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PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA AMBIENTAL E SANITÁRIA – PPGEAS DISCIPLINA TRATAMENTO DE ÁGUAS RESIDUÁRIAS REESPONSÁVEL: PROF. DR. FRANCISCO JAVIER CUBA TERAN PRIMEIRA LISTA DE EXERCÍCIOS 1. Estudar do Capítulo 2, o subtítulo 2-6 e do capítulo 3 os subtítulos 3-2; 3-4; 3-5 do livro texto 2. Ler as resoluções CONAMA 430, CONAMA 357 e o Decreto Estadual 1745 3. Estudar a aplicação do modelo de Streeter Phelps 4. Estimar preliminarmente a eficiência que deverá ter uma ETE (vazão = 12000 m3/dia = 138,89 L/s) em termos de remoção de NMP de coliformes totais e DBO. Vazão Q95% = 60000 m3/dia = 694,44 L/s DBO do rio = 2 mg/L (classe 2) NMP de coliformes no rio = 102/100 mL DBO do esgoto = 360 mg/L NMP de coliformes no esgoto = 108/100 mL REMOÇÃO DE NMP DE COLIFORMES: Concentração na Zona de Mistura para lançamento com esgoto bruto CM = (QR x CR) + (QE x CE)/ (QR + Q) CM = (694,44x 102) + (138,89 x 108)/ (694,44 + 138,89) CM = 16.786.950,48 NMP de coliformes Realizando o balanço de massa na zona de mistura, com vistas a atender ao padrão de lançamento de NMP de coliformes para manancial de classe II, previsto na legislação vigente, tem-se: CM = (QR x CR) + (QE x CE)/ (QR + QE) 1000 = (694,44 x 102) + (138,89 x NMPr)/(694,44 + 138,89) NMPr = 5499,94 NMP de coliformes Eficiência E = ((C0 – CF)/C0) x 100 E = 108 – 5.499,94/108 E= 99,99%

REMOÇÃO DE DBO: Concentração na Zona de Mistura CM = (QR x DBOR) + (QE x DBOE)/ (QR + QE) CM = (694,44 x 2) + (138,89 x 360)/ (694,44 + 138,89) CM = 92,5 mg/L

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Realizando o balanço de massa na zona de mistura, com vistas a atender ao padrão de lançamento de DBO para manancial de classe II, previsto na legislação vigente, tem-se: CM = (QR x CR) + (QE xCE)/ (QR + QE) 5 = (694,44 x 2) + (138,89 x DBOr)/(694,44 + 138,89) DBOr = 19,9998 mg/L

Eficiência E = ((C0 – CF)/C0) x 100 E = ((360 – 19,9998)/360)x 100 E = 94,44% 5. A ETE de Gaviria-GO descarrega esgoto tratado com as condições abaixo. De forma a simular o efeito da descarga sobre o teor de OD e a DBO do corpo receptor, foi feito o estudo do efeito da entrada dos tributários 1, 2, 3, 4, e 5. Considerando as condições abaixo, elaborar a curva de decaimento de DBO e de decaimento de OD em função da distância, para saber quantos quilômetros a jusante do lançamento o rio recupera as características do seu enquadramento. Dados Para Modelagem Variáveis (unidade) Simbolo Vazão do rio (m3/s) Vazão do esgoto (m3/s) DBO5 do rio (mg/l) DBO5 esgoto bruto (mg/l) OD do rio (mg/l) OD do efluente (mg/l) Altitude (msnm) Coeficientes Coef. decomposição (1/d) Coef. reaeração (1/d) Dados adicionais

Qr Qe DBOr DBOe ODr ODe Alt

Valor 0,231 0,070 2,0 300,0 6,8 1,0 720

Simbolo

Valor

k1 K2 Simbolo

0,10 0,50 Valor

OD saturação (mg/l) ODsat Temperatura da água (ºC) t Distância do trecho (km) d Altura Lamina d`água (m) h Velocidade (km/dia) v Efic. remoção DBO na ETE (%) Edbo

7,76811 24 900,00 0,30 51,84 0,81

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Dados do Tributário 1 Dados Dist. desde o lançamento = OD do rio = DBO do rio = Q95% do rio = DBO da mistura = DBO Ultima da mistura = OD da mistura = Velocidade = K1 = K2 =

Unidade m mg/L mg/L m3/s mg/L mg/L mg/L km/dia dia-1 dia-1

Dados do Tributário 4 Valor 6,50 6,80 2,00 0,13 11,11 28,23 5,68 51,84 0,10 1,00

Unidade m mg/L mg/L m3/s mg/L mg/L mg/L km/dia dia-1 dia-1

Unidade m mg/L mg/L m3/s mg/L mg/L mg/L km/dia dia-1 dia-1

Valor 17,80 6,80 2,00 1,67 3,80 9,67 6,54 51,84 0,10 1,00

Dados Dist. desde o lançamento = OD do rio = DBO do rio = Q95% do rio = DBO da mistura = DBO Ultima da mistura = OD da mistura = Velocidade = K1 = K2 =

