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PHD 2411 - SANEAMENTO I * UNIVERSIDE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ CURSO DE ENGENHARIA CIVIL SANEAMENTO FILTRAÇÃO Prof. Dr. Roque Passos Piveli Prof. Dr. Sidney Seckler Ferreira Filho Adaptado por: Eudes José Arantes PHD 2411 - SANEAMENTO I * FILTRAÇÃO Introdução Classificação de um sistema de filtração Partes constitutivas de um sistema de filtração Materiais filtrantes e suas principais características PHD 2411 - SANEAMENTO I * FILTRAÇÃO Perda de carga em sistemas de filtração Fluidificação e expansão de meios filtrantes Lavagem de meios filtrantes Dimensionamento de sistemas de filtração PHD 2411 - SANEAMENTO I * TRATAMENTO CONVENCIONAL DE ÁGUAS DE ABASTECIMENTO PHD 2411 - SANEAMENTO I * FLOCULAÇÃO, SEDIMENTAÇÃO E FILTRAÇÃO Diâmetro das partículas Frequência relativa Água bruta Água coagulada Diâmetro crítico Se Vs > q, todas as partículas com diâmetro superior a dc serão removidas dc apresenta Vs PHD 2411 - SANEAMENTO I * Diâmetro das partículas Frequência relativa Água bruta Água coagulada Água floculada Diâmetro crítico dp > dc Partículas sedimentáveis FLOCULAÇÃO, SEDIMENTAÇÃO E FILTRAÇÃO PHD 2411 - SANEAMENTO I * SISTEMA DE FILTRAÇÃO SABESP - ETA RIO GRANDE PHD 2411 - SANEAMENTO I * LAY-OUT DE ETAs ASSOCIAÇÃO FLOCULADORES E DECANTADORES Canal de água coagulada CASA DE QUÍMICA F1 F2 F8 PHD 2411 - SANEAMENTO I * SISTEMA DE FILTRAÇÃO SABESP - ETA GUARAÚ PHD 2411 - SANEAMENTO I * SISTEMA DE FILTRAÇÃO SABESP - ETA ABV PHD 2411 - SANEAMENTO I * LAY-OUT DE ETAs ASSOCIAÇÃO FLOCULADORES E DECANTADORES PHD 2411 - SANEAMENTO I * FILTRAÇÃO Definição: Processo de separação sólido-líquido utilizado para promover a remoção de material particulado presente na fase líquida. PHD 2411 - SANEAMENTO I * FILTRAÇÃO Classificação dos Processos de Filtração Com relação ao tipo de filtração Com relação ao tratamento Com relação ao sentido de escoamento Com relação ao meio filtrante Com relação ao seu controle hidráulico PHD 2411 - SANEAMENTO I * CLASSIFICAÇÃO DO PROCESSO DE FILTRAÇÃO Com relação ao tipo de filtração Filtração em membrana Osmose reversa Nanofiltração Ultrafiltração Microfiltração PHD 2411 - SANEAMENTO I * FILTRAÇÃO EM MEMBRANAS SISTEMAS DE OSMOSE REVERSA PHD 2411 - SANEAMENTO I * FILTRAÇÃO EM MEMBRANAS SISTEMAS DE OSMOSE REVERSA PHD 2411 - SANEAMENTO I * Com relação ao tipo de filtração Filtração em meio granular Filtros lentos Filtração rápida Filtros de camada profunda CLASSIFICAÇÃO DO PROCESSO DE FILTRAÇÃO PHD 2411 - SANEAMENTO I * FILTRAÇÃO EM MEIO GRANULAR FILTROS RÁPIDOS POR GRAVIDADE PHD 2411 - SANEAMENTO I * Com relação ao tratamento Filtração convencional Manancial Coagulação Floculação Sedimentação Filtração CLASSIFICAÇÃO DO PROCESSO DE FILTRAÇÃO Água final PHD 2411 - SANEAMENTO I * Com relação ao tratamento Filtração direta Manancial Coagulação Floculação Sedimentação Filtração CLASSIFICAÇÃO DO PROCESSO DE FILTRAÇÃO Água final PHD 2411 - SANEAMENTO I * Com relação ao tratamento Filtração em linha Manancial Coagulação Floculação Sedimentação Filtração CLASSIFICAÇÃO DO PROCESSO DE FILTRAÇÃO Água final PHD 2411 - SANEAMENTO I * CONCEPÇÃO DA ETA EM FUNÇÃO DA QUALIDADE DA ÁGUA BRUTA Características da água bruta Filtração direta Filtração em linha Tubidez (UNT) 50 (15) 25 (5) Cor real (U.C) 50 (Cor aparente < 20) 25 (Cor aparente < 15) Densidade algal (UPA/ml) 1.000 (500) 500 (100) PHD 2411 - SANEAMENTO I * Com relação ao sentido de escoamento Filtração descendente CLASSIFICAÇÃO DO PROCESSO DE FILTRAÇÃO Filtração ascendente PHD 2411 - SANEAMENTO I * Com relação ao meio filtrante Camada simples CLASSIFICAÇÃO DO PROCESSO DE FILTRAÇÃO Dupla camada Tripla camada Areia ou Antracito Areia Antracito Areia Antracito Granada PHD 2411 - SANEAMENTO I * FILTRAÇÃO EM MEIO GRANULAR FILTROS RÁPIDOS POR GRAVIDADE PHD 2411 - SANEAMENTO I * Com relação ao seu controle hidráulico CLASSIFICAÇÃO DO PROCESSO DE FILTRAÇÃO Areia Antracito Taxa de filtração Altura do nível d’água acima do meio filtrante h Taxa de filtração constante Com variação de nível Sem variação de nível Taxa declinante PHD 2411 - SANEAMENTO I * MATERIAIS FILTRANTES Diâmetro Porcentagem que passa (%) d10 d60 dmenor grão dmaior grão PHD 2411 - SANEAMENTO I * MATERIAIS FILTRANTES Meio Filtrante d10 (mm) C.U. Altura (m) CAMADA ÚNICA Areia 0,45-0,55 <1,6 0,60-0,80 Areia 0,80-1,20 <1,5 1,20-1,80 Antracito 1,1-1,5 <1,5 1,20-1,80 AREIA-ANTRACITO Areia 0,45-0,55 <1,6 0,15-0,30 Antracito 0,90-1,10 <1,8 0,30-0,60 AREIA-ANTRACITO-GARNET Areia 0,45-0,55 <1,6 0,15-0,30 Antracito 0,90-1,10 <1,8 0,30-0,60 Garnet 0,20-0,30 ------ 