Gabarito Decantação Horizontal e Filtração Rápida Descendente - Projeto II

PUCRS ESCOLA POLITÉCNICA PROJETO II Disciplina Sistemas de Tratamento de Água Turma 030 Professor Renato Machado semestre 2022II Nome do Aluno GABARITO Decantação Horizontal e Filtração Rápida Descendente 1 Enunciado 11 Considerações Iniciais O Projeto II deve dar continuidade ao Projeto I Mistura Rápida e Floculação Hidráulica mantendo a Vazão Nominal da ETA 210 Ls conforme planilha de consumos progressivos apresentada no Projeto I e o arranjo das unidades apresentado na Figura 1 12 Decantação de Fluxo Horizontal Número de unidades 2 duas Profundidade útil Hu 380 m Taxa de Escoamento Superficial QA 32 m3m2dia Canal de alimentação de Seção Variável 13 Filtração Rápida de Fluxo Descendente Número total de unidades filtrantes 4quatro Taxa de filtração QA 180 m3m2dia Fundo Falso laje com crepinas Material Filtrante Areia e Antracito Tamanho efetivo da areia 045 mm Espessura da camada de areia 25 cm Camada torpedo com tamanho efetivo 08mm Espessura da camada torpedo 10 cm Tamanho efetivo do antracito 10 mm Espessura da camada de antracito 50 cm 14 Apresentação Final a Elaborar memória de cálculo detalhada das unidades previstas b Definir o volume do reservatório de lavagem dos filtros considerando para efeito de cálculo o comprimento da tubulação de lavagem de 52 m distância do reservatório até a entrada do filtro 1 e as conexões apresentadas no desenho c Elaborar planta GERAL e corte Longitudinal do Sistema de Tratamento Projetado d Apresentar planta e corte esquemático de uma unidade filtrante com o posicionamento das válvulas de entrada e saída decantada descarga lavagem e filtrada Figura 1 Arranjo Geral da Estação de Tratamento de Água 2 Resolução 21 Decantadores de Fluxo Horizontal 2 unidades Dados Profundidade útil dos decantadores 38 m mesma dos floculadores Taxa de Escoamento Superficial 32 m3m2dia a Área Superficial As 0105 m3s 86400 sdia 32 m3m2dia 28350 m2 b Tempo de detenção Teórico Td Volumevazão 28350 38 0105 10260 segundos 2 h 51 c Comprimento Sendo a largura B 905 m obtida em função do Floculador Obtemos o comprimento L As B 2835 905 3133 m Ladotado 3200 m Relação LB 3200905 354 entre 225 e 5 OK Relação LH 3200380 842 entre 4 e 22 OK d Velocidade de deslocamento do fluxo Vh 0105 905380 00031 ms 031 cms 15 cms OK e Espaço para acumulação do Lodo Vol útil do dec V 320090538 110048 m3 Para águas Turvas Vlodo 20 V Vlodo 20 110048 22010 m3 f Canal de Alimentação dos decantadores seção variável Adotandose as dimensões Largura do canal b 080 m Velocidade de escoamento no canal v 020 ms Seção 1 S1Q1v 0210020 105 m2 Altura dágua na Seção 1 h1 S1b 105080 131 m Raio hidráulico na Seção 1 Rh1 bh1 2h1b 080131 2131080 03064 Grad na Seção1 G1 350fRh105 v15 350 00300306405 0215 98 s1 Seção 2 S2Q2v 01575020 079 m2 Altura dágua na Seção 2 h2 S2b 079080 099 m Raio hidráulico na Seção 2 Rh2 bh2 2h2b 080099 2099080 02849 Grad na Seção2 G2 350fRh205 v15 350 00300284905 0215 101 s1 Seção 3 S3Q3v 0105020 053 m2 Altura dágua na Seção 3 h3 S3b 053080 066 m Raio hidráulico na Seção 3 Rh3 bh3 2h3b 080066 2066080 02491 Grad na Seção3 G3 350fRh305 v15 350 00300249105 0215 108 s1 Seção 4 S4Q4v 00525020 026 m2 Altura dágua na Seção 4 h4 S4b 026080 033 m Raio hidráulico na Seção 4 Rh4 bh4 2h4b 080033 2033080 01808 Grad na Seção4 G4 350fRh405 v15 350 00300180805 0215 127 s1 Comportas Dimensões estabelecidas para v comp v canal 020 ms b comp 080 m e h comp 033 m Rh comp bh 2hb 080033 2033080 01808 m G comp 350 00300180805 0215 127 s1 g Cortina Difusora Placas Prémoldadas N de orifícios 15 colunas e 5 linhas 75 orifícios Vazão por orifício qorif 105 75 140 Ls Diâmetro dos orifícios DN 150 adotado Área dos orifícios Aorif 00177 m2 Vel nos orifícios vorif 0001400177 0079 ms Perda de carga na cortina hp v22g 007922981 00003 m desprezível g Descarga de Lodo expurgo do decantador Área de Lodo Vlodo L 22010 