Post on 19-Mar-2016
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Materiais filtrantes: composição, granulometria e altura
Camada suporte:granulometria e Camada suporte:granulometria e alturaaltura
PARTES CONSTITUTIVAS DE UM SISTEMA DE FILTRAÇÃO
SISTEMA DE FILTRAÇÃOCAMADA SUPORTE
Fundo falso: coleta da água filtrada e introdução de água de lavagem
PARTES CONSTITUTIVAS DE UM SISTEMA DE FILTRAÇÃO
SISTEMA DE FILTRAÇÃOCOLETA DE ÁGUA DE LAVAGEM
h
Diâmetro efetivo (de)
efdh
1.000 (Camada simples de areia e dupla camada areia-antracito)
1.250 (Camada tripla areia, antracito e granada)
1.250 a 1500 (Filtros de camada profunda e constituídos de um único material filtrante)* (1,2 mm def 1,4 mm)
1.500 a 2.000 (Filtros de camada profunda e constituídos de um único material filtrante)* (1,5 mm def 2,0 mm)
MATERIAIS FILTRANTES: COMPOSIÇÃO, GRANULOMETRIA E ALTURA
CAMADA SUPORTE GRANULOMETRIA E ALTURA
Cada camada componente do meio suporte deve ser a mais uniforme possível. dmax/dmín = 2
O diâmetro do menor grão da camada O diâmetro do menor grão da camada inferior do meio suporte deve ser inferior do meio suporte deve ser cerca de 2 a 3 vezes o diâmetro do cerca de 2 a 3 vezes o diâmetro do orifício do sistema de drenagem orifício do sistema de drenagem
CAMADA SUPORTE GRANULOMETRIA E ALTURA
O diâmetro do menor grão da camada O diâmetro do menor grão da camada superior do meio suporte deve ser superior do meio suporte deve ser cerca de 4 a 4,5 vezes o valor do cerca de 4 a 4,5 vezes o valor do diâmetro efetivo do material filtrante diâmetro efetivo do material filtrante
CAMADA SUPORTE GRANULOMETRIA E ALTURA
Entre as camadas que compõem o meio suporte, a relação entre o diâmetro do maior grão e o diâmetro do menor grão da camada adjacente deve ser igual a 4
CAMADA SUPORTE GRANULOMETRIA E ALTURA
A espessura mínima de cada A espessura mínima de cada camada componente do meio camada componente do meio suporte deve ser igual a 7,5 cm ou suporte deve ser igual a 7,5 cm ou três vezes o diâmetro máximo do três vezes o diâmetro máximo do grão.grão.
S
L
DH0
DLHDL 0
.5,0
005,25,1 HSH
H0=Altura entre a borda superiorda calha de água de lavageme o topo do material filtrante
S=Espaçamento entre as calhas
L=Espessura da camada filtrante
D=altura da calha de água de lavagem
SISTEMA DE COLETA DE ÁGUA DE LAVAGEM
HIDRÁULICA DO PROCESSO DE FILTRAÇÃO - EXPANSÃO
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
1,6
1,8
2
5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
Velo
cida
de A
scen
cion
al (c
m/s
)
Expansão (%)
Expansão de Meios Filtrantes
Areia-Antracito
Areia-CAG
HIDRÁULICA DE FILTRAÇÃOLAVAGEM DE MEIOS FILTRANTES
Lavagem exclusivamente com águaLavagem exclusivamente com água
Vazão
Tempo
água ascensional
•Tempo de lavagem: 8 a 15 minutos
•Expansão do material filtrante: 20% a 30%
LAVAGEM DE MEIOS FILTRANTESLAVAGEM EXCLUSIVAMENTE COM ÁGUA
HIDRÁULICA DE FILTRAÇÃOLAVAGEM DE MEIOS FILTRANTES
Lavagem com água e sistema de lavagem Lavagem com água e sistema de lavagem superficialsuperficial
Tempo
água ascensional
Vazão
água superficial
•Tempo de lavagem com água em contra-corrente: 8 a 15 minutos
•Lavagem superficial somente: 1min a 2 min
•Expansão do material filtrante: 20% a 30%
1,5 l/s/m2 a 3,0 l/s/m2
LAVAGEM DE MEIOS FILTRANTESLAVAGEM COM ÁGUA E SUPERFICIAL
LAVAGEM DE MEIOS FILTRANTESLAVAGEM COM ÁGUA E SUPERFICIAL
LAVAGEM DE MEIOS FILTRANTESLAVAGEM COM ÁGUA E SUPERFICIAL
HIDRÁULICA DE FILTRAÇÃOLAVAGEM DE MEIOS FILTRANTES
Vazão
Tempo
água ascensional
ar •Tempo de lavagem com água em contra-corrente: 8 a 15 minutos
•Tempo de lavagem com ar: 2 a 3 minutos
•Expansão do material filtrante: 20% a 30%
10 l/s/m2 a 20 l/s/m2
Lavagem com ar unicamente seguido de Lavagem com ar unicamente seguido de águaágua
HIDRÁULICA DE FILTRAÇÃOLAVAGEM DE MEIOS FILTRANTES
Tempo
Vazãoar
água ascencional
•Tempo de lavagem com ar e água simultaneamente: 2 a 4 minutos
4 l/s/m2 a 8 l/s/m2
•Tempo de lavagem com água em contra-corrente: 8 a 15 minutos
•Expansão do material filtrante: 20% a 30%
Lavagem com ar e água simultâneamenteLavagem com ar e água simultâneamente
