D1- Tratamento de Resíduos

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Instituto de Engenharia e Tecnologia – IET 
 
Curso: Engenharia Química Disciplina: Engenharia Ambiental e Tratamento de Resíduos 
Professor(a): Elizabeth Rodrigues Brito Ibrahim Avaliação: D1 
Aluno(a): Ana Cristina Coelho Vieira 
 
Data: 22-04-2020 Valor: 20 Nota: 
 
Questão 1. (1.5 pontos) O Índice de Qualidade das Águas – IQA, corresponde a: 
I. Nove fatores ambientais coletados para sua classificação. 
II. Os parâmetros de qualidade da Água, segundo o IQA, são: oxigênio dissolvido, coliformes termotolerantes, 
pH, DBO, temperatura da água, nitrogênio total, fósforo total, turbidez, resíduo total. 
III. Os parâmetros que não devem ser analisados no cálculo de IQA são altitude e temperatura. 
IV. Os valores do IQA são classificados em faixas, e as características da água analisada são especificamente de 
rios classe 2, exclusivamente. Está correto o que se afirma APENAS em: 
a. I e IV 
b. I e II 
c. II e III 
d. I, III, IV 
e. II, III, IV 
 
Resposta: Letra b) I e II 
 
Questão 2. (1,5 pontos) O Índice de Qualidade das Águas foi criado em 1970, nos Estados Unidos, pela National 
Sanitation Foundation. A partir de 1975 começou a ser utilizado pela Companhia Ambiental do Estado de São 
Paulo − CETESB, e nas décadas seguintes, outros Estados brasileiros adotaram o IQA, que hoje é o principal 
índice de qualidade da água utilizado no país. O IQA foi desenvolvido para avaliar a qualidade da água bruta 
visando seu uso para o abastecimento público, após tratamento. O IQA é composto por nove parâmetros, com 
seus respectivos pesos. Dentre eles está o oxigênio dissolvido − OD. (BRASIL. Agência Nacional de Águas 
(ANA). Portal da Qualidade das Águas. Disponível em: http://portalpnqa.ana.gov.br/indicadoresindice-
aguas.aspx#_ftn1) 
 
Explique a relação entre o Oxigênio Dissolvido e a Demanda Bioquímica de Oxigênio. Faça um esquema de 
autodepuração. 
 
Oxigênio Dissolvido mede a quantidade de oxigênio nas águas residuais, ou seja, mede o quanto saudável a 
água está. 
A DBO (Demanda Bioquímica de Oxigênio) é um dos métodos indiretos utilizados para a quantificação da 
matéria orgânica e do seu potencial poluidor, ou seja, mede o grau de poluição das águas residuais. 
A relação entre a DBO e Oxigênio Dissolvido é que elas são inversamente proporcionais. 
 
 
 
Questão 3. (2 pontos) Calcule o IQA a seguir e informe a que faixa pertence de acordo com IGAM e CETESB. 
Apresente os cálculos, utilizando a planilha de IQA e as fórmulas abaixo, caso necessite. Printe no documento 
as telas de cada parâmetro. 
 
Dados: Altitude = 200m 
Parâmetro Nomenclatura Unidade 
Resultados 
da análise de 
água 
Nota qi 
(0 a 100) 
(preencher) Peso w 
qi^w 
(preencher) 
Colif. termotolerantes Coli NMP/100mL 10 67,0 0,15 1,88 
pH pH 6,80 87,7 0,12 1,71 
DBO DBO mg/L 3 69,1 0,10 1,53 
Nitrogênio total NT mgN/L 0,30 97,6 0,10 1,58 
Fósforo total PT mgP/L 0,05 86,0 0,10 1,56 
temperatura Temp oC 22 94,0 0,10 1,58 
Turbidez Turb NTU 20 61,9 0,08 1,39 
Sólidos totais ST mg/L 100 85,5 0,08 1,43 
OD OD % satur = 93,2 8 95,3 0,17 2,17 
 
 
 
 
De acordo com o IGAM a água pertence a faixa Bom e de acordo com a CETESB ela é Ótima. 
 