3200 688 m2 Área de lodo 905 Δh 2 688 m2 Δh 152 m h Hu Δh 38 152 532 m S A 4850t h12 320905 48501 53212 01377 m2 S 01377 m2 tubo DN 400 h Recolhimento da água decantada Será feito por cinco calhas coletoras longitudinais ao fluxo do decantador com comprimento de q 0018HVs Onde q vazão por metro de vertedor das calhas lsm H profundidade do decantador m Vs velocidade de sedimentação m3m2dia q 00183832 219 lsm valor adotado 18 lsm NBR12246 Lvertedor 105 18 5833 m Lcalha 5833 5 2 583 585 m adotado obs 5 calhas com 2 vertedorescalha Vazão por calha Qcalha Qdec número calhas 105 5 21 Ls Dimensões das calhas coletoras 32 calha 137bHo Q b 030 m adotado Ho 014 m Ho adotado 025 m NBR12216 O nível máx de água no interior das calhas deve situarse à distância mínima de 10 cm abaixo da borda vertente 22 Filtração Rápida de Fluxo Descendente de dupla camada areia e antracito Dados Número total de unidades filtrantes 4quatro Taxa de filtração QA 180 m3m2dia Fundo Falso laje com crepinas Material Filtrante Areia e Antracito Tamanho efetivo da areia 045 mm Espessura da camada de areia 25 cm Camada torpedo com tamanho efetivo 08mm Espessura da camada torpedo 10 cm Tamanho efetivo do antracito 10 mm Espessura da camada de antracito 50 cm a Dimensões úteis de cada filtro Área superficial As 021086400 1804 2520 m2 Largura função dos decantadores B 905 2 020 0203 443 m 4 Comprimento útil L AsB 2520443 569 m Comprimento Total L total L 020 070 659 m b Espessura das Camadas e Altura da Caixa dos Filtros Altura livre 030 m Altura dágua sobre o meio filtrante 190 m Altura do meio filtrante Camada de antracito 10 mm 050 m Camada de areia 045 mm 025 m Camada Torpedo 08 mm 010 m Camada suporte 025 m Laje de fundo 015 m Fundo falso 065 m Altura total da caixa do filtro H 410 m c Fundo Falso dos Filtros Laje de concreto com Crepinas Para antracito com Tam Efetivo 10 mm Vlav 075 mmin 00125 ms Vazão de lavagem Qlav Afiltro Vlav 2520 00125 ms 0315 m3s 315 Ls Tubulação de lavagem Adotandose DN 400 Ve 40315 314 0402 250 ms OK Vlav 180 360 ms d Perda de carga na canalização de lavagem J Q 02785 C D263185 0315 02785130 040263185 00133 mm Perda de carga na tubulação hp J L 00133 52 069 m Perdas Localizadas conexões Entrada de canalização 1 K 050 050 Curva 90 1 K 040 040 Tê passagem direta 4 K 060 240 Válvula Gaveta aberta 1 K 030 030 Saída de canalização 1 K 050 050 ΣK 410 hf 410 25022981 131 m Perda de carga total na canalização hptotal hp hf 200 m e Perda de carga no meio filtrante Antracito com Tam Efetivo 10 mm 050 m de espessura da camada Areia com Tam Efetivo 045 mm 025 m de espessura da camada Areia com Tam Efetivo 08 mm 010 m de espessura da camada Porosidade do antracito 045 Porosidade da areia 040 Massa específica do antracito 1500 Kgm3 Massa específica da areia 2650 Kgm3 Massa específica da água 1000 Kgm3 hpantracito 1500 1000 1000 x 1 045050 014 m hpareia 2650 1000 1000 x 1 040035 035 m f Perda de carga nas Crepinas Diâmetro das Crepinas ¾ Quantidade de crepinas 24m2 x 2520 m2 604 crepinasfiltro Vazão por crepina Qlav 604 315 ls 604 0522 Ls 188 m3hora hpcrepina 098 m obtida no gráfico do fabricante ¾ com tubo para ar g Perda de carga total durante a lavagem hplav 200 014 035 098 347 m h Volume do Reservatório de Lavagem Com capacidade para lavar dois filtros em sequência e tempo de lavagemfiltro de 10 minutos Vol Res Qlav Tempo de lavagem 0315 m3s 10 min60 2 378 m3 i Canalizações FrenteFiltro Qfiltro 2104 5250 Ls Qlav 315 Ls Canalização Vazão Ls Diâmetro mm Velocidade ms Limites de velocidade Lavagem 315 DN 400 250 180360 Filtrada 5250 DN 250 107 080130 Decantada 5250 DN 350 055 030070 Descarga 315 DN 500 160 090180 j Calhas de água de lavagem Serão utilizadas 3 calhas por filtro com X 148 m e X2 0735 m Qcalha Qlav3 3153 105 Ls Adotandose Hcalha 040 m obtémse bcalha Qcalha 13bH32 O105 13 b 04032 assim b 032 m bcalha adotado 040 m 23 Planta Geral do Sistema de Tratamento Projetado