Buscar

unid_3 sistema de tratamento de agua e esgoto

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes
Você viu 3, do total de 40 páginas

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes
Você viu 6, do total de 40 páginas

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes
Você viu 9, do total de 40 páginas

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Prévia do material em texto

187
Re
vi
sã
o:
 B
ru
no
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: J
ef
fe
rs
on
 -
 0
4/
07
/1
9
SISTEMAS DE TRATAMENTO DE ÁGUAS E ESGOTO
Unidade III
Serão abordados os cálculos de unidades de tratamento de água e esgotos para início e final de plano.
 Observação
Os cálculos realizados para captação em ETA são os mesmos, observados 
os devidos parâmetros de vazão e espaçamento nas grades para ETE.
7 ABORDAGEM GERAL
Feitas as conceituações básicas quanto às normas e aplicações de ETA e ETE, pode-se passar à 
apresentação de dimensionamentos e ilustrações complementares, visando dar bases ao profissional de 
engenharia civil generalista quanto ao dimensionamento conceitual pedagógico e de aplicação real do 
conteúdo, dado que ele deverá estar preparado para analisar situações existentes ou projetar novas.
Nesse quesito, cabe informar que serão utilizadas as vazões de início e final de plano, visando 
demonstrar os passos para dimensionamento dessas estruturas, podendo, em algumas situações não 
recomendadas para as vazões padrão adotadas, fornecer resultados fora dos parâmetros normativos.
Assim, acredita-se que serão proporcionadas condições de identificar, avaliar e propor medidas de 
adequação em relação aos cálculos apresentados.
7.1 Cálculos de unidades de tratamento de ETA
Serão calculadas as seguintes unidades:
• Mistura rápida: sistema mecânico e sistema hidráulico em calha parshall.
• Floculação: sistema mecânico e sistema hidráulico em tanque.
• Decantação: em tanque e em placas paralelas.
• Desinfecção em tanque de contato com produto químico.
• Fluoretação em tanque de contato com produto químico à base de flúor.
• Armazenamento final.
188
Re
vi
sã
o:
 B
ru
no
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: J
ef
fe
rs
on
 -
 0
4/
07
/1
9
Unidade III
Observa-se que toda a captação já foi exemplificada com cálculos, exceto os sistemas de recalque da 
água bruta, que é realizado em outro momento.
Todos os cálculos terão como base as condições gerais já expostas anteriormente, ou seja, para um 
padrão q=250l/hab/dia, k1=1,25, k2=1,00, tem-se, para início de plano com 20.000 habitantes:
Q I si = =
125 1 00 20 000 250
86400
72 34
, . , . . .
, /
E, para final de plano com 40.000 habitantes:
Q I si = =
125 1 00 40 000 250
86400
144 68
, . , . . .
, /
No caso, considera-se que as variações horárias de vazão, necessárias para cálculo de distribuição 
de água de abastecimento como k2=1,50, estão suprimidas, considerando-se que essas variações serão 
supridas pelo armazenamento de água para o dia de maior consumo, independentemente do horário 
do dia.
Observa-se que essas vazões serão diferentes para o cálculo de ETE, pois terão aplicados o coeficiente 
de retorno “c”, cujo valor adotado será igual a 0,8, supondo não se ter disponíveis dados reais.
7.2 Unidade de mistura rápida
Parâmetros para cálculo:
• para início de plano com 20.000 habitantes, Qi = 72,34 I/s, a vazão mínima;
• para final de plano com 40.000 habitantes, Qf = 144,68 I/s, a vazão máxima;
• vazão máxima;
• gradiente de velocidades ≥ 1.000 s-1 no mecanismo de coagulação por adsorção-neutralização;
• gradiente de velocidades ≥ 300 s-1 no mecanismo de coagulação por varredura;
• tempo de detenção hidráulico ≤ 30 s.
7.3 Dimensionamento da calha parshall
Conforme mencionado ao tratarmos da calha parshall, com as vazões mínima e máxima, na tabela 7 – 
medidas padrões de uma calha parshall, conforme figura 53, com parâmetros de dimensões W da garganta 
associados a vazões mínimas e máximas para escolha –, a calha a ser escolhida com a menor boca e custo e 
189
Re
vi
sã
o:
 B
ru
no
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: J
ef
fe
rs
on
 -
 0
4/
07
/1
9
SISTEMAS DE TRATAMENTO DE ÁGUAS E ESGOTO
com dados disponíveis (para não ter que interpolar) é a de W=97,5”=244cm, com os seguintes parâmetros, 
locados nas figuras 53 e 54:
W W A B C D E F G K N X Y Q escoamento livre
pol cm cm cm cm cm cm cm cm cm cm cm cm mín. (l/s) a máx. (l/s)
97,5 244 244,0 239,2 274,5 349,0 91,5 61,0 91,5 7,6 22,9 5,1 7,6 99,1 a 3950,2
Assim, na tabela 8 – parâmetros para cálculo de calha parshall – k e n –, obtêm-se os dados da 
equação 27 de descarga, sendo:
Largura da Calha Parshall 
k nPolegadas Metros
97,5 2,44 0,324 0,623
Calcula-se Ha = k . Qn = 0,324 . Q0,623
No início de plano Ha = k . Qn = 0,324 . 0,072340,623 = 0,063m
No final de plano Ha = k . Qn = 0,324 . 0,144680,623 = 0,097m
Após, calcula-se a largura (D’) na seção de medida pela equação 28:
( ) ( )2 2D' . D W W . 3,49 2,44 2,44
3 3
= − + = − + = 3,14m.
Dessa forma, pode-se calcular da velocidade (Va) na seção de interesse com medidas (Ha) e (D’) pela 
equação 29:
a
a
Q Q
V
A D'.H
= = , ai
0,07234
V
3,14.0,063
= = 0,37m/s.
af
0,14468
V
3,14.0,097
= = 0,47m/s.
Com isso, calcula-se a energia total disponível na seção (Ea), de interesse da calha parshall, pela 
equação 30:
2
a
a a
V
E H N
2.g
= + + , 
2
ai
0,37
E 0,063 0,229
2.9,81
= + + = 0,30m
2
af
0,47
E 0,097 0,229
2.9,81
= + + = 0,34m
190
Re
vi
sã
o:
 B
ru
no
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: J
ef
fe
rs
on
 -
 0
4/
07
/1
9
Unidade III
Dessa maneira, calcula-se o do ângulo fictício (θ) da calha parshall pela equação 31:
3
2
a
g.Q
arcos
W.(0,67.g.E )
 
 θ = −  
, i 3
2
9,81.0,07234
arcos
2,44.(0,67.9,81.0,30)
 
θ = −    =96,09º
f 3
2
9,81.0,14468
arcos
2,44.(0,67.9,81.0,34)
 
θ = −    =100,13º
Desse modo, pode-se calcular a velocidade da água no início do ressalto na seção de (Y1) pela 
equação 32:
1 2
a
1
2.g.E
V 2.cos .
3 3
θ   
=       
1 2
1i
96,09 2.9,81.0,30
V 2.cos .
3 3
   
=        =2,37m/s
1 2
1f
100,13 2.9,81.0,34
V 2.cos .
3 3
   
=        = 2,48m/s
Para o balanço de energia entre as seções (a) e (1), usando a equação 30 da energia em (a) e a 
equação 33, chega-se à equação 34, da lâmina d’água em (1) por:
2
1
1 a
V
y E
2.g
= −
2
1i
2,37
y 0,30
2.9,81
= − =0,012m
2
1f
2,48
y 0,34
2.9,81
= − =0,024m
Em seguida, calcula-se o número de Froude da seção (1), dado pela equação 35, para depois se 
calcular a lâmina d’água no final da calha parshall, seção (3), com o mesmo plano referencial da seção 
(1), conforme figura 54, pela equação 36:
1
r1
1
V
F
g.y
=
191
Re
vi
sã
o:
 B
ru
no
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: J
ef
fe
rs
on
 -
 0
4/
07
/1
9
SISTEMAS DE TRATAMENTO DE ÁGUAS E ESGOTO
r1i
2,37
F
9,81.0,012
= =6,8
r1f
2,48
F
9,81.0,024
= =5,1
21
3 r1
y
y . 1 8.F 1
2
 
