Processos unitarios AR

TRATAMENTO DE GUAS RESIDURIAS

TRATAMENTO PRELIMINARRemoo de Slidos Grosseiros Processo de remoo de materiais slidos (todos os tipos) presentes e/ou lanados inadequadamente na gua residuria. Finalidades Proteo dos dispositivos de transporte Proteo dos dispositivos de tratamento Proteo dos corpos receptores Aumento da eficincia do sistema de tratamento Caractersticas do sistema Dispositivo de reteno Dispositivo de remoo Processos Unitrios Gradeamento PeneiramentoProf. Carlos Ernando da Silva - Tratamento de Resduos e Impactos Ambientais - UFSM/CT/HDS

Equalizao

Medida de vazo

Decantao primria Processo Biolgico

Decantao secundria

Reagente

Tanque de contato

Afluente Peneiramento

Efluente Desarenao Mistura

Gradeamento

Operao Unitria Filtrao Flotao Espessamento Tratamento de lodo Retrolavagem Processo unitrio

Localizao de Operaes Unitrias no Fluxograma de uma Planta de Tratamento de guas ResiduriasProf. Carlos Ernando da Silva - Tratamento de Resduos e Impactos Ambientais - UFSM/CT/HDS

TRATAMENTO PRELIMINARGradeamento Barras de ao paralelas, posicionadas perpendiculares ou inclinadas ao fluxo dos efluentes, retendo o material grosseiro transportado pelas guas residurias.

TRATAMENTO PRELIMINARGradeamento Dimensionamento Velocidade do efluente: 0,40- 0,75 m/s (0,60 m/s) Caracterstica do efluente: espessura e espaamento das barrasCaractersticas das Barras Espaamento Seo da barra Tipo Grades (cm) (pol.) Grosseiras 4,0 10,0 x2 x 2 x 1 x2 5/16 x 2 x 1 x2 5/16 x 1 x 1

Mdias

2,0 4,0

FinasProf. Carlos Ernando da Silva - Tratamento de Resduos e Impactos Ambientais - UFSM/CT/HDS

1,0 2,0

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GRADEAMENTO

GRADEAMENTO

Roteiro de Dimensionamento Clculo das alturas (H) das lminas para vazes (max, 1 med e min) no medidor ParshallQ H = n K

Roteiro de Dimensionamento Largura do canal (b)

b= b=

At hmax At Hmax

Rebaixo (Z) do medidor ParshallZ=

sem caixa de areia

rea til (Au)

Q A u = max V

Qmax .Hmin Qmin .Hmax Qmax Qmin

Verificao das velocidades Perda de carga (hf)

hf = 1,43.

V2 v2 2.g

rea total (At), considerando o escoamento montante da grade E: eficincia da gradea: abertura entre as barras t: espessura das barras

Au E a E= a+t At =

V= 2.V0 (considerando 50 % obstruo na grade) v = V0.E (velocidade montante da grade) V0: velocidade na grade vazo mximah + hf + D + 0,10 x = max sen 45o

Comprimento da grade (x)D hmax0,10 m

hf hmax Z Hmax

x

hf

Z

Hmax



GRADEAMENTO

GRADEAMENTOCalha Parshall - Vazes (L/s)

Roteiro de Dimensionamento Quantidade de barras (n)

n=

b t+a

Espaamento entre as barras externas e a lateral (e) e = b [n.t + (n 1).a] Exemplo de Dimensionamento Dimensionar uma grade para uma ETE, conhecendo-se as seguintes vazes: Vazo mxima: 29,5 L/s Vazo mdia: 18,4 L/s Vazo mnima: 11,4 L/sCalha Parshall Valores de n e k

W3 6 9

n1,547 1,580 1,530

k0,176 0,381 0,535



TRATAMENTO PRELIMINARPeneiramento Equipamento com aberturas, geralmente uniforme, que utilizado para reter slidos grosseiros presentes nas guas residurias. (remoo de slidos grosseiros > 0,25 mm)

