2- Considere uma planta de tratamento de água para uma pequena comunidade. A água residual escoa a uma vazão volumétrica de 32000 m^3 / dia, através de uma planta de tratamento, com um tempo médio de residência de 8 horas; ar é borbulhado no interior dos tanques, que contêm microorganismos que atacam e decompõem o material orgânico.
(Lixo orgânico +O2 xrightarrow microrganismos CO2+H2 O â
Uma alimentação típica tem uma DBO (demanda biológica de oxigênio) de 200 mg de O2 / L, enquanto um efluente tem uma DBO desprezível. Encontre a taxa de reação, ou seja, o decréscimo de DBO nos tanques de tratamento.

Passo 1

O enunciado descreve uma planta de tratamento contínua com vazão volumétrica
Q = 32000 m^3/d
e tempo médio de residência
tau = 8 h
A alimentação tem demanda bioquímica de oxigênio (DBO)
Sin = 200 mg/L,
e o efluente tem DBO desprezível ( Sapprox0).
Vamos usar o balanço de massa em regime estacionário num reator completamente misto (CSTR), em que a taxa volumétrica de remoção de DBO é
r = Q,(Srm in-S)V

Passo 2

Calcular o volume do reator V a partir de
V = Q,tau
Convertendo tau para dias:
tau = 8 h = 824 d = 13 d,
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V = 32000 m^3/dtimes13 d = 10666,7 m^3

Passo 3

Em regime estacionário e assumindo Sapprox0 no efluente, temos
r = Q,(Srm in-0)V = Q,Srm inQ,tau = Srm intau
Note que r tem unidades de concentração por tempo, isto é, mg/L/h.

Passo 4

Substituindo Srm in=200 mg/L e tau=8 h,
r = 200 mg/L8 h = 25 mg/L/h

Resposta

A taxa de reação de DBO nos tanques é
boxed25 mg/L/h

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