Unidade m mg/L mg/L m3/s mg/L mg/L mg/L km/dia dia-1 dia-1

Dados do Tributário 3 Dados Dist. desde o lançamento = OD do rio = DBO do rio = Q95% do rio = DBO da mistura = DBO Ultima da mistura = OD da mistura = Velocidade = K1 = K2 =

Unidade m mg/L mg/L m3/s mg/L mg/L mg/L km/dia dia-1 dia-1

Valor 32,62 6,80 2,00 0,46 3,25 8,25 6,67 51,84 0,10 1,00

Dados do Tributário 5

Dados do Tributário 2 Dados Dist. desde o lançamento = OD do rio = DBO do rio = Q95% do rio = DBO da mistura = DBO Ultima da mistura = OD da mistura = Velocidade = K1 = K2 =

Dados Dist. desde o lançamento = OD do rio = DBO do rio = Q95% do rio = DBO da mistura = DBO Ultima da mistura = OD da mistura = Velocidade = K1 = K2 =

Valor 24,80 6,80 2,00 0,29 3,54 8,99 6,60 51,84 0,10 1,00

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Valor 45,50 6,80 2,00 0,38 3,03 7,70 6,74 51,84 0,10 1,00

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6. Os dados a seguir foram obtidos a partir da operação de um reator operando em bateladas sequenciais para efetuar a remoção de 17α – etinilestradiol (Isecke 2014). Pede-se obter a equação que melhor representa o decaimento do poluente em função do tempo. t (d) 0 20 40 60 80 100 120

C (mg/L) 1 0,3 0,1 0,05 0,04 0,039 0,038

CURVA DE DECAIMENTO DE EE2 1.2 1

C(mg/L)

0.8 0.6

y = 0.0001x2 - 0.0225x + 0.8675 R² = 0.8967 C (mg/L)

0.4

Poly. (C (mg/L)) 0.2 0 0

20

40

60

80

100

120

140

-0.2

Tempo (min)

7. Um reator que funciona em mistura completa trata água residuária cuja DBO decai seguindo uma cinética de primeira ordem com constante de velocidade igual a 0,15 d-1. A) Calcular a vazão que poderá ser tratada se o reator tem um volume de 20 m3 e eficiência de 98%. B) Qual o volume necessário para tratar a vazão calculada no item anterior com eficiência de 92%? A) Para um reator de mistura completa, tem-se: Escola de Engenharia Civil – UFG – Av. Universitária, 1488. Setor Universitário. CEP 74605-220 Goiânia-GO – BRASIL. Fone: +55 (62) 3209-6084 Fax: +55 (62) 3209-6087

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C/C0 = 1/(1+K x V/Q) 0,02C0/C0 = 1/(1+K x V/Q) 1/0,02 = 1+0,15 x 20/Q Q = 0,061 m3/d B) Para um processo cuja eficiência é de 92%, tem-se: C/C0 = 1/(1+K x V/Q) 0,08C0/C0 = 1/(1+K x V/Q) 1/0,02 = 1+0,15 x V/0,061 V = 4,68 m3

8. Determinar o número de câmaras de contato para desinfecção, funcionando em série e em mistura completa, cada uma com tempo de detenção hidráulica de 30 min, que serão necessárias para reduzir a concentração de bactérias de 106 para 14,5 NMP/100mL. A constante de velocidade é igual a 6,1 h-1. Se um tanque de contato funcionando em pistão for usado com o mesmo tempo de detenção das câmaras que funcionam em série e em mistura completa, qual seria a concentração de bactérias no efluente da câmara? Para câmara de contato de desinfecção, em série e em mistura completa, tem-se: C/C0 = 1/(1+K x V/Qn)n 14,5/106 = 1/(1+6,1 x 0,5)n 6,9 x 104 = 4,05n log (6,9 x 104) = n x log(4,05) Para tanque de fluxo em pistão, tem-se: C/C0 = e-Kt C/106 = e-6,1 x 0,5 x 8 Escola de Engenharia Civil – UFG – Av. Universitária, 1488. Setor Universitário. CEP 74605-220 Goiânia-GO – BRASIL. Fone: +55 (62) 3209-6084 Fax: +55 (62) 3209-6087

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C = 2,531 x 10-11 x 106 C = 2,531 x 10-5 NMP/100mL

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