LAVAGEM DE MEIOS FILTRANTESLAVAGEM COM AR E ÁGUA
LAVAGEM DE MEIOS FILTRANTESLAVAGEM COM AR E ÁGUA
SISTEMAS DE FILTRAÇÃOROTEIRO DE CÁLCULO
•Definição da concepção do sistema de Definição da concepção do sistema de filtração (simples, dupla camada ou filtração (simples, dupla camada ou tripla camada)tripla camada)
•Definição da granulometria dos Definição da granulometria dos materiais filtrantes e sua respectiva materiais filtrantes e sua respectiva espessuraespessura
SISTEMAS DE FILTRAÇÃOROTEIRO DE CÁLCULO
•Definição do controle hidráulico do Definição do controle hidráulico do sistema de filtração (Taxa de filtração sistema de filtração (Taxa de filtração constante (com variação ou não de constante (com variação ou não de nível) ou taxa de filtração declinante)nível) ou taxa de filtração declinante)
•Concepção do fundo falso e sistema Concepção do fundo falso e sistema de drenagemde drenagem
SISTEMAS DE FILTRAÇÃOROTEIRO DE CÁLCULO
•Definição das características da Definição das características da camada suportecamada suporte
•Fixa-se a taxa de filtraçãoFixa-se a taxa de filtração•Camada simples de areia (dCamada simples de areia (defef=0,5 mm): 120 =0,5 mm): 120 mm33/m/m22/dia/dia•Dupla camada areia-antracito: 240 mDupla camada areia-antracito: 240 m33/m/m22/dia /dia •Camada simples de areia (dCamada simples de areia (defef=1,2 a 2,0 mm): 360 =1,2 a 2,0 mm): 360 mm33/m/m22/dia a 480 m/dia a 480 m33/m/m22/dia /dia
SISTEMAS DE FILTRAÇÃOROTEIRO DE CÁLCULO
•Cálculo da área total de filtraçãoCálculo da área total de filtração
filtraçãoAQq
•Cálculo aproximado do número de Cálculo aproximado do número de filtrosfiltros
5,0.2,1 QN Q = vazão em mgd= vazão em mgd
1 mgd = 3.785 m1 mgd = 3.785 m33/d/d
SISTEMAS DE FILTRAÇÃOROTEIRO DE CÁLCULO
•Definição do número de filtros Definição do número de filtros •Determinação da área individual de cada Determinação da área individual de cada filtro. Recomendável (25 mfiltro. Recomendável (25 m22 a 100 m a 100 m22))
NAA total
f
•Definição das dimensões de cada filtro. Definição das dimensões de cada filtro. Recomendável que seja efetuado em função Recomendável que seja efetuado em função das dimensões dos decantadoresdas dimensões dos decantadores
SISTEMAS DE FILTRAÇÃOROTEIRO DE CÁLCULO
•Definição do método e sistema de Definição do método e sistema de lavagem lavagem
•Cálculo da velocidade mínima de Cálculo da velocidade mínima de fluidificação e velocidade ascencional fluidificação e velocidade ascencional de água de lavagem para valores pré-de água de lavagem para valores pré-determinados de expansão do meio determinados de expansão do meio filtrantefiltrante
SISTEMAS DE FILTRAÇÃOROTEIRO DE CÁLCULO
•Dimensionamento do sistema de Dimensionamento do sistema de lavagem (Tubulações, válvulas demais e lavagem (Tubulações, válvulas demais e acessórios)acessórios)•Dimensionamento das calhas de Dimensionamento das calhas de coleta de água de lavagemcoleta de água de lavagem
•Definição da carga hidráulica disponível Definição da carga hidráulica disponível e cálculo do perfil hidráulicoe cálculo do perfil hidráulico
DIMENSIONAMENTO DE UNIDADES DE FILTRAÇÃO
Vazão: 1,0 m3/s Filtros de dupla camada areia-antracito Taxa de filtração: 240 m3/m2/dia Lavagem com ar seguido de água em contra-
corrente
DIMENSIONAMENTO DE UNIDADES DE FILTRAÇÃO
Sistema de drenagem composto por blocos Leopold
Taxa de filtração constante com variação de nível
Número de decantadores: 04 Largura do decantador: 12,0 m
Cálculo da área total de filtração
DIMENSIONAMENTO DE DIMENSIONAMENTO DE UNIDADES DE FILTRAÇÃO UNIDADES DE FILTRAÇÃO
tfAQq
223
3360
//240/400.86 mdiammdiam
qQAtf
Cálculo aproximado do número de filtros
DIMENSIONAMENTO DE DIMENSIONAMENTO DE UNIDADES DE FILTRAÇÃO UNIDADES DE FILTRAÇÃO
5,0.2,1 QN
N=número de filtrosN=número de filtrosQ=vazão em mgd (1 mgd = 3.785 mQ=vazão em mgd (1 mgd = 3.785 m33/dia)/dia)
7,583,22.2,1 5,0 N
Em função do número de decantadores, serão Em função do número de decantadores, serão admitidos um total de 08 filtros, sendo 02 filtros admitidos um total de 08 filtros, sendo 02 filtros associados a cada decantador.associados a cada decantador.
