Dimensionamento de ETA: Calha Parshall, Floculadores, Decantadores e Filtros

Importante A resposta de cada questão somente será considerada quando os cálculos que levaram a esta forem apresentados em detalhe Não será considerado o exercício com resolução no Excel assim os cálculos devem ser feitos a mão Considerar para a resolução desta atividade o layout da Estação de Tratamento de Água ETA apresentado na Figura ao lado A ETA deverá ser projetada para tratar uma vazão total de Ls 1 Dimensionar 1 calha de Parshall com garganta W 3 0915m Considerar peso especifico da água de γ 1000 kgfm3 e viscosidade dinâmica da água de μ 167 x 104 kgfsm2 2 Dimensionar 4 floculadores mecânicos com turbinas de fluxo radial O tempo total de floculação detenção hidráulica será de 30 min e composto por 3 pares de três câmaras em série com gradientes de velocidade constantes respectivamente a 70 s1 50 s1 e 20 s1 Você como projetista deve aproveitar uma parede comum aos decantadores assim você precisará dimensionar primeiro o decantador Considerase a profundidade da lâmina líquida de 45 m rotor de diâmetro D 12 m número de potência Kt 15 μ 1002 x 103 Nsm2 a 20oC ρ 998207 kgm3 3 Dimensionar 4 decantadores convencionais Considere a Taxa de Escoamento Superficial TES de 40 m³m²dia Velocidade longitudinal Vh de 06 cms e relação L B 4 4 Determinar as dimensões X e Y de cada um dos 8 filtros O layout de cada par de filtros deve ser conforme a Figura ao lado Antes de dimensionar o filtro você deve conhecer a largura b do decantador Considerar Taxa de filtração de 280 m³m²dia filtros de dupla camada areia e antracito e que cada filtro deverá ser composto por uma única célula e canal lateral de coleta de água de lavagem com largura igual a 10 5 Dimensionar 1 unidade de desinfecção tanque de contato Considerar uma relação L B 3 profundidade H de 35 m tempo de contato de 30 minutos Repostas 1 Calha Parshall Q 7 50 ls W 3 0915 m ro 1000 kg fm³ rç 167 104 kgfms² Ho K Qn k tabelado n tabelado Ho 0608 075p639 Ho 051m altura na secão de medição D 23 DW W D tabelado D 23 1570915 0915 D 135 m lugar na secão de medição Vo Qro D velocidad na medição Vo 075051135 11 ms qr QW 0750915 082 m3 sm Vozão específico EoVo²2g HoN carga hidráulica disp N tabelado Eo 11²2981 051 0229 08 m Vl 2 2g Eo3cos θ3 22981083 cos 1326 Vl 327 ms velocidade antes do ressalto hl QVl altura dágua antes do ressalto hl 082327 025 m Fl Vlghl N de Froude 209 Estamos dentro do ideal hl3 hl2 1 8 F12 1 Altura dagua no final do ressalto h3 0252 1 8209² 1 062 m hp Ho N h3 perda de carga no ressalto hp 051 0229 062 011 m V3 QWh3 velocidade no ressalto V3 0750915062 131 ms V2 QCh2 velna secão de saída do trecho de esgoto C tabelado V2 075122047 13 ms h2 h3 Nk altura na secô de saída do trecho dio k tabelado h2 047 m T 2G V1 V2 Tempo de mistura no trecho dio G tabelado τ 20915327 13 04 Dentro do ideal G r4 hp τ 2285 s 1 Dentro do ideal 2 4 Floculadores mecânicos de fluxo radial Q 0187 m³s TDH 30 min 3 câmaras em série com G de 70 s 50 s1 e 20 s1 H 45 m D 12 m kt 15 B 10 m Vf Qθk 0187 m³s 30 min 60 s 1 min 3366 m³ volume As Vf k 3366 45 75 m² área superficial Bf As Bd 75 10 75 m comprimento do floculador V Vf n 3366 3 1122 m³ Volume de cada câmara potência a ser introduzida Pst KT ρ n³ D⁵ G rkp 4V Pst G² r V r G 70 s1 Pst 70² 3002103 1122 5509 w n³ Pst KT ρ D⁵ 0528 rpas 60 32 rpm φG 50s¹ φₜ 50² 100210³ 1122 281 W η 3φₜ KT p 05 0422 rps 60s 253 rpm φG 20s¹ φₜ 20² 100210³ 1122 45 W η 023 rps 137 rpm 3 Taxa 40 m³m²dia QA 0754 0187 m³13 16200 m³dia Vk 06 cms LB 4 L 4B qf Vs QA As área superficial As QA qf 16200 40 405 m² qf 40 Considerando upag de 45mm Θh Vde QA 405 45 0187 3600 27 h Pd B L Ad 4B2 405 4B2 B 10 m L 40 m Re Vk Rh v nº de Reynolds Rh B h B 2h 10 45 10 245 236 m 236 m Re 06 236 00001 14240 20000 ok Calhas ql 0018 H q ql 0018 45 40 ql 324 lsm vazão linear nas calhas Lv 187 ls 324 lsm 58 m 58 m Lcalha 58 02 116 m comp máximo da calha 116 m Ncalhas Lv 2 Lcalha 58 2 116 3 calhas Espaçamento 10 m 3 33 m 4 b 10m qf 280 m³m² dia Dupla camada de areia e antracito largura do canal de coleta de água de lavagem 1m Determinar as dimens X e Y de 8 filtros 2 filtros p cada decantador Qf 018712 00935m³s em cada filtro ATF Qq 80484 280 288 m² área de cada filtro 80484 m³dia Y Y Ldc 2 Y 10 2 1 Y 4m largura do filtro X AF Y 288 4 72 m comprimento do filtro 5 Tanque de contato 1B 3 K 35 L 3B τc 30 min θH Vd Q Vd QθH 075 m³s 30 min 60 s 1 min 1350 m³ Volume do tanque As Vd H 1350 m³ 35 m 3857 m² As B L As 3B² Base 113 m Largura 34 m 3853 B B 113 m L 34 m