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INSTALAÇÕES DE TRATAMENTO
Castelo Branco
Lisboa, Junho de 2008
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL E ARQUITECTURA
Ana Ambrósio de Sousa
PSIT [2]
Admitem-se os seguintes pressupostos:
(a) a concentração dos SSV do afluente ao reactor é desprezável;
(b) a razão MLVSS/MLSS = 0,80;
(c) a concentração de sólidos na recirculação é de 10 000 mg/L;
(d) a concentração de sólidos no reactor é de MLVSS = 3 500 mg/L;
(e) a idade das lamas, θc = 10 dias;
(f) o efluente contém 22 mg/L de sólidos biológico s, dos quais 65% são biodegradáveis;
(g) CBO5 = 0,68 x CBOu;
(h) as águas residuais têm as concentrações adequad as de azoto e fósforo para o crescimento biológico;
(i) os parâmetros cinéticos do crescimento biológi co, Y = 0,50 e k d = 0,06 d-1.
DIMENSIONAMENTO DUM SISTEMA DE LAMAS ACTIVADAS
(MISTURA COMPLETA)
A – DADOS DE BASE
Caudal = 0,25 m 3/s
CBOa = 250 mg/L
CBOe = 20 mg/L
T = 20 ºC
PSIT [3]
1 - Cálculo do CBO 5 solúvel no efluente
CBO5 efluente = CBO 5 afluente não tratado + CBO 5 dos SS do efluente
a) CBO5 dos SS do efluente
a.1) parte biodegradável dos sólidos biológicos do efluente
0,65 x 22 mg/L = 14,3 mg/L
a.2) CBOu da parte biodegradável dos sólidos biológicos do ef luente
0,65 x 22 mg célula/L x 1,42 mg O 2 consumido/mg célula oxidada = 20,3 mg/L
a.3) CBO5 dos SS efluente = 20,3 mg/L x 0,68 = 13,8 mg/L
b) CBO5 afluente não tratado (S)
DIMENSIONAMENTO DUM SISTEMA DE LAMAS ACTIVADAS
(MISTURA COMPLETA)
B – DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA
CBOe = S + CBO5 dos SS efluente
20 mg/L = S + 13,8 mg/L
S = 6,2 mg/L
PSIT [4]
2 - Cálculo da eficiência
DIMENSIONAMENTO DUM SISTEMA DE LAMAS ACTIVADAS
(MISTURA COMPLETA)
100 x S
S - S = Eo
o
a) com base no CBO 5 solúvel
100 x 250
6,2 - 250 = E
97,5% =
100 x 250
20 - 250 = Eglobal
b) a eficiência global do sistema
92% =
PSIT [5]
3 - Cálculo do volume do reactor
DIMENSIONAMENTO DUM SISTEMA DE LAMAS ACTIVADAS
(MISTURA COMPLETA)
a) substituindo θ em X, e resolvendo a equação para V R
b) a eficiência global do sistema
QV = θ
)θ k + (1 θS) - S(Y θ = X
R
cd
oc
)θ k + (1 XS) - S( Y Q θ = V
cd
ocR
d) 10 x d 0,06 + (1 mg/L) 500 (3mg/L] 6,2) - 0,50[(250 x /dia)m 400 86 x (0,25 x (10d)
= V 1-
3
R
3m 700 4≅
PSIT [6]
4 - Quantidade de lamas produzidas em excesso por di a
DIMENSIONAMENTO DUM SISTEMA DE LAMAS ACTIVADAS
(MISTURA COMPLETA)
a) Cálculo do Y real
b) Quantidade de lamas produzidas
10) x 0,06 + (10,5
= θ k + 1
Y = Y
cd
real
removido CBO células/g g 0,31 =
10 x S)- S( Q Y = P -3oRealx
10 x )m(g/ 6,2) - (250 x
x/d)m 400 86 x (0,25 x removido) CBO células/kg kg (0,31 =
3-3
3
SSV/d kg 632 1 =
PSIT [7]
DIMENSIONAMENTO DUM SISTEMA DE LAMAS ACTIVADAS
(MISTURA COMPLETA)
c) Cálculo do aumento da massa total de MLSS
d) Quantidade de lamas em excesso
SS/d kg 040 2 =
0,8632 1
= (SS) Px
400) 86 x /sm 0,25 x mg/ (22 - SS/d kg 040 2 = 33
SS no efluente–Aumento de MLSS
=Lamas em excesso
SS/d kg 565 1 475 - 040 2 = ≅
PSIT [8]
DIMENSIONAMENTO DUM SISTEMA DE LAMAS ACTIVADAS
(MISTURA COMPLETA)
e) Caudal de lamas em excesso, admitindo que a purga é feita a partir do reactor
X Q + X Q
X V = θ eew
Rc
