TRABALHO DO ANDRÉ POP Qágua C qinf T S0 DBO afluente Y Yobs Concentração Densidade do Lodo Extensão da Rede K1 k2 k3
150000.00 200.00 0.75 0.00009 15.00 600.00 400.00 0.18 0.21 0.04 1020.00 320.00 1.20 1.50 0.50
hab l/hab.d l/s.m C mg/l mg/l KG SST/KGDQOapl KGDQOlodo/KGDQOapl KGSST/m3 km km
qesg Qi
150.00 l/hab.d 9.60 l/s
Qmin Qmed Qmax
53.00 l/s 96.41 l/s 165.85 l/s
ESCOLHA DO PARSHALL W N 9'' W 22.9
K 1.53 A 88.10
0.535 B 86.4
Hmin Hmed Hmax
0.22 m 0.33 m 0.47 m
z
0.11 m
GRADEAMENTO Vmax Grade fina espaçamento Seção
0.053003 m3/s 0.096406 m3/s 0.16585 m3/s
1.40 m/s 2.00 cm 0.64 cm 3.81 cm
C 38.1
D 57.5
E 76.2
F 30.5
Au E S Lg
0.12 0.76 0.16 0.34
m2 % m2 m
Calculo da velocidade velocidade máxima para canal afluente à grade Vmáx 1.06 m/s Nb 12.00 Barras Ne 13.00 Espaços entre as barras hf
0.06 m
Caixa de Areia vH Ac Bca Lca
0.30 0.55 1.60 8.10
m/s m2 m m
LARGURA COMPRIMENTO
VERIFICAÇÃO DA VELOCIDADE DE FLUXO HORIZONTAL Vfh 0.29 m/s VERIFICAÇÃO DA TAXA DE ESCOAMENTO SUPERFICIAL APLICADA TES 1105.67 m3/m2*d VERIFICAÇÃO DA QUANTIDADE DIÁRIA DE AREIA GERADA Xa 0.003 m3/d (adotado) VA 24.99 m3 ALTURA DO REBAIXO DA CAIXA DE AREIA Tl 0.50 d Há 0.96 m TRATAMENTO SECUNDÁRIO - REATOR UASB CARGA AFLUENTE MÉDIA L0
4997.66 KgDQO/d
VOLUME TOTAL DO REATOR TDH TDH VR
8.0 8 .00 0h 2776.48 m3
VOLUME DE CADA MODULO N VCM
8.00 módulos 347.06 m3
ok
ÁREA DE CADA MODULO H Am
5.00 m 69.41 m2
DIMENSÕES O REATOR L C
8.35 m 10.00 m
CORREÇÃO DA ÁREA, DO VOLUME E DO TEMPO DE DETENÇÃO HIDRÁULICA Ac Vc TDHc VERIFICAÇÃO DO COV COV VERIFICAÇÃO DAS VELOCIDADES Para Qmed Va Para Qmax Va
83.50 m2 417.50 m3 9.62 h
1.50 KgDQO/m3*d
0.52 m/h
0K!
0.89 m/h
0K!
PASSAGEM PARA O COMPARTIMENTO Cp 10.00 m N de passagem 4.00 Lp 0.80 m Atp 32.00 m2 VERIFICAÇÃO DAS VELOCIDADES DE PASSAGEM Para Qmed Vp 1.36 m/h Para Qmax Vp 2.33 m/h COMPARTIMENTO DE DECANTAÇÃO NC 2.00 Cd 10.00 Cdt 20.00 Lg 0.30 Ld 4.03 Adt 80.50 VERIFICAÇÃO Do TAS TAS
0K! 0K!
Compartimento m m m m m2
0.93 m/h
OK!
SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO Ai N. dist-módulo N. dist-total
2.00 m2 42.00 distribuidores 336.00 distribuidores
ESTIMATIVA DE REMOÇÃO DE DQO e DBO EDQO EDBO ESTIMATIVA DO EFLUENTE DQOef DBOef AVALIAÇÃO DO METANO DQOCH4 K R t P k(t) QCH4
69.21 % 77.44 %
184.71 mg/l 90.26 mg/l
2409.62 64.00 0.08206 15.00 1.00 2.71 889.80
KgDQO/m3*d DQO/mol atm.L/mol. K C atm KgDQO/m3 m3/d
AVALIAÇÃO DA PRODUÇÃO DO BIOGÁS Para 75% de CH4 0.75 % QBIOGÁS 1186.40 m3/d COLETOR DE GÁS Cg Cgt Lg Ag
10.00 m 80.00 0.30 m (adotado) 24.00 m2
VERIFICAÇÃO DA TAXA DE LIBERAÇÃO vg 2.060 m3/m3*h PRODUÇÃO DO LODO Pl
899.58 KgSST/d
VOLUME DO LODO Vl
22.05 m3/d
LEITO DE SECAGEM Tp Tl
20.00 dias 5.00 dias
em função do COV (ver Tabela)
VOLUME DA UNIDADE DE SECAGEM Vus 551.21 m3 ÁREA DE SECAGEM h As NUMERO DE CÉLULAS NC ÁREA SEC.CÉLULA Asc DIMENSÕES DE CADA CÉLULA Lcelula Ccelula CORREÇÃO DA ÁREA
0.30 m (recomendado) 1837.38 m2
10.00 CÉLULAS
183.74 m2
12.05 m 15.24 m
G 45.7
K 7.6
N 11.4
MEMORIAL DE CALCULO DO SISTEMA DE TRATAMENTO DE ESGOTO DADOS DE PROJETO
DESCRIÇÃO População (P) Consumo per capta de água (qa) C Taxa de infiltração (Tinf) Temperatura (T) DQO afluetente (S0) DBO afluetente (DBOafl) Coeficiente de Produção (Y) Coef.de Produção de sólidos, em termos de DQO (Yobs) Concentração esperada para o lodo de descarte Densidade do lodo (DL) Extensão da rede (L) K1 = 1.2 K2 = 1.5 K3 = 0.5 * Per capta de esgoto (qesg):
UNIDADE QTDE 170,000 hab. 160 L/hab.d 0.7 0.00005 L/s.m 23 °C 650 mg/L 450 mg/L 0.18 Kg SST/KgDQOapl KgDQOlodo/KgDQO 0.21 apl 4% 1,020 KgSST/m3 320 Km
= ∗
qesg =
112
l/hab.d
* * Vazão de infiltração (Qinf): = ∗
Qinf =
8
l/s TRATAMENTO PRELIMINAR
1. CALCULO DAS VAZÕES DE PROJETO 1.1. VAZÃO MINIMA (Qmin)
=
Qmin = Qmin =
63.09 0.063
∗∗
l/s m3/s
1.2. VAZÃO MÉDIA (Qmed)
=
Qmed =
118.19
l/s
∗
MEMORIAL DE CALCULO DO SISTEMA DE TRATAMENTO DE ESGOTO
Qmed =
0.118
m3/s
1.3. VAZÃO MÁXIMA (Qmáx) ∗∗∗
=
Qmax = Qmax =
206.33 0.206
l/s m3/s
2. DEFINIÇÃO DO MEDIDOR PARSHALL
Em função da vazão máxima, o medidor escolhido será o de 1" Limite de aplicação: Medidores Parshall com escoamento livre
Tabela 3:
Tabela 1:
Medidores Parshall W
Capacidade (l/s)
expoentes
pol
cm
minima
máxima
N
K
1'
30.5
3.110
455.6
1.522
0.690
Tabela 2:
Valores do expoente n e do coeficiente k W
pol
m
1'
0.3
n
k
1.522
0.690
2.1. VERIFICAÇÃO DAS ALTURAS DA LÂMINA D'ÁGUA
H=
2.1.1. ALTURA MINIMA (Hmim)