 
 
Interpretação 
 IGAM-MG CETESB 
Excelente 90 < IQA ≤ 100 
 
Ótima 80 ≤ IQA ≤ 100 
Bom 70 < IQA ≤ 90 
 
Boa 52 ≤ IQA < 80 
Médio 50 < IQA ≤ 70 
 
Aceitável 37 ≤ IQA < 52 
Ruim 25 < IQA ≤ 50 
 
Ruim 20 ≤ IQA < 37 
Muito Ruim 0 < IQA ≤ 25 Péssima 0 ≤ IQA < 20 
conversão de fósforo como P 
para fósforo como PO4: 
multiplicar por 3,066 
 
 
 
 
 
 
 
Parâmetro 
Limite 
mínimo 
(>) 
Limite 
máximo (≤) 
Equação de qi 
0 1 100 - 33*logC 
1 5 100 - 37,2*logC + 3,60743*logC
2
 
Log10(coliformes 
termotolerantes) 
5 3 
 
0 2 2 
2 4 13,6 - 10,6*pH + 2,4364*pH
2
 
4 6,2 155,5 - 77,36*pH + 10,2481*pH
2
 
6,2 7 -657,2 + 197,38*pH - 12,9167*pH
2
 
7 8 -427,8 + 142,05*pH - 9,695*pH
2
 
8 8,5 216 - 16*pH 
8,5 9 1415823*EXP(-1,1507*pH) 
9 10 228 - 27*pH 
10 12 633 - 106,5*pH + 4,5*pH
2
 
pH 
12 14 3 
 
0 5 99,96*EXP(-0,1232728*C) 
5 15 104,67 - 31,5463*LOG10(C) 
15 30 4394,91*C
-1,99809
 
DBO 
30 2 
 
0 10 100 - 8,169*C + 0,3059*C
2
 
10 60 101,9 - 23,1023*LOG10(C) 
60 100 159,3148*EXP(-0,0512842*C) 
Nitrogênio total 
(mgN/L) 
100 1 
 
0 1 99*EXP(-0,91629*C) 
1 5 57,6 - 20,178*C + 2,1326*C
2
 
5 10 19,8*EXP(-0,13544*C) 
Fósforo 
(mgPO4/L) 
10 5 
 
Diferença de 
temperatura 
 
94 (assumido o valor constante de 94 pela CETESB, por se 
considerar que, nas condições brasileiras, a temperatura dos corpos 
d’água não se afasta da temperatura de equilíbrio) 
 
 
0 25 100,17 - 2,67*Turb + 0,03775*Turb
2
 
25 100 84,76*EXP(-0,016206*Turb) 
Turbidez 
(UNT) 
100 5 
 
0 150 79,75 + 0,166*C - 0,001088*C
2
 
150 500 101,67 – 0,13917*C 
Sólidos totais 
(mg/L) 
500 32 
0 50 3 + 0,34*(%sat) + 0,008095*(%sat)
2 
+ 1,35252*0,00001*(%sat)
3
 
50 85 3 - 1,166*(%sat) + 0,058*(%sat)
2 
- 3,803435*0,0001*(%sat)
3
 
85 100 3 + 3,7745*(%sat)
0,704889
 
100 140 3 + 2,9*(%sat) - 0,02496*(%sat)
2
 + 5,60919*0,00001*(%sat)
3
 
140 3+47 
Concentração de 
saturação de OD (mg/L) 
Cs = (14,62 - 0,3898*temp + 0,006969*temp
2 
- 0,00005896*temp
3
)*(1 - 
0,0000228675*altitude)
5,167
 
Percentagem de 
saturação de 
OD (%) 
Percentagem de 
saturação (%) 
100*OD/Cs 
 
 
 
Questão 4. (1,5 pontos) Apresente um fluxograma do Tratamento de Água e explique cada etapa do sistema. 
 
