Tabela para Calculo Direto de Estacao de Tratamento de Esgoto

UASB + BF: Estação de Tratamento de Esgotos Domésticos Dados de Entrada: Pop.= Percap.= K1 = K2 = C.retor.= Qinf = Qméd = DQO = DBO5 = SST = No divisões do BF= CL= No divisões do FT= DS= FBAS=

1500 25.00 1.2 1.5 0.8 0.0 0.3819 600 300 300

hab l/hab.dia

4 N 0 s s

n (s ou n)

(l/s) (l/s) (mgO2/l) (mgO2/l) (mg/l)

=

1.38 33.12

m3/h m³/DIA

Cargas: 19.8 9.9 9.9

(s ou n)

(s ou n) (s ou n)

Eficiências e concentrações de SS, DQO e DBO5 nos efluentes No UASB

Efluente do UASB DQO= DBO= SS=

% 67 68 68

DQO= DBO= SS=

% 70 70 71

No BF

198.00 96.00 96.00

(mgO2/l) (mgO2/l) (mg/l)

Cargas no BF: 6.534 3.168 3.168

(mgO2/l) (mgO2/l) (mg/l)

Cargas no FT: 1.9602 0.9504 0.91872

Efluente do BF

No FT

59.40 28.80 27.84 Efluente do FT

DQO= DBO= SS=

% 50 50 52

29.70 14.40 13.36

(mgO2/l) (mgO2/l) (mg/l)

Massas de DQO, DBO e SS removidas diariamente (UASB e BF) Remoção diária da M.O no UASB: DQO = DBO = SS =

402 204 204

(mgO2/l) (mgO2/l) (mg/l)

13.3 6.7 6.7

Kg de DQO/d Kg de DBO/d Kg de SS/d

139 67 68

(mgO2/l) (mgO2/l) (mg/l)

4.6 2.2 2.2

Kg de DQO/d Kg de DBO/d Kg de SS/d

Remoção diária da M.O no BF: DQO = DBO = SS = Remoção diária da M.O no FT:

DQO = DBO = SS =

30 14 14

(mgO2/l) (mgO2/l) (mg/l)

1.0 0.5 0.5

Kg de DQO/d Kg de DBO/d Kg de SS/d

UASB separado DN =

1.60

m

BF separado DN =

0.79

m

Dimensionamento do UASB TDH = V= h= S= v=

8.00 11.04 5.5 2.01 0.7

h m3 m m2 m/h

4.00 0.79 1.60 0.50 2.8

Kg/m3.dia m3 m m2 m/h

0.33 0.7 4.18

m2 m m³/m².h

Dimensionamento dos BFs CvDBO = V= hleito = S= v= Dimensionamento dos FTs A_FT = hleito = v=

Dimensionamento dos FBAS Adotar carga orgânica superficial (Cs) Para DBO efluente < 30mg/L, será utilizada uma Cs de 14gDBO/m².d Cs= 0.01 kgDBO/m².d Cálculo da carga orgânica volumétrica (Cv) Área superficial específica das peças de plásticos As= 150.00 m²/m³ Cv = As x Cs = 2.10 kgDBO/m³.d Cálculo do volume do FBAS (V) V=

1.51

m³

2.5 0.6

m m²

Área do FBAS h leito= A=

OBS.: QUANDO SE USA BRITA, A ALTURA DE EXECUÇÃO

Dimensionamento do Clarificador + BF Taxa de escoamento superficial máxima 390 m³/m².d qadotado= 390.00 m³/m².d A= 0.00 m² Prof útil= 3.00 m Verificação da taxa de aplicação para vazão máxima (entre 40 e 48 m³/m².d) qA= 0.00 m³/m².d Dimensionamento do Clarificador + FBAS com lavagem Taxa de escoamento superficial máxima 390 m³/m².d

qadotado= A= Prof útil=

390.0 0.08 3.00

m³/m².d m² m

Verificação da taxa de aplicação para vazão máxima (entre 40 e 48 m³/m².d) qA= 702.00 m³/m².d Dimensionamento do Decantador Secundário + FBAS sem lavagem REVISAR Taxa de escoamento superficial entre 16 e 32 m³/m².d (indicado pelo PROSAB) qadotado= 100.00 m³/m².d A= 0.33 m² Prof útil= 3.00 m

A_tubo central =

Verificação da taxa de aplicação para vazão máxima (entre 40 e 48 m³/m².d) qA= 180.00 m³/m².d f tubo central = Área poço seco = N° de poços = Dimensionamento do Biofiltro Nitrificante concentração do afluente = 50 mgN-nH4+/L Cv aplicada = 0.7

