Gabarito e exercícios 1 e 2

Prévia do material em texto

Gabarito exercícios 1 e 2 
Prof. Keila de Castro Oliveira 
Agosto/2016 
Apostila 
• http://www.pha.poli.usp.br/default.aspx?id=3
6&link_uc=disciplina 
Série de sólidos 
• Exercício 1 
e) Biomassa ativa no reator biológico 
 
No controle operacional de sistemas de tratamento de 
esgoto, algumas frações de sólidos assumem grande 
importância. Em processos biológicos aeróbios e 
anaeróbios, as concentrações de sólidos em 
suspensão voláteis nos lodos dos reatores tem sido 
utilizadas para se estimar a concentração de 
microrganismos decompositores da matéria orgânica, 
isto porque as células vivas são, em última análise, 
compostos orgânicos. . 
 
Série de sólidos 
• Exercício 2 
c) SDT = 150 mg/L; SDF = 100 mg/L; SDV = 50 mg/L 
 
SDT = SDF + SDV 
 
pH 
• Exercício 1 
a) A coagulação e a floculação que a agua sofre 
incialmente é um processo unitário dependente de pH. 
Existe uma condição ´denominada “pH ótimo” de 
floculação que corresponde a situação que partículas 
coloidais apresentam menor quantidade de carga 
eletrostática superficial. A desinfecção pelo cloro é 
outro processo dependente do pH. Em meio ácido, a 
dissociação do ácido hipocloroso formando hipoclorito 
é menor, sendo o mais eficiente. A distribuição da 
água final é afetada pelo pH. Águas corrosivas, ao 
passo que as alcalinas são incrustantes. 
pH 
• Exercício 1 
b) Nos reatores anaeróbios, a acidificação do meio é 
acusada pelo decréscimo do pH do lodo, indicando 
situação de desequilíbrio. É possível que alguns 
influentes industriais possam ser tratados 
biologicamente em seus valores naturais. Nesta 
condição, o meio talvez não permita uma grande 
diversificação hidrobiológica, mas pode acontecer que 
os grupos mais resistentes, algumas bactérias e 
fungos, principalmente, tornem possível a manutenção 
de um tratamento eficiente e estável. 
pH 
• Exercício 1 
c) A influencia do pH sobre os ecossistemas aquáticos 
naturais dá-se diretamente devido a seus efeitos sobre a 
fisiologia das diversas espécies. Também o efeito indireto é 
muito importante, podendo determinadas condições de pH 
contribuírem para a precipitação de elementos químicos 
tóxicos como metais pesados. Outras condições podem 
exercer efeitos sobre as solubilidades de nutrientes. 
pH 
• Exercício 2 
A e B) O pH influencia no equilíbrio químico, ou seja no 
produto de solubilidade de diferentes contaminantes. 
pH 
• Exercício 2 
c) Na decomposição bioquímica da matéria orgânica presente 
no esgoto, uma larga variedade de bactérias saprófitas 
hidrolizam e convertem o material complexo em compostos de 
menor peso molecular. Entre os compostos de menor peso 
molecular formados os principais são os ácidos graxos de 
menor cadeia molecular tais como o acético, o propiônico, o 
butírico, que aparecem misturados a outros componentes 
importantes. Estes ácidos são chamados de ácidos voláteis 
porque eles podem ser destilados sob pressão atmosférica. O 
acúmulo de ácidos voláteis pode ter um efeito desastroso sobre 
a digestão anaeróbia se a capacidade de tamponação for 
extrapolada e o pH descer para níveis desfavoráveis 
Alcalinidade 
• Exercício 1 
Levar em consideração apenas os dados de alcalinidade já 
que dureza, cálcio e magnésio não foram estudados. 
 
Só a alcalinidade de bicarbonato ocorre em amostras com 
pH inferior a 8,3. Neste caso a alcalinidade de bicarbonato 
coincide com a alcalinidade total. 
Logo deve-se prevalecer apensa alcalinidade de 
bicarbonatos já que o pH é = 6,0. 
 