PENEIRAMENTO

Peneiras rotativas

Peneiras estticas ou hidrodinmicas

http://www.ecosan.com.br

http://www.benger.com.br/index.html Prof. Carlos Ernando da Silva - Tratamento de Resduos e Impactos Ambientais - UFSM/CT/HDS


PENEIRAMENTODimensionamento Taxa de aplicao (I)Qmax A m3 / h m2

PENEIRAMENTOExemplo de dimensionamento Exemplo 1: Dimensionar uma peneira esttica ou hidrodinmica para um sistema de tratamento de guas residurias de uma indstria cuja vazo mxima de 5,55 L/s. Adotar abertura da tela 0,75 mm.

I=

Utilizar vazo mxima de projeto (Qmax) Informaes catlogos de fabricantesPeneiras Taxa de aplicaoAbertura (mm) 0,25 0,50 0,75 1,00 1,50 Taxa de Aplicao (I) (m3/m2.h) Esttica ou Hidrodinmica 15 20 25 30 35 Rotativa 25 45 65 80 100

Exemplo 2: Dimensionar uma peneira rotativa para um sistema de tratamento de guas residurias de uma indstria cuja vazo mxima de 25 L/s. Adotar abertura 0,50 mm.

ETA Engenharia de Tratamentos de guas Ltda Esttica: comprimento (L) disponvel 2 m Rotativa: dimetro (d) disponvel 0,60 m Prof. Carlos Ernando da Silva - Tratamento de Resduos e Impactos Ambientais - UFSM/CT/HDS Prof. Carlos Ernando da Silva - Tratamento de Resduos e Impactos Ambientais - UFSM/CT/HDS

TRATAMENTO PRELIMINARDesarenao Operao de separao de partculas granulares (areia, silte, cascalho, sementes, gros, etc.) que possuem densidade especifica ou velocidade de sedimentao maiores que a matria orgnica particulada presente nas guas residurias (geralmente materiais inertes e secos). Densidade: 2650 kg/m3 Velocidade nos canais: 0,15-0,40 m/s (0,30 m/s) Finalidades Proteo dos dispositivos de transporte Proteo dos dispositivos de tratamento Aumento da eficincia do sistema de tratamento

DESARENAOCaixa de areia mecanizada Caixa de areia



DESARENAORoteiro de Dimensionamento Clculo das alturas (H) das lminas para vazes (max, med e min) no medidor Parshall Rebaixo (Z) do medidor Parshall Altura mxima da lmina de gua na caixa (hmax)Z=

DESARENAO

1

Q H = n K

Exemplo de Dimensionamento Dimensionar um desarenador de cmaras duplas para uma ETE, conhecendo-se as seguintes vazes:

Qmax .Hmin Qmin .Hmax Qmax Qmin

hmax = Hmax Z

Vazo mxima: 29,5 L/s Vazo mdia: 18,4 L/s Vazo mnima: 11,4 L/s

Largura (b) e verifica-se a velocidade

b=

Qmax hmax .V

V: velocidade do efluente no canal (0,30 m/s)

Comprimento (L)

L = 22,5.hmaxI= Qmax A A = L.BProf. Carlos Ernando da Silva - Tratamento de Resduos e Impactos Ambientais - UFSM/CT/HDS

A taxa de escoamento superficial (I) dever situa-se entre 600-1200 m3/m2.d


MEDIDAS DE VAZOMedidores de vazo Seleo Uso correto ManutenoMetering device For open channels Head/area

MEDIDAS DE VAZORaw wastewater Primary effluent Secondary effluent Primary sludge Return sludge Thickned sludge Mixed liquor Process water

Eficincia do sistema de tratamento

Flume Weir Other Magnetic (insert type)