LAY-OUT DE ETAs LAY-OUT DE ETAs ASSOCIAÇÃO FLOCULADORES E ASSOCIAÇÃO FLOCULADORES E
DECANTADORESDECANTADORES
Canal de água coagulada
CASA DE QUÍMICA
F1 F2 F8
Canal de água coagulada
CASA DE QUÍMICA
LAY-OUT DE ETAs LAY-OUT DE ETAs ASSOCIAÇÃO FLOCULADORES E ASSOCIAÇÃO FLOCULADORES E
DECANTADORESDECANTADORES
F1F2
F5F6
Cálculo da área de cada filtro
DIMENSIONAMENTO DE DIMENSIONAMENTO DE UNIDADES DE FILTRAÇÃO UNIDADES DE FILTRAÇÃO
22
4508
360 mmNA
A tff
Cada filtro será composto por uma única célula e Cada filtro será composto por uma única célula e canal lateral de coleta de água de lavagem, com canal lateral de coleta de água de lavagem, com largura igual a 1,0 metros a fim de que seja possível largura igual a 1,0 metros a fim de que seja possível a instalação da comporta de saída de água de a instalação da comporta de saída de água de lavagem.lavagem.
Definição das dimensões básicas de cada filtro
DIMENSIONAMENTO DE DIMENSIONAMENTO DE UNIDADES DE FILTRAÇÃO UNIDADES DE FILTRAÇÃO
Cada decantador apresenta Cada decantador apresenta uma largura individual de uma largura individual de 12,0 metros e, admitindo-se 12,0 metros e, admitindo-se que a cada um esteja que a cada um esteja associado 02 filtros, tem-se associado 02 filtros, tem-se que:que:
Definição das dimensões básicas de cada filtro
DIMENSIONAMENTO DE DIMENSIONAMENTO DE UNIDADES DE FILTRAÇÃO UNIDADES DE FILTRAÇÃO
mXm 0,60,1
mX 0,520,45. mYX
mY 0,9
mYmX
0,90,5
Características dos materiais filtrantes
DIMENSIONAMENTO DE DIMENSIONAMENTO DE UNIDADES DE FILTRAÇÃO UNIDADES DE FILTRAÇÃO
Material Altura (m)
Diâmetro efetivo (mm)
C.Unif. d60 (mm)
Massa específica (kg/m3)
Porosidade Coef. Esfericidade
Areia 0,3 0,5 1,5 0,75 2.750 0,45 0,80
Antracito 0,5 1,0 1,5 1,5 1.600 0,55 0,55
Verificação da grandeza l/def
DIMENSIONAMENTO DE DIMENSIONAMENTO DE UNIDADES DE FILTRAÇÃO UNIDADES DE FILTRAÇÃO
100.10,1
5005,0
300
efef dL
dL OK000.1
Dado que a lavagem do material filtrante será Dado que a lavagem do material filtrante será efetuado com ar e água, utilizando-se o bloco efetuado com ar e água, utilizando-se o bloco Leopold como sistema de drenagem, a camada Leopold como sistema de drenagem, a camada suporte deverá ter a seguinte composição suporte deverá ter a seguinte composição (Recomendação do fabricante)(Recomendação do fabricante)
Características da camada suporte
DIMENSIONAMENTO DE DIMENSIONAMENTO DE UNIDADES DE FILTRAÇÃO UNIDADES DE FILTRAÇÃO
Camada Granulometria Altura Camada 1 12,7 mm a 19,0 mm 5,0 cm (Topo) Camada 2 6,4 mm a 12,7 mm 5,0 cm Camada 3 3,2 mm a 6,4 mm 5,0 cm Camada 4 1,6 mm a 3,2 mm 5,0 cm Camada 5 3,2 mm a 6,4 mm 5,0 cm Camada 6 6,4 mm a 12,7 mm 5,0 cm Camada 7 12,7 mm a 19,0 mm 5,0 cm (Fundo)
Total 35 cm
Definição da expansão do material filtrante
DIMENSIONAMENTO DE DIMENSIONAMENTO DE UNIDADES DE FILTRAÇÃO UNIDADES DE FILTRAÇÃO
Será adotada uma velocidade ascencional de água de Será adotada uma velocidade ascencional de água de lavagem igual a 1,3 cm/s, que corresponde a uma taxa lavagem igual a 1,3 cm/s, que corresponde a uma taxa igual a 1.123,20 migual a 1.123,20 m33/m/m22/dia/dia, que deverá proporcionar , que deverá proporcionar uma expansão do material filtrante em torno de 20%uma expansão do material filtrante em torno de 20%
Cálculo da vazão de água de lavagem
DIMENSIONAMENTO DE DIMENSIONAMENTO DE UNIDADES DE FILTRAÇÃO UNIDADES DE FILTRAÇÃO
smmsmAvQ fAL /585,045./10.3,1. 322
Cálculo do volume de água de Cálculo do volume de água de lavagem lavagem
33 351min/60.min10./585,0. mssmtQVolume AL
Reservação de água de lavagem
DIMENSIONAMENTO DE DIMENSIONAMENTO DE UNIDADES DE FILTRAÇÃO UNIDADES DE FILTRAÇÃO
3702.2Re mVolservação
)(750Re 3 Adotadomservação
Dimensionamento da tubulação de água de lavagem
DIMENSIONAMENTO DE DIMENSIONAMENTO DE UNIDADES DE FILTRAÇÃO UNIDADES DE FILTRAÇÃO
4..