Geometria dos reatores DESATIVADO A_UASB = A_BF = A_aerador = A_total = `f total = `f aer = `f BF =

2.01 0.50 0.08 2.6 1.814 0.323 0.858

m2 m2 m2 m2 m m m

V_escav= V_Concr = V_lastro = Nº_estac = Apiloamento =

1.8 1.0 0.2 1 3.5

m3 m3 m3 m2 `f BF = FT =

Abertura / passagem para o decantador REVISAR

V pass = A necess. = VAZÃO MÉDIA A real = V real =

2.3 0.60

m/h m2

0.0

m2 m/h

Checagem do dimensionamento do decantador

VAZÃO MÁX A real = V real =

0.00 0.0

m2 m/h

Taxa admiss. = Área necess. = VAZÃO MÉDIA A real = Taxa real =

0.8 1.73

m3/m2.h m2

146.24 0.01

m2 m3/m2.h

VAZÃO MÁX A real = V real =

146.24 0.0

m2 m/h

Dimensionamento do coletor de biogás REVISAR Taxa escoam. = Área necess. = eg = DN_int = DN_ext = A real = Taxa real =

1.0 0.3 0.6

0.0 #DIV/0!

m3/m2.h m2 m m m m2 m3/m2.h

Produção diária de lodo na ETE Produção diária do lodo no FBAS: (lodo aeróbio) Yfbas = PloFBAS = PloFBASvol =

0.75 1.7 1.25

kgSS/kg DBOremovida. Kg de SS/d Kg de SS/d

(------->)

75%

(------->)

75%

Produção diária do lodo no BF: (lodo aeróbio) Ybf = MloBF = MloBFvol =

0.4 0.0 0.00

kgST/kg DQOrem. Kg de ST/d Kg de ST/d

0.15 1.99

kg ST/kg DQO rem. kg ST/d (base sêca)

Produção diária do lodo no UASB Yuasb = PloUASB =

Produção diária do lodo no UASB (lodos: anaeróbio + BF digerido) PloTotal = taxa aplic = freq. descarte = A Leito sec. =

3.40 30.00 30 3.40

Nº de Leitos =

5

Produção diária de lodo DESATIVADO Balanço energético - REVISAR DQO disponível para metanização no UASB

kg SST/d kg SST/m² dias m²

dlodo = C= VloTotal = Descarga (30 dias) = L= B=

0.07 10.00

1030 5% 0.07 2.1 L(adotado)= B(adotado)=

DQO/SS lodo_bf = DQOlodo_bf = DQOrem_uasb = DQOrem_tot =

1.15 1.3662 13.3 14.6

mg DQO/mg ST (relação entre DQO e sólidos totais no lodo do bf ) Kg ST/d Kg ST/d Kg de DQO/d

Produção de metano a partir da DQO removida CH4/DQOrem = Prod. diária CH4 = rel. CH4/kW = Taxa metano = Prod. diária CH4 = Potência= efic. conversão = Pot. disponível =

0.25 3.7 42000 2.6 7.4 1.8 20 0.4

kg CH4/kgDQOrem kgCH4/dia Eficiência de um motor à combustão kW 30 Nm3/kgDBOdia kg DQO/m3 m3/dia kW % kW

Demanda energética na aeração: D_ar_esp. = D_ar/dia = D_ar= % (D_ar/d/Ech4) = Qar =

1.2 5.48856 0.22869 64 66.528

kWh/(kg DQOrem) = kWh/dia kW % Nm3/dia = 2.772

Com base no DN_ext do BF: DN_int = 0.82 DN_ext = 0.86 Nm³/h

Demanda de ar (sem nitrificação) para BF Taxa de aeração= Qar=

30 95.04

Nm3ar/KgDBOaplicada Nm³ar/dia 3.96 Nm³/h

0.07

Demanda de ar (sem nitrificação) para FBAS Taxa de aeração= Qar=

40 126.72

Nm3ar/KgDBOaplicada Nm³ar/dia 5.28 Nm³/h

Caixa de areia taxa superf. = Área necess. = Com base no poço do aerador: DN_int = DN_ext =

Num de Tubos UASB 600 0.06

m3/m2.dia m2

0.00 0.50

m m

Calhas coletoras do UASB - REVISAR

Nº min. = Nº max = Nº adot. = Nº de Cxs. de dist = Hmáx ? 59.59208457 h1(cx de areia )= h1(distrib.) =