0,8) x mg/ 22 x 400 86 x /sm (0,25 + mg/ 500 3 x Qmg/ 500 3 x m 700 4
= d 10333
w
33
160 380 + Q 500 3000 450 16
= 10 w
/dm 361 = 000 35
600 801 3 - 000 450 16 = Q 3
w
PSIT [9]
DIMENSIONAMENTO DUM SISTEMA DE LAMAS ACTIVADAS
(MISTURA COMPLETA)
f) Razão de recirculação
X )Q + (Q + X Q = X Q + X Q RwRRo
X )Q + (Q = X Q RRR
500 3 x )Q + 600 (21 = Q 0,8 x 000 10RR
Admitindo-se que:
Xo = 0 mg/L
Qw é desprezável face ao Q ( ≅≅≅≅ 1,6%)
/dm 800 16 = Q 3R
% 78 = QQ R
PSIT [10]
DIMENSIONAMENTO DUM SISTEMA DE LAMAS ACTIVADAS
(MISTURA COMPLETA)
5 - Cálculo do tempo de retenção hidráulico
h 5,2 =
600 21700 4
= QV = θ R
/dCBO kg 744 7 = 0,68
mg/ 6,2) - (250 /dm 600 21 =
0,68)S - (S Q
u
33o
6 - Cálculo das necessidades de oxigénio
a) quantidade de CBO u removido no processo
b) quantidade de oxigénio
/dO kg 426 5 =
SSV/d kg 632 1 x 1,42 - /dCBO kg 744 7 = /dO kg
2
µ2
PSIT [11]
DIMENSIONAMENTO DUM SISTEMA DE LAMAS ACTIVADAS
(MISTURA COMPLETA)
7 - Cálculo da potência dos arejadores
8 - Verificações
kW 150 =
/kW.hO kg 1,5 x h/d 24/dO kg 426 5
= total potência 2
2
/kW.hO kg 2,2 a 0,9 O de ciatransferên 22 ≅
m W/25 > m W/32 = m 700 4 W000 150 33
3
Potência agitação����
Relação F/M����
)d 0,6 - (0,2
d 0,33 = mg/L) 500 (3 x d) (0,22
mg/L 250 =
X θS =
MF
1-
1-o
PSIT [12]
DIMENSIONAMENTO DUM SISTEMA DE LAMAS ACTIVADAS
(MISTURA COMPLETA)
Simbologia:
.d)m/CBO kg 1,92 - (0,8 1,15 =
m 700 410 x /dm 600 21 x mg/ 250
= V
Q S = .dm
CBO kg
35
3
-333
R
o3
5
Carga volúmica����
CBO5 afluente não tratado, mg/L-S
Sólidos suspensos no reactor, mg/L-MLSS
Sólidos suspensos voláteis no reactor, mg/L-MLVSS
Sólidos suspensos voláteis, mg/L-SSV
Sólidos suspensos, mg/L-SS
Caudal afluente ao sistema, m 3/dia-Q
CBO5 efluente do sistemas, mg/L -CBOe
CBO5 afluente ao sistema (S o), mg/L-CBOa
PSIT [13]
DIMENSIONAMENTO DUM SISTEMA DE LAMAS ACTIVADAS
(MISTURA COMPLETA)
Simbologia (continuação):
Concentração de SSV no efluente, mg/L-Xe
Caudal do efluente tratado, m 3/dia-Qe
Caudal de lamas em excesso, m 3/dia-Qw
Quantidade de lamas produzidas diariamente, kg SSV/ d-Px
Coeficiente de crescimento de células real num sist ema com recirculação-Yreal
Volume do reactor, m 3-VR
Coeficiente de decaimento endógeno, dia -1-kd
Coeficiente de crescimento de células, g células pr oduzidas por g de matéria orgânica removida
-Y
Tempo de retenção hidráulico no reactor, dia -θ
Idade das lamas (tempo médio de retenção das célula s, SSV, no reactor), dia-θc
Concentração de SSV no reactor R, mg/L-X
Eficiência global do sistema, %-Eglobal
Eficiência do sistema com base no CBO 5 solúvel, %-E
PSIT [14]
DIMENSIONAMENTO DUM SISTEMA DE LAMAS ACTIVADAS
(MISTURA COMPLETA)
Typical values of alpha factors for low-speed surfa ce aerators and selected wastewater types
PSIT [15]
DIMENSIONAMENTO DUM SISTEMA DE LAMAS ACTIVADAS
(MISTURA COMPLETA)
Typical aeration tank dimensions for mechanical sur face aerators
PSIT [16]
DIMENSIONAMENTO DUM SISTEMA DE LAMAS ACTIVADAS
(MISTURA COMPLETA)
Typical design information for secondary clarifiers for the activated sludge process
PSIT [17]
DIMENSIONAMENTO DUM SISTEMA DE LAMAS ACTIVADAS
(MISTURA COMPLETA)
Typical design parameters for commonly used activat ed sludge process