2VQAL m564,05,2.
585,0.4
)(600 Adotadomm
Cálculo da vazão de ar durante a lavagem
DIMENSIONAMENTO DE DIMENSIONAMENTO DE UNIDADES DE FILTRAÇÃO UNIDADES DE FILTRAÇÃO
Será adotado uma vazão de ar durante a lavagem de Será adotado uma vazão de ar durante a lavagem de 15 l/s/m15 l/s/m22 . Deste modo, tem-se que . Deste modo, tem-se que
slmmslQAR /67545.//15 22
Dimensionamento das calhas de coleta de água de lavagem
DIMENSIONAMENTO DE DIMENSIONAMENTO DE UNIDADES DE FILTRAÇÃO UNIDADES DE FILTRAÇÃO
Serão admitidas inicialmente 5 calhas por filtro. Serão admitidas inicialmente 5 calhas por filtro. Assim sendo, a sua vazão individual será de:Assim sendo, a sua vazão individual será de:
smsmQcalha3
3117,0
05/585,0
Dimensionamento das calhas de coleta de água de lavagem
DIMENSIONAMENTO DE DIMENSIONAMENTO DE UNIDADES DE FILTRAÇÃO UNIDADES DE FILTRAÇÃO
B
H h0
5,10..38,1 hBQ
O nível d’água máximo de água O nível d’água máximo de água na calha coletora pode ser na calha coletora pode ser calculado de acordo com a calculado de acordo com a seguinte expressão:seguinte expressão:
Dimensionamento das calhas de coleta de água de lavagem
DIMENSIONAMENTO DE DIMENSIONAMENTO DE UNIDADES DE FILTRAÇÃO UNIDADES DE FILTRAÇÃO
5,10..38,1 hBQ B (m) h0 (m)
0,2 0,564
0,4 0,655
0,5 0,306
0,6 0,271
0,8 0,224
Posicionamento das calhas de coleta de água de lavagem
DIMENSIONAMENTO DE DIMENSIONAMENTO DE UNIDADES DE FILTRAÇÃO UNIDADES DE FILTRAÇÃO
Serão adotadas calhas de Serão adotadas calhas de água de lavagem com largura água de lavagem com largura igual a 0,5 m e altura igual a igual a 0,5 m e altura igual a 0,4 m 0,4 m
DLHDL 0.5,0 4,08,04,08,0.5,0 0 H
2,18,0 0 H mH 0,10
S
L
DH0
Espaçamento das calhas de coleta de água de lavagem
DIMENSIONAMENTO DE DIMENSIONAMENTO DE UNIDADES DE FILTRAÇÃO UNIDADES DE FILTRAÇÃO
mcalhasmEsp 8,1
050,9
00 5,25,1 HSH
0,1.5,20,1.5,1 S
)!!!(8,1 OKmEsp
S
L
DH0
Dimensionamento do vertedor de saída de água filtrada
DIMENSIONAMENTO DE DIMENSIONAMENTO DE UNIDADES DE FILTRAÇÃO UNIDADES DE FILTRAÇÃO
5,10..84,1 hBQ B (m) h0 (m)
0,5 0,264
0,8 0,193
1,0 0,166
1,2 0,147
1,5 0,127
Será adotado uma câmara Será adotado uma câmara vertedora por filtro com vertedora por filtro com largura igual a 1,0 metros.largura igual a 1,0 metros.
LAY-OUT DE ETAs LAY-OUT DE ETAs ASSOCIAÇÃO FLOCULADORES E ASSOCIAÇÃO FLOCULADORES E
DECANTADORESDECANTADORES
Canal de água coagulada
CASA DE QUÍMICA
F1 F2 F8
Canal de água coagulada
CASA DE QUÍMICA
LAY-OUT DE ETAs LAY-OUT DE ETAs ASSOCIAÇÃO FLOCULADORES E ASSOCIAÇÃO FLOCULADORES E
DECANTADORESDECANTADORES
F1F2
F5F6
Canal de água coagulada
CASA DE QUÍMICA
LAY-OUT DE ETAs LAY-OUT DE ETAs ASSOCIAÇÃO FLOCULADORES E ASSOCIAÇÃO FLOCULADORES E
DECANTADORESDECANTADORES
F1F2
F5F6
DESINFECÇÃO
DESINFECÇÃO
DESINFECÇÃO
Definição: O propósito do Definição: O propósito do processo de desinfecção é processo de desinfecção é eliminar, de modo econômico, os eliminar, de modo econômico, os microrganismos patogênicos microrganismos patogênicos presentes na fase líquida. presentes na fase líquida.
