Saneamanto básico

Prévia do material em texto

ENGENHARIA CIVIL TESTE 
AVALIATIVO – 2020/2 
Visto do Coordenador: 
Nome dos alunos: 
 
 Bianca Neiva Lirio Cabral - 1710256, Dara Nascimento Lima – 1710501, Felipe Barreto 
Cabral – 1913828, Lucas Guasti Nunes – 1811389 e Thiago Da Costa Souza – 1918807. 
 
Disciplina: SANEAMENTO BÁSICO I Professor: Joãozito Amorim Jr 
 
Período: 7/8 Turma: ECI Peso prova: 4,5 Nota obtida: 
Data do teste: 
 
Considere que no projeto da ETE Anglo (Serra-ES) o filtro biológico e o decantador secundário foram 
substituídos por um sistema composto de uma lagoa anaeróbia seguida de facultativa. Ou seja, o efluente à 
lagoa anaeróbia a ser dimensionada, será o afluente da lagoa facultativa. Para início e fim de plano temos: 
 
Início de plano (2025) 
 
Dados: 
Per capita: 200 L/hab.d 
População inicial: 25.000hab 
DBO afluente = 450 mg DBO5/L 
Temperatura média mês mais frio = 23 °C 
Ls (considerando inverno e insolação 
moderados) = 180 kgDBO5/ha.dia 
Taxa de aplicação volumétrica: 
 0,15 kgDBO5/m³.dia 
H facultativa = 2,0 
m 
H anaeróbia = 4,0 
m k (20ºC) = 0,35 
d-1 
Θ = 1,05 
L/B=3 para facultativa 
L/B=2 para anaeróbia 
Considerar Única lagoa 
Considerando Mistura completa para as duas 
lagoas 
1 mg SS/L = 0,40mgDBO5/L 
SS: Lagoa anaeróbia: 180mg SS/l 
SS: Lagoa Facultativa: 80 mg SS/l 
Fazer croqui do sistema 
 
Fim de plano (2050) 
 
Dados: 
Per capita: 230 L/hab.d 
População final: 45.000hab 
Temperatura média mês mais frio = 23 °C 
Ls (considerando inverno e insolação 
moderados) = 180 kgDBO5/ha.dia 
Taxa de aplicação 
 volumétrica: 0,15 
kgDBO5/m³.dia 
H facultativa = 2,0 
m H anaeróbia = 
4,0 m k (20ºC) = 
0,35 d-1 
Θ = 1,05 
L/B=3 para facultativa 
L/B=2 para anaeróbia 
Considerar Única lagoa 
Considerando Mistura completa para as 
duas lagoas 
1 mg SS/L = 0,40mgDBO5/L 
SS: Lagoa anaeróbia: 180mgSS/l 
SS: Lagoa Facultativa: 80 mgSS/l 
Fazer croqui do sistema 
 
Dimensionar as lagoas no início e fim de plano: 
a) (1,5 ponto) calcular a área requerida, calcular o volume resultante, tempo de detenção, 
Estimativa da DBO solúvel efluente, Estimativa da DBO particulada efluente, DBO total efluente 
e Dimensões das lagoas (fazer croqui do sistema). 
 
LAGOA DE INÍCIO DE PLANO 
 
 
𝐿 = 𝑄 . 𝑆𝑜 
 
𝑄𝑖 = 200 . 25000 
𝑄𝑖 = 5000 𝑚3/𝑑 
 
➔ Carga de DBO 
 
𝐿𝑖 = 5000 . 0,45 
𝐿𝑖 = 2250 𝐾𝑔 DBO5/d 
 
 
➔ Área requerida 
 
𝑉𝑖 =
𝐿𝑖
𝐿𝑣
 
 
𝑉𝑖 =
2250
0,15
 
 Vi = 15000 m³ 
 
Vi = 15000 m² 
 
➔ Volume Resultante 
 
Ai = 
𝑉𝑖
ℎ
 
 
Ai = 
15000
4
 
 
𝐴𝑖 = 3750 
 
𝐴𝑖 = 3750 𝑚² 
 
➔ Tempo de Detenção 
 
øℎ =
𝑉𝑖
𝑄𝑖
 
 
øℎ =
15000
5000
 
 
øℎ = 3 d 
 
➔ Estimativa de DBO 
solúvel efluente 
 
 
 
