Dimensione os principais elementos de um sistema de lodos ativados convencional e um de aeração prolongada para a população de os 4 primeiros dígitos da matrícula de um ou uma das duplas. Dica: as concentrações de sólidos nos reatores, o TDH, a idade do lodo etc, o grupo deve escolher para cada caso. ( 0,8 pontos)
Importante obter:
  • Volume do reator;
  • Vazão de retorno de lodo;
  • Vazão de lodo excedente;
  • Produção de sólidos;
  • Requisito de oxigênio.
    Equações:
K1 T=K120 cdot theta^(T-20)
Do=Cs-Co
Cc=Cs-Dc
K2T=K220 cdot theta^(T-20) Co=Qr cdot Cr+Qe cdot CeQr+Qe Lo=DBO5(1-e^-5 times K1)

Passo 1

Resumo do enunciado: a gente precisa dimensionar dois sistemas de lodos ativados – um convencional e outro de aeração prolongada – para uma população de 4 dígitos da matrícula. É conteúdo de Engenharia Sanitária (tratamento de esgoto biológico) e vamos usar conceitos de:
  • Vazão de projeto (Q) a partir da população e consumo per capita
  • Tempo de detenção hidráulica (TDH ou HRT)
  • Concentração de sólidos no reator (MLSS, )
  • Idade do lodo ( )
  • Vazão de recirculação ( )
  • Vazão de lodo excedente ( )
  • Produção de sólidos (massa de lodo produzido/dia)
  • Requisito de oxigênio (baseado na DBO removida)
    E as fórmulas dadas em LaTeX.

Passo 2

Calcular a vazão de projeto (Q):
  1. Assumimos os 4 primeiros dígitos da matrícula = 1234 habitantes.
  2. Consumo de água por pessoa = 150 L/hab·d (valor típico).
  3. Então
Q ;=; 1234;hab;times;150;Lhab·d ;=;185,100;L/d ;approx;185,1;m^3/d

Passo 3

Escolher parâmetros de projeto:
  • Concentração de MLSS no reator:
  • Sólidos do efluente (pressupondo remoção de 95% de DBO):
  • DBO influente
  • Coeficiente de rendimento
  • Reatores:
    • Convencional: , TDH (6 h)
    • Aeração prolongada: , TDH (24 h)

Passo 4

Volume do reator ( V ;=; Q;times;TDH ):
Vrm conv = 185,1;m^3/dtimes0,25;d =46,28;m^3
  • Convencional: Vrm prof = 185,1;m^3/dtimes1;d =185,1;m^3
  • Prolongada:

Passo 5

Vazão de recirculação de lodo ( Qr = 0,5times185,1 =92,55;m^3/d ): assumimos 50% de Q de entrada:

Passo 6

Vazão de lodo excedente ( Mrm ex = Mrm reatorthetac ):
  1. Massa de sólidos no reator: Qe = Mrm exCs (mg/L) (em mg)
  2. Produção diária de lodo massa:
Mrm reator=46,280,Ltimes3,000;mg/L=138,84times10^6;mg
  1. Convertendo pra vazão líquida:
Mrm ex=138,84times10^610 =13,884times10^6;mg/d Rightarrow; Qe,rm conv=13,884times10^63,000=4,628;L/dapprox4,63;m^3/d
– Convencional:
Mrm reator=185,100,Ltimes3,000=555,3times10^6;mg
Mrm ex=555,3times10^620=27,765times10^6;mg/d Rightarrow; Qe,rm prof=27,765times10^63,000=9,255;L/dapprox9,26;m^3/d
– Prolongada:

Passo 7

Produção de sólidos (massa de lodo diário) – usando rendimento DBO removida = Qtimes(Co - Ce) =185,100,(200-10);mg/L =185,100times190=35,169times10^3;mg/d=35,169;kg/d :
Produção de sólidos = Ytimes DBO removida =0,5times35,169 =17,584;kg/d
çãó

Passo 8

Requisito de oxigênio: fator estequiométrico 1,42 kg O₂/kg DBO removida
O2 =1,42times35,169;kg/d approx49,95;kg;O2/d

Resposta

Sistema de lodos ativados convencional (θ=10 d, TDH=6 h):
  • V =46,28 m³
  • Q =92,55 m³/d
  • Q =4,63 m³/d
  • Produção de sólidos=17,58 kg/d
  • Demanda de oxigênio≈49,95 kg O₂/d
Sistema de aeração prolongada (θ=20 d, TDH=24 h):
  • V =185,1 m³
  • Q =92,55 m³/d
  • Q =9,26 m³/d
  • Produção de sólidos=17,58 kg/d
  • Demanda de oxigênio≈49,95 kg O₂/d

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