ESTERILIZAÇÃO
Definição: Processo de destruição Definição: Processo de destruição de todas as formas de vida de todas as formas de vida microscópica microscópica
Agentes físicosTemperaturaRadiaçãoFiltração
Agentes químicosFenóisÁlcooisHalogêniosMetais pesadosÁcidos e bases
AGENTES DESINFETANTES
CARACTERÍSTICAS PRINCIPAIS DE UM AGENTE DESINFETANTE
Atividade antimicrobiana
SolubilidadeSolubilidade EstabilidadeEstabilidade Inocuidade para o homem e os animaisInocuidade para o homem e os animais
Ausência de combinação com material Ausência de combinação com material orgânico estranhoorgânico estranho
CARACTERÍSTICAS PRINCIPAIS DE UM AGENTE DESINFETANTE
Apresentar toxicidade para os microrganismos em temperatura ambiente
Ausência de poderes corrosivos Ausência de poderes corrosivos e tintoriaise tintoriais
DisponibilidadeDisponibilidade
PRINCIPAIS AGENTES DESINFETANTES UTILIZADOS NO TRATAMENTO DE ÁGUA
Cloro (Cloro gasoso, Hipoclorito de Sódio e Hipoclorito de cálcio)
CloraminasCloraminas Dióxido de cloroDióxido de cloro
OzônioOzônio Radiação Ultra-VioletaRadiação Ultra-Violeta
Alterações das moléculas de Alterações das moléculas de proteínas e de ácidos nucleicosproteínas e de ácidos nucleicos
Lesão da parede celular
Alteração da permeabilidade celularAlteração da permeabilidade celular
Inibição da ação enzimáticaInibição da ação enzimática
MODO DE AÇÃO DOS AGENTES DESINFETANTES
EFICÁCIA DO PROCESSO DE DESINFECÇÃO
Avaliação do processo
Monitoramento da concentração de Monitoramento da concentração de microrganismos patogênicosmicrorganismos patogênicos
Monitoramento da concentração de Monitoramento da concentração de microrganismos indicadoresmicrorganismos indicadores
Estar presente na fase líquida quando da presença de microrganismos patogênicos
Estar presente apenas quando a Estar presente apenas quando a presença de microrganismos for presença de microrganismos for um perigo iminenteum perigo iminente
CARACTERÍSTICAS DE UM MICRORGANISMO INDICADOR
Estar presente na fase líquida quando da presença de microrganismos patogênicos
Estar presente apenas quando a Estar presente apenas quando a presença de microrganismos for presença de microrganismos for um perigo iminenteum perigo iminente
CARACTERÍSTICAS DE UM MICRORGANISMO INDICADOR
CARACTERÍSTICAS DE UM MICRORGANISMO INDICADOR
Estarem em maior número do Estarem em maior número do que os microrganismos que os microrganismos patogênicospatogênicos
Serem mais resistentes a ação Serem mais resistentes a ação dos agentes desinfetantes do que dos agentes desinfetantes do que os microrganismos patogênicosos microrganismos patogênicos
CARACTERÍSTICAS DE UM MICRORGANISMO INDICADOR
Estarem em maior número do Estarem em maior número do que os microrganismos que os microrganismos patogênicospatogênicos
Serem mais resistentes a ação Serem mais resistentes a ação dos agentes desinfetantes do que dos agentes desinfetantes do que os microrganismos patogênicosos microrganismos patogênicos
CARACTERÍSTICAS DE UM MICRORGANISMO INDICADOR
Crescerem facilmente em um meio cultura relativamente simples
Estarem distribuídos Estarem distribuídos randomicamente na amostra a randomicamente na amostra a ser examinadaser examinada
CARACTERÍSTICAS DE UM MICRORGANISMO INDICADOR
Crescerem facilmente em um meio cultura relativamente simples
Estarem distribuídos Estarem distribuídos randomicamente na amostra a randomicamente na amostra a ser examinadaser examinada
CARACTERÍSTICAS DE UM MICRORGANISMO INDICADOR
Crescerem de forma Crescerem de forma independente em relação a independente em relação a outros microrganismos quando outros microrganismos quando inoculados em meio de cultura inoculados em meio de cultura artificialartificial
Grupos coliformes totais
Contagem de bactérias Contagem de bactérias heterotróficasheterotróficas
Grupos coliformes fecais ou Grupos coliformes fecais ou termotolerantes termotolerantes