= + −  
2
3i
0,30
y . 1 8.6,8 1
2
 
= + −   =0,113m
2
3f
0,34
y . 1 8.5,1 1
2
 
= + −   =0,161m
Assim, pode-se calcular a profundidade e velocidade no final do trecho divergente, seção (2) da 
figura 54, pelas equações 37 e 38, dadas por:
y2 = (y3 – N + K), y2i = (0,113 – 0,229 + 0,076) = -0,040m
y2f = (0,161 – 0,229 + 0,076) = 0,008m
Adotando-se ambos como sendo y2 = 0,01m, pois as lâminas apontam para serem muito pequenas, 
tem-se:
2
2
Q
V
y .C
=
2i
0,07234
V
0,01.0,2745
= = 2,64m/s
2f
0,14468
V
0,01.0,2745
= = 5,27m/s
Após, calcula-se a perda de carga no ressalto hidráulico pela equação 39, como segue:
Ha + N = y3 + ∆H ⇒ ∆H = (Ha + N) – y3
∆Hi = (0,063 + 0,229) – 0,113 = 0,179m
∆Hf = (0,097 + 0,229) – 0,161 = 0,165m
192
Re
vi
sã
o:
 B
ru
no
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: J
ef
fe
rs
on
 -
 0
4/
07
/1
9Unidade III
Como essa perda de carga em regime turbulento acontece no final do trecho divergente, pode-se 
calcular o tempo de detenção médio nesse trecho, dado pela equação 40.
( )h 1 2
2.G
V V
θ =
+
, ( )hi
2.0,915
2,37 2,64
θ =
+
=0,37s
( )hf
2.0,915
2,48 5,27
θ =
+ =0,24s
Finalmente, aplica-se a equação 41 para cálculo do gradiente de velocidades no trecho convergente 
da calha parshall, como segue:
parshall
h
. H
G
.
γ ∆
=
µ θ , 
parshalli
h
. H 9810.0,179
G
. 0,001.0,37
γ ∆
= =
µ θ =2191 s-1
parshallf
9810.0,165
G
0,001.0,24
=
=2619 s-1
Assim, sendo os parâmetros normativos de mistura rápida para gradientes entre 700s-1 e 1.100s-1, 
deve-se estudar a troca dessa calha parshall por outra ou mesmo por outro tipo de mecanismo ou 
mesmo justificar o uso de um gradiente acima dos limites normativos, por exemplo, através de testes 
de jarros.
 Lembrete
Gradientes de velocidade acima do recomendado somente devem ser 
adotados se devidamente justificados.
7.4 Dimensionamento de misturadores mecânicos e hidráulicos
Conforme vazões mínima e máxima, sendo o tempo de detenção máximo de θh = 30s, pode-se 
estabelecer essa detenção para a vazão mínima, ou seja, pode-se adotar um tanque de floculação de:
VoI = Q . θh = 0,07234 . 30 = 2,17m
3
Pode-se, assim, calcular o tempo de detenção no final de plano, com a vazão máxima, por:
ol
h
V 2,17
Q 0,14468
θ = = =15s
193
Re
vi
sã
o:
 B
ru
no
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: J
ef
fe
rs
on
 -
 0
4/
07
/1
9
SISTEMAS DE TRATAMENTO DE ÁGUAS E ESGOTO
Assim, seguindo os passos para misturadores mecânicos, iniciando pela equação 42, com gradiente 
de velocidades mínimo de 1.000s-1, vem:
ì
ot
ol
P
G
.V
=
Pot = G
2 . µ . VoI = 10002 . 0,001 . 2,17 = 2.170,14W
Na equação 22, a potência é a líquida inserida por sistemas mecânicos para mistura rápida ou 
floculação – observando-se que, na unidade de mistura rápida, acontece a desestabilização para 
coagulação de partículas ou impurezas. Já para sistemas hidráulicos de coagulação e floculação, 
deve-se observar a perda de carga ocorrida no tanque, com um determinado tempo de detenção, dada 
pela equação 23.
h
. H
G
.
γ ∆
=
µ θ , 
2
hG . .H
µ θ∆ =
γ
2 2
h
i
G . . 1000 .0,001.30
H 3,058m
9810
µ θ∆ = = =
γ
2
f
1000 .0,001.15
H 1,529m
9810
∆ = =
As perdas de carga a serem produzidas no tanque para mistura rápida, apontando para sistemas 
mecânicos, já que são perdas significativas de alto valor.
Quando se quer o gradiente de velocidades para sistemas hidráulicos ao longo de um tanque, com 
determinada velocidade, perda de carga e comprimento, aplica-se a equação 24, desenvolvida a partir 
da equação 22.
.V. H
G
.L
γ ∆
=
µ
Assim, para V=2m/s no início de plano e 4m/s no final, e L=5m, tem-se:
2 2
i
G . ..L 1000 .0,001.5
H 0,255m
.V 9810.2
µ∆ = = =
γ
194
Re
vi
sã
o:
 B
ru
no
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: J
ef
fe
rs
on
 -
 0
4/
07
/1
9
Unidade III
2 2
f
G . ..L 1000 .0,001.5
H 0,127m
.V 9810.4
µ∆ = = =
γ
Dando continuidade ao desenvolvimento da equação 22 quanto à sua forma prática de aplicação para 
agitadores de fluxo radial e axial, chega-se à equação 26 (axial e radial). Assim, para turbina com 4 palhetas 
a 45º, conforme tabela 6 – valores de KT para agitadores de fluxo radial e axial –, tem-se KT =1,27. Sendo 
ρ=1.000kg/m3, n=3600, rpm=60rps, Pot=2.170,14W no tanque de 2,17m3, para G=1000s-1, definido na 
equação 42, observada a detenção máxima de 30s, determina-se o diâmetro do rotor:
Pot = KT . ρ . n
3 . D5, 
1/5
ot
3
T
P
D
K . .n
 
=  ρ  , 
1/5
3
2170,14
D
1,27.1000.60
 
=    = 0,095m
O gradiente de velocidades para esse caso é o que está sendo transmitido ao volume do tanque, 
independentemente do tempo de detenção, que está de acordo com o máximo de 30s para início 
de plano.
Como é recomendado um tanque de mistura rápida com o comprimento sendo o dobro da largura, 
para 1,5m de profundidade, a área superficial será de 2,17/1,5 = 1,45m2, pode-se fazer um tanque de 
L=0,85m por C=1,70m.
7.5 Unidades de floculação
Para cálculo dos floculadores, serão admitidos os seguintes parâmetros:
• para início de plano com 20.000 habitantes, Qi = 72,34 I/s, a vazão mínima;
• para final de plano com 40.000 habitantes, Qf = 144,68 I/s, a vazão máxima;
• gradientes de velocidade situados entre 70s-1 e 20s-1;
• gradientes de velocidade escalonados e decrescentes de montante para jusante;
• três a cinco câmaras de floculação em série;
• tempo de detenção hidráulico situado entre 20 e 40 minutos (tratamento convencional), sendo 
adotado o período de 40 minutos;
• dimensionamento de floculadores hidráulicos de fluxo vertical;
• dimensionamento de sistemas de floculação mecanizados;
195
Re
vi
sã
o:
 B
ru
no
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: J
ef
fe
rs
on
 -
 0
4/
07
/1
9
SISTEMAS DE TRATAMENTO DE ÁGUAS E ESGOTO
• sistema de floculação composto por três câmaras em série, com gradientes de velocidade 
escalonados (70s-1, 50s-1 e 20s-1);
• profundidade da lâmina líquida = 4,5m;
• número de decantadores = 4;
• largura do decantador = 12,0m;
• será admitido que uma das dimensões do floculador é conhecida, sendo ela em função da largura 
do decantador;
7.6 Floculador hidráulico de chicanas com fluxo vertical
Para cálculo dos floculadores hidráulicos, podem ser seguidos os passos descritos na sequência.
Para o cálculo do volume do floculador:
Volf = Q . θh = 0,07234 . 40 . 60 = 0,07234 . 2400 =173,61m
3
Pode-se, assim, calcular o tempo de detenção no final de plano, com a vazão máxima, por:
ol
h
V 173,61
Q 0,14468
θ = = =1200s = 20min
Assim, esse tanque atenderá o tempo mínimo de 20 minutos e máximo de 40 minutos, tanto para 
início quanto final de plano.
Para cálculo da área superficial do floculador:
ol
s
V 173,61
A
h 4,5
= = = 38,58m2
Para cálculo da largura do floculador:
s
floc
dec
A 38,58
B
B 12,00
= = = 3,21m
Para três câmaras em paralelo, floc
B 3,21
3 3
= = 1,07m
Portanto, será admitido um floculador com largura total de 3,21m, tendo cada canal uma largura 
individual de 1,07m e comprimento 12,0m, conforme figura a seguir.
196
Re
vi
sã
o:
 B
ru
no
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: J
ef
fe
rs
on
 -
 0
4/
07
/1
9
Unidade III
Decantador convencional
1,7 m
12,0 m
3,21 m
Floculador
Figura 119 
Para o cálculo do número de espaçamentos entre chicanas em cada câmara de floculação (chicanas 
verticais), tem-se:
2
floc3
h
B .L.G
n 0,045. .
Q
 
