2. Apresentação do problema
Fazer um pré dimensionamento das unidades de
decantação primária, para as três seguintes
situações: decantação primária precedendo: lodos
ativados, filtros biológicos e lançamento direto no
corpo d’água (tratamento primário).
Dados gerados de vazões do esgoto sanitário a ser tratado
Vazões dos esgotos
Ano
População
Média
(l/s)
Máxima
(l/s)
Mínima
(l/s)
2000
2010
2020
15.000
18.200
21.800
27,8
33,7
40,4
50,0
60,7
72,7
13,9
16,8
20,2
4. Passo 1 – Calculara as vazões de
dimensionamento:
1º etapa (ano 2000)
Qmáx =
Qméd =
2º etapa (ano 2010)
Qmáx =
Qméd =
3º etapa (ano 2020)
Qmáx =
Qméd =
l/s para m3/s = : 1000
m3/s para m3/h = x 3600
m3/h para m3/d = x 24
Qual unidade transformar?
Observar os cálculos
5. Passo 2 – Calcular a área total
necessária para os decantadores ATD
ATD = __Qmáx____
qA
Situações consideradas
DECANTADORES SECUNDÁRIOS
ETE SUZANO (SABESP)
Dp precedendo lodos
ativados
Dp precedendo filtros
biológicos
Dp lançamento direto
após o tratamento
primário
Área total para os decantadores
Qual vazão usar?
Para que ano?
2020
qA
(adotada)
(m3/m2.dia)
ATD
(m2)
90,00
?
60,00
?
40,00
?
Taxa de escoamento superficial (qA): é a
quantidade de efluente liquido que é aplicada
por unidade de área de uma unidade durante
um dia. A NBR 12209 estabelece algumas
condições.
6. Passo 3 – Flexibilidade operacional
nas diversas etapas do projeto.
Recomenda-se que seja projetada sempre duas ou
mais unidades, de forma a possibilitar manutenção
e operação mais flexível, sem prejuízo da
qualidade do tratamento, em qualquer etapa do
projeto.
Neste caso, prever-se á como primeira hipótese a
construção de quatro unidades, duas delas para
atender a 1º etapa, acrescendo-se mais uma na 2º
e na 3º etapas. Para essa hipótese serão feitas as
verificações necessárias.
7. a) Área calculada para cada
decantador ACD
ACD = _______ATD__________
Nº de unidades total (4)
Área de cada decantador
Situações consideradas
Dp precedendo lodos
ativados
Dp precedendo filtros
biológicos
Dp lançamento direto após
o tratamento primário
ATD
(m2)
ACD
(m2)
!
?
!
?
!
?
8. b) Dimensões de cada decantador
Admitindo-se decantadores circulares, pode se calcular
os diâmetros DDP
ACD = _ π . (DDP)2__
4
Ou
DDP = _4ACD_
π
1/2
Situações
Dp precedendo lodos
ativados
Dp precedendo filtros
biológicos
Dp lançamento direto
após o tratamento
primário
ACD
(m2)
DDP
(m)
17,48
4,4
DDP
CORRIGIDO
(m)
5
!
!
Observação: Corrigir os valores de DDP (arredondamento)
9. c) Calcular o perímetro PDP da circunferência e em
seguida a taxa de escoamento longitudinal qL
A taxa de escoamento
longitudinal qL ( que permite
fixar
o
comprimento
necessário para o vertedor
de saída do líquido) nos
decantadores primários é
estabelecido pela norma, e o
valor limite é qL ≤
720m3/m.dia).
A entrada de esgoto no
decantador circular é feita
pelo centro e a saída pelas
laterais.
josianeguss.blogspot.com
10. c) Calcular o perímetro P
da circunferência e em seguida a
taxa de escoamento longitudinal qL
DP
PDP = π . DDP
o perímetro de uma circunferência é o mesmo
que calcular o seu comprimento
qL = ___Qmáx / 4___
PDP
Situações consideradas
Observação: Os valores de qL
resultantes
estarão
bem
abaixo do valor que a norma
admite,
atendendo
plenamente. Valor limite é qL
≤ 720m3/m.dia
DDP (m)
adotado
PDP
(m)
qL
(m3/m.dia)
Dp precedendo lodos
ativados
5
15,7
100
Dp precedendo filtros
biológicos
!
?
?
Dp lançamento direto
após o tratamento
primário
!
?
?