Oxidação: Ocorre a oxidação dos metais presentes na água, que normalmente estão dissolvidos na água bruta. 
Injeta-se cloro ou produto similar, para tornar os metais insolúveis na água. 
Coagulação: Dosagem de sulfato de alumínio ou cloreto férrico ou policloreto de alumínio, para a remoção de 
partículas de sujeira. Estes coagulantes, fazem com que a sujeira se aglomere, formando flocos. 
Floculação: A água já coagulada movimenta-se dentro dos tanques, aumentando o peso, volume e consistência 
dos flocos. 
Decantação: Os flocos formados separam-se na água e decantam no fundo do tanque. 
Filtração: Ainda contendo impurezas que não foram sedimentadas, a água passa por filtros, constituídos por 
camadas de antracitos, pedregulhos e areia. A filtração é de forma descendente, a água entra de cima para baixo. 
Desinfecção: Recebe cloro, puro e gasoso, para eliminar os agentes patogênicos nocivos à saúde. 
Correção de pH: Recebe uma dosagem de cal para proteger as canalizações das redes contra corrosão e para 
corrigir o pH. 
Fluoretação: Em atendimento à Portaria do Ministério da Saúde, a água recebe uma dosagem de flúor, para 
reduzir a cárie. 
Reservação: A água é armazenada para manter a regularidade do abastecimento e atender as demandas em 
períodos de calor intenso ou durante o dia, onde tem maior número de consumo. 
Distribuição: São canalizações enterradas sob a pavimentação das ruas, por onde a água passa para chegar nas 
casas. 
Ligações Domiciliares: Instalação que une a rede de distribuição à rede interna de cada residência ou 
estabelecimento, fazendo com que a água chegue até as torneiras. 
 
Questão 5. (1,5 pontos) Quais são os dois coeficientes de variações temporais de consumo de água. Explique 
como é calculado cada um desses coeficientes. Pode ser explicando a fórmula dos dois. 
 
Os dois coeficientes são K1 e K2. Onde K1 é a relação entre a vazão média do dia de maior consumo pela vazão 
média diária anual e o K2 é a relação entre a maior vazão horaria do dia pela vazão média horaria do dia 
 
Questão 6. (3 pontos) Calcular para a população de 50.000 habitantes a vazão média, a vazão de captação, a 
vazão de adução e a vazão de distribuição. 
 
P = 50.000hab �̅� = 
50000ℎ𝑎𝑏 . 200𝐿.𝑑𝑖𝑎
ℎ𝑎𝑏.𝑑𝑖𝑎86400𝑠
  �̅� = 115,74L/s 
t = 16h = 57600s 
24h =86400s 
 
 
 
 
QPROD = 
115,74𝐿
𝑠
. 1,2. 86400𝑠
57600𝑠
 . (1+ 
3
100
) + 1,6 L/s  QPROD = 216,18L/s 
 
QPROD = 
115,74𝐿
𝑠
. 1,2. 86400𝑠
57600𝑠
 + 1,6 L/s  QAAT = 209,93L/s 
 
QPROD = 
115,74𝐿
𝑠
 . 1,2 . 1,5 + 1,6 L/s  QDIST = 209,93L/s 
 
 
Questão 7. (1,5 pontos) Com base nos dados censitários apresentados a seguir, elaborar a projeção populacional 
para os anos de 2005, 2010, 2015, 2020, 2025, 2030 utilizando-se do método aritmético. Após preenchimento das 
lacunas, elaborar e explicar o gráfico. 
 
Ano 1980 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 
P(habitantes) 10.200 35.000 41.200 47.400 53.600 59.800 66.000 72.200 
 
Fórmula: 
Ka = População Ka = 
(35000 − 10200) 
(2000 – 1980
)  Ka = 1240 
 Tempo 
 
 
Pprj = Pop Inicial + Ka . (T proj – T inicial) 
 
2005  Pprj = 10200 + 1240 . (2005 – 1980)  Pprj = 41.200 
2010 Pprj = 10200 + 1240 . (2010 – 1980)  Pprj = 47.400 
2015  Pprj = 10200 + 1240 . (2015 – 1980)  Pprj = 53.600 
2020  Pprj = 10200 + 1240 . (2020 – 1980)  Pprj = 59.800 
2025  Pprj = 10200 + 1240 . (2025 – 1980)  Pprj = 66.000 
2030  Pprj = 10200 + 1240 . (2030 – 1980)  Pprj = 72.200 
 
 
 
O gráfico se trata de uma regressão linear, ou seja, a população sempre vai crescer constantemente (nesse caso o 
Ka) de acordo com o passar dos anos. 
 