MICRORGANISMOS INDICADORES EM ENGENHARIA AMBIENTAL
Grupos coliformes totais
Contagem de bactérias Contagem de bactérias heterotróficasheterotróficas
Grupos coliformes fecais ou Grupos coliformes fecais ou termotolerantes termotolerantes
MICRORGANISMOS INDICADORES EM ENGENHARIA AMBIENTAL
Grupos coliformes totais
Contagem de bactérias Contagem de bactérias heterotróficasheterotróficas
Grupos coliformes fecais ou Grupos coliformes fecais ou termotolerantes termotolerantes
MICRORGANISMOS INDICADORES EM ENGENHARIA AMBIENTAL
Parâmetro Valor Mais ProvávelÁgua para consumo humano
Coliformes termotolerantes Ausência em 100 mlÁgua na saída do tratamento
Coliformes totais Ausência em 100 mlÁgua tratada no sistema de distribuição (Reservatórios e Rede)
Coliformes termotolerantes Ausência em 100 ml
Coliformes totais
Sistemas que analisam 40 ou mais amostras pormês:Ausência em 100 ml em 95% das amostrasexaminadas no mêsSistemas que analisam menos de 40 amostraspor mês:Apenas uma amostra poderá apresentarmensalmente resultado positivo em 100 ml
PADRÃO MICROBIOLÓGICO DE POTABILIDADE DA ÁGUA PARA CONSUMO HUMANO
Aplicação Dosagem típica pH ótimo Tempo deReação
Efetividade
Oxidação deferro
0,62 mg/mg Fe 7,0 < 1,0 hora Bom
Oxidação demanganês
0,77 mg/mg Mn 7,5 a 8,59,5
1 a 3 horasMinutos
Razoável,função do
pHControle debiofilmes
1 mg/l a 2 mg/l 6,0 a 8,0 NãoDisponível
Bom
Controle degosto e odor
Variável 6,0 a 8,0 Variável Variável
Remoção de cor Variável 4,0 a 7,0 Minutos Bom
APLICAÇÕES DO CLORO E DOSAGENS TÍPICAS
Cloro gasoso (Líquido – Gás)
Hipoclorito de sódio (Solução líquida)
Hipoclorito de cálcio (Sólido)
APLICAÇÃO DO CLORO NO TRATAMENTO DE ÁGUAS DE ABASTECIMENTO
ASPECTOS QUÍMICOS DO CLORO EM MEIO AQUOSO
Hipoclorito de SódioHipoclorito de Sódio OHNaHOClOHNaOCl
2
Hipoclorito de Hipoclorito de CálcioCálcio
OHCaHOClOHOClCa 222)( 2
22
tCk n
deNN ..
0
0
Eficiência = C.t
Concentração mínima de cloro residual livre após a Concentração mínima de cloro residual livre após a desinfecção: 0,5 mg/ldesinfecção: 0,5 mg/l
Concentração mínima de cloro residual livre na rede Concentração mínima de cloro residual livre na rede de distribuição: 0,2 mg/lde distribuição: 0,2 mg/l
Concentração máxima de cloro residual livre na rede Concentração máxima de cloro residual livre na rede de distribuição: 2,0 mg/lde distribuição: 2,0 mg/l
Tempo de contato 30 minutos
CINÉTICA DO PROCESSO DE DESINFECÇÃO
tCk n
deNN ..
0
0
Eficiência = C.t
Concentração mínima de cloro residual livre após a Concentração mínima de cloro residual livre após a desinfecção: 0,5 mg/ldesinfecção: 0,5 mg/l
Concentração mínima de cloro residual livre na rede Concentração mínima de cloro residual livre na rede de distribuição: 0,2 mg/lde distribuição: 0,2 mg/l
Concentração máxima de cloro residual livre na rede Concentração máxima de cloro residual livre na rede de distribuição: 2,0 mg/lde distribuição: 2,0 mg/l
Tempo de contato 30 minutos
CINÉTICA DO PROCESSO DE DESINFECÇÃO
tCk n
deNN ..
0
0
Eficiência = C.t
Concentração mínima de cloro residual livre após a Concentração mínima de cloro residual livre após a desinfecção: 0,5 mg/ldesinfecção: 0,5 mg/l
Concentração mínima de cloro residual livre na rede Concentração mínima de cloro residual livre na rede de distribuição: 0,2 mg/lde distribuição: 0,2 mg/l
Concentração máxima de cloro residual livre na rede Concentração máxima de cloro residual livre na rede de distribuição: 2,0 mg/lde distribuição: 2,0 mg/l
Tempo de contato 30 minutos
CINÉTICA DO PROCESSO DE DESINFECÇÃO
FLUORETAÇÃODefinição:O propósito do processo de Definição:O propósito do processo de
fluoretação é garantir uma concentração fluoretação é garantir uma concentração mínima e máxima de íon fluoreto em águas de mínima e máxima de íon fluoreto em águas de abastecimento a fim de que seja possível a abastecimento a fim de que seja possível a manutenção da saúde dental da população.manutenção da saúde dental da população.