1 1 90 9 26 10 Hmax (cx de areia ) = Hmax (cx de distrib. ) =

Vazão Total = b=

0.0007 m3/s 0.200 m

(valor adotado)

Cálculo para separadores de fases com 01 aba: ht= 0.068 m hg= 0.150 m

(altura da calha coletora) (altura da placa de gordura)

Cálculo para separadores de fases com 02 abas: f1 = 1.258 m (diâmetro externo da calha interna) f2 = #REF! m =>(diâmetro do separador de fases externo + 2b) Comprimentos: Ct = #REF! m C2 = #REF! m Vazão na calha 2: Q= #REF! m3/s Verificação da vazão linear: q= #REF! m3/s.m vel = 1,0 m/s Tubo de Recirculação do lodo de Lavagem OBS: Só é calculado se tiver BF Taxa = 20 a 30 m/h h= 3m As= 0.50 m2 Ai= 0.12 m2 f= 0.206 m Tempo= 0.0 min

0.000825 = Vazão de Recalque 0.2064 = f chegada 0.024657252 = velocidade

=>valor adotado =>Área do BF =>Área de um compartimento do BF f mín = 75mm Obs: Tempo de descarga 20 a 30 min

Tubo de Distribuição do Esgoto Cálculo pela tensão trativa: i => inclinação dependente do fundo da caixa de areia para a tampa do reator e da distância do tubo central do ao coletor de gases. f é calculado como conduto livre: y/d=0,75 g= 10000 N/m3 => água i= 0.01 m/m fdist.esg = 0.033 m Tubo de Descida do Esgoto do UASB Deve-se descer 01 tubo a cada 02 a 03 m2 de BF f é sempre igual a 75mm outra planilha Estes tubos deverão ter 02 orifícios de 25 x 40mm distanciados do fundo 10 a 15cm. Ligação das Calhas Cálculo pela tensão trativa: i => inclinação dependente do fundo da caixa de areia para a tampa do reator e da distância do tubo central do ao coletor de gases. f é calculado como conduto livre: y/d=0,75 g= 10000 N/m3 => água i= 0.01 m/m fdist.esg = 0.033 m O diâmetro deve estar entre 50 e 150mm » » Se o diâmetro encontrado for maior que 150mm colocar duas ligações para cada BF. Tubo de descida do efluente para o BF Deve-se descer 01 tubo para cada 12 m2 de BF Q_BF = 0.000 m3/s Os diâmetros usuais são: 75, 100 e 150mm Deve-se calcular a perda de carga por Hazen-Willians: J = 0.00000 m/m Tubo de saída do efluente final A área considerada é 125% da entrada: Área calculada = 0.00051

Qtd = Diâmetro_adotado =

4 0.105 m

f calculado = f adotado =

0.026 m 0.255 m

Descarte de Lodo do UASB Número de compartimentos do UASB: h2 = 4m h1 = 6m As= 2.01 m2 Ai= 0.25 m2 f= 0.100 m Tempo= 0.2 min

OBS: este diâmetro deve ser maior ou igual ao calculado

NUASB = =>valores adotados

8

=>Área do UASB =>Área de um compartimento do UASB f mín = 100mm Obs: Tempo de descarga 20 a 30 min

Diâmetro da junção dos tubos do UASB ao leito de secagem As= 2.01 m2 =>Área do UASB h2 = 4m =>valores adotados h1 = 6m f= 0.150 m f mín > f descarte de lodo do UASB Tempo= 0.6 min Obs: Tempo de descarga 20 a 30 min Lodo de lavagem do BF h1 = 3m velocidade média = 30m/h =>> f= 0.024 m

=> Lâmina d´água adotada 6 min f mín = 75 mm

Se escolher outro diâmetro, deve-se verificar o tempo: t= 0.079 min

f adotado =

0.206 m

Diâmetro da junção das saídas de lodo do BF ao reservatório de lodo de lavagem Esta junção mantém o mesmo diâmetro do lodo de lavagem do BF, pois estes são lavados um de cada vez. f= 0.206 m Descarte do tubo central Diâmetro igual ao do lodo de lavagem do BF. f= 0.081 m Diâmetro de amostragem Os diâmetros são sempre de 40mm, num total de 07 amostradores dispostos da seguinte forma: O 1º está a 250mm do fundo O espaçamento entre os intermediários é de 600mm O último deve ficar 10cm acima do defletor

Extravasor do UASB Diâmetro igual ao diâmetro de entrada ou imediatamente superior f= 0.255 m By-pass do UASB Diâmetro igual ao diâmetro de entrada ou imediatamente superior f= 0.255 m

