ENS 3102 Quimiodinmica Ambiental (2011-1) - Exerccio 1 Prazo de entrega: 3 semanas

1) Uma representao mais completa da reao de decomposio de matria orgnica est expressa abaixo:

C106H267O110N16P1 + 107 O2 + 14 H+ 106 CO2 + 16NH4+ + HPO42- + 108H2O (2)

Esta reao mostra que a matria orgnica contm nutrientes como nitrognio (N) e fsforo (P). Com base na equao (2), dado que 10gC m 3 de matria orgnica so decompostos, calcule: (a) A razo estequiomtrica para a quantidade de oxignio consumida por carbono

decomposto, roc (gO gC-1) (b) A quantidade de oxignio consumida (gO m-3) (c) A quantidade de amnio liberada (expressa em mgN m-3)

2) Os seguintes dados de cor foram coletados nos rios 1 e 2:

Qual a concentrao no ponto C se houve mistura completa entre os dois rios?

3) Dado a seguinte configurao e uma sustncia conservativa.

a) Qual a carga da substncia em Kg/dia passando a jusante de A? b) Qual a concentrao em mg/l no ponto A?

A

BC

rio 1

rio 2

850 m3/s

2800 m3/s = 3 mg/l

= 50 mg/l

B

C A

1500 m3/hr3 mg/l

750 m3/hr10 mg/l

750 m3/hr

c) Ponto B? d) Ponto C?

4) Para estudar a fotodegradao do bromo no estado aquoso, dissolvido uma pequena quantidade de bromo lquido em gua, colocado em um balo volumtrico limpo, e exposto luz solar. Os seguintes dados foram obtidos:

t (min) 10 20 30 40 50 60

c (ppm) 3,5 2,58 1,85 1,33 0,89 0,64 Determine a ordem da reao (zero, primeira ou segunda) e estime a constante (k) da cintica da reao.

5) Considere o tratamento de gua em um CMFR e um PFR em srie.. Existem duas maneiras que a sequncia pode ser organizada:

esquema A esquema B

Assuma que a reao (contaminante --- >Produtos) de segunda ordem e irreversvel. (Co=100mg/L)

a) Para os seguintes dados calcule a eficincia de remoo para cada um dos esquemas Q= 600 m3/dia V=100 m3 para todos os reatores k=6.0/dia

b) Determine os volumes de cada reator necessrio para atingir 40% de remoo nos reatores A e C e 70% nos reatores B e D (Q=600 m3/dia k=1.0L/(mg.dia).

6) Duas estaes de tratamento de esgoto (ETE) despejam os seus efluentes em um rio com dois afluentes como mostrado abaixo. Uma estao de tratamento de gua (ETA) municipal capta tambm gua de um dos afluentes do rio. A concentrao de sulfatos que chega a ETE 1 de 2000 mg/l. A legislao ambiental diz que a concentrao de sulfato na rea de banho no deve ser superior a 100 mg/l. Usando os dados de concentrao e de vazo abaixo , determine o grau de tratamento necessrio para a ETE 1. Considere que o sulfato uma

AB C D

substncia conservativa quando presente no rio. Todas as vazes e concentraes so constantes com o tempo.

Vazo (m3/dia) Concentrao (mg/l) Q1= 5500 C1= 100 Q2= 2500 C2 = 40 Q3= 200 Q4= 200 Q5= 200 C5 = 250

Q1,C1ETE 1

Q4

Q2,C2Q3 ETA

Q5,C5ETE 2

praia