Importncia Controle de processo Monitoramento de processo Controle de lanamento de efluente Sistema de medio Sensor ou detector: exposto ou afetado pelo fluxo Conversor: traduzir o sinal ou leitura do sensor

Velocity-head For closed conduits Head/pressure Flow tube Orifice Pitot tube Rotameter Venturi Moving fluid effects Magnetic (tube type) Magnetic (insert type) Target Ultrasonic (doppler) Ultrasonic (transmission) Vortex shedding Positive displacement Propeller Turbine Prof. Carlos Ernando da Silva - Tratamento de Resduos e Impactos Ambientais - UFSM/CT/HDS


MEDIDAS DE VAZOCritrios de seleo do medidor de vazo Calha Parshall Aplicao: canal aberto ou fechado Tamanho: faixa de vazo Composio da gua residuria Preciso e reprodutibilidade controle processo Requisitos de instalao Condies ambientais: temperatura, interferncias, umidade, etc. Manuteno requerida Manuteno do medidor de vazo Limpeza Calibrao ReparosDesempenho desejado

MEDIDAS DE VAZO



MEDIDAS DE VAZO

MEDIDAS DE VAZO

Deslocamento Positivo

Tipo Turbina

PRINCPIO DE FUNCIONAMENTO O medidor de vazo VDP utiliza duas engrenagens que so acionadas pelo fluido cuja vazo est sendo medida. Ims insertados nas engrenagens sensibilizam um sensor externo, sem contato com o fluido, gerando pulsos de sada. Cada pulso representa um volume bem conhecido. A unidade eletrnica converte os pulsos em uma unidade de engenharia conhecida podendo ser mostrado a distncia do display do indicador ou ser transmitido em sinal analgico de 420mA ou ainda interligado a um equipamento por comunicao serial RS485.Prof. Carlos Ernando da Silva - Tratamento de Resduos e Impactos Ambientais - UFSM/CT/HDS

PRINCPIO DE FUNCIONAMENTO O medidor de vazo tipo turbina consiste basicamente de um rotor, montado entre buchas, que gira com uma velocidade proporcional velocidade do produto dentro do corpo do medidor. Um sensor eletromagntico detecta a velocidade de giro do rotor gerando um trem de pulsos, que sero condicionados pelo circuito eletrnico, podendo ser lido em vazo instantnea ou totalizao nas unidades de engenharia ou fornecendo sinal de sada em 4 a 20 mA.


MEDIDAS DE VAZOPlaca de orifcio

EQUALIZAOA vazo de uma gua residuria em uma unidade industrial pode variar amplamente dependendo do tipo e variedades de processos e em funo das etapas especificas dos processos. Finalidade Regular a vazo Homogeneizar a concentrao Tipos de arranjos de equalizao Na linha do processo: todo o fluxo passa pelo tanque de equalizao Fora da linha do processo: apenas uma frao do fluxo acima de uma vazo pr-determinada direcionada para o tanque de equalizaoProf. Carlos Ernando da Silva - Tratamento de Resduos e Impactos Ambientais - UFSM/CT/HDS

PRINCPIO DE FUNCIONAMENTO A placa (indicada em vermelho) provoca uma reduo da seo do fluxo e montada entre dois anis que contm furos para tomada de presso em cada lado. O conjunto fixado entre flanges, o que torna fcil sua instalao e manuteno. A medio da diferena de presso p1-p2 pode ser feita por algo simples como um manmetro U e uma tabela ou uma frmula pode ser usada para calcular a vazo. Ou pode ser coisa mais sofisticada como transdutores eltricos e o sinal processado por circuitos analgicos ou digitais para indicao dos valores de vazoProf. Carlos Ernando da Silva - Tratamento de Resduos e Impactos Ambientais - UFSM/CT/HDS

EQUALIZAOMedidor de vazo Tanque EqualizaoVazo Vazo

EQUALIZAOBenefcios da equalizao Tratamento biolgico: eliminao choque de cargas, diluio de substncias inibidoras, estabilizao do pH. Carga constante de slidos no decantador secundrio leva uma melhor qualidade do efluente Reduo rea de filtrao do efluente, aumento da eficincia da filtrao, uniformidade na retrolavagem dos filtros Plantas qumicas, amortecimento das cargas aumenta o controle de alimentao dos reagentes e confiana do processo Opo atrativa para aumento da performance de plantas de tratamento sobrecarregadas.