 
𝐾23 = 0,35 . 1,0523−20 
𝐾23 = 0,35 . 1,0523−20 
 
𝐾23 = 0,41 𝑑−1 
 
Fluxo pistão - 
adotado por ser um 
sistema retangular 
(relação L/B muito 
alta) 
 
𝑆 = 𝑆𝑜. 𝑒−(𝑘𝑡) 
 
𝑆 = 450. 𝑒−(0,41 .3) 
 
 
𝑆 = 131,53 𝑚𝑔/𝐿 
 
➔ Estimativa de DBO 
particulada 
 
𝐷𝐵𝑂 𝑝𝑎𝑟𝑡 = 0,4 . 80 
 
𝐷𝐵𝑂 𝑝𝑎𝑟𝑡 = 32 𝑚𝑔 /L 
 
➔ Estimativa de DBO 
particulada efluente 
 
𝐷𝐵𝑂𝑡 = 𝐷𝐵𝑂 𝑝𝑎𝑟𝑡 + 𝑆 
 
𝐷𝐵𝑂𝑡 = 131,53 + 32 
 
𝐷𝐵𝑂𝑡 = 163,53 𝑚𝑔/𝐿 
 
➔ Dimensionamento 
 
𝐴 = 𝐿 . 𝐵 
 
𝐿
𝐵
= 2 
𝐿 = 2𝐵 
𝐴 = 2𝐵 . 𝐵 
𝐴 = 2𝐵² 
𝐵 = √(
𝐴
2
) 
 
𝐵𝑖 = √(
3750
2
) 
 
𝐵𝑖 = 43,3 𝑚 
 
𝐵𝑖 ≅ 44 𝑚 
 
𝐿𝑖 = 2 . 43,3 
𝐿𝑖 = 86,6 𝑚 
 
𝐿𝑖 ≅ 87 𝑚 
 
 
 
 87 𝑚 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
LAGOA DE FIM DE PLANO 
 
𝐿 = 𝑄 . 𝑆𝑜 
 
𝑄𝑓 = 230 . 45000 
𝑄𝑓 = 10350 𝑚3/𝑑 
 
➔ Carga de DBO 
 
𝐿𝑓 = 10350 . 0,135 
𝐿𝑓 = 1397,25 𝐾𝑔DBO5
/d 
 
 
➔ Área requerida 
 
𝐴𝑓 =
𝐿𝑓
𝐿𝑠
 
 
𝐴 =
1397,25
180
 
 A = 7,7625 ha 
 
A = 77625 m³ 
 
➔ Volume Resultante 
 
𝑉𝑓 = 𝐴𝑓 . 𝐻 
𝑉𝑓 = 77625 . 2 
 
𝑉𝑓 = 155250 𝑚³ 
 
➔ Tempo de Detenção 
 
𝑇 =
𝑉
𝑄
 
 
𝑇 =
155250
10350
 
 
T = 15 d 
 
➔ Estimativa de DBO 
solúvel efluente 
 
 
 
𝐾23 = 0,35 . 1,0523−20 
𝐾23 = 0,35 . 1,0523−20 
 
𝐾23 = 0,41 𝑑−1 
 
Fluxo pistão - 
adotado por ser um 
sistema retangular 
(relação L/B muito 
alta) 
 
𝑆 = 𝑆𝑜. 𝑒−(𝑘𝑡) 
 
𝑆 = 450. 𝑒−(0,41 .15) 
 
𝑆 = 0,96 𝑚𝑔/𝐿 
 
➔ Estimativa de DBO 
particulada 
 
𝐷𝐵𝑂 𝑝𝑎𝑟𝑡 = 0,4 . 80 
 
𝐷𝐵𝑂 𝑝𝑎𝑟𝑡 = 32 𝑚𝑔 /L 
 
➔ Estimativa de DBO 
particulada efluente 
 
𝐷𝐵𝑂𝑡 = 𝐷𝐵𝑂 𝑝𝑎𝑟𝑡 + 𝑆 
 
𝐷𝐵𝑂𝑡 = 0,96 + 32 
 
𝐷𝐵𝑂𝑡 = 32,96 𝑚𝑔/𝐿 
 
𝐷𝐵𝑂𝑡 = 32,96 𝑚𝑔/𝐿 
 
 
➔ Dimensionamento 
 
𝐴 = 𝐿 . 𝐵 
 
𝐿
𝐵
= 3 
𝐿 = 3𝐵 
𝐴 = 3𝐵 . 𝐵 
𝐴 = 3𝐵² 
𝐵 = √(
𝐴
3
) 
 