= θ  
Sendo:
n: número de espaçamentos
Bfloc: largura do canal do floculador, m
L: comprimento do floculador, m
G: gradiente de velocidades, s-1
Q: vazão em m3/s
θh: tempo de detenção hidráulico, min.
Assim, para a vazão tempo de detenção de início de plano:
22
floc3 3
h
B .L.G 3,21.12.70
n 0,045. . 0,045. .40 172
Q 0,07234
  
= θ = =      
2
3 3,21.12.50n 0,045. .40 137
0,07234
 
= =  
2
3 3,21.12.50n 0,045. .40 75
0,07234
 
= =  
197
Re
vi
sã
o:
 B
ru
no
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: J
ef
fe
rs
on
 -
 0
4/
07
/1
9
SISTEMAS DE TRATAMENTO DE ÁGUAS E ESGOTO
Já para a vazão tempo de detenção de final de plano:
22
floc3 3
h
B .L.G 3,21.12.70
n 0,045. . 0,045. .20 86
Q 0,14468
  
= θ = =      
2
3 3,21.12.50n 0,045. .20 69
0,14468
 
= =  
2
3 3,21.12.50n 0,045. .20 37
0,14468
 
= =  
Para o cálculo do espaçamentoentre chicanas (e):
L
e
n
=
Já para o cálculo das velocidades nos trechos retos (V1) e curvas 180º (V2):
1
floc
Q
V
B .e
=
2
2
V .V
3
=
Tabela 20 – Resumo dos cálculos iniciais para início de plano
Canal G (s-1) n e (m) V1 (m/s) V2 (m/s)
1 70 172 0,070 0,322 0,215
2 50 137 0,087 0,258 0,172
3 20 75 0,161 0,140 0,093
Tabela 21 – Resumo dos cálculos iniciais para final de plano
Canal G (s-1) n e (m) V1 (m/s) V2 (m/s)
1 70 86 0,140 0,161 0,107
2 50 69 0,175 0,129 0,086
3 20 37 0,322 0,070 0,047
198
Re
vi
sã
o:
 B
ru
no
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: J
ef
fe
rs
on
 -
 0
4/
07
/1
9
Unidade III
Para cálculo da extensão dos canais, tem-se:
Lt = θh . V1
Para o cálculo do raio hidráulico:
( )flocH floc
B .e
R
2. B e
=
+
Já para o cálculo das perdas de carga distribuídas, tem-se:
2
2 3
H
Q.
j
A.R
 η
=   
Sendo
η: coeficiente de Manning, 0,016 para concreto;
j: perda de carga unitária em canais, m/m
∆Hd = j . L
Para o cálculo das perdas de carga localizadas:
( )2 21 2
l
n.V n 1 .V
H
2.g
+ −
∆ =
E para o cálculo do gradiente de velocidades:
∆H = ∆Hd + ∆HI
h
. H
G
.
γ ∆
=
µ θ
Tabela 22 – Quadro resumo dos cálculos finais de início de plano
Canal G(s-1) Lt(m) Rh(m) ∆Hd(m) ∆Hl(m) ∆HT(m) Greal(s-1)
1 70 773,588 0,0342 1,856 1,313 3,169 114
2 50 618,146 0,0425 0,707 0,669 1,377 75
3 20 335,581 0,0766 0,052 0,107 0,159 25
199
Re
vi
sã
o:
 B
ru
no
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: J
ef
fe
rs
on
 -
 0
4/
07
/1
9
SISTEMAS DE TRATAMENTO DE ÁGUAS E ESGOTO
Tabela 23 – Quadro resumo dos cálculos finais de final de plano
Canal G(s-1) Lt(m) Rh(m) ∆Hd(m) ∆Hl(m) ∆HT(m) Greal(s-1)
1 70 193,396 0,0669 0,189 0,164 0,353 54
2 50 154,536 0,0829 0,073 0,083 0,156 36
3 20 83,895 0,1463 0,005 0,013 0,019 12
 Observação
Observa-se que greal está fora dos parâmetros normativos para início 
de plano, devendo-se adotar adequações nos espaçamentos ou mesmo 
outro tipo de floculador.
7.7 Dimensionamento de floculadores mecanizados
Condicionantes de projeto:
• tempo de detenção hidráulico = 20 a 40 minutos;
• sistema de floculação composto por três câmaras em série, com gradientes de velocidade 
escalonados (70s-1, 50s-1 e 20s-1);
• profundidade da lâmina líquida = 4,5m;
• número de decantadores = 04;
• largura do decantador = 12,0m;
• será admitido que uma das dimensões do floculador é conhecida, sendo essa função a da largura 
do decantador;
Assim, para o cálculo do volume do floculador, tem-se:
Volf = Q . θh = 0,07234 . 40 . 60 = 0,07234 . 2400 = 173,61m
3
Pode-se, assim, calcular o tempo de detenção no final de plano, com vazão máxima, por:
ol
h
V 173,61
Q 0,14468
= =θ =1200s = 20min.
Desse modo, esse tanque atenderá o tempo mínimo de 20 minutos e máximo de 40 minutos, tanto 
para início quanto para final de plano.
200
Re
vi
sã
o:
 B
ru
no
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: J
ef
fe
rs
on
 -
 0
4/
07
/1
9
Unidade III
Dando continuidade, para o cálculo da área superficial do floculador:
ol
s
V 173,61
A
h 4,5
= = = 38,58m2
Já para o cálculo da largura:
s
floc
dec
A 38,58
B
B 12,00
= = = 3,21m
Para três câmaras em paralelo, floc
B 3,21
3 3
= = 1,07m.
Portanto, com base na figura 119, será admitido um floculador com largura total de 3,21m, tendo 
cada canal uma largura individual de 1,07m e comprimento 12,0m, ou seja, com as mesmas proporções 
que o floculador anterior.
Decantador convencional
1,07 m
12,0 m
3,21 m
Floculador
Figura 120 – Sistema de floculação composto por três reatores em série e três em paralelo, 
proporcionando um total de nove câmaras de floculação
Para o cálculo do volume de cada câmara de floculação:
3f
c
V 173,61
V 19,29 m
n 09
= = =
Para o cálculo da potência a ser introduzida no volume de líquido:
ot
ol
P
G
.V
=
µ
Pot = G
2 . µ . VoI = 70
2 . 0,001 . 19,29 = 94,52W
Pot = G
2 . µ . VoI = 50
2 . 0,001 . 19,29 = 48,23W
Pot = G
2 . µ . VoI = 2. 0,001 . 19,29 = 7,72W
201
Re
vi
sã
o:
 B
ru
no
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: J
ef
fe
rs
on
 -
 0
4/
07
/1
9
SISTEMAS DE TRATAMENTO DE ÁGUAS E ESGOTO
Para a seleção do sistema de agitação, e dando continuidade ao desenvolvimento da equação 22 
quanto à sua forma prática de aplicação para agitadores de fluxo radial e axial, chega-se à equação 26 
(axial e radial), a ser aplicada.
Assim, para turbina com quatro palhetas a 45º, conforme tabela 6 – valores de KT para agitadores de 
fluxo radial e axial –, tem-se KT=1,27. Sendo ρ=1.000kg/m
3, D=0,30m, nas câmaras de 19,29m3, pode-se 
calcular as rotações a serem impostas para cada gradiente e potência requeridos ao longo das câmaras 
de floculação, com:
Pot = KT . ρ . n
3 . D5,
1/3
ot
5
T
P
n
K . .D
 