Tempo

Tratamento secundrio

Afluente Efluente final Gradeamento Peneiramento Desarenao Estao de bombeamento Tratamento primrio

Equalizao in-lineTransbordoVazo

Afluente Efluente final Medidor de vazo Tratamento primrio

Tanque Equalizao

Estao de bombeamento

Vazo

Tempo

Tratamento secundrio

Equalizao off-lineProf. Carlos Ernando da Silva - Tratamento de Resduos e Impactos Ambientais - UFSM/CT/HDS


EQUALIZAOAnlise sobre a equalizao Localizao da unidade de equalizao: localizao tima varia com o tipo de tratamento e as caractersticas do efluente. Equalizao in line ou off line: Caractersticas do processo produtivo e do efluente, variabilidade da concentrao e vazo. in line considervel equalizao da carga poluente. Volume do tanque: determinao do volume pode ser realizado por mtodo da conservao de massa ou mtodo grfico

EQUALIZAOVolume de Equalizao Mtodo Conservao de Massa Atividades industriais descontnuas Tratamento de guas residurias contnuo.Vt: volume total do tanque

Vt = Veq + Vmin Veq = (Qe Qs ).t

Veq: volume de equalizao Vmin: volume mnimo Qe: vazo de entrada Qs: vazo de sada t: nmero dirio de horas de funcionamento da indstria

Exemplo de dimensionamento Dimensionar um tanque de equalizao para uma indstria txtil de pequeno porte, com atividade descontnua, cujo perodo de funcionamento de 16 horas por dia, a vazo mdia e de 25 m3/h e o tratamento fsico qumico precede sistema de lodos ativados, cujo funcionamento contnuo. de Resduos e Impactos Ambientais - UFSM/CT/HDS Prof. Carlos Ernando da Silva - Tratamento


EQUALIZAOVolume de equalizao Mtodo grfico Plotar o diagrama do volume acumulado em funo do tempo (horrio);Volume de entrada acumulado (m

EQUALIZAOVolume de equalizao Mtodo grfico

Traar a linha vazo mdia (origem ponto final do diagrama); Traar uma paralela linha de vazo mdia, tangente curva do volume acumulado; (ou duas paralelas conforme o tipo de diagrama obtido); O volume de equalizao requerido a distncia vertical do ponto de tangencia linha de vazo mdia ou a distncia entre as duas paralelas.Prof. Carlos Ernando da Silva - Tratamento de Resduos e Impactos Ambientais - UFSM/CT/HDS

Vazo mdia

Volume de entrada acumulado (m 3)

3

)

Vazo mdia

Tem po (horas)

Tempo (horas)


EQUALIZAOExemplo de DimensionamentoT Vazo mdia Volume (oC) m3/h m3 Dimensionar um tanque de 1 12,0 45,0 31,0 31,0 equalizao para uma indstria, 2 12,0 56,0 34,0 65,0 com atividade contnua, 3 10,0 36,0 36,0 101,0 4 9,0 47,0 30,0 131,0 considerando os dados na tabela 5 9,0 46,0 32,0 163,0 a seguir: 6 8,0 31,0 35,0 198,0 7 5,0 35,0 52,0 250,0 8 5,0 35,0 59,0 309,0 9 5,0 31,0 67,0 376,0 10 9,0 40,0 78,0 454,0 11 5,0 34,0 90,0 544,0 12 11,0 41,0 98,0 642,0 13 11,0 44,0 92,0 734,0 14 14,0 34,0 97,0 831,0 15 10,0 52,0 92,0 923,0 16 10,0 45,0 89,0 1012,0 17 7,0 31,0 85,0 1097,0 18 5,0 29,0 87,0 1184,0 19 5,0 27,0 60,0 1244,0 20 12,0 37,0 52,0 1296,0 21 9,0 44,0 40,0 1336,0 22 9,0 44,0 32,0 1368,0 23 6,0 28,0 30,0 1398,0 24 5,0 28,0 25,0 1423,0 Prof. Carlos Ernando da Silva - Tratamento de Resduos e Impactos Ambientais - UFSM/CT/HDS Horrio pH