 
0
10000
20000
30000
40000
50000
60000
70000
80000
1970 1980 1990 2000 2010 2020 2030 2040
P
o
p
u
la
çã
o
Ano
População po Ano
 
Questão 8. (1,5 pontos) Após desenhar o gráfico, considere que a população consome 150L/hab/dia. Calcule a 
água consumida por estas populações de 1980, 2000, 2005, 2010, 2015, 2020, 2025 e 2030 nestes períodos e 
transforme para metros cúbicos por segundo. 
Fórmula: 
 1980  Q = 
10200 . 150 
86400
  Q = 17,708 L/s = 0,0178 m3/s 
Q = P. q 
 86.400 2000  Q = 
35000 . 150 
86400
  Q = 60,764 L/s = 0,0607 m3/s 
 
2005  Q = 
41200 . 150 
86400
  Q = 71,528 L/s = 0,0715 m3/s 
 
2010 Q = 
47400 . 150 
86400
  Q = 82,292 L/s = 0,0823 m3/s 
 
2015 Q = 
53600 . 150 
86400
  Q = 93,056 L/s = 0,0931 m3/s 
 
2020 Q = 
59800 . 150 
86400
  Q = 103,819 L/s = 0,1038 m3/s 
 
2025 Q = 
66000 . 150 
86400
  Q = 114,583 L/s = 0,1146 m3/s 
 
2020 Q = 
72200 . 150 
86400
  Q = 125,347 L/s = 0,1253 m3/s 
 
Questão 9. (2 pontos) Apresente os parâmetros físicos, químicos e biológicos da água. Faça em forma de tabela. 
 
 
Parâmetros 
Físicos 
Parâmetros Químicos 
Parâmetros 
Biológicos 
Cor Alcalinidade 
Vegetal (algas e 
bactérias) 
Turbidez pH 
Animal (Protozoários e 
vermes) 
Sabor e Odor Acidez 
Temperatura Dureza 
 Ferro e Manganês 
 Cloretos 
 Nitrogênio 
 Oxigênio Dissolvido 
 Fósforo 
 Matéria Orgânica (DBO 
e DQO) 
 
 Micropoluentes 
inorgânicos e orgânicos 
 
 
 
Questão 10. (1 ponto) O que caracteriza uma água dura? Quais são os dois componentes químicos que caracteriza 
a referida água? 
 
A água dura é aquela que tem concentração de cátions mulltimetálicos em solução, necessitando de grande 
quantidade de sabão para produzir espuma e causando incrustação em tubulações de água quente. Isso ocorre 
devido à presença de cálcio e magnésio na água. 
 
Questão 11. (1 ponto) A Portaria de Consolidação 5/17 Anexo XX, que trata de padrões de potabilidade, 
recomenda que o teor máximo de cloro residual livre, em qualquer ponto do sistema de abastecimento de água, 
é: 
 
A) 2,0 mg/l. 
B) 3,0 mg/l. 
C) 0,2 mg/l. 
D) 0,5 mg/l. 
 
Resposta: Letra c) 0,2 mg/L. 
 
Questão 12. (2 pontos) Apresente os parâmetros indicadores da qualidade da água que estão diretamente 
relacionados ao grau de poluição nos mananciais. 
 
Os parâmetros são: 
 Oxigênio Dissolvido; 
 Coliformes fecais; 
 pH; 
 Demanda bioquímica de oxigênio; 
 Nitratos; 
 Fosfatos; 
 Variação na temperatura; 
 Turbidez; 
 Resíduos totais.