=  ρ 
Tabela 24 – Resumo para o floculador mecanizado
Câmara G(s-1) Vol(m3) Pot (W) D(m) KT ρ(kg/m3) n (rps)
1 70 19,29 94,52 0,3 1,27 1000 3,13
2 50 19,29 48,23 0,3 1,27 1000 2,50
3 20 19,29 7,72 0,3 1,27 1000 1,36
Com isso, cada câmara terá medidas internas de 1,07m de largura por 4m de comprimento.
 Observação
O gradiente de velocidades, para esse caso, é o que está sendo 
transmitido ao volume das câmaras, independentemente do tempo de 
detenção, que está de acordo com o máximo de 40 minutos de floculação 
para início de plano.
Porém, para final de plano, o tempo de detenção de 20 minutos não 
atende aos 30 minutos requisitados pela norma, tendo sido adotado esse 
parâmetro para efeitos didáticos. Por fim, deve-se, para atendimento ao 
mínimo de 30 minutos de detenção no final de plano, nesse caso, adotar um 
volume maior de tanque em 50%, podendo ser feito através de implantação 
de mais três câmaras de floculação nos moldes propostos, devendo haver 
devido espaço de implantação futura.
7.8 Decantação/sedimentação
A seguir, estão os parâmetros de projeto para o decantador:
• para início de plano com 20.000 habitantes, Qi = 72,34 I/s = 6.250m
3/dia, a vazão mínima;
202
Re
vi
sã
o:
 B
ru
no
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: J
ef
fe
rs
on
 -
 0
4/
07
/1
9
Unidade III
• para final de plano com 40.000 habitantes, Qf = 144,68 I/s = 12.500m
3/dia, a vazão máxima;
• taxa de escoamento superficial de 10m3/m2/dia a 60m3/m2/dia (função das características de 
sedimentabilidade do floco, definidas pelas etapas de coagulação-floculação);
• altura do decantador de 3,0m a 5,0m;
• relação comprimento/largura ≥ 4;
• taxa de escoamento linear (vertedor) ≤ 1,8l/s.m;
• RE ≤ 20.000 (verificação);
• Fr ≥ 10-5;
• velocidade de sedimentação dos flocos de 40m/dia;
• uma unidade de sedimentação;
• profundidade da lâmina líquida=4,5m;
7.9 Decantador convencional
Assim, para decantador convencional, calcula-se a área, para final de plano, da seguinte maneira:
3 2
S
S
Q
V q 20 m / m / dia
A
= = =
3
2
S 3 2
Q 12.500 m / dia
A 625 m
q 20 m / m / dia
= = =
E, para início de plano:
3 2
S
S
Q 6.250
V q 10 m / m / dia
A 625
= = = =
Para a verificação do tempo de detenção hidráulico:
VoIdec = AS . H = 625 . 4,5 = 2.812,50m
3
203
Re
vi
sã
o:
 B
ru
no
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: J
ef
fe
rs
on
 -
 0
4/
07
/1
9
SISTEMAS DE TRATAMENTO DE ÁGUAS E ESGOTO
Para final de plano:
3
dec
h 3
Vol 2.812,50m .(24h / dia)
5,4 horas
Q (12.500m / dia)
θ = = =
Para início de plano
3
dec
h 3
Vol 2.812,50m .(24h / dia)
10,8 horas
Q (6.250m / dia)
θ = = =
Para a definição da geometria do decantador,admitindo uma relação entre L/B igual a, no mínimo, 
4, tem-se, para B=12m, que:
AS = B . L = 12 . L
SA 625L
12 12
= = =52,08m
C 52,08
4,34 4 OK!
L 12
= = > ⇒
Já a verificação da taxa de escoamento superficial para final de plano:
3
3 2
2
S
Q 12.500 m / dia
q 20 m / m / dia
A 625 m
= = =
Para o cálculo da velocidade horizontal em final de plano:
3
h
h
Q 100.0,14468 m / s
V 0,268 cm / s
A 4,5 m.12,0 m
= = =
Já o cálculo do raio hidráulico:
( ) ( )h
B.h 4,5.12,0
R 2,57 m
B 2.h 12,0 2.4,5
= = =
+ +
Para o cálculo do número de Reynolds, em final de plano, tem-se:
h h
e
V .R 0,00268.2,57
R 6.899 20.000 OK!
0,000001
= = = < ⇒
ν
204
Re
vi
sã
o:
 B
ru
no
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: J
ef
fe
rs
on
 -
 0
4/
07
/1
9
Unidade III
Para o dimensionamento das calhas de coleta de água decantada, em final de plano:
qI ≤ 0,018 . H . q
qI ≤ 0,018 . 4,5 . 20 = 1,62 l/s/m
Valor de projeto adotado: 1,5l/s/m
Para o cálculo do comprimento total de vertedor:
l
v
Q
q
L
=
v
l
Q 1000.0,14468
L 96,45m
q 1,5
= = =
Admitindo que o comprimento da calha de coleta de água de lavagem não exceda a 20% do 
comprimento do decantador, tem-se que:
Lcalha = 52,08m . 0,2 = 10,4m
Para o cálculo do número de calhas, tem-se:
v
calhas
calha
L 96,45m
N 4,64
2.L 2.10,4
= = =
Já que as calhas possuem dois lados de vertedor, para coleta de água decantada, vamos adotar um 
total de cinco calhas, com 10m de comprimento:
Lv = 05 calhas . 10,0m . 2 = 100m
l
v
Q 144,68 l / s
q 1,45 l / s / m
L 100 m
= = =
Por fim, para o cálculo do espaçamento entre as calhas:
12,0 m
Esp 2,4 m
05 calhas
= =
205
Re
vi
sã
o:
 B
ru
no
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: J
ef
fe
rs
on
 -
 0
4/
07
/1
9
SISTEMAS DE TRATAMENTO DE ÁGUAS E ESGOTO
7.10 Decantador laminar
Dados os parâmetros iniciais, para decantador laminar, adicionam-se:
• ângulo das placas com a horizontal de 60o;
• comprimento da placa de 0,6m a 1,2m;
• velocidade de escoamento entre as placas de 15cm/min a 20cm/min;
• espessura entre as placas de 4cm a 8cm;
• altura do decantador de 4,0m a 6,0m;
• relação comprimento/largura ≥ 2;
• taxa de escoamento linear (vertedor) ≤ 1,8l/m/s;
A seguir, são apresentados os cálculos para colocação de decantador laminar sobre a área 
de 12mx52,08m do decantador convencional, artifício utilizado para aumentar a capacidade de 
decantadores desse tipo. Para tanto, serão utilizadas as equações 42, 43 e 44 e figura 75, como segue:
qc = 20m
3/m2/d=0,000231m3/s/m2:
α = 60º
Q = 0,14468m3/s
I = 1,20m
Assim, w = 0,05m ou 20 placas/m, com 0,005m de espessura cada, serão 0,1m/m de espaço ocupado, 
sobrando 0,90m/m ou 90% de área de projeção horizontal entre as placas.
l
L 24
w
= =
A0 = 0,90 . 625,0m
2 = 562,50m2
Sc = 1 (Placas planas)
0
0 p
Q Q 0,14468
V 0,000257m / s 0,0257cm / s
A A .sen 562,50
= = = = =
α
206
Re
vi
sã
o:
 B
ru
no
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: J
ef
fe
rs
on
 -
 0
4/
07
/1
9
Unidade III
( ) ( )
c
s
p
Q.S 0,14468.1
V 0,000020m / s 0,0020cm / s
A .sen . L.cos sen 562,50. 24.cos60 sen60
= = = =
α α + α +
h = I . sen α = 1,20 . sen 60º = 1,04m
VSV = VS . sen60º = 0,000017m/s
VSh = VS . cos60º = 0,000010m/s
sh
w 0,05
t 5000s
V 0,000010
= = =
Em resumo, observa-se que, para a mesma área de projeção do decantador convencional sendo 
ocupada por placas paralelas, remove-se partícula de velocidade de sedimentação cerca de dez vezes 
menor do que a removida sem as placas. Da mesma forma, propõe-se ao aluno calcular para qual taxa 
de aplicação na área bruta do decantador convencional com placas paralelas a mesma velocidade de 
sedimentação possa ser removida. Assim, certamente se pode aumentar muito a vazão no decantador 
após a colocação de placas paralelas, e manter a mesma eficiência de remoção sem elas.
 Saiba mais
Para se ter uma visão diferenciada quanto à aplicação de placas planas 
paralelas em sistemas compactos modulares de tratamento de água de 
abastecimento, leia:
CAVAZZANA, T. L. Ampliação de escala de um floco decantador de manta 
de lodo no tratamento de água de abastecimento. Dissertação (Mestrado em 
Engenharia Civil) – Universidade Estadual Paulista, Ilha Solteira, 2006. Disponível 
em: <https://repositorio.unesp.br/bitstream/handle/11449/98093/cavazzana_