0,10-0,15 PHD 2411 - SANEAMENTO I * MATERIAIS FILTRANTES Índices Físicos AREIA ANTRACITO CAG GARNET Massa específica (Kg/m3) 2.650 1.450-1.730 1.300-1.500 3.600-4.200 Porosidade 0,42-0,47 0,56-0,60 0,50 0,45-0,55 Coef. de esfericidade 0,7-0,8 0,46-0,60 0,75 0,60 PHD 2411 - SANEAMENTO I * FILTRO RÁPIDO POR GRAVIDADE PHD 2411 - SANEAMENTO I * SISTEMA DE FILTRAÇÃO SABESP - ETA ABV PHD 2411 - SANEAMENTO I * SISTEMA DE FILTRAÇÃO SABESP - ETA ABV PHD 2411 - SANEAMENTO I * SISTEMA DE FILTRAÇÃO SABESP - ETA ABV PHD 2411 - SANEAMENTO I * SISTEMA DE FILTRAÇÃO SABESP - ETA ABV PHD 2411 - SANEAMENTO I * SISTEMA DE FILTRAÇÃO SABESP - ETA ABV PHD 2411 - SANEAMENTO I * SISTEMA DE FILTRAÇÃO SABESP - ETA ABV PHD 2411 - SANEAMENTO I * FILTRO RÁPIDO POR GRAVIDADE PHD 2411 - SANEAMENTO I * SISTEMA DE FILTRAÇÃO SABESP - ETA ABV PHD 2411 - SANEAMENTO I * SISTEMA DE FILTRAÇÃO SABESP - ETA ABV PHD 2411 - SANEAMENTO I * SISTEMA DE FILTRAÇÃO SABESP - ETA ABV PHD 2411 - SANEAMENTO I * SISTEMA DE FILTRAÇÃO SABESP - ETA ABV PHD 2411 - SANEAMENTO I * SISTEMA DE FILTRAÇÃO ETA RIO GRANDE (SABESP) PHD 2411 - SANEAMENTO I * SISTEMA DE FILTRAÇÃO ETA RIO GRANDE (SABESP) PHD 2411 - SANEAMENTO I * SISTEMA DE FILTRAÇÃO ETA RIO GRANDE (SABESP) PHD 2411 - SANEAMENTO I * FILTRO RÁPIDO POR GRAVIDADE PHD 2411 - SANEAMENTO I * SISTEMA DE FILTRAÇÃO ETA RIO GRANDE (SABESP) PHD 2411 - SANEAMENTO I * COMPORTAMENTO DO PROCESSO DE FILTRAÇÃO Tempo Perda de carga Tempo Turbidez efluente Etapa inicial Etapa intermediária Traspasse PHD 2411 - SANEAMENTO I * CRITÉRIOS PARA O ENCERRAMENTO DA CARREIRA DE FILTRAÇÃO Turbidez da água filtrada superior a um valor pré-determinado (Geralmente superior a 0,5 UNT) PHD 2411 - SANEAMENTO I * CRITÉRIOS PARA O ENCERRAMENTO DA CARREIRA DE FILTRAÇÃO Perda de carga igual ou superior a carga hidráulica máxima disponível (Geralmente da ordem de 2,0 a 3,0 metros) Carreira de filtração com duração superior a 40 horas PHD 2411 - SANEAMENTO I * Partículas Choques Partículas-Coletores Deposição Processo Físico (Transporte) Processo Químico Estabilidade do Colóide (Coagulação) VISÃO DO PROCESSO DE FILTRAÇÃO PHD 2411 - SANEAMENTO I * Materiais filtrantes: composição, granulometria e altura Camada suporte:granulometria e altura PARTES CONSTITUTIVAS DE UM SISTEMA DE FILTRAÇÃO PHD 2411 - SANEAMENTO I * FILTRO RÁPIDO POR GRAVIDADE PHD 2411 - SANEAMENTO I * SISTEMA DE FILTRAÇÃO MATERIAIS FILTRANTES PHD 2411 - SANEAMENTO I * SISTEMA DE FILTRAÇÃO CAMADA SUPORTE PHD 2411 - SANEAMENTO I * SISTEMA DE FILTRAÇÃO CAMADA SUPORTE PHD 2411 - SANEAMENTO I * Fundo falso: coleta da água filtrada e introdução de água de lavagem PARTES CONSTITUTIVAS DE UM SISTEMA DE FILTRAÇÃO PHD 2411 - SANEAMENTO I * FILTRO RÁPIDO POR GRAVIDADE PHD 2411 - SANEAMENTO I * SISTEMA DE FILTRAÇÃO FUNDO FALSO PHD 2411 - SANEAMENTO I * Sistema de coleta de água de lavagem PARTES CONSTITUTIVAS DE UM SISTEMA DE FILTRAÇÃO PHD 2411 - SANEAMENTO I * FILTRO RÁPIDO POR GRAVIDADE PHD 2411 - SANEAMENTO I * SISTEMA DE FILTRAÇÃO COLETA DE ÁGUA DE LAVAGEM PHD 2411 - SANEAMENTO I * SISTEMA DE FILTRAÇÃO COLETA DE ÁGUA DE LAVAGEM PHD 2411 - SANEAMENTO I * SISTEMA DE FILTRAÇÃO COLETA DE ÁGUA DE LAVAGEM PHD 2411 - SANEAMENTO I * SISTEMA DE FILTRAÇÃO COLETA DE ÁGUA DE LAVAGEM PHD 2411 - SANEAMENTO I * SISTEMA DE FILTRAÇÃO COLETA DE ÁGUA DE LAVAGEM PHD 2411 - SANEAMENTO I * Tubulações, válvulas e comportas de entrada de água decantada, saída de água filtrada e introdução e coleta de água de lavagem PARTES CONSTITUTIVAS DE UM SISTEMA DE FILTRAÇÃO PHD 2411 - SANEAMENTO I * FILTRO RÁPIDO POR GRAVIDADE PHD 2411 - SANEAMENTO I * SISTEMA DE FILTRAÇÃO TUBULAÇÕES, VÁLVULAS E COMPORTAS PHD 2411 - SANEAMENTO I * SISTEMA DE FILTRAÇÃO TUBULAÇÕES, VÁLVULAS E COMPORTAS PHD 2411 - SANEAMENTO I * SISTEMA DE FILTRAÇÃO TUBULAÇÕES, VÁLVULAS E COMPORTAS PHD 2411 - SANEAMENTO I * h Diâmetro efetivo (de) 1.000 (Camada simples de areia e dupla camada areia-antracito) 1.250 (Camada tripla areia, antracito e granada) 1.250 a 1500 (Filtros de camada profunda e constituídos de um único material filtrante) * (1,2 mm def 1,4 mm) 1.500 a 2.000 (Filtros de camada profunda e constituídos de um único material filtrante) * (1,5 mm def 2,0 mm) MATERIAIS FILTRANTES: COMPOSIÇÃO, GRANULOMETRIA E ALTURA PHD 2411 - SANEAMENTO I * CAMADA SUPORTE GRANULOMETRIA E ALTURA Cada camada componente do meio suporte deve ser a mais uniforme possível. dmax/dmín = 2 O diâmetro do menor grão da camada inferior do meio suporte deve ser cerca de 2 a 3 vezes o diâmetro do orifício do sistema de drenagem PHD 2411 - SANEAMENTO I * CAMADA SUPORTE GRANULOMETRIA E ALTURA O diâmetro do menor grão