Tratamentos primários de efluentes líquidos

EQUALIZAÇÃO“Equalization tank – EQ”

OBJETIVOS DA EQUALIZAÇÃO

• Resolver questões relacionadas com variabilidade das características físico-químicas da maioria dos efluentes líquidos;

• Minimizar as variações de caudais de efluentes específicos, de tal modo que o caudal final se torne constante ou quase constante para o tratamento posterior;

• Neutralizar diferentes efluentes – p.ex.; pH;

• Minimizar/Uniformizar as concentrações de CBO, (carência bioquímica de oxigênio) – termo europeu – BR – é DBO

BENEFÍCIOS DA EQUALIZAÇÃO:

1.O tratamento biológico é facilitado porque são evitados, ou minimizados, os choques de carga orgânica, substâncias inibidoras podem ser diluídas e o pH pode ser estabilizado;

1.A quantidade de efluente e a eficiência do segundo decantador são melhoradas pela carga constante de sólidos;

2.No tratamento químico, há melhor controle de alimentação de produtos químicos;

Gradeamento

Caixa de areaia

Homgenizador

Tratamento

Primário

TRATAMENTO

Secundário

EQUALIZAÇÃO

Gradeamento

Caixa de areaia

Homgenizador

Tratamento

Primário

TRATAMENTO

Secundário

EQUALIZAÇÃO

Efluente final

Efluente final

Efluente BrutoEfluente Bruto

EQ

UA

LIZ

AÇ

ÃO

EM

SÉ

RIE

EQ

UA

LIZ

AÇ

ÃO

EM

PA

RA

LE

LO

M – Midnight – meia-noite / N – Noon – meio-diaDiagramas esquemáticos para a determinação do volume de equalização necessário para os dois padrões típicos de vazão.

Interpretação dos diagramas:Na curva padrão A, no ponto de tangência mais baixo a bacia de equalização está vazia. Acima deste ponto a bacia começa a encher até estar completamente cheia à meia-noite.

Na curva padrão B a bacia estará completamente cheia no ponto de tangência mais alto - volume maior em 10 a 20% do valor teórico, porque:

A operação contínua de equipamentos de aeração e mistura não permitem o completo esvaziamento da bacia, apesar de estruturas especiais poderem ser construídas.O volume deve ser tal que possa acomodar os volumes de recirculação esperados no sistema.Poderá haver variações de vazão imprevistas.

Dados fornecidos Dados calculados Período Hora Vazão média

(ft3/s) Vazão média

(m3/s) Conc. Média

DBO (mg/L)

Fluxo acumulado no final do

período (m3)

Carga de DBO (kg/h)

0 a 1 1 9,7 0,275 150 988,8 148,32 1 a 2 2 7,8 0,221 115 1784,0 91,44 2 a 3 3 5,8 0,164 75 2375,2 44,34 3 a 4 4 4,6 0,130 50 2844,1 23,45 4 a 5 5 3,7 0,105 45 3221,3 16,97 5 a 6 6 3,5 0,099 60 3578,1 21,41 6 a 7 7 4,2 0,119 90 4006,3 38,53 7 a 8 8 7,2 0,204 130 4740,2 95,42 8 a 9 9 12,5 0,354 175 6014,5 223,00

9 a 10 10 14,5 0,411 200 7492,6 295,63 10 a 11 11 15,0 0,425 215 9021,7 328,76 11 a 12 12 15,2 0,430 220 10571,2 340,89 12 a 1 1 15,0 0,425 220 12100,4 336,40 1 a 2 2 14,3 0,405 210 13558,1 306,13 2 a 3 3 13,6 0,385 200 14944,5 277,28 3 a 4 4 12,4 0,351 190 16208,6 240,17 4 a 5 5 11,5 0,326 180 17380,9 211,02 5 a 6 6 11,5 0,326 170 18553,2 199,29 6 a 7 7 11,6 0,328 175 19735,7 206,94 7 a 8 8 12,9 0,365 210 21050,7 276,16 8 a 9 9 14,1 0,399 280 22488,1 402,46

9 a 10 10 14,1 0,399 305 23925,5 438,40 10 a 11 11 13,4 0,379 245 25291,5 334,67 11 a 0 12 12,2 0,345 180 26535,1 223,86 Média Média 10,8 0,307 170 213,37

Determine o volume necessário ao tanque de equalização:

SOLUÇÃO DE TRÊS PASSOS:

O primeiro passo é fazer a curva de vazão acumulada expressa em m3. Isto se faz convertendo a vazão de ft3/s em m3/s e depois, verificar a vazão em m3/h, da seguinte maneira:

1 m3 = 35,31467 ft3; 1 1h = 3600 s

Calculando-se desta forma para todos os pontos e somando a vazão horária calculada à vazão acumulada subsequente obtém-se a curva de vazão acumulada

hmh

sx

s

mmx

s

ft/8,988

1

3600275,0

31467,35

17,9 3333

O segundo passo - GRÁFICO DOS VOLUMES ACUMULADAOS

0,0

5.000,0

10.000,0

15.000,0

20.000,0

25.000,0

0 8 16 24

V=4250 m3

TEMPO (HORAS)Vo

lum

e ac

um

ula

do

(m

3)

Determine o efeito da bacia de equalização na taxa de carga de DBO. O meio mais fácil é calcular, começando com o período em que a bacia está vazia (entre 8 e 9 h da manhã). Neste período de tempo é que se começam a fazer os cálculos.

