (m);
As = área superficial do tanque (m²).
Número de chicanas (n):
n = C/B n = 40/6 n = 6,67 n = 7
C = comprimento “caminho da água” (m) C ≥ 40 m;
B = largura (m).
Espaçamento e abertura entre chicanas (b):
b = L/n b = 16/7 b = 2,28 b = 2,20 m
A última chicana ficará maior devido arredondamento para valor construtivo.
L = comprimento do tanque (m);
n = número de chicanas.
b) Armazenamento de Cloro
Consumo (C):	
C = Q.D.T C = C = 1658,88 kg
 Tempo (T) de consumo = 40 dias
Q = vazão de projeto (L/s);
D = dosagem de cloro (mg/L). 
 
Quantidade de cilindros (simultâneos, reservas e total): (1 cilindro = 1 ton Cl2)
Cs = 1658,88/1000 Cs = 1,66 Cs = 2 cilindros
Cr = 3*Cs Cr = 3*2 Cr = 6 cilindros
Ct = Cs + Cr Ct = 2 + 6 Ct = 8 cilindros
Cs = cilindro simultâneo;
Cr = cilindro reserva;
Ct = total de cilindros.
 
c) Armazenamento de Flúor
Concentração de ácido fluossilícico (CAF)
CAF = CM*d CAF = 0,2* 1175 CAF = 235 g/L
CM = concentração em massa (g/g); 
d = densidade (g/L)
Adotou-se:
Concentração em massa = 20% 
Densidade AF = 1175 g/L.
Vazão AF (qAF) em L/h:
 
qAF = (1,263*D*Q) / CAF qAF = qAF = 2,167 L/h
D = dosagem de flúor (mg/L);
Q = vazão de projeto (L/h);
Dusual = 0,7 mg/L;	
CAF = concentração do AF (mg/L).
Volume de Armazenamento (VF)
Vf = qAF * T Vf = (2,167 L/h *40 d *24 h/d )/ 1000 m³/L Vf = 2,08 m³
qAF = vazão AF (L/h);
T = tempo (40 dias).
 
d) Armazenamento de Hidróxido de Sódio
Ajuste de pH (antes da mistura rápida)
 
Vazão no ajuste de pH (qA):
qA = Q.D/C qA = qA = 32,256 L/h
Q = vazão de projeto (L/h);
D = dosagem de NaOH (mg/L);
Dmáx = 28 mg/L;	
C = concentração (mg/L) = 50%.
Correção de pH (após a desinfecção)
Vazão na correção de pH (qC):
qC = Q.D/C qc = qc = 23,04 L/h
 
Q = vazão de projeto (L/h);
D = dosagem de NaOH (mg/L);
Dmáx = 20 mg/L;
C = concentração (mg/L) = 50%.
Volume de Armazenamento (VNaOH):
VNaOH= (qA+qc)*t
VNaOH= VNaOH= 53,08 m³
t= tempo (40 dias);
qA= vazão no ajuste de ph (L/h);
qc= vazão na correção de ph (L/h).