 
Alcalinidade 
• Exercício 1 
a alcalinidade de bicarbonatos é equivalente a dureza 
temporária 
 
Cloreto 
• Exercício 1 
a) Toxicidade sobre os organismos aquáticos 
 
O cloreto apresenta influência nas características dos 
ecossistemas aquáticos naturais, por provocar alterações 
na pressão osmótica em células de microrganismos. Não 
apresenta uma efeito tóxico. 
 
 
Cloreto 
• Exercício 2 
b) Demanda química de oxigênio 
 
Interfere na determinação da DQO e, embora esta 
interferência seja atenuada pela adição de sulfato de 
mercúrio, as análises de DQO da água do mar não 
apresentam resultados confiáveis. A interferência do 
cloreto revela-se mais importante ou por consumir o íon 
prata e impedir o seu efeito catalisador, ou por levar a 
redução do dicromato a crômio. 
 
 
 
DBO/DQO 
Exercício 1 
• Y = L ( 1 – 10-k.t) 
• Y= 250 ( 1 – 10 – 0,12. 20) 
• Y= 250 (1 – 10 -0,16.20) 
• Y= 250 (1-10-0,20.20) 
 
Exercício 2 
• Y= 250 (1 – 10 -0,23.20) 
• Y= 250 (1-10-0,23.10) 
 
 
 
DBO/DQO 
Exercício 3 
e) O valor da DQO é geralmente superior ao da DBO5,20°C e quanto mais 
próximos forem esses valores maior será a fração biodegradável 
• Relação baixa (DQO/DBO < 2,5) 
– A fração biodegradável é elevada 
– Indicação para tratamento biológico 
• Relação intermediária (DQO/DBO entre 2,5 e 3,5) 
– A fração biodegradável não é elevada 
– Estudos de tratabilidade para verificar a viabilidade de tratamento 
biológico 
• Relação elevada (DQO/DBO > 3,5) 
– A fração inerte é elevada 
– Possível indicação para tratamento físico-químico 
 
 
 
 
 
Nitrogênio 
Exercício 1 
• São diversas as fontes de nitrogênio em águas naturais. Os 
esgotos sanitários constituem em geral a principal fonte, 
lançando nas águas nitrogênio orgânico devido a presença 
de proteínas e nitrogênio amoniacal devido a hidrólise da 
uréia. Alguns efluentes industriais também concorrem as 
descargas de nitrogênio orgânico e amoniacal nas águas, 
como algumas industrias químicas, petroquímicas, 
siderúrgicas, farmacêuticas, etc. a atmosfera é outra fonte 
importante devido a diversos mecanismos: fixação biológica 
desempenhada por bactérias e algas. Nas áreas agrícolas, o 
escoamento das águas pluviais pelo solos fertilizados. Nas 
áreas urbanas, as drenagens de águas pluviais associadas 
as deficiências dos sistema de limpeza pública, constituem 
fonte difusa de difícil caracterização 
 
 
 
 
 
Nitrogênio 
Exercício 2 
• Nitrogênio orgânico: uréia, proteínas, aminoácidos 
ácidos nucléicos e compostos orgânicos sintéticos [N(III) 
reduzido] 
• Amônia 
– diversos produtos industrializados (fertilizantes e 
produtos de limpeza), esgotos sanitários, efluentes 
industriais 
– hidrólise da uréia – carbonatos de amônia 
 
 
 
 
 
Nitrogênio 
Exercício 2 
• O nitrogênio pode ser encontrado nas águas nas formas 
de nitrogênio orgânico, amoniacal, nitrito e nitrato. As 
duas primeiras chamam-se formas reduzidas e as duas 
últimas formas oxidadas. Pode-se associar a idade da 
poluição com a relação entre as formas de nitrogênio, ou 
seja, se for coletada uma amostra de água de um rio 
poluído e as análises demonstrarem predominância das 
formas reduzidas significa que o foco de poluição se 
encontra próximo; se prevalecer nitrito e nitrato, ao 
contrário, significa que as descargas de esgoto se 
encontram distantes. 
 
 
 
 
 
Nitrogênio 
Exercício 1 (fechada) 
 
a) Esgoto doméstico, efluentes de abatedouros e 
drenagem de áreas agrícolas. 
 
Justificativa slide anterior. 
 