da camada superior do meio suporte deve ser cerca de 4 a 4,5 vezes o valor do diâmetro efetivo do material filtrante PHD 2411 - SANEAMENTO I * CAMADA SUPORTE GRANULOMETRIA E ALTURA Entre as camadas que compõem o meio suporte, a relação entre o diâmetro do maior grão e o diâmetro do menor grão da camada adjacente deve ser igual a 4 PHD 2411 - SANEAMENTO I * CAMADA SUPORTE GRANULOMETRIA E ALTURA A espessura mínima de cada camada componente do meio suporte deve ser igual a 7,5 cm ou três vezes o diâmetro máximo do grão. PHD 2411 - SANEAMENTO I * H0=Altura entre a borda superior da calha de água de lavagem e o topo do material filtrante S=Espaçamento entre as calhas L=Espessura da camada filtrante D=altura da calha de água de lavagem SISTEMA DE COLETA DE ÁGUA DE LAVAGEM PHD 2411 - SANEAMENTO I * HIDRÁULICA DO PROCESSO DE FILTRAÇÃO - EXPANSÃO Gráf2 0.7203 0.5309 0.866 0.655 0.9886 0.755 1.1283 0.8554 1.2481 0.9616 1.3812 1.0635 1.5287 1.1653 1.6788 1.2707 1.7982 1.3787 1.8672 1.4424 Areia-Antracito Areia-CAG Expansão (%) Velocidade Ascencional (cm/s) Expansão de Meios Filtrantes Eficiência de colisão 1 Eficiência de Coletores Isolados Dados para cálculo Diâmetro do coletor (mm): 0.5 Temperatura (C): 25 Massa Específica da Partícula (kg/m3): 1020 Constante de Boltzman (J/K): 1.38E-23 Taxa de Filtração (m3/m2/dia): 240 Cálculos Intermediários Massa específica da água (kg/m3): 997.05 Viscosidade Dinâmica 20C (cP)= 1.002 Viscosidade Dinâmica T < 20 C (cP)= 0.890 Viscosidade Dinâmica T > 20 C (cP)= 0.890 Viscosidade Dinâmica da Água (cP)= 0.890 Diâmetro da partícula (um) Eficiência - Difusão Browniana Eficiência - Sedimentação Diferencial Eficiência - Interceptação Eficiência - Total 0.01 0.0043208594 0.0000000005 0.0000000006 0.0043208605 0.02 0.0027219709 0.000000002 0.0000000024 0.0027219753 0.03 0.0020772525 0.0000000046 0.0000000054 0.0020772625 0.04 0.0017147342 0.0000000081 0.0000000096 0.0017147519 0.05 0.0014777131 0.0000000126 0.000000015 0.0014777408 0.06 0.0013085871 0.0000000182 0.0000000216 0.0013086269 0.07 0.0011807867 0.0000000248 0.0000000294 0.0011808409 0.08 0.0010802148 0.0000000324 0.0000000384 0.0010802856 0.09 0.0009986389 0.000000041 0.0000000486 0.0009987284 0.1 0.0009309009 0.0000000506 0.00000006 0.0009310115 0.2 0.0005864308 0.0000002023 0.00000024 0.0005868732 0.3 0.0004475305 0.0000004552 0.00000054 0.0004485257 0.4 0.0003694283 0.0000008093 0.00000096 0.0003711976 0.5 0.0003183636 0.0000012645 0.0000015 0.0003211282 0.6 0.0002819265 0.0000018209 0.00000216 0.0002859074 0.7 0.0002543928 0.0000024784 0.00000294 0.0002598112 0.8 0.0002327252 0.0000032371 0.00000384 0.0002398024 0.9 0.0002151502 0.000004097 0.00000486 0.0002241072 1 0.0002005565 0.000005058 0.000006 0.0002116146 2 0.0001263427 0.0000202321 0.000024 0.0001705748 3 0.0000964175 0.0000455223 0.000054 0.0001959398 4 0.0000795909 0.0000809286 0.000096 0.0002565195 5 0.0000685894 0.0001264509 0.00015 0.0003450402 6 0.0000607392 0.0001820892 0.000216 0.0004588285 7 0.0000548073 0.0002478437 0.000294 0.000596651 8 0.0000501391 0.0003237142 0.000384 0.0007578533 9 0.0000463527 0.0004097008 0.000486 0.0009420535 10 0.0000432086 0.0005058035 0.0006 0.0011490121 15 0.0000329743 0.0011380578 0.00135 0.0025210321 20 0.0000272197 0.0020232139 0.0024 0.0044504336 25 0.0000234572 0.0031612717 0.00375 0.0069347289 30 0.0000207725 0.0045522312 0.0054 0.0099730037 35 0.0000187438 0.0061960925 0.00735 0.0135648363 40 0.0000171473 0.0080928555 0.0096 0.0177100028 45 0.0000158524 0.0102425202 0.01215 0.0224083726 50 0.0000147771 0.0126450866 0.015 0.0276598638 55 0.0000138674 0.0153005548 0.01815 0.0334644222 60 0.0000130859 0.0182089248 0.0216 0.0398220106 65 0.0000124059 0.0213701964 0.02535 0.0467326023 70 0.0000118079 0.0247843698 0.0294 0.0541961777 75 0.0000112771 0.0284514449 0.03375 0.062212722 80 0.0000108021 0.0323714218 0.0384 0.070782224 85 0.0000103743 0.0365443004 0.04335 0.0799046747 90 0.0000099864 0.0409700807 0.0486 0.0895800671 95 0.0000096328 0.0456487628 0.05415 0.0998083956 100 0.000009309 0.0505803466 0.06 0.1105896556 Eficiência de colisão 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Diâmetro do coletor: 0,5 mm Temperatura: 25 C Taxa de Filtração: 240 m/dia Eficiência - Difusão Browniana Eficiência - Sedimentação Diferencial Eficiência - Interceptação Eficiência - Total Diâmetro da partícula (um) Eficiência de colisão Eficiência de colisão 2 Eficiência de Coletores Isolados Dados para cálculo Diâmetro do coletor (mm): 1.2 Temperatura (C): 25 Massa Específica da Partícula (kg/m3): 1020 Constante de Boltzman (J/K): 1.38E-23 Taxa de Filtração (m3/m2/dia): 240 Cálculos Intermediários Massa específica da água (kg/m3): 997.05 Viscosidade Dinâmica 20C (cP)= 1.002 Viscosidade Dinâmica T < 20 C (cP)= 0.890 Viscosidade Dinâmica T > 20 C (cP)= 0.890 Viscosidade Dinâmica da Água (cP)= 0.890 Diâmetro da partícula (um) Eficiência - Difusão Browniana Eficiência - Sedimentação Diferencial Eficiência - Interceptação Eficiência - Total 0.01 0.002410438 0.0000000005 0.0000000001 0.0024104387 0.02 0.0015184808 0.000000002 0.0000000004 0.0015184833 0.03 0.0011588177 0.0000000046 0.0000000009 0.0011588232 0.04 0.000956583 0.0000000081 0.0000000017 0.0009565927 0.05 0.0008243582 0.0000000126 0.0000000026 0.0008243735 0.06 0.0007300094 0.0000000182 0.0000000038 0.0007300314 0.07 0.0006587146 0.0000000248 0.0000000051 0.0006587445 0.08 0.0006026095 0.0000000324 0.0000000067 0.0006026485 0.09 0.0005571015 0.000000041 0.0000000084 0.0005571509 0.1 0.0005193131 0.0000000506 0.0000000104 0.0005193741 0.2 0.0003271468 0.0000002023 0.0000000417 0.0003273908 0.3 0.0002496597 0.0000004552 0.0000000938 0.0002502087 0.4 0.0002060896 0.0000008093 0.0000001667 0.0002070655 0.5 0.0001776026 0.0000012645 0.0000002604 0.0001791275 0.6 0.0001572758 0.0000018209 0.000000375 0.0001594717 0.7 0.0001419158 0.0000024784 0.0000005104 0.0001449046 0.8 0.0001298283 0.0000032371 0.0000006667 0.0001337321 0.9 0.0001200239 0.000004097 0.0000008437 0.0001249646 1 0.0001118826 0.000005058 0.0000010417 0.0001179823 2 0.0000704816 0.0000202321 0.0000041667 0.0000948804 3 0.0000537876 0.0000455223 0.000009375 0.0001086849 4 0.0000444006 0.0000809286 0.0000166667 0.0001419959 5 0.0000382633 0.0001264509 0.0000260417 0.0001907559 6 0.000033884 0.0001820892 0.0000375 0.0002534733 7 0.0000305748 0.0002478437 0.0000510417 0.0003294602 8 0.0000279707 0.0003237142 0.0000666667 0.0004183515 9 0.0000258584 0.0004097008 0.000084375 0.0005199342 10 0.0000241044 0.0005058035 0.0001041667 0.0006340745 15 0.0000183951 0.0011380578 0.000234375 0.0013908279 20 0.0000151848 0.0020232139 0.0004166667 0.0024550653 25 0.0000130859 0.0031612717 0.0006510417 0.0038253992 30 0.0000115882 0.0045522312 0.0009375 0.0055013194 35 0.0000104564 0.0061960925 0.0012760417 0.0074825906 40 0.0000095658 0.0080928555 0.0016666667 0.0097690879 45 0.0000088434 0.0102425202 0.002109375 0.0123607386 50 0.0000082436 0.0126450866 0.0026041667 0.0152574969 55 0.0000077361 0.0153005548 0.0031510417 0.0184593326 60 0.0000073001 0.0182089248 0.00375 0.0219662249 65 0.0000069208 0.0213701964 0.0044010417 0.0257781589 70 0.0000065871 0.0247843698 0.0051041667 0.0298951236 75 0.000006291 0.0284514449 0.005859375 0.034317111 80 0.0000060261 0.0323714218 0.0066666667 0.0390441146 85 0.0000057874 0.0365443004 0.0075260417 0.0440761295 90 0.000005571 0.0409700807 0.0084375 0.0494131517 95 0.0000053738 0.0456487628 0.0094010417 0.0550551782 100 0.0000051931 0.0505803466 0.0104166667 0.0610022064 Eficiência de colisão 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Diâmetro do coletor: 1,2 mm Temperatura: 25 C Taxa de Filtração: 240 m/dia Eficiência - Difusão Browniana Eficiência - Sedimentação Diferencial Eficiência - Interceptação Eficiência - Total Diâmetro da partícula (um) Eficiência de colisão Camada simples Cálculo da Velocidade de Mínima Fluidificação de Meios Filtrantes Dados de Entrada Diâmetros 1 Valor Material 1: Areia d10 0.500 Porosidade 1: 0.43 d30 0.600 Coeficiente de Esfericidade 1: 0.8 d50 0.700 Altura do meio filtrante 1 (m): 0.8 d70 0.828 Massa específica 1 (kg/m3): 2750 d90 0.984 Diâmetro efetivo 1 (mm): 0.5 Coeficiente de Uniformidade 1: 1.5 Aceleração da gravidade (m/s2): 9.81 Temperatura (C): 20 Material 1 Fração mássica (%) Diâmetro (mm) Area Específica (1/m) (Area Específica)^2 - (1/m2) 10 0.500 1.50E+04 2.25E+08 Cálculos Intermediários 30 0.600 1.25E+04 1.56E+08 Massa específica da água (kg/m3): 998.20 50 0.700 1.07E+04 1.15E+08 Viscosidade Dinâmica 20C (cP)= 1.002 70 0.828 9.06E+03 8.20E+07 Viscosidade Dinâmica T < 20 C (cP)= 1.002 90 0.984 7.62E+03 5.81E+07 Viscosidade Dinâmica T > 20 C (cP)= 1.002 5.4893E+04 6.3617E+08 Viscosidade Dinâmica da Água (cP)= 1.002 Taxa de Filtração (m/dia) Taxa de Filtração (m/s) Perda de Carga (m) 0 0.000 0.000 20 0.000 0.041 40 0.000 0.083 60 0.001 0.125 80 0.001 0.167 100 0.001 0.210 120 0.001 0.253 140 0.002 0.296 160 0.002 0.340 180 0.002 0.384 200 0.002 0.428 220 0.003 0.472 240 0.003 0.517 260 0.003 0.563 280 0.003 0.608 300 0.003 0.654 320 0.004 0.700 340 0.004 0.747 360 0.004 0.794 380 0.004 0.841 400 0.005 0.889 420 0.005 0.937 440 0.005 0.985 460 0.005 1.033 480 0.006 1.082 500 0.006 1.131 520 0.006 1.181 540 0.006 