EQUALIZAOExemplo de Dimensionamento

1600,0

Volume acumulado (m )

1200,0

3

800,0

400,0

0,0 0 3 6 9 12 15 tempo (horas) 18 21 24

Volume de equalizao = 300 m3Prof. Carlos Ernando da Silva - Tratamento de Resduos e Impactos Ambientais - UFSM/CT/HDS

EQUALIZAOExemplo de Dimensionamento Dimensionar um tanque de equalizao para uma indstria, com atividade contnua, considerando os dados na tabela a seguir:

MISTURAA mistura uma importante operao unitria em vrias etapas do tratamento de guas residurias. O vigor da operao pode ser caracterizada qualitativamente por: Homogeneizao envolve uma movimentao branda que visa uniformizar lquidos miscveis para se conseguir algum grau de uniformidade. Mistura uma operao mais vigorosa, visando a uniformizao de substncias que podem ou no ser miscveis. Agitao envolve a movimentao intensa do sistema para se atingir diversas finalidades: uniformizao, mistura, suspenso de um slido num lquido, disperso de um gs num lquido ou promoo da turbulncia necessria para acelerar os processos de transferncia de massa Impactos Ambientais - UFSM/CT/HDS Prof. Carlos Ernando da Silva - Tratamento de Resduos e ou calor.

Horrio 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

Vazo mdia (L/s) 274,51 220,7 164,1 130,2 104,7 99,1 118,9 203,8 353,8 410,4 424,5 430,2 424,5 404,7 384,9 350,9 325,5 325,5 328,3 365,1 399,0 399,0 379,2 345,3

Concentrao mdia DBO -(mg/L) 150 115 75 50 45 60 90 130 175 200 215 220 220 210 200 190 180 170 175 210 280 305 245 180


MISTURAFinalidades Misturar completamente uma substncia em outra; Misturas suspenso lquida; Homogeneizao de lquidos miscveis; Floculao de slidos; Transferncia de calor

MISTURAClassificao da mistura em tratamento Mistura rpida-contnua principal objetivo misturar completamente uma substncia em outra, variando de uma frao de segundo at 30 segundos. Salto hidrulico em canais abertos Bocal tipo venturi turbulncia no regime

Classificao da mistura em tratamento Mistura rpida-contnua Mistura contnua

Tubulao Bombeamento Misturadores estticos: dissipao de energia

de escoamentoturbulncia induzida por


Misturadores mecnicos: turbulncia induzida por entrada de energia por meio da rotao de impelidoresProf. Carlos Ernando da Silva - Tratamento de Resduos e Impactos Ambientais - UFSM/CT/HDS

MISTURAClassificao da mistura em tratamento Mistura contnua principal objetivo para manter o contedo do reator ou do tanque em completo estado de mistura. Misturadores mecnicos Misturadores pneumticos (injeo de gases) Misturadores estticos ou de linha Bombeamento Dissipao de energia na misturaEnergia/ unidade volume Entrada energia Maior turbulncia

MISTURATipos de misturadores

Misturador esttico

Eficincia da misturaImpelidores TubulaoProf. Carlos Ernando da Silva - Tratamento de Resduos e Impactos Ambientais - UFSM/CT/HDS

Sistema


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