tl_me_ilha.pdf?sequence=1&isAllowed=y>. Acesso em 03 abr. 2019.
Exemplo de aplicação
Qual a forma de se aumentar a vazão no decantador convencional sem alterar suas dimensões e 
mantendo a qualidade da água decantada?
Deve-se instalar placas ou tubos para transformar o decantador para laminar. Para tanto, deve-
se fazer os devidos estudos de dosagem de coagulante e/ou floculante, normalmente diminuindo a 
dosagem, embora para a mesma eficiência, já que o decantador laminar remove partículas de tamanho 
muito menores que ficam retidas no decantados convencional.
207
Re
vi
sã
o:
 B
ru
no
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: J
ef
fe
rs
on
 -
 0
4/
07
/1
9
SISTEMAS DE TRATAMENTO DE ÁGUAS E ESGOTO
8 CÁLCULOS DE UNIDADES DE TRATAMENTO DE ETE
Serão calculadas as seguintes unidades:
• Reator Uasb: sistema anaeróbico;
• Lagoas de estabilização: anaeróbia e facultativa.
Todos os cálculos terão como base as condições gerais, mencionadas anteriormente, com coeficiente 
de retorno de esgotos c=0,8, para um padrão q=250l/hab/dia, k1=1,25, k2=1,00 (desconsideradas as 
variações horárias). Assim, tem-se, para início de plano com 20.000 habitantes:
i
0,80.1,25 . 1 ,00 . 20.000 . 250
Q 57,87 l / s
86400
= =
= 5000m3/dia=208,33m3/h
E, para final de plano com 40.000 habitantes:
f
0,8.1,25 . 1 ,00 . 40.000 . 250
Q 115,75l / s
86400
= =
= 10.000m3/dia=416,67m3/h
Considerando, para cálculo da carga orgânica (CO), que cada habitante gere 54g DBO/dia, tem-se:
COi = 54 . 20000/1000 = 1.080kg DBO/dia no início
COf = 54 . 40000/1000 = 2.160kg DBO/dia no final
Assim, a concentração de DBO no efluente será de:
i
1080
DBO
5000
=
 = 0,216kg DBO/m3 = 216mg/L no início
f
2160
DBO
10000
=
 = 0,216kg DBO/m3 = 216mg/L no final
Como parâmetros para cálculo do reator anaeróbio, temos:
• 4 a 8h de tempo de detenção, sendo adotado 4h;
• altura de 4m a 8m, adotado 8m;
• eficiência de remoção de DBO da ordem de 60%.
208
Re
vi
sã
o:
 B
ru
no
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: J
ef
fe
rs
on
 -
 0
4/
07
/1
9
Unidade III
VoIUASB = θh . Qf = 4 . 416,67 = 1.666,67m
3
UASB
superficial
UASB
Vol 1.666,67
A
H 8
= = =208,33m2
superficial4.A 1.666,67D
8
= =
pi
=16,29m
DBOsaída = (1 – 0,60) . DBOentrada = 0,40 . 216,00 = 86,40 mg/L = 0,0864kg/m
3
Depois, segue para o sistema de lagoas. Em alguns casos, substitui ou ajuda a lagoa anaeróbia no 
sistema australiano. Assim, para cálculo de lagoa anaeróbia, considera-se que devem:
• ter de quatro a seis dias de detenção hidráulica;
• carga orgânica volumétrica (COV) de 0,10 a 0,50kg DBO / m³ x d;
• eficiência de remoção de DBO da ordem de 60%;
• profundidade de 3m a 6m;
• relação comprimento/largura (C/L) de, no mínimo, 2.
VoIILagAnaer = θhf . Qf = 4 . 10.000 = 40.000m
3
lLagAnaer
hi
f
Vol 40.000
Q 5000
θ = = = 8 dias
Assim, está acima dos seis dias permitidos, sendo necessário fazer uma lagoa para o início e outra 
para o final, ou fazer uma só e adequar o efluente de saída conforme as necessidades de micronutrientes 
para manutenção do sistema biológico.
Para efeitos didáticos, será adotada a lagoa anaeróbia com tempo de detenção mínimo de 
4h para a vazãode final de plano, sofrendo ajustes no início de plano conforme necessidades 
apontadas na operação.
Calculando-se a carga orgânica volumétrica mínima, tem-se:
COi = 54 . 20000/1000 = 1.080kg DBO/dia no início
lLagAnaer
i
i Vo
CO 1.080
COV
4l 0.000
= = = 0,027kgDBO/m3/d
209
Re
vi
sã
o:
 B
ru
no
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: J
ef
fe
rs
on
 -
 0
4/
07
/1
9
SISTEMAS DE TRATAMENTO DE ÁGUAS E ESGOTO
lLagAnaer
f
f Vo
CO 2.160
COV
4l 0.000
= = = 0,054kgDBO/m3/d
DBOsaída = (1 – 0,60) . DBOentrada = 0,40 . 216,00 = 86,40 mg/L
 Observação
Sendo assim, a COV está abaixo de 0,1kgDBO/m3/d, mesmo para o 
volume mínimo do tempo de detenção de 4h para final de plano, novamente 
apontando para necessidade de correções nos nutrientes para adequado 
funcionamento.
Assim, acaso se adote uma lagoa com taludes verticais e 4m de profundidade, ela ocupará 
40.000m3/4m = 10.000m2 de área superficial, para C/L=2, A=C.L=2.L2, L=50000,5 = 70,71m, C=141,42m.
Já para o cálculo da lagoa facultativa, considera-se que devem:
• ter de 10 a 15 dias de detenção hidráulica;
• carga orgânica volumétrica COV<0,10Kg DBO/m³xd;
• carga orgânica superficial (COS) de 200 a 300kgDBO/haxdia;
• eficiência de remoção de DBO da ordem de 80%;
• profundidade de 1,5m a 3,5m para facultativas e de 0,5m a 1,0m para maturação.
• relação comprimento por largura (C/L) de, no mínimo, 4.
VoIILagFac = θhf . Qf = 10 . 10.000 =100.000m
3
lLagFac
hi
i
Vol 100.000
Q 5000
θ = = = 20 dias
Assim, está acima dos 15 dias permitidos, sendo necessário fazer uma lagoa para o início e outra 
para o final, ou fazer uma só e adequar o efluente de saída conforme as necessidades de micronutrientes 
para manutenção do sistema biológico.
Para efeitos didáticos, será adotada a lagoa anaeróbia com tempo de detenção mínimo de 
4h para a vazão de final de plano, sofrendo ajustes no início de plano conforme necessidades 
apontadas na operação.
210
Re
vi
sã
o:
 B
ru
no
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: J
ef
fe
rs
on
 -
 0
4/
07
/1
9
Unidade III
Calculando-se a carga orgânica volumétrica mínima, temos:
COi = 0,0864 . 5000 = 432kg DBO/dia no início
lLagFac
i
i
CO 432
COV
10V 0o 0l 0.0
= = = 0,00432kgDBO/m3/d ⇒ OK!
lLagFac
f
f
CO 864
COV
10V 0o 0l 0.0
= = = 0,00864kgDBO/m3/d ⇒ OK!
i
mín
mín
CO 432
A
COS 200
= = = 2,16ha = 21.600m2
f
máx
máx
CO 864
A
COS 300
= = = 2,88ha = 28.800m2
Adotando a área superficial máxima, verifica-se para início de plano, com:
i
i
CO 432
COS
Amáx 2,88
= = =150kgDBO/ha/d ⇒ OK!
DBOsaída = (1 – 0,80) . DBOentrada = 0,20 . 86,4 = 17,28 mg/L
Assim, caso se adote uma lagoa com taludes verticais, A=28.800m2, a profundidade 
H=(100.000/28.800)=3,47m e, para C/L=4, A=C.L=4.L2, L=(28800/4)0,5 = 169,71m, C=678,82m.
 Lembrete
Lagoas de estabilização fazem tratamento biológico, merecendo 
atenção para que não ocorra desbalanceamento do equilíbrio interno do 
sistema, diferente dos sistemas físico-químicos, sobre os quais se tem maior 
controle dos processos.
Além disso, deve-se lembrar do dispositivo para desinfecção, calculado como se faz para água de 
abastecimento, porém com quantidades maiores, normalmente cerca de 2mg/L de cloro, por causa da 
maior carga de patogênicos no esgoto sanitário.
211
Re
vi
sã
o:
 B
ru
no
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: J
ef
fe
rs
on
 -
 0
4/
07
/1
9
SISTEMAS DE TRATAMENTO DE ÁGUAS E ESGOTO
 Saiba mais
Como o tratamento de esgotos sanitários não se resume a efluentes 
domésticos, apesar de eles serem a maioria, leia as fontes utilizadas como 
base para o licenciamento ambiental de ETEs:
BRAILE, P. M.; CAVALCANTI, J. E. Manual de tratamento de águas 
residuárias industriais. São Paulo: CETESB, 1993.
Exemplo de aplicação
No cálculo de sistemas de lagoas de estabilização, qual o efeito de se diminuir o tempo de detenção 