1.231 560 0.006 1.281 580 0.007 1.332 600 0.007 1.382 Camada simples 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Meio filtrante simples Material: Areia Diâmetro efetivo: 0,50 mm CU: 1,5 Porosidade: 0,43 Coef. Esfericidade: 0,80 Perda de Carga (m) Taxa de Filtração (m3/m2/dia) Perda de Carga (m) Dupla camada Cálculo da Velocidade de Mínima Fluidificação de Meios Filtrantes Dados de Entrada Diâmetros 1 Valor Diâmetros 2 Valor Material 1: Areia d10 0.500 d10 1.000 Porosidade 1: 0.43 d30 0.600 d30 1.200 Coeficiente de Esfericidade 1: 0.8 d50 0.700 d50 1.400 Altura do meio filtrante 1 (m): 0.3 d70 0.828 d70 1.656 Massa específica 1 (kg/m3): 2750 d90 0.984 d90 1.968 Diâmetro efetivo 1 (mm): 0.5 Coeficiente de Uniformidade 1: 1.5 Material 2: Antracito Porosidade 2: 0.55 Material 1 Coeficiente de Esfericidade 2: 0.5 Fração mássica (%) Diâmetro (mm) Area Específica (1/m) (Area Específica)^2 - (1/m2) Altura do meio filtrante 2 (m): 0.5 10 0.500 1.50E+04 2.25E+08 Massa específica 2 (kg/m3): 1600 30 0.600 1.25E+04 1.56E+08 Diâmetro efetivo 2 (mm): 1 50 0.700 1.07E+04 1.15E+08 Coeficiente de Uniformidade 2: 1.5 70 0.828 9.06E+03 8.20E+07 Aceleração da gravidade (m/s2): 9.81 90 0.984 7.62E+03 5.81E+07 Temperatura (C): 20 5.49E+04 6.36E+08 Cálculos Intermediários Massa específica da água (kg/m3): 998.20 Viscosidade Dinâmica 20C (cP)= 1.002 Material 2 Viscosidade Dinâmica T < 20 C (cP)= 1.002 Fração mássica (%) Diâmetro (mm) Area Específica (1/m) (Area Específica)^2 - (1/m2) Viscosidade Dinâmica T > 20 C (cP)= 1.002 10 1.000 1.20E+04 1.44E+08 Viscosidade Dinâmica da Água (cP)= 1.002 30 1.200 1.00E+04 1.00E+08 Fração mássica material 1 (%)= 0.566 50 1.400 8.57E+03 7.35E+07 Fração mássica material 2 (%)= 0.434 70 1.656 7.25E+03 5.25E+07 90 1.968 6.10E+03 3.72E+07 4.39E+04 4.07E+08 Taxa de Filtração (m/dia) Taxa de Filtração (m/s) Perda de Carga - Areia (m) Perda de Carga - Antracito (m) Perda de Carga Total (m) 0 0.000 0.000 0.000 0.000 20 0.000 0.015 0.005 0.020 40 0.000 0.031 0.010 0.041 60 0.001 0.047 0.015 0.062 80 0.001 0.063 0.020 0.083 100 0.001 0.079 0.025 0.104 120 0.001 0.095 0.031 0.125 140 0.002 0.111 0.036 0.147 160 0.002 0.127 0.041 0.169 180 0.002 0.144 0.047 0.190 200 0.002 0.160 0.052 0.213 220 0.003 0.177 0.058 0.235 240 0.003 0.194 0.063 0.257 260 0.003 0.211 0.069 0.280 280 0.003 0.228 0.075 0.303 300 0.003 0.245 0.081 0.326 320 0.004 0.263 0.086 0.349 340 0.004 0.280 0.092 0.372 360 0.004 0.298 0.098 0.396 380 0.004 0.315 0.104 0.420 400 0.005 0.333 0.110 0.444 420 0.005 0.351 0.117 0.468 440 0.005 0.369 0.123 0.492 460 0.005 0.387 0.129 0.517 480 0.006 0.406 0.136 0.541 500 0.006 0.424 0.142 0.566 520 0.006 0.443 0.148 0.591 540 0.006 0.462 0.155 0.617 560 0.006 0.480 0.162 0.642 580 0.007 0.499 0.168 0.668 600 0.007 0.518 0.175 0.693 Dupla camada 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Meio filtrante duplo Material: Areia e Antracito Diâmetro efetivo: 0,50 mm e 1,00 mm CU: 1,5 Porosidade: 0,43 e 0,55 Coef. Esfericidade: 0,80 e 0,50 Perda de Carga - Areia (m) Perda de Carga - Antracito (m) Perda de Carga Total (m) Taxa de Filtração (m3/m2/dia) Perda de Carga (m) Perda de Carga - Ergun Perda de Carga em Meios Filtrantes Limpos Fómula de Ergun Dados de entrada Altura do meio filtrante (m)= 0.8 Diâmetro dos grãos (mm)= 0.5 Viscosidade dinâmica (SI)= 1.00E-03 Porosidade do meio= 0.43 Massa específica da água (SI)= 1000 Coeficiente de esfericidade= 0.8 Taxa de Filtração (m/dia) Taxa de Filtração (m/s) Perda de Carga (m) 0 0.000 0.000 20 0.000 0.073 40 0.000 0.146 60 0.001 0.219 80 0.001 0.293 100 0.001 0.368 120 0.001 0.443 140 0.002 0.518 160 0.002 0.594 180 0.002 0.670 200 0.002 0.747 220 0.003 0.824 240 0.003 0.902 260 0.003 0.980 280 0.003 1.059 300 0.003 1.138 320 0.004 1.217 340 0.004 1.297 360 0.004 1.377 380 0.004 1.458 400 0.005 1.539 420 0.005 1.621 440 0.005 1.703 460 0.005 1.786 480 0.006 1.869 500 0.006 1.952 520 0.006 2.036 540 0.006 2.121 560 0.006 2.206 580 0.007 2.291 600 0.007 2.377 Taxa de Filtração (m/dia) Perda de Carga (m) - Areia Perda de Carga (m) - Antracito 0 0.000 0 20 0.073 0.0457791071 40 0.146 0.0918060195 60 0.219 0.1380807373 80 0.293 0.1846032603 100 0.368 0.2313735888 120 0.443 0.2783917225 140 0.518 0.3256576616 160 0.594 0.3731714061 180 0.670 0.4209329558 200 0.747 0.4689423109 220 0.824 0.5171994714 240 0.902 0.5657044371 260 0.980 0.6144572082 280 1.059 0.6634577847 300 1.138 0.7127061665 320 1.217 0.7622023536 340 1.297 0.811946346 360 1.377 0.8619381438 380 1.458 0.9121777469 400 1.539 0.9626651554 420 1.621 1.0134003692 440 1.703 1.0643833883 460 1.786 1.1156142128 480 1.869 