=
,
=
Hmin =
0,063 0,690
0.208
m
Dimensões padronizadas (cm) de medidores Parshall W 30.5 A 137.1 B 134.4 C 61 D 84.5 E 91.5 F 61 G 91.5 K 7.6 N 22.9
MEMORIAL DE CALCULO DO SISTEMA DE TRATAMENTO DE ESGOTO 2.1.2. ALTURA MÁXIMA (Hmáx)
á =
,
á =
0,135 0,690
Hmáx=
0.452
m
2.2. CALCULO DO REBAIXO (Z)
=
=
á ∗ − ∗á (á − )
,∗, − ,∗, (,−,)
0.100
Z=
m
3. GRADEAMENTO
A vazão máxima de projeto é igual a 206,33 l/s, valor maior que 50 l/s recomendado para o emprego de grade de limpeza manual. Logo, o gradeamento será de limpeza mecanizada. A velocidade máxima (Vmáx) de escoamento entre as barras será de 1,40 m/s. A grade será do tipo fina, com seção 1 cm x 4 cm (0,64 cm x 3,81 cm) aproximandamente. A tabela abaixo apresenta o modelo de grade adotado: Tabela 4:
Caracteristicas da grade escolhida Tipo
Seção (cm)
Grade Fina
0,64 x 3,81 t= 0.64
Espaçamento (a) (cm) 1.0
3.1. CALCULO DA ÁREA ÚTIL
= =
Au =
, ,
0.147
m2
á á
Velocidade máxima (Vmáx) (m/s) 1.40
MEMORIAL DE CALCULO DO SISTEMA DE TRATAMENTO DE ESGOTO 3.2. CALCULO EFICIENCIA DA GRADE (E)
= =
( )
, (+,)
E= E=
0.610 61.0
%
3.3. CALCULO DA SEÇÃO DO CANAL NO LOCAL DA GRADE (S)
= S=
,
á
,
S=
0.242
m2
3.4. CALCULO DA LARGURA DA GRADE (Lg)
= =
,
á
,
L= L= L=
0.534 0.540 54.0
m m cm
3.5. CALCULO DA VELOCIDADE MÁXIMA DE APROXIMAÇÃO NO CANAL AFLUENTE A GRADE (V0máx)
á = á = V0máx =
,
á
,
0.854
m/s
3.6. CALCULO DO NÚMERO DE BARRAS (Nb)
= = Nb = Nb =
54,0 1 0,64 1 32.317 33
barras
1 1
MEMORIAL DE CALCULO DO SISTEMA DE TRATAMENTO DE ESGOTO
3.6. CALCULO DO NÚMERO DE ESPAÇAMENTOS (Ne)
= 1 = 1 Ne =
34.0
3.7. CALCULO DA PERDA DE CARGA NA GRADE (Hf)
ℎ =
ℎ = hf =
1,40
0,854
á
á
(1,4 ∗ )
(1,4 ∗ 9,81) 0.090
m
3.8. CALCULO DO COMPRIMENTO DA GRADE (Cg)
O diâmetro da tubulação afluente (D) será 200 mm (valor adotado para o calculo) A profundidade da tubulação afluente (p) será de 0,10 m (valor adotado para o calculo). A altura máxima da lâmina d'água (Hmáx) calculada é 0,452 m; A perda de carga calculada é 0,090 m; A inclinação da grade será de 45° (adotado). Tabela 5: Resumo para o calculo do comprimento da D 200 mm p 0.10 m Hmáx 0.452 m i 45 ° hf 0.090 m Sabendo disso, o comprimento da grade (Cg) será calculado atráves da fórmula abaixo:
=
á ℎ 45°
MEMORIAL DE CALCULO DO SISTEMA DE TRATAMENTO DE ESGOTO
0,452 0,090 ( =
Cg Cg
200 ) 0,10 1000
1,0
0.842 0.850
m m
3.9. CALCULO DA ALTURA DA GRADE NO CANAL (Hg)
= á (á ∗ 0,33)
= 0,452 (0,452 ∗ 0,33) Hg =