mínimo? E se os parâmetros forem aplicados e o efluente não atingir os parâmetros legais?
As lagoas de estabilização, como todo sistema biológico, necessitam de um tempo mínimo de 
detenção para que os microrganismos se desenvolvam ao nível de equilíbrio biológico desejado. Com 
isso, caso os parâmetros de carga orgânica volumétrica (COV) ou carga orgânica superficial (COS) 
não sejam atendidos, é possível corrigi-los através da adição de macro e micronutrientes, associados 
a determinados microrganismos que complementam a biota faltante. Já o tempo necessário para o 
equilíbrio do sistema é estritamente necessário.
Quando os parâmetros já estão de acordo com os preconizados e não se atinge a eficiência desejada, 
devem-se fazer análises mais aprofundadas, pois pode estar ocorrendo deposição acentuada de lodo 
(normalmente em torno de 2cm/ano na lagoa anaeróbia e 1cm/ano na facultativa, diminuindo o tempo 
de detenção). Também podem estar ocorrendo entradas, mesmo que pontuais, de efluentes com muita 
carga química (DQO), surfactantes e outros que prejudicam, ou até matam, a biota; nesses casos, 
recomenda-se observar a relação DQO/DBO>0,5 para o adequado funcionamento biológico das lagoas.
 Resumo
Nesta unidade, simulamos os cálculos de unidades de tratamento para 
ETA e ETE.
Neles, observa-se que podemos, como engenheiros, fazer diversos 
arranjos para tratamento da água de abastecimento ou esgotos sanitários, 
observadas as leis e normas. Além disso, vimos que, desde que justificadas a 
eficiência e eficácia do processo de tratamento, pode-se utilizar parâmetros 
diferentes dos estabelecidos em norma – feito através de ensaios práticos, 
como o teste de jarros.
212
Re
vi
sã
o:
 B
ru
no
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: J
ef
fe
rs
on
 -
 0
4/
07
/1
9
Unidade III
Por fim, o leque para compor sistemas de ETA e ETE é vasto e, na maioria 
das vezes, não possui solução, sendo necessário um(a) engenheiro(a) para 
identificá-la, propô-la e construí-la de forma tecnicamente adequada.
Com isso, o engenheiro deve possibilitar a produção de água potável 
nas ETAs se utilizando das unidades de tratamento, com base nos conceitos 
e cálculos apresentados, seguindo sempre que possível os parâmetros 
normativos e legais, bem como justificando itens que eventualmente não 
sejam adequados à situação, porém nunca desobedecendo à legislação.
Observa-se que não seguir uma norma pode não ser errado, porém, 
normalmente, implica que, em um eventual problema, há responsabilização 
direta do profissional. Já se utilizando das normas, eventuais problemas 
implicarão a melhoria e/ou sua adequação perante uma eventualidade 
antes não prevista.
Nesse ímpeto, foram apresentadas as sequências de cálculos para ETA 
(ou ETE) físico-químicas, desde a mistura rápida para coagulação, até os 
floculadores, decantadores (para sedimentação das impurezas), filtros, 
desinfecção e correção de pH em ETAs, bem como avançando ao polimento 
final nas ETEs.
No caso das ETAs, obedece-se à legislação para água potável a ser 
distribuída e mantida na rede de abastecimento.
Já para as ETEs, obedece-se à legislação aplicável quanto ao lançamento 
do efluente final em determinada classe de corpo d’água ou reuso.
Com isso, oferece-se água de qualidade potável à população pela ETA, que 
a utiliza e devolve como esgotos em parcela menor, já que parte se evapora, 
se infiltra, é utilizada e consumida nos diversos processos antrópicos.
Dessa situação devolutiva dos esgotos após ação antrópica, seu 
tratamento na ETE não tem a obrigação de retorná-lo ao meio ambiente da 
mesma forma que a inicialmente captada pela ETA, sendo o que normalmente 
ocorre. Assim, inicia-se um ciclo vicioso de consumir da natureza uma água 
de maior qualidade ambiental que a devolvida, esperandoque a capacidade 
de biodegradação do meio seja maior do que a geração para mantê-lo e 
melhorá-lo.
Nessa ordem, cabe à multidisciplinaridade das engenharias observar 
as necessidades e potencialidades ambientais do meio em que trabalha, 
cumprindo e ajustando regras, de forma que as pessoas tenham água em 
quantidade suficiente e de qualidade adequada aos diversos usos.
213
Re
vi
sã
o:
 B
ru
no
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: J
ef
fe
rs
on
 -
 0
4/
07
/1
9
SISTEMAS DE TRATAMENTO DE ÁGUAS E ESGOTO
 Exercícios
Questão 1. Na seleção de um vertedor Parshall para ser usado, simultaneamente, como medidor de 
vazão e como unidade de mistura rápida, para as seguintes condições: vazão na primeira etapa = 2 m3/s; 
vazão na segunda etapa = 3,5 m3/s e altura y1 na segunda etapa, no máximo igual a 30cm, foi selecionado 
um vertedor com 8”.
Para essa seleção e, considerando as expressões e a tabela a seguir, a velocidade na calha na primeira 
e na segunda etapa são, respectivamente:
A) 1,28 m/s e 1,28 m/s.
B) 1,58 m/s e 1,58 m/s.
C) 1,58 m/s e 1,28 m/s.
D) 1,28 m/s e 1,58 m/s.
E) 0,50 m/s e 0,71 m/s.
Tabela 25 – Dimensões do medidor parshall (cm) e vazão com escoamento livre (L/s)
W (pol) W (cm) A B C D E F G K N X Y
Vazão com 
escoamento 
livre (L/s)
1” 2,5 36,3 35,6 9,3 16,8 22,9 7,6 20,3 1,9 2,9 - - 0,3 - 5,0
3” 7,6 46,6 45,7 17,8 25,9 45,7 15,2 30,5 2,5 5,7 2,5 3,8 0,8 - 53,8
6” 15,2 61,0 61,0 39,4 40,3 61,0 30,5 61,0 7,6 11,4 5,1 7,6 1,4 - 110,4
9” 22,9 88,0 86,4 38,0 57,5 76,3 30,5 45,7 7,6 11,4 5,1 7,6 2,5 - 252,0
1’ 30,5 137,2 134,4 61,0 84,5 91,5 61,0 91,5 7,6 22,9 5,1 7,6 3,1 - 455,9
1 1/2’ 45,7 144,9 142,0 76,2 102,6 91,5 61,0 91,5 7,6 22,9 5,1 7,6 4,2 - 696,6
2’ 61,0 152,5 149,6 91,5 120,7 91,5 61,0 91,5 7,6 22,9 5,1 7,6 11,9 - 937,3
3’ 91,5 167,7 164,5 122,0 157,2 91,5 61,0 91,5 7,6 22,9 5,1 7,6 17,3 - 1427,2
4’ 122,0 183,0 179,5 152,5 193,8 91,5 61,0 91,5 7,6 22,9 5,1 7,6 36,8 - 1922,7
5’ 152,5 198,3 194,1 183,0 230,3 91,5 61,0 91,5 7,6 22,9 5,1 7,6 45,3 - 2423,9
6’ 183,0 213,5 209,0 213,5 266,7 91,5 61,0 91,5 7,6 22,9 5,1 7,6 73,6 - 2930,8
7’ 213,5 228,8 224,0 244,0 303,0 91,5 61,0 91,5 7,6 22,9 5,1 7,6 85,0 - 3437,7
8’ 244,0 244,0 239,2 274,5 349,0 91,5 61,0 91,5 7,6 22,9 5,1 7,6 99,1 - 3950,2
10’ 305,0 274,5 427,0 366,0 475,9 122,0 91,5 183,0 15,3 34,3 - - 200,0 - 5660,0
• W = 7,6cm → Q = 0,1765Ha1,547
• W = 15,2cm → Q = 0,381Ha1,580
214
Re
vi
sã
o:
 B
ru
no
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: J
ef
fe
rs
on
 -
 0
4/
07
/1
9
Unidade III
• W = 22,9cm → Q = 0,535Ha1,530
• 30,5 ≤ W ≥ 244cm → Q = 0,372 . W . [3,281Ha]1,68 . W0,026
• W = 244cm → Q = 6,11Ha1,605
• Q = V . A = V . D’ . Ha
Q (m3/s) W (m) A – área onde se mede a vazão.
Resposta correta: alternativa D.
Análise da questão
Como o vertedor adotado tem W = 2,44m.
Para a primeira etapa, Ha1, fica
• Q = 6,11(Ha1)
1,605
• ( )3 1,6051m2 6,11 Has =
• 1,6051
2
Ha 0,499m
6,11
= =
Para a segunda etapa, Ha2, fica
• Q = 6,11(Ha2)
1,605
• ( )3 1,6052m3,5 6,11 Has =
• 1,6052
3,5
Ha 0,707m
6,11