By-pass do BF Diâmetro igual ao diâmetro da saída do efluente final f= 0.255 m Tubulação de gás Velocidade máxima de saída do gás = 3,5 m/s Vmáx = Qgás = f=

3.5 m/s 0.0001 m3/s 0.006 m

Efluente percolado (do leito de secagem ao reservatório de lodo de lavagem) Diâmetro sempre igual a 100mm Extravasor do reservatório do lodo de lavagem Imediatamente superior ao diâmetro do lodo de lavagem do BF f= m Data: 15 July, 2013 Resumo das Tubulações:

Local: ETE Itajaí

Resumo das Tubulações: Tubo de chegada ( Esgoto Bruto ) Tubo de Recirculação do lodo de Lavagem Tubo de Descida do Esgoto do UASB Ligação das Calhas (fmínimo =75mm) Tubo de descida do efluente para o BF Tubo de saída do efluente final (= ao f de entrada) Descarte de Lodo do UASB Diâmetro da junção dos tubos do UASB ao leito de secagem Lodo de lavagem do BF (fmínimo = 75mm) Diâmetro da junção das saídas de lodo do BF ao reservatório de lodo de lavagem Descarte do tubo central Diâmetro de amostragem Extravasor do UASB By-pass do UASB By-pass do BF (= ao f saída do efluente final) Tubulação de gás Efluente percolado (do leito de secagem ao reservatório de lodo de lavagem) Extravasor do reservatório do lodo de lavagem (Elevatória)

Tabela de Diâmteros Interno (mm) 6.84 9.22 12.48 15.76 20.96 26.64 35.08 40.94 52.48

Nominal (pol.) 1/8 1/4 3/8 1/2 3/4 1 1.1/4 1.1/2 2

pop.: 1500 Diâmetro Adot. Diâmetro (mm) (mm) 22 206 206 206 81 81 105 105 105 105 255 255 100 100 150 100 206 206 206 206 81 81 40 50 255 255 255 255 255 255 6 50 100 100 f = entrada da Elevatória

68.8 80.8 105.3 155.4 206.4 254.51 304.76 342.6 393.4 444 495 546

2.1/2 3" 4" 6" 8" 10" 12" 14" 16" 18" 20" 22"

azão de Recalque recomendação de 0,60 e 3,00m/s

Cd= Q= t= v=

0.62 158.45 l/s 0.08 min 4609.59 m/h

80cm/min 48m/h

hab

da da Elevatória

ESTAÇÃO ELEVATÓRIA DE ESGOTOS DADOS DE ENTRADA : POPULAÇÃO: PER CAPITA :

1500 habitantes 25 l/hab.d

Coef. Retorno = K1 = K2 = Qméd = Qinfilt.= Qmáx = Qmín =

0.8 1.2 1.5 0.38 0.04 0.69 0.19

l/s l/s l/s l/s

Prof. Rede(a) = Folga(b) = Altura útil (c) = Reserva mínima (d) = Prof. Poço (e) =

1.1 0.3 0.02 0.41 1.83

m m m m m

Qrecalque = Vu =

0.83 0.37

l/s m3

Diâmetro do poço = D2 Área = Altura útil =

5.50 30.25 23.76 0.02

m m2 m2 m

0.035 0.206 0.02

m m m/s

0.000382 3.82E-05 0.000688 0.000191

m3/s m3/s m3/s m3/s

VOLUME DO POÇO : volume de rec (10 min)=

A_elev = V_elev = V_escav= reaterro =

TUB.RECALQUE : Drec. = Drec. adotado = V=

PERDAS DE CARGA LOCALIZADAS : Peças C 90o Junção 45o Válvula retenção Registro gaveta Saída normal

Quantidade 5 1 1 1 1 Total =

Perdas =

SK 2.00 0.40 2.75 0.20 1.00 6.35

290.41 *Q2

m/m

0.12375

23.76 m2 71.27 m3 90.60 m3 27.05

PERDAS DE CARGA DISTRIBUÍDAS :

Diâmetro reator(f) : Comprimento tub. : Material : C= Perdas =

1.81 14.73 aço 125

m m

Altura geométrica = Vazão

37.36 Q1,85

ALTURA MANOMÉTRICA :

0.20625

m/m

0 0.19 0.38 0.46 0.69 0.83

8.83 Hm 8.826 8.826 8.826 8.826 8.826 8.826

m

m/m m/m m/m m/m m/m m/m

V 0.00 0.01 0.01 0.01 0.02 0.02

m/s m/s m/s m/s m/s m/s