Para cada $ 1,0 gasto em processos de fluoretação, são economizados potencialmente $ 80,0 em custos odontológicos (AWWA, 1999)
BenefíciosBenefícios
CONCENTRAÇÕES DE FLUORETO RECOMENDÁVEIS EM ÁGUAS DE ABASTECIMENTO
TEMPERATURA MÉDIA ANUAL
DAS MÁXIMAS DIÁRIAS ( C)
LIMITES RECOMENDADOS DE FLUORETO (mg/l)
INFERIOR ÓTIMO SUPERIOR
10 - 12,1 0,9 1,2 1,7
12,2 - 14,6 0,8 1,1 1,5
14,7 - 17,7 0,8 1,0 1,3
17,8 - 21,4 0,7 0,9 1,2
21,5 - 26,3 0,7 0,8 1,0
26,4 - 32,5 0,6 0,7 0,8
APLICAÇÃO DE FLUORETO EM ÁGUAS DE ABASTECIMENTO
Fluoreto de Sódio (NaF)
Fluoreto de Cálcio (CaFFluoreto de Cálcio (CaF22))
Fluossilicato de sódio (NaFluossilicato de sódio (Na22SiFSiF66))
Ácido Fluossilícico (HÁcido Fluossilícico (H22SiFSiF66))
APLICAÇÃO DE FLUORETO EM ÁGUAS DE ABASTECIMENTO
Compostos
Características
Fluossilicatode Sódio(Na2SiF6)
Fluoreto deSódio (NaF)
Fluoreto deCálcio (CaF2)
ÁcidoFluossilícico
H2SiF6
Forma pó pó pó líquido
Peso Molecular (g) 188,05 42,00 78,08 144,08
% Pureza (comercial) 98,5 90-98 85-98 22-30
% Fluoreto (composto
100% puro)
60,7 45,25 48,8 79,02
Densidade (Kg/m3) 881-1153 1041-1442 1618 1,25(Kg/L)
Solubilidade a 25C
(g/100gH2O)
0,762 4,05 0,0016 infinita
pH solução saturada 3,5 7,6 6,7 1,2 (sol. 1%)
Vazão: 1,0 m3/s Dosagem mínima de cloro: 0,8 mg/l Dosagem média de cloro: 1,5 mg/l Dosagem máxima de cloro: 2,5 mg/l Tempo de contato: 30 minutos Concentração de flúor na água bruta: 0,1 mg/l Concentração de flúor na água final: 0,9 mg/l Profundidade da lâmina líquida=3,5 m
DIMENSIONAMENTO DE SISTEMAS DE DESINFECÇÃO E FLUORETAÇÃO
UNIDADES DE DESINFECÇÃO
Cálculo do volume do tanque de contato
DIMENSIONAMENTO DE SISTEMAS DE DESINFECÇÃO E FLUORETAÇÃO
QVol
h
33 800.1min/60.min30./0,1. mssmQV hol
Definição da geometria do tanque de contato
DIMENSIONAMENTO DE SISTEMAS DE DESINFECÇÃO E FLUORETAÇÃO
23
5155,3
800.1 mmm
HVA ol
S
22 515.3. mBLBAS mHmLmB
5,30,400,13
Definição da geometria do tanque de contato
DIMENSIONAMENTO DE SISTEMAS DE DESINFECÇÃO E FLUORETAÇÃO
13,0 m
40,0 m
3,25 m3,25 m
LAY-OUT DE ETAs LAY-OUT DE ETAs ASSOCIAÇÃO FLOCULADORES E ASSOCIAÇÃO FLOCULADORES E
DECANTADORESDECANTADORES
Canal de água coagulada
CASA DE QUÍMICA
F1 F2 F8
Canal de água filtrada
Cálculo do consumo diário de cloro
DIMENSIONAMENTO DE SISTEMAS DE DESINFECÇÃO E FLUORETAÇÃO
tCQMassa ..
diakgkgg
mgdiamMassamínima /12,69/000.1
/8,0./400.86 33
diakgMassamédia /6,129
diakgMassamáxima /216
Dimensionamento do sistema de reservação
DIMENSIONAMENTO DE SISTEMAS DE DESINFECÇÃO E FLUORETAÇÃO
kgdiasdiakgMassa 320.420./216
Será admitido que o sistema de reservação tenha uma autonomia de 20 dias.