0.602
m
4. CAIXA DE AREIA 4.1. CALCULO DA SEÇÃO TRANSVERSAL (Ac)
= Resumo dos dados para o calculo. Qmáx 0.206 m/s vh 0.30 m
á
Tabela 6:
= Ac = Ac =
(adotado)
0,206 0,3 0.688 0.700
m2 m3
4.2. CALCULO DO COMPRIMENTO DA CAIXA DE AREIA (Lc)
= 22,5 ∗ (á ) = 22,5 ∗ (0,452 0,10)
MEMORIAL DE CALCULO DO SISTEMA DE TRATAMENTO DE ESGOTO
Lc = Lc =
7.931 8.000
m m
4.3. CALCULO DA LARGURA DA CAIXA DE AREIA (Bc)
= = Bc = Bc =
á
0,70 0,452 0,10 1.986 2.000
m m
4.4. VERIFICAÇÃO DAS VELOCIDADES DE FLUXO HORIZONTAL (Vf)
=
=
á ∗ á
0,206 2 ∗ (0,245 0,10)
Vf = Vf =
0.293 0.300
m/s m/s
A velocidade calculada está dentro das recomendações, uma vez que a mesma é inferior a 0,4 m/s. 4.5 VERIFICAÇÃO DA TAXA DE ESCOAMENTO SUPERFICIAL APLICADA (TES)
=
= TES =
á ∗
(0,206 ∗ 86400) (2 ∗ 8) 1114.200
m3/m2.d
A Taxa de aplicação superficial aplicada calculada está dentro das recomendações, uma vez que a mesma é inferior a 1300 m3/m2.d e maior que 600 m3/m2.d 4.5 CALCULO DO VOLUME DE AREIA GERADO (VA)
= ∗
Para o calculo do volume de areia gerado (V), foi adotado a quantidade de areia retira (Xa) igual
MEMORIAL DE CALCULO DO SISTEMA DE TRATAMENTO DE ESGOTO
a 0,004 m3/d. Resumo dos dados para o calculo. Qmed 10211.200 m/d Xa 0.004 m3/d Tabela 7:
= 0,118 ∗ 0,004 Va =
40.84
m3
4.6 CALCULO DO REBAIXO DA CAIXA DE AREIA (VA)
= ∗
∗
Para o calculo do rebaixo da caixa de areia (Ha), foi adotado o intervalo de tempo entre as retiradas de areia na caixa (t) igual a 0,5 d. Resumo dos dados para o calculo. Va 40.845 m/d t 0.500 d Tabela 8:
= 0,5 ∗ Ha = Ha =
40,84
1.276 1.300
8∗2
m m
MEMORIAL DE CALCULO DO SISTEMA DE TRATAMENTO DE ESGOTO TRATAMENTO SECUNDÁRIO 5. CALCULO DO REATOR UASB 5.1. CALCULO DA CARGA AFLUENTE MÉDIA (L0)
= =
∗ 1000
650 ∗ (0,118 ∗ 86400) 1000
L0 =
6637.28
KgDQO/d
5.1. CALCULO DO VOLUME DO REATOR (Vr)
= ∗
Para o calculo do volume do reator (Vr), foi adotado o tempo de detenção (TDH) de 7 horas em função da temperatura do esgoto igual a 23°C. Resumo dos dados para o calculo. Qmed 425.5 m/h TDH 7 h Tabela 8:
= 425,5 ∗ 7 Vr =
2978.27
m3
5.2. NÚMERO DE MÓDULOS DO REATOR (N)
O reator terá 8 modulos Resumo dos dados para o calculo. N 10 modulos Tabela 9:
5.3. CALCULO DO VOLUME DE CADA MÓDULO (Vmod)
ó. = ó. = Vmód. =
2978,27
297.83
10 m3
MEMORIAL DE CALCULO DO SISTEMA DE TRATAMENTO DE ESGOTO 5.3. CALCULO DA ÁREA DE CADA MÓDULO (Amod)
ó. =
ó
O reator terá altura (H) igual a 6 m.
