Lista de exercícios tratamento de águas e efluentes

Prévia do material em texto

Lista de exercícios tratamento de águas e efluentes – 2016-1
1-Uma ETE possui um filtro de areia de 10m2 que não está sendo utilizado. Há uma possibilidade de utilizá-lo como uma etapa de tratamento primário para a remoção de sólidos suspensos totais do efluente. Com uma vazão de 750m3/h de efluente, qual seria a taxa de filtração para este filtro? Com uma DQO bruta de 800mg/L e uma DQO filtrada de 600mg/L, qual seria a eficiência de remoção de sólidos (considerando os resultados de DQO) do efluente após passagem pelo filtro e qual a massa de sólidos removidos por hora?
2-O acompanhamento da sedimentação do lodo biológico em um decantador secundário resultou nos seguintes valores da interface líquido/material em sedimentação versus tempo. Construa o gráfico volume de lodo sedimentado x tempo e calcule a velocidade de sedimentação zonal e o IVL deste lodo. Sólidos suspensos totais (SST) = 1.400,00 mg/L.
	Volume de material/lodo sedimentado (mL)
	Tempo (min)
	1000
	0
	900
	5
	850
	10
	800
	15
	600
	20
	450
	25
	300
	30
3-A caixa de areia nas ETE’s tem a função de reter substâncias inertes como areias e sólidos minerais sedimentáveis com o objetivo de proteger bombas, válvulas de retenção, registros, canalizações, evitando assim entupimentos e abrasão. Contudo, a operação adequada de uma caixa de areia é de elevada importância. Sabendo que neste tipo de operação a decantação das partículas é do tipo discreta, utilize os dados disponíveis e avalie, pela comparação da velocidade terminal da partícula com a velocidade de escoamento do processo, se esta caixa de areia está operando adequadamente. 
Informações disponíveis:
s= 1,2 g.cm-3
l= 1,0 g.cm-3
D = 20 m
Vcaixa de areia = 50 m3
Área Superficial = 10 m2
TRH () = 5 h
g = 9,8 m.s-2 
 (viscosidade do líq.)= 0,89 cP
1cP = 10-2g.cm-1.s-1
OBS.: As partículas são pequenas e as forças viscosas são predominantes.
Resposta: Vp=4,89x10-5 m s-1 e V0=2,77x10-4 m s-1
4- Um efluente possui DQO igual a 3.800 mg L-1, DBO igual a 3.000 mg L-1, NH3 igual a 600 mg L-1 e Ptotal igual a 200 mg L-1, com uma vazão de 10m3 dia-1. Qual a eficiência dos processos de tratamento a ser alcançada para cada um destes parâmetros, com o objetivo de atender os seguintes padrões de descarte: DQO igual a 200 mg L-1, DBO igual a 60 mg L-1, NH3 igual a 20 mg L-1 e Ptotal igual a 5 mg L-1. Faça um discussão crítica sobre os resultados obtidos.
5-Calcular os valores da relação F/M, da taxa de utilização do substrato, e da eficiência de biodegradação do substrato para um sistema de lodos ativados que possui os seguintes parâmetros: 
Concentração inicial de substrato= 2.000 mgDBO/L
Concentração final de substrato = 100 mgDBO/L
Tempo de retenção hidráulico = 6 horas
Concentração de biomassa no reator = 2.000 mgSSV/L
Apresentar as respostas com suas respectivas unidades e o que for relativo à massa em (kg), a volume (m3), tempo (dia) e eficiência (%). Explicar a diferença conceitual entre os parâmetros F/M e a taxa de utilização do substrato.
Respostas:F/M = 4 kgDBO/kgSSV.dia; U = 0,38 kgDBO/kgSSV.dia; η = 95%
5- Uma ETE operando com uma unidade de lodos ativados possui as seguintes condições operacionais: o tanque de aeração tem a capacidade de 120 L, com tempo de retenção hidráulica de 24 h e X igual a 3.000 mg/L. Sendo que a razão SSV/SST é igual a 0,9 e Cm = 0,5. A eficiência de remoção de matéria orgânica do processo é de 85%. Mediante estas informações calcule:
a) a DBO de alimentação em mg/L;
b) a carga orgânica volumétrica Cv;
c) e a fração de conversão de substrato em massa celular - Y.
6-Uma ETE operando com uma unidade de lodos ativados possui as seguintes condições operacionais: a vazão do efluente é de 240 m3/h. A DBO5 dessa corrente é de 200 mg/L. O tanque de aeração opera com tempo de retenção hidráulica de 20 h e a biomassa no interior do reator é igual a 3.000 mg/L. A DBO5 e os sólidos suspensos voláteis na corrente de saída (efluente tratado) são, 30 mg/L e 120 mg/L, respectivamente. Mediante estas informações calcule: 
o percentual de remoção de DBO5 alcançado na ETE;
a taxa de utilização do substrato U, em kgDBO5/kgSSV.d;
a carga orgânica volumétrica Cv aplicada ao reator, em kgDBO5/m3.d;
a quantidade de sólidos drenada na corrente de saída do reator, em kgSSV
Respostas: U = 0,068 kgDBO5/kgSSV.d; Cv = 0,24 kgDBO5/m3.d; 
a quantidade de sólidos drenada na corrente de saída do reator: 28,91 kgSSV/d
7-Um efluente industrial é produzido na base de 100m3/dia. Sabe-se que sua DBO5 é de 600 mg/L. No seu tratamento por lodos ativados será obtida remoção de 90% da DBO5 e o fator de conversão (DBO/lodo) será igual a 0,45Kg de SSV produzido/Kg de DBO5 removida. Se o efluente for tratado por processo anaeróbio, a remoção de DBO5 será de 75% e o fator de conversão (DBO/lodo) será igual a 0,08Kg de SSV produzido/Kg de DBO5 removida. Comprove por meio do cálculo das produções de biomassa, expressas em Kg de SSV/dia, que o processo anaeróbio gera uma quantidade de biomassa muito inferior àquela gerada no processo aeróbio?