O primeiro passo é calcular o volume líquido no tanque de equalização no final de cada período de tempo. Isto é feito pela subtração da vazão equalizada (média) da vazão de entrada.

Usando este valor, o volume acumulado no tnque é calculado por:

Veq = Vpa + Ve - Vs Veq = volume no tanque de equalização ao final do período atual;Vpa = volume no tanque de equalização ao final do período anterior;Ve = volume entrando no tanque de equalização;Vs = volume à saída do tanque de equalização.

Assim, usando os valores da tabela original, o volume na bacia de equalização no período entre 8 e 9 h é calculado como se segue:

pae

papaees VV

XVXVX

Vazão média

Volume acumulado

Conc. Média DBO Conc. DBO Carga de DBO pH

Período m3/hao final do

períodoao final do

período Equalizada (X s ) equalizado

 (V eq ) (mg/L) (mg/L) (kg/h)

8 a 9 1274,3 168,6 175 175 193 2,59 a 10 1478,1 541,1 200 197 218 2,010 a 11 1529,1 964,6 215 210 233 3,011 a 12 1549,5 1408,5 220 216 239 6,012 a 1 1529,1 1832 220 218 241 6,01 a 2 1457,8 2184,1 210 215 237 6,02 a 3 1386,4 2464,8 200 209 231 5,83 a 4 1264,1 2623,3 190 203 224 7,04 a 5 1172,3 2690 180 196 216 6,05 a 6 1172,3 2756,6 170 188 208 5,06 a 7 1182,5 2833,5 175 184 203 4,07 a 8 1315 3042,9 210 192 213 4,08 a 9 1437,4 3374,7 280 220 244 3,0

9 a 10 1437,4 3706,4 305 246 272 3,010 a 11 1366 3966,8 245 245 271 8,011 a 0 1243,7 4104,8 180 230 254 10,00 a 1 988,8 3988 150 214 237 11,01 a 2 795,1 3677,5 115 198 219 10,02 a 3 591,3 3163,1 75 181 200 9,03 a 4 468,9 2526,4 50 164 181 8,04 a 5 377,2 1798 45 148 164 7,05 a 6 356,8 1049,1 60 134 148 7,06 a 7 428,2 371,7 90 121 134 6,07 a 8 734 0 130 127 140 6.8

Média  1105,6 213

Lmgxx

X s /17503,1274

001753,1274

Lmgxx

X s /1976,1681,1478

1756,1682001,1478

3

33

6

10

10)/(

m

Lx

h

mQ

mg

kgx

L

mgXhkgDBO hs

hQ

Usando os dados da coluna 2 tabela acima, a concentração é calculada como se segue:Para o período entre 8 e 9h:

Para o período entre 9 e 10h:

Na coluna 5 estão registrados todos os valores de concentração calculados da mesma maneira.O terceiro passo é calcular a carga de DBO usando a seguinte expressão:

= vazão média horária = 1105,6 m3/h

Na coluna 6 estão anotadsos todos os valores de carga de DBO calculados da mesma maneira.

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

8 a 9 12 a 1 4 a 5 8 a 9 0 a 1 4 a 5

Hora do dia

Car

ga

DB

O (

kg/h

)

-1000

-500

0

500

1000

1500

2000

Vaz

ão (

m3/

h)

Carga de DBO equalizado Carga de DBO

Vazão Média horária Vazão média

EFEITODA EQUALIZAÇÃO NO CAUDAL E CBO

Carga de DBO Relação Não equalizada Equalizada

Média

Pico 05,2

37,213

4,438 28,1

213

272

Média

Mínimo 08,0

37,213

97,16 63,0

213

134

Mínimo

Pico 8,25

97,16

4,438 03,2

134

272

2º Exemplo – Avaliação do pHNum Tanque de equalização de 24 m3 para pH

Volume(m3) pH [H+] [H+]*Volume  

5 2 0,01 5,00E-02  

5 10 1E-10 5,00E-10  

14 11 1E-11 1,40E-10 pH Médio

      2,08E-03 2,7

• equipamentos para limpeza de sólidos ou gorduras que tendem a acumular nas paredes da bacia;

• uma sistema de emergência para extravasar o caudal no caso de falha no sistema de bombas;

• um sistema para remover espuma e material sobrenadante;

• spray de água para prevenir o acúmulo de espuma nos lados da bacia caso espuma venha a ser um problema.

• os sólidos removidos dos tanques de equalização devem retornar ao início do sistema para processamento.

Acessórios Operacionais de tanques de equalização

Para efluentes com sólidos suspensos de aproximadamente 220 mg/L é necessário um misturador na faixa de 0,004 a 0,008 kW/m3 de estocagem.

Para manter uma condição aeróbica na bacia deve haver um suprimento de ar de 0,01 a 0,015 m3/m3.min.

Em tanques de equalização com tempo de detenção menor que 2 horas não é necessária aeração.

Uma forma de prover boa mistura e aeração é usar aeradores mecânicos. Chicanas são necessárias para garantir uma mistura completa