Aulas de Tratamento de Águas Residuárias e Tratamento de Efluentes. Aulas não revisadas. Vários autores.

1. TRATAMENTO DE ÁGUAS
RESIDUÁRIAS
Aula 8 – Dimensionamento de Lodos ativados

2. PROCESSO DE LODOS ATIVADOS
V,X
Q,S0,X0
Decantador
Secundário
Tanque de
Aeração
Qr,Xr
QD,Xr
Lodo em excesso
Volume de controle
(Q - QD),Se,Xe
Esgoto tratado

3. DIMENSIONAMENTO DOS SISTEMAS DE LODOS
ATIVADOS
Dimensionamento - Processo de Lodos Ativados Convencional
1) Dados de população, vazão e carga de DBO:
1ª ETAPA
2ª ETAPA
População
Vazão média de Carga de DBO
Atendida (hab.)
esgotos
(kg/dia)
m3/d
L/s
224.933
53.482 619
14.752
233.877
57.000 660
17.017

4. Processo de lodo ativado convencional
Grade
Caixa de areia
Decantador
Primário
Tanque de
Aeração
Decantador
Secundário
Rio
Água retirada
do lodo
Adensamento
Digestão
Secagem
Lodo “Seco”

5. 1º Passo – Volume necessário de
tanques de aeração
1º Passo – Carga de DBO (L):
Considerando-se a instalação de decantadores primários com eficiência
estimada em 30% na remoção de DBO, a carga afluente aos tanques de
aeração será (2ª etapa):
Carga DBO = 0,7 x Q(2ºetapa) =
Grade
Caixa de areia
Decantador
Primário
11.912 kg/d
Tanque de
Aeração
Decantador
Secundário
Rio

6. 2º Passo – Volume do tanque de
aeração
a) Considerando-se:
fator de carga f = 0,22 kgDBO/kgSS.dia;
relação (A/M) = 0,28 kgDBO / kgSSV.d; e
concentração (S) = 3,2 kg SS / m3 no tanque de aeração, correspondente à
concentração de SSV de 2,56 kg/m3.
Tem-se o seguinte volume necessário de tanques de aeração:
16.920 m3
VTA = carga de DBO(L) / (S x f ) =
b) Será considerado o emprego de quatro tanques de aeração, objetivandose a modulação da implantação do sistema. Cada tanque possuirá
quantos m3.?
Tanque de
Aeração
Tanque de
Aeração
Tanque de
Aeração
Tanque de
Aeração
Decantador
Secundário
Rio

7. 3º Passo – Sistema de aeração
 Necessidade de oxigênio
Considerando-se a necessidade de oxigênio igual a 2,0 kgO2 / kgDBOapl., a
necessidade de oxigênio será:
NECO2 = (NecO2 x L)
993 kgO2/hora
Passar para horas
 Emprego de aeradores superficiais de baixa rotação:
Será considerada a capacidade de transferência de oxigênio de 0,9
kgO2/Cv.hora, nas condições de campo.

8. 3º Passo – Sistema de aeração
 Potência necessária:
PNEC total = PNEC / Campo =
1.103 CV
 Sabendo que teremos 4 tanque, qual a potência
necessária para cada um deles?
 Densidade de potência resultante:
dp = Ptanque / VTotal =
50 w / m3
1cv = 753,5W
Será considerado o emprego de 06 (seis) aeradores de 50
CV por tanque de aeração, dispostos em série.

9. 4º Passo – Dimensões do tanque de
aeração
Dimensões dos tanques:
 Comprimento (C): 81,0 m
 Largura (L): 13,5 m
 Profundidade útil (Hu): 4,0 m
 Profundidade total (Ht): 5,0 m
• Volume útil resultante:
Vu = Hu x L x C =
• Para 4 tanques o volume total será?
4.374 m3

10. 4º Passo – Dimensões do tanque de
aeração
 Fator de carga resultante:
f = L (DBO) / (Vtotal x S ) =
0,21 kgDBO/kgSSxdia
 Tempo de detenção hidráulico resultante:
td = Vtotal / (Q (2º etapa) =
Passar para horas
7,4 horas

11. 5º Passo – Vazão de retorno de lodo
A vazão de retorno de lodo será estimada considerandose que o lodo estará sedimentado no fundo do
decantador secundário a uma concentração de 8,0
kg/m3 (dado típico). Para:
3
• Sólidos totais em suspensão X = 3,2 kg/m ;
• Concentração de lodo no fundo do decantador Xr =
8,0 kg/m3
• Razão de recirculação r = 0,67
• Qr = Vazão de retorno
Qr = r x Qmédia(2º etapa)
440 L/s

12. 6º Passo – Produção de excesso de
lodo
Produção de excesso de lodo X = 0,65 kg SS / Kg
DBO (media)
X = Xmedia x L DBO
7.743 kg SS / dia
Para lodo com 8,0 kgSS/m3 e massa específica 1010
kg/m3, a vazão de excesso de lodo será:
Qlodo = X / Xr . ρ
958 m3/d
Idade do lodo resultante:
c = V.X / X
7,2 dias

13. Passo 7º - Decantador secundário
Área superficial de decantadores secundários
Adotando-se a taxa de aplicação de sólidos GA =
4,0 kg SS / m2 . h, tem-se a seguinte área
superficial necessária de decantadores secundários:
( Q + Qr ) . X
As = 
GA
3.173 m2
Qual seria a área para 4 decantadores?
•
Tanque de
Aeração
Tanque de
Aeração
Decantador
Secundário
Decantador
Secundário
Tanque de
Aeração
Tanque de
Aeração
Decantador
Secundário
Decantador
Secundário
Rio

14. Passo 7º - Decantador secundário
Correção da área: Utilizando-se quatro decantadores secundários com
32 m de diâmetro, tem-se a área superficial de 804,25 m2 por
decantador e área total de 3.217 m2 (ATOTAL R).
•
A taxa de aplicação de sólidos resultantes será:
(Q + Qr) . X
GA =  =
3,95 kg SS / m2 x hora
Atotal r
A taxa de escoamento superficial resultante será:
Q
qA =  =
17,7 m3/m2.d
As
•

15. Passo 7º - Decantador secundário
•
•
Volume útil dos decantadores secundários:
Para a profundidade útil Hu = 3,5 m, tem-se:
Vu = Hu x As =
2.815 m3
Qual volume total para 4 decantadores? (Vtotal)
Tempo de detenção hidráulico resultante:
td = Vtotal / Q =
Passar para horas
•
•
Taxa de escoamento nos vertedores de saída:
qL = Q / (Nº decantadores x  x ɸ) =
4,7 horas
142 m3/m2/d

16. Material Consultado

Tratamento De Esgoto Sanitário Roque Passos Piveli,
São Paulo, 2007 – USP