Opção 1 - Cloro gasoso
DIMENSIONAMENTO DE SISTEMAS DE DESINFECÇÃO E FLUORETAÇÃO
05 Cilindros de 01 tonelada cada.
Opção 2 - Hipoclorito de sódioOpção 2 - Hipoclorito de sódio
Concentração da solução: 12,0% em peso como Cl2Massa específica da solução: 1.220 kg/m3
DIMENSIONAMENTO DE SISTEMAS DE DESINFECÇÃO E FLUORETAÇÃO
Opção 2 - Hipoclorito de sódioOpção 2 - Hipoclorito de sódio Concentração da solução: 12,0% em peso como Cl2
Massa específica da solução: 1.220 kg/m3
soluçãosolução
produtoM
kgMM 320.412,0 kgMsolução 000.36
33 5,29
/220.1000.36 m
mkgkgM
Vsolução
soluçãoolume
DIMENSIONAMENTO DE SISTEMAS DE DESINFECÇÃO E FLUORETAÇÃO
Opção 2 - Hipoclorito de sódioOpção 2 - Hipoclorito de sódio Concentração da solução: 12,0% em peso como Cl2
Massa específica da solução: 1.220 kg/m3
)(0,30 3 AdotadomVolume
Dimensionamento do sistema de fluoretação
DIMENSIONAMENTO DE SISTEMAS DE DESINFECÇÃO E FLUORETAÇÃO
tCCQMassa ABAF ..
diakgkgg
mgdiamMassamínima /12,69/000.1
/8,0./400.86 33
Cálculo da massa de ácido fluossilícico
DIMENSIONAMENTO DE SISTEMAS DE DESINFECÇÃO E FLUORETAÇÃO
Mol HMol H22SiFSiF66=144,1 g=144,1 gMassa de F por mol de HMassa de F por mol de H22SiFSiF66=114=114
diakgMassa /37,87114
1,144.12,69
Dimensionamento do sistema de reservação
DIMENSIONAMENTO DE SISTEMAS DE DESINFECÇÃO E FLUORETAÇÃO
Será admitido que o sistema de reservação tenha uma autonomia de 20 dias.
kgdiasdiakgMassa 4,747.120./37,87
Concentração da solução: 22,0% em peso como H2SiF6
Massa específica da solução: 1.260 kg/m3
Dimensionamento do sistema de reservação
DIMENSIONAMENTO DE SISTEMAS DE DESINFECÇÃO E FLUORETAÇÃO
soluçãosolução
produtoM
kgMM 4,747.122,0 kgMsolução 74,942.7
33 30,6
/260.174,942.7 mmkgkgM
Vsolução
soluçãoolume
)(0,7 3 AdotadomVolume
DESINFECÇÃO E FLUORETAÇÃO
Demanda de cloro – Reações com nitrogênio amoniacal
Avaliação da eficácia do processo de desinfecção
Cinética do processo de desinfecção Efeito da temperatura Fluoretação
ETE
Uma ETE quando não disponibilizado valores de coeficiente de retorno “c”, deve ter projeto considerando c=0,80.
Com base nos exemplos práticos já vistos e calculados, deve-se seguir as metodologias apresentadas para cálculos de gradeamento, caixa de areia, bombeamento/elevatórias, coagulação/fluculação/decantação, filtração, aeração e desinfecção.
No entando, não é habitual ETEs com filtração.
ETE
Observa-se que o lodo formado tanto em ETAs quanto ETEs devem ser destinados a uma forma de secagem para máximo de 50% de umidade e posterior desinfecção com álcalis.
A secagem pode ser feita por leitos de secagem, filtros prensa ou centrífugas, postos em ordem crescente de custos e decrescente de tamanho, nessa ordem.
ETE
-leitos de secagem: taxas em torno de 10m3/m2/dia sobre leito de pedra brita, feltro (bidim) e camada superior drenante e raspável – normalmente em tijolos maciços.
-filtros prensa: pistões ou roletes associados a material filtrante sintético.
-centrífugas: também associados a fases de decantação, tem camada filtrante em aço inoxidável que retém os sólidos permitindo passagem do líquido a uma câmara de coleta.
ETE
Os sistemas de lodos ativados funcionam com retorno do lodo do tanque biológico ou de um ponto biologicamente ativo (UASB) para a entrada desse sistema biológico, visando maior potencial de biodegradação em função da biota presente nesse lodo.
Para dimensionar esse retorno é preciso estimar o índice volumétrico de sólidos no lodo (IVL), normalmente em torno de 5% e a fração de vazão a ser retornada – mínimo 20%.
ETE – Sistema de lagoas
As lagoas de estabilização ou sistema australiano consiste na instalação de lagoa(s) anaeróbias seguidas de facultativa(s) e de maturação.
As anaeróbias tem profundidade e 3 a 5m de fazem a quebra de cadeias orgânicas longas – gorduras.
As facultativas quebram cadeias menores e permitem oxigenação pelo plâncton. Fazem parte da desinfecção com profundidade de 1 a 2,5m.
ETE – Sistema de lagoas
As lagoas de maturação são calculadas a semelhança das facultativas, porém, com profundidades entre 0,5 a 1,5m, visando maior desinfecção.
ETE – Lagoas Anaeróbias
Devem ter de 4 a 6 dias de detenção hidráulica Carga orgânica Volumétrica 0,10 a 0,50 Kg
DBO / m³ x d; Eficiência de remoção de DBO da ordem de 60%;
ETE – Lagoas Facultativas
Devem ter de 10 a 15 dias de detenção hidráulica
Carga orgânica Volumétrica <0,10Kg DBO/m³xd; Carga orgânica Superficial 200 a 300
KgDBO/haxdia. Eficiência de remoção de DBO da ordem de 80%;