= =
Sabendo que
• ( )2D D A D
3
=′ − +
215
Re
vi
sã
o:
 B
ru
no
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: J
ef
fe
rs
on
 -
 0
4/
07
/1
9
SISTEMAS DE TRATAMENTO DE ÁGUAS E ESGOTO
Consultando a tabela, temos D = 3,49m e A = 2,44m. Assim, para as duas etapas, encontramos:
• ( )2D 3,49 2,44 2,44 3,14m
3
= − + =′
Com isso:
• 
Q
Q V.D .Ha V
D .Ha
= →
′
=′
• 1
2 m
V 1,28
3,14.0,499 s
= =
• 2
3,5 m
V 1,58
3,14.0,707 s
= =
Questão 2. Em uma unidade de mistura rápida mecanizada com agitador tipo turbina de paletas 
planas, para uma vazão de 650 L/s, temperatura de 20 ºC e tempo médio de detenção na câmara de 
10 s, foram considerados os seguintes parâmetros:
• Altura útil da câmara (h) igual a 1,5m.
• Profundidade útil (Hu) igual a altura útil.
• Largura dos estatores (le) igual a 50 mm.
• Distância entre a turbina e a base da câmara (hf) igual a 45 cm.
• Número de paletas igual a 6.
• Rotação da turbina igual a 150 rpm.
• Diâmetro da turbina (Dtb) igual a 0,65m.
• Ktb = 5
• 3
kg
998,2
m
ρ =
• 3 2
N.s
10
m
−µ =
216
Re
vi
sã
o:
 B
ru
no
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: J
ef
fe
rs
on
 -
 0
4/
07
/1
9
Unidade III
• 
Pu
Gm
.Vc
=
µ
Para essa câmara, o gradiente de velocidades médio é de:
A) 100 s-1
B) 1 s-1
C) 1.180 s-1
D) 5,4 s-1
E) 18.100 s-1
Resolução desta questão na plataforma.
217
Re
vi
sã
o:
 B
ru
no
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: J
ef
fe
rs
on
 -
 0
4/
07
/1
9
FIGURAS E ILUSTRAÇÕES
Figura 8
ABNT. (1992). Projeto de sistemas de captação de água de superfície para abastecimento público – 
Procedimento. NBR 12213. Rio de Janeiro, RJ, Brasil: ABNT-BR. p. 4.
Figura 53
AZEVEDO NETTO, J. M. Manual de Hidráulica. 8. ed. São Paulo: Edgard Blucher, 1998. Adaptada.
Figura 116
TRATAMENTO_ESGOTO.GIF?OPENELEMENT. Disponível em: <http://www.sabesp.com.br/sabesp/
filesmng.nsf/site/tratamento_esgoto.gif/%24File/tratamento_esgoto.gif?OpenElement>. Acesso em: 
28 maio 2019.
Figura 117
220220132158_TIPOS_TRATAMENTO.JPG. Disponível em: <http://site.sabesp.com.br/site/uploads/
secao/220220132158_tipos_tratamento.jpg>. Acesso em: 28 maio 2019.
REFERÊNCIAS
Textuais
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (ABNT). NBR 12207: projeto de interceptores de 
esgoto sanitário. Rio de Janeiro, 1992a.
___. NBR 7229: projeto, construção e operação de sistemas de tanques sépticos. Rio de Janeiro, 1993.
___. NBR 9648: estudos de concepção de sistemas de esgoto sanitário. Rio de Janeiro, 1986.
___. NBR 9649: projeto de redes coletoras de esgoto sanitário. Rio de Janeiro, 1986.
___. NBR 12208: projeto de estações elevatórias de esgoto sanitário. Rio de Janeiro, 1992b.
___. NBR 12209: projeto de estações de tratamento de esgoto sanitário. Rio de Janeiro, 1992c.
___. NBR 12211: estudos de concepção de sistemas públicos de abastecimento de água. Rio de 
Janeiro, 1992d.
___. NBR 12213: projeto de sistemas de captação de água de superfície para abastecimento público. 
Rio de Janeiro, 1992e.
218
Re
vi
sã
o:
 B
ru
no
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: J
ef
fe
rs
on
 -
 0
4/
07
/1
9
___. NBR 12214: projeto de sistema de bombeamento de água para abastecimento público. Rio de 
Janeiro, 1992f.
___. NBR 12216: projeto de estação de tratamento de água para abastecimento público. Rio de 
Janeiro, 1992g.
___. NBR 13969: tanques sépticos – unidades de tratamento complementar e disposição final dos 
efluentes líquidos – projeto, construção e operação. Rio de Janeiro, 1997.
___. NBR 15527: água de chuva – aproveitamento de coberturas em áreas urbanas para fins não 
potáveis – requisitos. Rio de Janeiro, 2007.
AGENTE TÉCNICO FEHIDRO. Roteiro para elaboração de projeto de estação de tratamento de água, 
CETESB, 2010. Disponível em: <http://arquivos.ambiente.sp.gov.br/fehidro/2016/06/ROTEIRO-PARA-
APRESENTA%C3%87%C3%83O-DE-PROJETO-DA-ETA-2-CETESB.pdf>. Acesso em: 8 abr. 2019.
AZEVEDO NETTO, J. M. Manual de Hidráulica. 8. ed. São Paulo: Edgard Blucher, 1998.
___. Técnica de abastecimento e tratamento de água. 2. ed. São Paulo: CETESB, 1976.
BRAILE, P. M.; CAVALCANTI, J. E. Manual de tratamento de águas residuárias industriais. São Paulo: 
CETESB, 1993.
BRASIL. Ministério da Saúde. Portaria de Consolidação n. 5, de 28 de setembro de 2017. Brasília, DF: 
Diário Oficial da União, 2017. Disponível em: <http://bvsms.saude.gov.br/bvs/saudelegis/gm/2017/
prc0005_03_10_2017.html>. Acesso em: 28 mar. 2019.
___. Ministério da Saúde. Portaria n. 635/Bsb,de 26 de dezembro de 1975. Brasília, DF: Diário Oficial 
da União, 1976. Disponível em: <https://central3.to.gov.br/arquivo/349893/>. Acesso em: 10 jun. 2019.
___. Ministério do Meio Ambiente. Resolução n. 430, de 13 de maio de 2011. Brasília, DF: Diário Oficial 
da União, 2011. Disponível em: <http://www2.mma.gov.br/port/conama/legiabre.cfm?codlegi=646>. 
Acesso em: 15 abr. 2019.
CASSINI, S. T. Digestão de resíduos sólidos orgânicos e aproveitamento do biogás. Rio de Janeiro: 
ABES, 2003.
CAVAZZANA, T. L. Ampliação de escala de um floco decantador de manta de lodo no tratamento de 
água de abastecimento. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) – Universidade Estadual Paulista, 
Ilha Solteira, 2006. Disponível em: <https://repositorio.unesp.br/bitstream/handle/11449/98093/
cavazzana_tl_me_ilha.pdf?sequence=1&isAllowed=y>. Acesso em 03 abr. 2019.
DI BERNARDO, L. et al. Tratamento de água para abastecimento por filtração direta. 1. ed. Rio de 
Janeiro: ABES; RIMA, 2003.
DI BERNARDO, L.; DI BERNARDO, A. D. Métodos e técnicas de tratamento de água. 2. ed. Rio de 
Janeiro: Rima, 2005.
PORTO, R. M. Hidráulica Básica. 4. ed. São Paulo: EESC-USP, 2006.
SÃO PAULO. Decreto nº 8.468, de 8 de setembro de 1976. Disponível em: <https://www.al.sp.gov.br/
repositorio/legislacao/decreto/1976/decreto-8468-08.09.1976.html>. Acesso em: 15 abr. 2019.
___. Resolução Conjunta SES/SMA/SSRH n. 1, de 28 de junho de 2017. Diário Oficial do Estado, São 
Paulo, 2017, p.41-42. Disponível em: <https://smastr16.blob.core.windows.net/legislacao/2017/06/
resolucao-conjunta-ses-sma-ssrh-01-2017-agua-de-reuso.pdf>. Acesso em: 15 abr. 2019.
SPERLING, M. V. Princípios do tratamento biológico de águas residuárias. 2. ed. Belo Horizonte: UFMG, 
1996. v. 3.
Exercícios
Unidade I – Questão 1: INSTITUTO NACIONAL DE ESTUDOS E PESQUISAS EDUCACIONAIS ANÍSIO 
TEIXEIRA (INEP). Exame Nacional de Desempenho dos Estudantes (Enade) 2013: Tecnologia em Gestão 
Ambiental. Questão 14. Disponível em: <http://download.inep.gov.br/educacao_superior/enade/
provas/2013/15_TEC_GESTAO_AMBIENTAL.pdf>. Acesso em: 15 abr. 2019.
Unidade II – Questão 1: INSTITUTO NACIONAL DE ESTUDOS E PESQUISAS EDUCACIONAIS ANÍSIO 
TEIXEIRA (INEP). Exame Nacional de Desempenho dos Estudantes (Enade) 2014: Engenharia Elétrica. 
Questão 11. Disponível em: <http://download.inep.gov.br/educacao_superior/enade/provas/2014/17_
engenharia_eletrica.pdf>. Acesso em: 16 abr. 2019.
 