𝐵𝑓 = √(
77625
3
) 
 
𝐵𝑓 = 160,86 𝑚 
 
𝐵 ≅ 170 𝑚 
 
𝐿 = 3 . 160,86 
 
 
𝐿 = 482,87𝑚 
 
𝐿 ≅ 483 𝑚 
 
 
 483 𝑚 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
b) (1,5 ponto) Calcular a eficiência de remoção de DBO das lagoas no início e Fim de Plano, 
bem como, eficiência total do sistema no início e fim de plano. 
 
 
LAGOA DE INÍCIO DE PLANO 
 
➔ Eficiência de remoção de 
DBO 
 
𝐸 =
𝑆𝑜 − 𝑆
𝑆𝑜
 . 100 
 
𝐸 =
450 − 131,53
450
 . 100 
 
𝐸 ≅ 71 % 
 
➔ Concentração de efluente 
 
 
𝐷𝐵𝑂 𝑒𝑓𝑙 = 𝑆𝑜 (1 − 𝐸/100) 
 
𝐷𝐵𝑂 𝑒𝑓𝑙 = 450 (1 − 0,71) 
 
 
𝐷𝐵𝑂 𝑒𝑓𝑙 = 130,5 𝑚𝑔/𝐿 
 
 
LAGOA DE FIM DE PLANO 
 
➔ Eficiência de remoção de 
DBO 
 
𝐸 =
𝑆𝑜 − 𝑆
𝑆𝑜
 . 100 
 
𝐸 =
130,5 − 32,96
130,5
 . 100 
 
𝐸 ≅ 75 % 
 
➔ Concentração de efluente 
 
 
𝐷𝐵𝑂 𝑒𝑓𝑙 = 𝑆𝑜 (1 − 𝐸/100) 
 
𝐷𝐵𝑂 𝑒𝑓𝑙 = 450 (1 − 0,75) 
 
 
𝐷𝐵𝑂 𝑒𝑓𝑙 = 112,5 𝑚𝑔/𝐿 
 
 
 
𝐸 =
𝑆𝑜 − 𝑆
𝑆𝑜
 . 100 
 
𝐸 =
450 − 32,96
450
 . 100 
 
𝐸 ≅ 93 % 
 
 
 
c) (1,5 ponto) quais as possíveis causas para uma lagoa anaeróbia ou facultativa ao longo 
do tempo diminuir o TDH? Explique tecnicamente. 
 
Quando há um aumento na vazão afluente pode-se provocar uma 
série de problemas operacionais, tais como curtos-circuitos e zonas 
mortas, os quais reduzem os tempos de retenção reais, favorecendo 
zonas anaeróbias e reduzindo a capacidade de tratamento. Rios e 
córregos (e águas de chuva, no caso do sistema de esgotamento ser do 
tipo separador) não devem contribuir para os sistemas de lagoas, uma 
vez que nas cheias a vazão desses cursos de água aumenta 
consideravelmente, alterando o equilíbrio hidráulico no corpo da lagoa, 
diminuindo o TDH e podendo ainda carregar a biomassa existente. 
Mudanças inesperadas no fluxo devem ser observadas estrita e 
cuidadosamente para evitar erros de interpretação, o TDH é influenciado 
pela variabilidade da vazão, provocada principalmente por chuvas fortes. 
Dentro dos sistemas de lagoas de estabilização, bem como em 
outros sistemas de tratamento, a vazão de projeto (calculada mediante 
fórmulas na fase de projeto) e a vazão atual (valor real medido na ETE) 
são dois parâmetros operacionais muito importantes, já que é possível 
obter o índice de sobrecarga, o qual ajuda a saber se a ETE estudada 
está operando com uma vazão, com o aumento do índice de sobrecarga, 
ou seja, com o aumento da vazão afluente, a concentração efluente 
aumenta, podendo ser justificado que devido ao aumento da vazão há 
uma redução no TDH, diminuindo a eficiência de remoção de coliformes.