TRATAMENTO DE ÁGUAS

RESIDUÁRIAS

Aula 8 – Dimensionamento de Lodos ativados

PROCESSO DE LODOS ATIVADOS

Tanque de

Aeração

Decantador

Secundário Esgoto tratado

Lodo em excesso

Volume de controle

Q,S0,X0 (Q - QD),Se,Xe

QD,Xr

V,X

Qr,Xr

DIMENSIONAMENTO DOS SISTEMAS DE LODOS

ATIVADOS

Dimensionamento - Processo de Lodos Ativados Convencional

1) Dados de população, vazão e carga de DBO:

População

Atendida (hab.)

Vazão média de

esgotos

Carga de DBO

(kg/dia)

m3/d L/s

1ª ETAPA 224.933 53.482 619 14.752

2ª ETAPA 233.877 57.000 660 17.017

Grade Caixa de areia Decantador

Primário

Tanque de

Aeração

Decantador

Secundário

Adensamento

Digestão

Secagem Lodo “Seco”

Rio

Água retirada

do lodo

Processo de lodo ativado convencional

1º Passo – Volume necessário de

tanques de aeração

1º Passo – Carga de DBO (L):

Considerando-se a instalação de decantadores primários com eficiência

estimada em 30% na remoção de DBO, a carga afluente aos tanques de

aeração será (2ª etapa):

Carga DBO = 0,7 x Q(2ºetapa) = 11.912 kg/d

Grade Caixa de areia Decantador

Primário

Tanque de

Aeração

Decantador

Secundário

Rio

a) Considerando-se:

fator de carga f = 0,22 kgDBO/kgSS.dia;

relação (A/M) = 0,28 kgDBO / kgSSV.d; e

concentração (S) = 3,2 kg SS / m3

no tanque de aeração, correspondente à

concentração de SSV de 2,56 kg/m3.

Tem-se o seguinte volume necessário de tanques de aeração:

VTA = carga de DBO(L) / (S x f ) = 16.920 m3

b) Será considerado o emprego de quatro tanques de aeração, objetivando-

se a modulação da implantação do sistema. Cada tanque possuirá

quantos m3.?

2º Passo – Volume do tanque de

aeração

Tanque de

Aeração

Decantador

Secundário

Rio Tanque de

Aeração

Tanque de

Aeração

Tanque de

Aeração

3º Passo – Sistema de aeração

Necessidade de oxigênio

Considerando-se a necessidade de oxigênio igual a 2,0 kgO2 / kgDBOapl., a

necessidade de oxigênio será:

NECO2 = (NecO2 x L)

993 kgO2/hora

Passar para horas

Emprego de aeradores superficiais de baixa rotação:

Será considerada a capacidade de transferência de oxigênio de 0,9

kgO2/Cv.hora, nas condições de campo.

3º Passo – Sistema de aeração

Potência necessária:

PNEC total = PNEC / Campo = 1.103 CV

Sabendo que teremos 4 tanque, qual a potência

necessária para cada um deles?

Densidade de potência resultante:

dp = Ptanque / VTotal = 50 w / m3

1cv = 753,5W

Será considerado o emprego de 06 (seis) aeradores de 50

CV por tanque de aeração, dispostos em série.

4º Passo – Dimensões do tanque de

aeração

Dimensões dos tanques:

Comprimento (C): 81,0 m

Largura (L): 13,5 m

Profundidade útil (Hu): 4,0 m

Profundidade total (Ht): 5,0 m

• Volume útil resultante:

Vu = Hu x L x C = 4.374 m3

• Para 4 tanques o volume total será?

4º Passo – Dimensões do tanque de

aeração

Fator de carga resultante:

f = L (DBO) / (Vtotal x S ) =

0,21 kgDBO/kgSSxdia

Tempo de detenção hidráulico resultante:

td = Vtotal / (Q (2º etapa) = 7,4 horas

Passar para horas

5º Passo – Vazão de retorno de lodo

A vazão de retorno de lodo será estimada considerando-se que o lodo estará sedimentado no fundo do decantador secundário a uma concentração de 8,0 kg/m3 (dado típico). Para:

• Sólidos totais em suspensão X = 3,2 kg/m3;

• Concentração de lodo no fundo do decantador Xr = 8,0 kg/m3

• Razão de recirculação r = 0,67

• Qr = Vazão de retorno

Qr = r x Qmédia(2º etapa) 440 L/s

6º Passo – Produção de excesso de

lodo

Produção de excesso de lodo X = 0,65 kg SS / Kg DBO (media)

X = Xmedia x L DBO 7.743 kg SS / dia

Para lodo com 8,0 kgSS/m3 e massa específica 1010 kg/m3, a vazão de excesso de lodo será:

Qlodo = X / Xr . ρ 958 m3/d

Idade do lodo resultante:

c = V.X / X 7,2 dias

Passo 7º - Decantador secundário

• Área superficial de decantadores secundários

Adotando-se a taxa de aplicação de sólidos GA =

4,0 kg SS / m2 . h, tem-se a seguinte área

superficial necessária de decantadores secundários:

( Q + Qr ) . X

As =

GA 3.173 m2

Qual seria a área para 4 decantadores?

Tanque de

Aeração

Decantador

Secundário

Rio Tanque de

Aeração

Tanque de

Aeração

Tanque de

Aeração

Decantador

Secundário

Decantador

Secundário

Decantador

Secundário

Passo 7º - Decantador secundário

Correção da área: Utilizando-se quatro decantadores secundários com 32 m de diâmetro, tem-se a área superficial de 804,25 m2 por decantador e área total de 3.217 m2 (ATOTAL R).

• A taxa de aplicação de sólidos resultantes será:

(Q + Qr) . X

GA = = 3,95 kg SS / m2 x hora

Atotal r

• A taxa de escoamento superficial resultante será:

Q

qA = = 17,7 m3/m2.d

As

Passo 7º - Decantador secundário

• Volume útil dos decantadores secundários:

Para a profundidade útil Hu = 3,5 m, tem-se:

Vu = Hu x As = 2.815 m3

• Qual volume total para 4 decantadores? (Vtotal)

• Tempo de detenção hidráulico resultante:

td = Vtotal / Q = 4,7 horas

Passar para horas

• Taxa de escoamento nos vertedores de saída:

qL = Q / (Nº decantadores x x ɸ) = 142 m3/m2/d

Material Consultado

Tratamento De Esgoto Sanitário Roque Passos Piveli,

São Paulo, 2007 – USP