1.1670928426 500 1.952 1.2188192777 520 2.036 1.2707935182 540 2.121 1.323015564 560 2.206 1.3754854151 580 2.291 1.4282030716 600 2.377 1.4811685334 Perda de Carga - Ergun 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Comprimento do meio=0,80 m Diâmetro dos grãos=0,50 mm Porosidade da areia=0,43 Porosidade do antracito=0,55 Esfericidade da areia=0,80 Esfericidade do antracito=0,55 Perda de Carga (m) - Areia Perda de Carga (m) - Antracito Taxa de Filtração (m/dia) Perda de Carga (m) Perda de Carga em Meios Filtrantes Limpos - Influência do Material Filtrante PERDA DE CARGA Taxa de filtração=240 m3/m2/dia Taxa de filtração=240 m3/m2/dia Carreira de filtração=02 Carreira de filtração=02 Tempo (horas) Areia-Antracito Areia-CAG Tempo (horas) Água bruta Água decantada Filtro F1 Filtro F2 0 0.221 0.189 6 2.69 1.68 0.094 0.13 6 0.39 0.359 17 2.51 1.74 0.079 0.077 17 0.677 0.672 22 2.57 2.05 0.075 0.103 22 0.808 0.809 28 3.2 2.51 0.1 0.101 28 1.023 1.015 34 3.72 1.81 0.074 0.069 34 1.285 1.261 40 5 2.28 0.041 0.063 40 1.473 1.446 Taxa de filtração=360 m3/m2/dia Taxa de filtração=360 m3/m2/dia Carreira de filtração=03 Carreira de filtração=03 Tempo (horas) Tempo (horas) Água bruta Água decantada Filtro F1 Filtro F2 0 0.311 0.252 6 11.7 2.76 0.15 0.095 6 0.43 0.381 15 11.8 2.85 0.079 0.069 15 0.649 0.618 20 12.5 3.06 0.046 0.037 20 0.756 0.725 29 13.5 3.05 0.046 0.028 29 1.004 0.964 40 16 2.73 0.095 0.065 40 1.336 1.32 Taxa de filtração=480 m3/m2/dia Taxa de filtração=480 m3/m2/dia Carreira de filtração=01 Carreira de filtração=01 Tempo (horas) Filtro F1 Filtro F2 Tempo (horas) Água bruta Água decantada Filtro F1 Filtro F2 0 0.484 0.353 6 10.5 3.4 0.088 0.064 6 0.656 0.568 12 14.2 3.1 0.085 0.065 12 0.887 0.813 19 12.6 3.1 0.19 0.17 19 1.105 1.053 24 17.2 3.2 0.44 0.41 24 1.278 1.208 28 10.2 3.4 0.62 0.53 28 1.42 1.347 PERDA DE CARGA 0.221 0.189 0.39 0.359 0.677 0.672 0.808 0.809 1.023 1.015 1.285 1.261 1.473 1.446 Taxa de filtração=240 m3/m2/dia Areia-Antracito Areia-CAG Tempo (horas) Perda de carga (m) Evolução da perda de carga FLUIDIF E EXPANSAO 2.69 1.68 0.094 0.13 2.51 1.74 0.079 0.077 2.57 2.05 0.075 0.103 3.2 2.51 0.1 0.101 3.72 1.81 0.074 0.069 5 2.28 0.041 0.063 Taxa de filtração=240 m3/m2/dia Água bruta Água decantada Areia-Antracito Areia-CAG Tempo (horas) Turbidez (UNT) Turbidez Sheet3 0.311 0.252 0.43 0.381 0.649 0.618 0.756 0.725 1.004 0.964 1.336 1.32 Taxa de filtração=360 m3/m2/dia Filtro F1 Filtro F2 Tempo (horas) Perda de carga (m) Evolução da perda de carga Sheet4 11.7 2.76 0.15 0.095 11.8 2.85 0.079 0.069 12.5 3.06 0.046 0.037 13.5 3.05 0.046 0.028 16 2.73 0.095 0.065 Taxa de filtração=360 m3/m2/dia Água bruta Água decantada Filtro F1 Filtro F2 Tempo (horas) Turbidez (UNT) Turbidez Sheet5 0.484 0.353 0.656 0.568 0.887 0.813 1.105 1.053 1.278 1.208 1.42 1.347 Taxa de filtração=480 m3/m2/dia Filtro F1 Filtro F2 Tempo (horas) Perda de carga (m) Evolução da perda de carga Sheet6 10.5 3.4 0.088 0.064 14.2 3.1 0.085 0.065 12.6 3.1 0.19 0.17 17.2 3.2 0.44 0.41 10.2 3.4 0.62 0.53 Taxa de filtração=480 m3/m2/dia Água bruta Água decantada Filtro F1 Filtro F2 Tempo (horas) Turbidez (UNT) Turbidez Sheet7 Fluidificação e Expansão de Meios Filtrantes Perda de Carga e Expansão Filtro Areia-Antracito Velocidade Ascencional (cm/s) Perda de Carga (m) 0 0 0.2219 0.16 0.2401 0.185 0.277 0.22 0.3367 0.27 0.4193 0.345 0.4615 0.35 0.5019 0.42 0.5605 0.475 0.7203 0.406 0.866 0.405 0.9886 0.405 1.1283 0.408 1.2481 0.41 1.3812 0.41 1.5287 0.41 1.6788 0.41 1.7982 0.412 1.8672 0.412 Filtro Areia-CAG Velocidade Ascencional (cm/s) Perda de Carga (m) 0 0 0.2209 0.169 0.2581 0.199 0.2899 0.222 0.3373 0.255 0.376 0.285 0.5309 0.299 0.655 0.298 0.755 0.298 0.8554 0.297 0.9616 0.297 1.0635 0.299 1.1653 0.299 1.2707 0.298 1.3787 0.298 1.4424 0.3 Expansão de Meios Filtrantes Expansão (%) Areia-Antracito Areia-CAG 0 0 0 5 0.7203 0.5309 10 0.866 0.655 15 0.9886 0.755 20 1.1283 0.8554 25 1.2481 0.9616 30 1.3812 1.0635 35 1.5287 1.1653 40 1.6788 1.2707 45 1.7982 1.3787 50 1.8672 1.4424 Expansão de Meios Filtrantes - Comparação entre Modelos Filtro F1-Areia-Antracito Velocidade Ascencional (cm/s) Expansão Observada (%) Expansão Calculada - (Fair) Expansão Calculada - (Dharmarajah) 0 0 0 0 0.7203 5 8.477 4.01 0.866 10 13.694 7.38 0.9886 15 18.503 11.24 1.1283 20 23.889 16.95 1.2481 25 28.469 22.48 1.3812 30 33.539 28.82 1.5287 35 39.164 36.11 1.6788 40 44.925 43.89 1.7982 45 49.552 50.36 1.8672 50 52.248 54.22 Filtro F1-Areia-CAG Velocidade Ascencional (cm/s) Expansão Observada (%) Expansão Calculada - (Fair) Expansão Calculada - (Dharmarajah) 0 0 0 0 0.5309 5 8.518 