11. d) Verificação da taxa de escoamento superficial (qA)
Considerando-se a construção de apenas duas
unidades na 1º etapa.
qA = ___Qmáx_(1º etapa)__ onde: ACD = _π_D2DP__
2ACD
4
qA = ___Qmáx___
Asup
Calcular ACD
novamente pois
adotamos um novo DDP
(arredondamos)
Situações consideradas
(1º etapa com duas unidades)
Dp precedendo lodos ativados
Dp precedendo filtros biológicos
Dp lançamento direto após o
tratamento primário
ACD
RESULTANTE
(m2)
19,63
qA
(m3/m2.dia)
110
12. d) Verificação da taxa de escoamento
superficial (qA)
Os valores resultantes de qA estão dentro dos
valores estabelecidos no projeto?
Situações consideradas
(1º etapa com duas unidades)
qA (adotada)
(m3/m2.dia)
Dp precedendo lodos ativados
90,00
qA (calculado
para 1º etapa)
(m3/m2.dia)
110,0
Dp precedendo filtros biológicos
60,00
76,40
Dp lançamento direto após o
tratamento primário
40,00
56,0
Observação: se forem construídas apenas duas unidades na 1º etapa, não se
atenderá aos valores de qA propostos. Pode-se, como alternativa, propor a
construção de três unidades, já na 1º etapa, e verificar quando será necessário
a construção da 4º unidade.
13. Verificações – etapas
Admitindo-se a construção de três unidades na 1º
etapa, tem-se:
qA = ___Qmáx(1º etapa)_ onde: ACD = (CALCULADO)
3ACD
Situações consideradas
(1º etapa com três unidades)
Dp precedendo lodos ativados
Dp precedendo filtros biológicos
Dp lançamento direto após o
tratamento primário
ACD
RESULTANTE
(m2)
(CALCULADO)
(CALCULADO)
(CALCULADO)
qA
(m3/m2.dia)
73,35
14. Verificações – etapas
Os valores resultantes de qA estão dentro dos
valores estabelecidos no projeto?
Situações consideradas
(1º etapa com três unidades)
qA (adotada)
(m3/m2.dia)
Dp precedendo lodos ativados
90,00
qA (calculado
para 1º etapa)
(m3/m2.dia)
73,35
Dp precedendo filtros biológicos
60,00
51,0
Dp lançamento direto após o
tratamento primário
40,00
37,4
Observação: Com a construção das três unidades na 1º etapa, atende-se
aos qA propostos no projeto. Observa-se que alguns valores calculados
então bastante próximos dos valores propostos e assim, provavelmente,
será necessária a construção da 4º unidade já na segunda etapa.
15. Verificações – etapas
Verificação da 2º etapa. Admitindo-se a três
unidades na 2º etapa
qA = ___Qmáx(2º etapa)_ onde: ACD = (CALCULADO)
3ACD
Situações consideradas
(2º etapa com três unidades)
Dp precedendo lodos ativados
Dp precedendo filtros biológicos
Dp lançamento direto após o
tratamento primário
ACD
RESULTANTE
(m2)
(CALCULADO)
(CALCULADO)
(CALCULADO)
qA
(m3/m2.dia)
89
16. Verificações – etapas
Os valores resultantes de qA estão dentro dos
valores estabelecidos no projeto?
Situações consideradas
(2º etapa com três unidades)
qA (adotada)
(m3/m2.dia)
Dp precedendo lodos ativados
90,00
qA (calculado
para 2º etapa)
(m3/m2.dia)
89,0
Dp precedendo filtros biológicos
60,00
62,0
Dp lançamento direto após o
tratamento primário
40,00
46,0
Observação: Mantendo-se as três unidades na 2º etapa, atende-se aos qA propostos no
projeto apenas no caso de precedência a lodos ativados, mas não se atendem ao qA
propostos para filtros biológicos e lançamento direto.
17. Verificações – etapas
Em relação aos diâmetros propostos, pode-se partir
para a não mecanização em todos os casos.
Diâmetro máximo do decantador: DDP ≤ 7m. Essa
limitação é feita para evitar que as unidades
atinjam grandes profundidades. De acordo com a
norma da ABNT NBR 12209 para vazões máximas
Qmax ≥ 250L/s, a remoção de lodo deve ser
mecanizada e obrigatoriamente deve-se prever
mais de 1 unidade.
Situações
D (m)
DP
Dp precedendo lodos ativados
Dp precedendo filtros biológicos
Dp lançamento direto após o tratamento primário
5
6
7
18. Passo 4 - Verificação dos tempos de
detenção hidráulicos ѲH
•
•
Construindo-se três unidades na 1º etapa. Pelo
critério de ѲHmín = 1 hora tem-se:
ѲH = __V__
Q(m3/h)
1º Etapa Q= 50l/s = 180m3/h
V / 3 unidades de decantação na 1º etapa
Observação: Para fazer essa verificação, deve-se fixar o valor do volume do
decantador. Pode-se fixar o volume, em função de ѲHmin, e fazer acertos necessários
nas dimensões do decantador.