Resumo dos dados para o calculo. H 6 m Tabela 10:
ó. = Amód. =
297,83
49.64
6 m2
5.4. DIMENSÕES DE CADA MÓDULO Tabela 11:
Reator tipo Prismático
Largura (L) (m) 6.00
Comprimento (C) (m) 10.5
5.5. CORREÇÃO DA ÁREA, DO VOLUME E DO TEMPO DE DETENÇÃO HIDRAULICA 5.5.1 ÁREA CORRIGIDA (Ac)
= ∗ = 6 ∗ 10,5 Ac =
63.00
m2
5.5.2. VOLUME CORRIGIDO (Vc)
= ∗ = 63 ∗ 6 Vc =
378.00
m3
MEMORIAL DE CALCULO DO SISTEMA DE TRATAMENTO DE ESGOTO 5.5.3. TEMPO DE DETENÇÃO HIDRÁULICO CORRIGIDO (TDHc)
= =
378 ∗ 10
∗
425 5
TDHc =
8.88
h
5.6. VERIFICAÇÃO DA CARGA ORGÂNICA VOLUMÉTRICA (COV)
= =
6637,28
∗
(378 ∗ 10)
COV =
1.76
KgDQO/m3.d
5.7. VERIFICAÇÃO DAS VELOCIDADES ASCENDENTES 5.7.1 VELOCIDADE ASCENDENTE MÉDIA (Vamed)
= = vamed =
425,5
∗
63∗10 0.68
m3/h
A velocidade calculada está dentro das recomendações, uma vez que a mesma é inferior a 0,7 m/h. 5.7.2 VELOCIDADE ASCENDENTE MÉDIA (Vamáx)
á = á = Vamáx =
(0,206 ∗ 3600)
á ∗
63∗10 1.18
m3/h
A velocidade calculada está dentro das recomendações, uma vez que a mesma é inferior a 1,2 m/h.
MEMORIAL DE CALCULO DO SISTEMA DE TRATAMENTO DE ESGOTO 5.8. PASSAGEM PARA O COMPARTIMENTO DE DECANTAÇÃO 5.8.1. NÚMERO DE PASSAGEM (Np)
Cada módulo do reator terá 2 separadores de fases (Sf). Resumo dos dados para o calculo. 2 Sf Tabela 12:
= ∗ 2
= 2 ∗ 2 Np =
4
5.8.2. LARGURA DE PASSAGEM (Lp)
A largura de passagem (Lp) foi adotada em 0,80 m. Tabela 13:
Resumo dos dados para o
calculo. Lp
0.8
m
adotado
5.8.3. ÁREA TOTAL DAS PASSAGENS (Ap)
= ∗ ∗ = 4 ∗ 0,8 ∗ 10,5 Ap = Ap =
33.6 34
m2 m2
5.8.4. VERIFICAÇÃO DAS VELOCIDADES DE PASSAGENS 5.8.4.1. VELOCIDADE DE PASSAGEM MÉDIA (vpmed)
= = vpmed =
∗
425,5 34∗10 1.25
m3/h
A velocidade calculada está dentro das recomendações, uma vez que a mesma é inferior a 2,0 m/h.