3.55 0.655 10 15.236 8.62 0.755 15 20.485 14.16 0.8554 20 25.667 20.18 0.9616 25 31.105 26.74 1.0635 30 36.305 33.23 1.1653 35 41.513 39.97 1.2707 40 46.944 47.23 1.3787 45 52.566 55.02 1.4424 50 55.924 59.8 Sheet7 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Perda de Carga (m) Velocidade Ascensional (cm/s) Perda de Carga (m) Perda de Carga e Expansão de Meios Filtrantes (Areia-Antracito) Sheet8 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Perda de Carga e Expansão de Meios Filtrantes (Areia-CAG) Perda de Carga (m) Velocidade Ascencional (cm/s) Perda de Carga (m) Sheet9 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Areia-Antracito Areia-CAG Expansão (%) Velocidade Ascencional (cm/s) Expansão de Meios Filtrantes Sheet10 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Expansão Observada (%) Expansão Calculada - (Fair) Expansão Calculada - (Dharmarajah) Velocidade Ascencional (cm/s) Expansão (%) Filtro F1 - Areia-Antracito Sheet11 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Expansão Observada (%) Expansão Calculada - (Fair) Expansão Calculada - (Dharmarajah) Velocidade Ascencional (cm/s) Expansão (%) Filtro F2 - Areia-CAG Sheet12 Sheet13 Sheet14 Sheet15 Sheet16 PHD 2411 - SANEAMENTO I * HIDRÁULICA DE FILTRAÇÃO LAVAGEM DE MEIOS FILTRANTES Lavagem exclusivamente com água Tempo de lavagem: 8 a 15 minutos Expansão do material filtrante: 20% a 30% PHD 2411 - SANEAMENTO I * Lavagem com água e sistema de lavagem superficial Tempo de lavagem com água em contra-corrente: 8 a 15 minutos Lavagem superficial somente: 1min a 2 min Expansão do material filtrante: 20% a 30% 1,5 l/s/m2 a 3,0 l/s/m2 HIDRÁULICA DE FILTRAÇÃO LAVAGEM DE MEIOS FILTRANTES PHD 2411 - SANEAMENTO I * Tempo de lavagem com água em contra-corrente: 8 a 15 minutos Tempo de lavagem com ar: 2 a 3 minutos Expansão do material filtrante: 20% a 30% 10 l/s/m2 a 20 l/s/m2 Lavagem com ar unicamente seguido de água HIDRÁULICA DE FILTRAÇÃO LAVAGEM DE MEIOS FILTRANTES PHD 2411 - SANEAMENTO I * Tempo de lavagem com ar e água simultaneamente: 2 a 4 minutos 4 l/s/m2 a 8 l/s/m2 Tempo de lavagem com água em contra-corrente: 8 a 15 minutos Expansão do material filtrante: 20% a 30% Lavagem com ar e água simultâneamente HIDRÁULICA DE FILTRAÇÃO LAVAGEM DE MEIOS FILTRANTES PHD 2411 - SANEAMENTO I * SISTEMAS DE FILTRAÇÃO ROTEIRO DE CÁLCULO Definição da concepção do sistema de filtração (simples, dupla camada ou tripla camada) Definição da granulometria dos materiais filtrantes e sua respectiva espessura PHD 2411 - SANEAMENTO I * SISTEMAS DE FILTRAÇÃO ROTEIRO DE CÁLCULO Definição do controle hidráulico do sistema de filtração (Taxa de filtração constante (com variação ou não de nível) ou taxa de filtração declinante) Concepção do fundo falso e sistema de drenagem PHD 2411 - SANEAMENTO I * SISTEMAS DE FILTRAÇÃO ROTEIRO DE CÁLCULO Definição das características da camada suporte Fixa-se a taxa de filtração Camada simples de areia (def=0,5 mm): 120 m3/m2/dia Dupla camada areia-antracito: 240 m3/m2/dia Camada simples de areia (def=1,2 a 2,0 mm): 360 m3/m2/dia a 480 m3/m2/dia PHD 2411 - SANEAMENTO I * SISTEMAS DE FILTRAÇÃO ROTEIRO DE CÁLCULO Cálculo da área total de filtração Cálculo aproximado do número de filtros = vazão em mgd 1 mgd = 3.785 m3/d PHD 2411 - SANEAMENTO I * SISTEMAS DE FILTRAÇÃO ROTEIRO DE CÁLCULO Definição do número de filtros Determinação da área individual de cada filtro. Recomendável (25 m2 a 100 m2) Definição das dimensões de cada filtro. Recomendável que seja efetuado em função das dimensões dos decantadores PHD 2411 - SANEAMENTO I * SISTEMAS DE FILTRAÇÃO ROTEIRO DE CÁLCULO Definição do método e sistema de lavagem Cálculo da velocidade mínima de fluidificação e velocidade ascencional de água de lavagem para valores pré-determinados de expansão do meio filtrante PHD 2411 - SANEAMENTO I * SISTEMAS DE FILTRAÇÃO ROTEIRO DE CÁLCULO Dimensionamento do sistema de lavagem (Tubulações, válvulas demais e acessórios) Dimensionamento das calhas de coleta de água de lavagem Definição da carga hidráulica disponível e cálculo do perfil hidráulico PHD 2411 - SANEAMENTO I * DIMENSIONAMENTO DE UNIDADES DE FILTRAÇÃO Vazão: 1,0 m3/s Filtros de dupla camada areia-antracito Taxa de filtração: 240 m3/m2/dia Lavagem com ar seguido de água em contra-corrente PHD 2411 - SANEAMENTO I * DIMENSIONAMENTO DE UNIDADES DE FILTRAÇÃO Sistema de drenagem composto por blocos Leopold Taxa de filtração constante com variação de nível Número de decantadores: 04 Largura do decantador: 12,0 m PHD 2411 - SANEAMENTO I * Cálculo da área total de filtração DIMENSIONAMENTO DE UNIDADES DE FILTRAÇÃO PHD 