219
Re
vi
sã
o:
 B
ru
no
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: J
ef
fe
rs
on
 -
 0
4/
07
/1
9
DI BERNARDO, L.; DI BERNARDO, A. D. Métodos e técnicas de tratamento de água. 2. ed. Rio de 
Janeiro: Rima, 2005.
PORTO, R. M. Hidráulica Básica. 4. ed. São Paulo: EESC-USP, 2006.
SÃO PAULO. Decreto nº 8.468, de 8 de setembro de 1976. Disponível em: <https://www.al.sp.gov.br/
repositorio/legislacao/decreto/1976/decreto-8468-08.09.1976.html>. Acesso em: 15 abr. 2019.
___. Resolução Conjunta SES/SMA/SSRH n. 1, de 28 de junho de 2017. Diário Oficial do Estado, São 
Paulo, 2017, p.41-42. Disponível em: <https://smastr16.blob.core.windows.net/legislacao/2017/06/
resolucao-conjunta-ses-sma-ssrh-01-2017-agua-de-reuso.pdf>. Acesso em: 15 abr. 2019.
SPERLING, M. V. Princípios do tratamento biológico de águas residuárias. 2. ed. Belo Horizonte: UFMG, 
1996. v. 3.
Exercícios
Unidade I – Questão 1: INSTITUTO NACIONAL DE ESTUDOS E PESQUISAS EDUCACIONAIS ANÍSIO 
TEIXEIRA (INEP). Exame Nacional de Desempenho dos Estudantes (Enade) 2013: Tecnologia em Gestão 
Ambiental. Questão 14. Disponível em: <http://download.inep.gov.br/educacao_superior/enade/
provas/2013/15_TEC_GESTAO_AMBIENTAL.pdf>. Acesso em: 15 abr. 2019.
Unidade II – Questão 1: INSTITUTO NACIONAL DE ESTUDOS E PESQUISAS EDUCACIONAIS ANÍSIO 
TEIXEIRA (INEP). Exame Nacional de Desempenho dos Estudantes (Enade) 2014: Engenharia Elétrica. 
Questão 11. Disponível em: <http://download.inep.gov.br/educacao_superior/enade/provas/2014/17_
engenharia_eletrica.pdf>. Acesso em: 16 abr. 2019.
 
220
Re
vi
sã
o:
 B
ru
no
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: J
ef
fe
rs
on
 -
 0
4/
07
/1
9
221
Re
vi
sã
o:
 B
ru
no
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: J
ef
fe
rs
on
 -
 0
4/
07
/1
9
222
Re
vi
sã
o:
 B
ru
no
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: J
ef
fe
rs
on
 -
 0
4/
07
/1
9
223
Re
vi
sã
o:
 B
ru
no
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: J
ef
fe
rs
on
 -
 0
4/
07
/1
9
224
Re
vi
sã
o:
 B
ru
no
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: J
ef
fe
rs
on
 -
 0
4/
07
/1
9
Informações:
www.sepi.unip.br ou 0800 010 9000

Continue navegando