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
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 <= 0,0018 m3/s.m Altura: h= #REF! m ht= #REF! m (altura da calha coletora) hg= 0.150 m (altura da placa de gordura) Calhas coletoras do BF - REVISAR ht= 0.068 m (altura da calha coletora) b= 0.200 m OBS.: A calha fica sobre as chapas divisoras do BF, situada no meio destas
UASB + BF + DS SEM POÇO 6.31 m2 2.840 m 0.940 m 2.340 m
UASB + BF + DS COM POÇO 6.31 m2 2.840 m 0.940 m 2.340 m
10080.00
(lodo volátil)
(lodo volátil)
kg/m³ (densidade do lodo) (concentração do lodo) m3/d m3 0.10 10.00
C2 = VlodoSeco = VlodoSeco =
25% (teor de sólidos no lodo) 0.013217942 m³/d 0.396538252 m³
no lodo do bf )
m3/kgDBOdia
m m
PF LB
2 4 24.31761563
PROSAB
Demanda de ar (com nitrificação) para BF concentração do afluente = 50 mgN-nH4+/L Taxa de aeração= 50 Nm3ar/Kg N-NH4 aplicada. Dia Qar= 82.5 Nm³ar/dia 3.4375 Nm³/h Carga = 1.65 Kg N-NH4+/d
PROSAB
mm mm Hmax (cx de areia ) = Hmax (cx de distrib. ) =
DIMENSIONAMENTO DAS TUBULAÇÕES Tubo de chegada ( Esgoto Bruto ) Verificação a partir da velocidade v = 1.00 m/s Área chegada = 0.0004 m² f chegada = 22 mm => 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)