2411 - SANEAMENTO I * Cálculo aproximado do número de filtros DIMENSIONAMENTO DE UNIDADES DE FILTRAÇÃO N=número de filtros Q=vazão em mgd (1 mgd = 3.785 m3/dia) Em função do número de decantadores, serão admitidos um total de 08 filtros, sendo 02 filtros associados a cada decantador. PHD 2411 - SANEAMENTO I * LAY-OUT DE ETAs ASSOCIAÇÃO FLOCULADORES E DECANTADORES Canal de água coagulada CASA DE QUÍMICA F1 F2 F8 PHD 2411 - SANEAMENTO I * LAY-OUT DE ETAs ASSOCIAÇÃO FLOCULADORES E DECANTADORES PHD 2411 - SANEAMENTO I * Cálculo da área de cada filtro DIMENSIONAMENTO DE UNIDADES DE FILTRAÇÃO Cada filtro será composto por uma única célula e canal lateral de coleta de água de lavagem, com largura igual a 1,0 metros a fim de que seja possível a instalação da comporta de saída de água de lavagem. PHD 2411 - SANEAMENTO I * Definição das dimensões básicas de cada filtro DIMENSIONAMENTO DE UNIDADES DE FILTRAÇÃO Cada decantador apresenta uma largura individual de 12,0 metros e, admitindo-se que a cada um esteja associado 02 filtros, tem-se que: PHD 2411 - SANEAMENTO I * Definição das dimensões básicas de cada filtro DIMENSIONAMENTO DE UNIDADES DE FILTRAÇÃO PHD 2411 - SANEAMENTO I * Características dos materiais filtrantes DIMENSIONAMENTO DE UNIDADES DE FILTRAÇÃO Material Altura (m) Diâmetro efetivo (mm) C.Unif. d60 (mm) Massa específica (kg/m3) Porosidade Coef. Esfericidade Areia 0,3 0,5 1,5 0,75 2.750 0,45 0,80 Antracito 0,5 1,0 1,5 1,5 1.600 0,55 0,55 PHD 2411 - SANEAMENTO I * Verificação da grandeza l/def DIMENSIONAMENTO DE UNIDADES DE FILTRAÇÃO Dado que a lavagem do material filtrante será efetuado com ar e água, utilizando-se o bloco Leopold como sistema de drenagem, a camada suporte deverá ter a seguinte composição (Recomendação do fabricante) PHD 2411 - SANEAMENTO I * Características da camada suporte DIMENSIONAMENTO DE UNIDADES DE FILTRAÇÃO Camada Granulometria Altura Camada 1 12,7 mm a 19,0 mm 5,0 cm (Topo) Camada 2 6,4 mm a 12,7 mm 5,0 cm Camada 3 3,2 mm a 6,4 mm 5,0 cm Camada 4 1,6 mm a 3,2 mm 5,0 cm Camada 5 3,2 mm a 6,4 mm 5,0 cm Camada 6 6,4 mm a 12,7 mm 5,0 cm Camada 7 12,7 mm a 19,0 mm 5,0 cm (Fundo) Total 35 cm PHD 2411 - SANEAMENTO I * Definição da expansão do material filtrante DIMENSIONAMENTO DE UNIDADES DE FILTRAÇÃO Será adotada uma velocidade ascencional de água de lavagem igual a 1,3 cm/s, que corresponde a uma taxa igual a 1.123,20 m3/m2/dia, que deverá proporcionar uma expansão do material filtrante em torno de 20% PHD 2411 - SANEAMENTO I * Cálculo da vazão de água de lavagem DIMENSIONAMENTO DE UNIDADES DE FILTRAÇÃO Cálculo do volume de água de lavagem PHD 2411 - SANEAMENTO I * Reservação de água de lavagem DIMENSIONAMENTO DE UNIDADES DE FILTRAÇÃO PHD 2411 - SANEAMENTO I * Dimensionamento da tubulação de água de lavagem DIMENSIONAMENTO DE UNIDADES DE FILTRAÇÃO PHD 2411 - SANEAMENTO I * Cálculo da vazão de ar durante a lavagem DIMENSIONAMENTO DE UNIDADES DE FILTRAÇÃO Será adotado uma vazão de ar durante a lavagem de 15 l/s/m2 . Deste modo, tem-se que PHD 2411 - SANEAMENTO I * Dimensionamento das calhas de coleta de água de lavagem DIMENSIONAMENTO DE UNIDADES DE FILTRAÇÃO Serão admitidas inicialmente 5 calhas por filtro. Assim sendo, a sua vazão individual será de: PHD 2411 - SANEAMENTO I * Dimensionamento das calhas de coleta de água de lavagem DIMENSIONAMENTO DE UNIDADES DE FILTRAÇÃO O nível d’água máximo de água na calha coletora pode ser calculado de acordo com a seguinte expressão: PHD 2411 - SANEAMENTO I * Dimensionamento das calhas de coleta de água de lavagem DIMENSIONAMENTO DE UNIDADES DE FILTRAÇÃO B (m) h0 (m) 0,2 0,564 0,4 0,655 0,5 0,306 0,6 0,271 0,8 0,224 PHD 2411 - SANEAMENTO I * Posicionamento das calhas de coleta de água de lavagem DIMENSIONAMENTO DE UNIDADES DE FILTRAÇÃO Serão adotadas calhas de água de lavagem com largura igual a 0,5 m e altura igual a 0,4 m PHD 2411 - SANEAMENTO I * Espaçamento das calhas de coleta de água de lavagem DIMENSIONAMENTO DE UNIDADES DE FILTRAÇÃO PHD 2411 - SANEAMENTO I * Dimensionamento do vertedor de saída de água filtrada DIMENSIONAMENTO DE UNIDADES DE FILTRAÇÃO Será adotado uma câmara vertedora por filtro com largura igual a 1,0 metros. B (m) h0 (m) 0,5 0,264 0,8 0,193 1,0 0,166 1,2 0,147 1,5 0,127 PHD 2411 - SANEAMENTO I * LAY-OUT DE ETAs ASSOCIAÇÃO FLOCULADORES E DECANTADORES Canal de água coagulada CASA DE QUÍMICA F1 F2 F8 PHD 2411 - SANEAMENTO I * LAY-OUT DE ETAs ASSOCIAÇÃO FLOCULADORES E DECANTADORES PHD 2411 - SANEAMENTO I * LAY-OUT DE ETAs ASSOCIAÇÃO FLOCULADORES E DECANTADORES PHD 2411 - SANEAMENTO I * MUITO OBRIGADO !!!
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