Dimensionamento de Decantadores para Estação de Tratamento de Água

Sistemas de Tratamento de Água E S C O L A P O L I T É C N I C A AULA 11 DECANTAÇÃO Prof Renato Machado Decantação 1ª Aplicação Prática Dimensionamento dos Decantadores Arranjo Geral da Instalação Decantação Aplicação Prática Dimensionamento dos Decantadores Dimensionar as unidades de decantação para uma Estação de Tratamento de Água que irá tratar a vazão de 280 ls A decantação será realizada em 2 unidades de escoamento horizontal Dados Prof útil Hu 370 m Taxa Esc Sup QA 30 m3m2dia Disposição do Decantador em relação ao Floculador Decantação Desenvolvimento 2 5736 10656 140 0 70 32 403 Q V Td seg h a Área Superficial b Tempo de detenção Teórico 3417m 1180 40320 L c Comprimento do Decantador Sendo a largura B 1180 m obtida em função do Floculador Obtemos o comprimento Ladotado 3420 m Decantação 2 90 80 11 20 34 B L 9 24 70 3 20 34 H L Relação entre 225 a 5 OK entre 4 e 25 OK Relação d Velocidade de deslocamento do fluxo cm s m s 0 32 0 0032 80 3 70 11 0140 VH 15 cms OK e Espaço para acumulação do Lodo Vol útil do dec V 34201180370 149317 m3 Para águas coloridas Vlodo 10 V Vlodo 10 149317 14932 m3 f Canal de Alimentação dos decantadores seção transversal constante Adotandose as dimensões largura do canal B 10 m altura da lâmina dágua h 080 m Decantação 0175m s 10080 0140 Bh Q v 0 3077m 80 02 01 80 001 2h B Bh Rh 15 5 0 v Rh f 350 5 1 5 0 0175 3077 0 0 030 350 Velocidade de escoamento v Raio Hidráulico no canal Rh Gradiente de Velocidade no canal G20 C G20 C 80 s1 G20 C G20 C 2 Rh23 nv I 2 307723 0 0 012 0 175 Perda de Carga no Canal hf Segundo Manning hf I L 00000212 1180 00003 m desprezível 00000212 mm L 1180 m comprimento do canal f Coef Fórmula de Darcy Decantação g Comportas de Entrada dágua Adotandose 3 comportas por decantador Qcomporta 1403 4667 ls largura do comporta b 04 m altura dágua na comporta h 080 m 080040 0 04667 vc 2981 0146 2g v h 2 2 o Velocidade na passagem pelas comportas vc 0146 ms 00011 m desprezível Perda de carga na comporta ho Raio hidráulico na comporta Rh 80 02 40 0 40 0 80 0 2h b bh Rh 016 m 15 5 0 v Rh f 350 5 1 5 0 0 146 0 16 0 030 350 Gradiente de Velocidade na comporta G20 C 845 s1 G20 C Decantação h Cortina Difusora Placas Prémoldadas N de orifícios 20 colunas e 5 linhas 100 orifícios espaçamento entre 050 e 10 m Vazão por orifício 40 1 100 140 qorif ls 0 079 0 0177 0 0014 vorif 0 0003m 81 92 079 0 2g v hp 2 2 Diâmetro dos orifícios DN 150 adotado Área dos orifícios Aorif 00177 m2 Vel nos orifícios Perda de carga na cortina ms i Descarga de Lodo expurgo do decantador 01753 4 44 1 4850 40360 h 4850t A S m2 tubo DN 500 t tempo de descarga horas e h profundidade da válvulam ver detalhes a seguir ver detalhes a seguir Decantação j Recolhimento da água decantada Será feito por três calhas coletoras longitudinais ao fluxo do decantador com comprimento de 0018HVs q onde q vazão por metro de vertedor das calhas ls m H profundidade do decantador m Vs velocidade de sedimentação m3m2dia 77 8 81 140 Lvertedor 4 86m 28 77 8 Lcalha q 001837030 199 lsm valor adotado qmáx18 lsm NBR12216 m 490 m adotado obs 8 calhas com 2 vertedorescalha Vazão por calha 1750l s 8 140 de calhas n Q Q Dec calha Decantação Dimensões das calhas coletoras 32 calha 137bHo Q Qcalha 00175 m3s b 030 m adotado Ho 012 m Hadotado 025 m NBR12216 O nível máx de água no interior das calhas deve situarse à distância mínima de 10 cm abaixo da borda vertente Decantação Planta Geral do FloculadorDecantador Decantação Detalhes da Cortina Difusora Cortina executada em placas de concreto prémoldadas com orifícios de tocos de PVC DN 150 Orifícios espaçados entre 050 e 100 m Borda distância do nível dágua à passarela do decantador Decantação Detalhes da Descarga de Lodos Área de Lodo Vol LodoL149323420 437 m2 Área de Lodo BdecantadorΔh2 437 m2 Δh 437 21180 074 m Altura da válvula em relação ao Nível dágua h Hu Δh 370 074 444 m 01753 2 4 44 1 4850 40360 h 4850t A S m tubo DN 500 Decantação 2ª Aplicação Prática Dimensionamento de Canal de Alimentação dos Decantadores de Seção Transversal Variável Nota Metodologia recomendada quando vários decantadores são abastecidos por uma única unidade de floculação Canal de seção Transversal Variável largura constante e altura variável abastecendo dois decantadores quatro comportas no total Velocidade admissível no canal entre 015 e 065 ms Dados QETA216 Ls bcanal070 m V020 ms O dimensionamento será realizada para quatro 4 seções de escoamento escolhidas no eixo de cada comporta C1 C2 C3 e C4 Vide a figura Secção 1 S1 Q1v 0216020 108 m² Q1 vazão total m³s e v velocidade mantida constante ms Sendo b 070 m constante resulta h1154 m altura dágua na seção 1 Rh1 bh1 070154 2h1b 2154070 G1 350 fRh 05v15 3500030028520502015 1015 s¹ Secção 2 S2 Q2v 0162020 081 m² Q2 vazão total vazão da 1ª comporta e v velocidade cte ms Sendo b 070 m constante resulta h2116 m altura dágua na seção 2 Rh2 bh2 070116 2h2b 2116070 G2 350 fRh 05v15 3500030026890502015 1045 s¹