19. Passo 5 - Cálculos do decantador
•
•
•
Calculo Hcone = ( DDP - 0,30) x 1,5
2
Cálculo D1/3 = DDP – (0,444 x Hcone)
Cálculo de V1/3 = π x (D2DP + D21/3) x Hcone
24
21. a) Calculo do Volume do cilindro
•
Cálculo do Vdec = V1/3 + Vcil
Vdec
•
Calculo de Vcil = Vdec – V1/3
Situações consideradas
Vcil
(m3)
Dp precedendo lodos ativados
Dp precedendo filtros biológicos
Dp lançamento direto após o tratamento
primário
43,80
Vcil
22. b) Cálculo da altura do cilindro
Hcil = _______Vcil________
ACD resultante
Situações consideradas
ACD
Hcil
(m)
Dp precedendo lodos ativados
19,63
2,3
Dp precedendo filtros biológicos
Vcil
28,27
Dp lançamento direto após o
tratamento primário
38,48
Fazer arredondamentos se
necessário
23. c) Cálculo da altura do decantador
Hdec = Hcil + Hcone
Situações consideradas
H
cone
Hcil
(m)
Dp precedendo lodos ativados
3,3
2,3
Dp precedendo filtros biológicos
!
!
Dp lançamento direto após o
tratamento primário
!
!
24. d) Cálculo do volume resultante para
cada decantador
Vdec(RESULTANTE) = (Hcil x ACD resultante) + V1/3
Vdec
Situações consideradas
Acdr
Hcil
(m)
V1/3
Dp precedendo lodos
ativados
19,6
2,3
16,2 61,35
!
!
Dp precedendo filtros
biológicos
Dp lançamento direto
após o tratamento
primário
Vdec
Resul
!
V = 60m3/h
Comprovar
!
!
!
25. e) Verificação dos tempos de
detenção hidráulicos resultantes
Para vazões máxima e média. Construindo-se três
unidades na 1º etapa.
Qmax= 180m3/h
Qméd = 100,10 m3/h
1ª etapa
Dividir para 3
decanatdores
V / 3 unidades de decantação na 1º etapa
ѲH = __V__
Q
Observação: Deve-se dimensionar o
decantador para Qmáx, onde ѲH ≥ 1hora.
Deve-se ainda verificar para Qméd. Onde:
ѲH ≤ 6horas (NBR12209)
Os valores resultantes atendem a Norma.
26. e) Verificação dos tempos de
detenção hidráulicos resultantes
Para vazões máxima e média. Construindo-se três
unidades na 1º etapa.
Ѳh
Ѳh
med
max
Dp precedendo lodos ativados
1,02
1,84
Dp precedendo filtros
biológicos
!
!
Dp lançamento direto após o
tratamento primário
!
!
Situações consideradas
27. Passo 6 - Cálculo dos volumes de lodo
Vlodo = _π_ x (D21/3 + 0,602) x Hcone
12
Situações consideradas
Vlodo
Dp precedendo lodos ativados
11,07
Dp precedendo filtros biológicos
Dp lançamento direto após o
tratamento primário
28. Gabarito
Situação
Considerada
DDP
(m)
Dp
precedendo
ativados
lodos
Dp precedendo
biológicos
filtros
Dp lançamento direto
após
o
tratamento
primário
ACD
(m2)
Hcil
(m)
Hcone
(m)
Hdec
(m)
Vdec
(m3)
Vlodo
(m3)
5,0
19,64
2,5
3,3
5,6
62,56
11,4
6,0
28,27
1,35
4,05
5,5
64,83
19.08
7,0
38,48
1,0
4,8
5,3
64,93
30,26
Onde:
DDP = diâmetro do decantador
ACD = Área superficial de cada decantador
Hcil = altura do decantador na sua parte cilíndrica
Hcone = Altura do decantador na sua parte cônica
Hdec = altura total do decantador
Vdec = volume do decantador
Vlodo= volume disponível para o lodo
30. Referência
Esgoto sanitário: coleta, transporte, tratamento e
reuso agrícola. Coord. Ariovaldo Nuvolari, São
Paulo, Blucher, 2012.
NBR 12209 - Projeto de estações de tratamento de
esgoto sanitário