 
 
 
Fósforo 
Exercício 1 
e) Introdução de micronutrientes para processos biológico 
que pode levar a água a uma condição de eutrofização. 
 
Justificativa idem resposta exercício 2 
 
 
 
 
 
Fósforo 
Exercício 2 
Por ser um nutriente para processos biológicos o excesso de, fósforo 
em esgotos sanitários e efluentes industriais, por outro lado, conduz a 
processos de eutrofização das águas naturais. 
 
Exercício 3 
O fósforo pode se apresentar na águassobre três formas diferentes. 
Os fosfatos orgânicos são a forma em que o fósforo compõe moléculas 
orgânicas. Os ortofosfatos, por outro lado, são representados pelos 
radicais PO-34 HPO
-2
4 H2PO
-
4 que se combinam com cátions 
formando sais inorgânicos das águas. Os polifosfatos ou fosfatos 
condensados são polímeros de ortofosfatos (esta última forma não é 
importante nos estudos de qualidade da água). 
Exercícios 2 
• Um rio com vazão = 100 L/s, e DBOr = 2 mg/L recebe o esgoto 
tratado de uma ETE municipal. Se o esgoto bruto entra na ETE com 
vazão = 100 m3/d e DBOi = 350 mg/L, determinar: 
 
i. a eficiência de remoção de DBO requerida para DBOe < 60 mg/L 
 
E = 100 (350-60/350) 
E> 82,85% 
ii. DBOr final para 70% de remoção 
 
70 = 100(350-ce/350) 
Ce = 105mg/L 
 
• Cf = 100.2 + 1,15. 105 / 100 + 1,15 
• Cf = 3,17 mg/L 
iii. a eficiência de remoção de DBO requerida para não ultrapassar 5 
mg/L de DBOr do rio no ponto de lançamento (limite para classe 2) 
 
5 = 100. 2 + 1,15 . Ce / 101,15 
Ce = 265,21 mg/L 
 
E = 100 (350 – 265,21 / 350) 
E = 24,22% 
 
• Estimar a DBO e SS do esgoto de uma cidade com população 
de 50000 habitantes, utilizando os valores de contribuição per 
capita recomendados pela ABNT. 
 
Carga = carga per capita x população 
Carga= 54g DBO5/hab.d X 50000hab 
Carga= 2.700 kg DBO5/d 
 
 
Carga = carga per capita x população 
Carga= 60g SS/hab.d X 50000hab 
Carga = 3000 Kg SS/d 
1) Calcular a carga de DQO se Q = 15m3/h e DQO = 800 mg/L. 
 
Carga = concentração x vazão 
Carga = 800 mg/L X 360000L/d 
Carga= 288 Kg/d 
 
2) Qual é a concentração de P em um esgoto com carga de 35 
kgP/d e Q = 8640 m3/d? 
 
Carga = concentração x vazão 
Concentração = carga/ vazão 
Concentração = 35 / 8640 
Concentração = 4000 g/m3 
 
3) Qual é a vazão de um esgoto com SST = 400 mg/L e carga = 
8000 kg SST/d? 
 
Carga = concentração x vazão 
Vazão = carga / concentração 
Vazão = 8000 / 0,0004 
Vazão = 20000 m3/d 
Determinar o equivalente populacional de uma fábrica que produz 
3000 ton de celulose por dia, com carga unitária = 20 kg DBO5/ton. 
 
carga = carga unitária x unidades 
Carga = 20kg DBO5/ton.d . 3000 ton 
Carga = 60000 kg DBO5/d 
 
 
 
 
EP = 60000 Kg DBO5/d / 0,054 Kg/hab.d 
EP= 1111111 hab 
 
 
 
 
1) Qual é o TDH de uma unidade de tratamento com volume = 
50m3, e Q = 10 L/s? 
 
TDH = volume/ vazão 
TDH = 50 m3/ 0,01 m3/s 
TDH = 5000 s 
TDH = 1,38 h 
 
 
2) Qual é o volume necessário para uma unidade que trata uma Q 
= 10000m3/d a um TDH = 8h? 
 
TDH = volume/ vazão 
Volume = TDH X vazão 
Volume = 3333,33 m3