MEMORIAL DE CALCULO DO SISTEMA DE TRATAMENTO DE ESGOTO 5.8.4.2. VELOCIDADE ASCENDENTE MÉDIA (Vamáx)
á = á = Vamáx =
(0,206 ∗ 3600)
á ∗
34∗10 2.18
m3/h
A velocidade calculada está dentro das recomendações, uma vez que a mesma é inferior a 4,0 m/h. 5.9. COMPARTIMENTO DE DECANTAÇÃO 5.9.1. NÚMERO DE COMPARTIMENTO (Nc)
Cada módulo do reator terá 2 separadores de fases (Sf). Resumo dos dados para o calculo. 2 Sf Tabela 14:
= ∗ 2
= 2 ∗ 2 Nc =
4
5.9.2. COMPRIMENTO DO COMPARTIMENTO DE DECANTAÇÃO (Cd)
O compartimento de decantação (Cd) é igual ao Comprimento (C) do módulo. Resumo dos dados para o calculo. Cd 10.0 m Tabela 15:
5.9.3. COMPRIMENTO TOTAL DE DECANTAÇÃO (Ctd)
= ∗ = 10 ∗ 4 Ctd =
40
m
MEMORIAL DE CALCULO DO SISTEMA DE TRATAMENTO DE ESGOTO 5.9.4. LARGURA DO COMPARTIMENTO DE DECANTAÇÃO (Ld)
=
Resumo dos dados para o calculo. Lg 0.3 m Tabela 16:
=
2
60,3 2
Ld =
2.85
m
5.9.5. ÁREA DO COMPARTIMENTO DE DECANTAÇÃO (Ap)
= ∗ = 40 ∗ 2,85 Ad =
114
m2
5.9.6. TAXA DE APLICAÇÃO SUPERFICIAL (TAS)
= =
(0,206 ∗ 3600)
TAS =
á ∗
114 ∗ 10 0.65
m/h
A taxa de aplicação superficial calculada está dentro das recomendações, uma vez que a mesma é inferior a 1,2 m/h. 5.10. SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO DE ESGOTO AFLUENTE 5.10.1. NÚMERO DE DISTRIBUIDORES POR MÓDULO (Nd)
Em função da carga orgânica volumétrica calculada, adota-se a área de influência de cada distribuidor d esgoto igual a 2 m2. Resumo dos dados para o calculo. Ai 2.0 m Tabela 16:
= Nd = Nd =
31.5 32
distribuidores
=
MEMORIAL DE CALCULO DO SISTEMA DE TRATAMENTO DE ESGOTO 5.10.1. NÚMERO TOTAL DE DISTRIBUIDORES POR MÓDULO (Ntd)
= ∗ = ∗ Ntd =
320
distribuidores
5.11. ESTIMATIVA DE REMOÇÃO DE DQO
= 100 ∗ 1 0,68 ∗ −,
= 100 ∗ 1 0,68 ∗ 8,88 EDQO =
−,
68.34
5.12. ESTIMATIVA DE REMOÇÃO DE DBO
= 100 ∗ 1 0,70 ∗ = 100 ∗ 1 0,70 ∗ 8,88 EDBO =
−,
−,
76.52
5.13. ESTIMATIVA DE DQO EFLUENTE
= ( ∗ )/100 = 650 68,34 ∗ 650)/100 EDQOef =
205.78
5.13. ESTIMATIVA DE DBO DO EFLUENTE
= ( ∗ )/100 = 450 76,52 ∗ 450)/100 DBOef =
105.68
5.14. AVALIAÇÃO DA PRODUÇÃO DE METANO 5.14.1. CARGA DE METANO PRODUZIDO (QDOCH4)
= ∗ ( ) ( ∗ )
MEMORIAL DE CALCULO DO SISTEMA DE TRATAMENTO DE ESGOTO
= (0,11819 ∗ 86400) ∗ (650 105,68) (0,21 ∗ 650) DQOCH4 =
7270.3 KgDQOCH4/d
5.14.2. FATOR DE CORREÇÃO PARA TEMPERATURA DE PROJETO (Kt)
Medidores Parshall W 3'' 6'' 9'' 1' 1.1/2' 2' 3' 4' 5' 6' 7' 8' 10'
cm 7.6 15.2 22.9 30.5 45.7 61.0 91.5 122.0 152.5 183.0 213.5 244.0 305.0
m 0.076 0.152 0.229 0.305 0.457 0.610 0.915 1.220 1.525 1.830 2.135 2.440 3.050
K 0.176 0.381 0.535 0.69 1.054 1.426 2.182 2.935 3.728 4.515 5.306 6.101
N
Dimensões Padronizadas do Parshall (cm) W 30.5 A 137.1 B 134.4 C 61 D 84.5 E 91.5 F 61 G 91.5 K 7.6 N 22.9
