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Dimensionamento lagoa anaeróbia – lagoa facultativa
Lagoas de estabilização, volume 3, Marcos Von Sperling 2ª Edição Ampliada; 2ª 2006. Editora UFMG (DESA)
Dimensionar uma lagoa anaeróbia para os seguintes dados:







População: 20.000 hab.
Vazão afluente: 3.000 m3/d
S0 Concentração de DBO = DBOafluente :350mg/L ( 350mg/L = 350g/m3 )
Temperatura: T=23°C e Lv = 0,15kgDBO5 /m3.d
(taxa de aplicação volumétrica LV)
Eficiência de remoção de DBO desejada de 60%
H = 4,5m

o

Dimensionamento da lagoa anaeróbia



Passo 1 - carga afluente de DBO

Passo 8 – Espessura da camada de lodo em 1 ano
Espessura = __Acumulação anual x tempo___
Área da lagoa total
Esta taxa de acúmulo anual, expressa em cm/ano, é bem
superior aos valores usuais, provavelmente devido ao fato da
lagoa, no presente exemplo, ser profunda e com baixo tempo
de detenção (menor área superficial para espalhamento do
lodo).
Passo 9 – Tempo para atingir 1/3 da altura útil das lagoas:
Tempo = _____H/3__(m)__
Elevação anual (m/ano)

Carga(L) = concentração (g/m3) x Vazão(m3/d)

Elevação anual em m/ano

Passo 2 – Cálculo do volume requerido

O volume de lodo acumulado ao longo deste período
corresponde a 1/3 do volume útil das lagoas, ou seja,
7000m3/3 = 2333 m3 de lado. O volume deverá ser removido
aproximadamente a cada 3 anos (volume de 2333m3) ou,
anualmente (remoção de 800m3)

Volume = ____Carga_(L)____
Carga volumétrica(Lv)
Passo 3 – Verificação do tempo de detenção
Tempo = __V__
Q
Obs: lagoa com esse baixo tempo de detenção deve ter sua
entrada pelo fundo.
Passo 4 – Determinação da área
Área = ___Volume_(V)__
Profundidade (H)
Obs: Adotar duas lagoas. Área de cada Lagoa:________m2
Passo 5 – Determinação das dimensões das lagoas
Caso seja adotadas 2 lagoas em paralelo e uma relação
comprimento/largura(L/B) igual a 1,5 em cada lagoa ter-se-á:
L = 1,5B
A=B.L
L=
B=
Passo 6 – Concentração de DBO efluente
Eficiência de remoção de DBO desejada de 60%
DBOefl = (1 – __E__). S0
100
O efluente da lagoa anaeróbia é o afluente da lagoa
facultativa.
Passo 7 – Acúmulo de lodo na lagoa anaeróbia
Adoção de 0,04m3/hab.ano
Acumulação anual = Acumulo ano x população

o

Dimensionamento da Lagoa Facultativa

Passo 10 – Carga afluente à lagoa facultativa
A carga efluente da lagoa anaeróbia é a carga afluente à
lagoa facultativa. Com a eficiência de remoção 60% na lagoa
anaeróbia, a carga afluente à lagoa facultativa é:
L = __(100 – E) x L0 (carga da lagoa anaeróbica)
100
Passo 11 – Área requerida
A = __L__
LS
LS = Taxa de aplicação superficial – Adotar 220kg DBO/há.d
Adotar duas lagoas = A/2
Passo 12 – Dimensões da lagoa
Relação L/B = 2,5 - L =2,5B
A = L. B
L=
B=
Passo 13 – Volume resultante
V = Atotal x H
Adoção de um valor para a profundidade de H = 1,80m
Passo 14 – Cálculo do tempo de detenção resultante
T = __V__
Q
Passo 15 – Correção do coeficiente de temperatura

Arranjo do sistema

Adotado - K = 0,27 d-1 regime de mistura completa a 20°C
Coeficiente de temperatura Ѳ = 1,05
Temperatura= 23°C
KT = K20 . Ѳ(T-20)
KT = Coeficiente de remoção da DBO em uma temperatura do
líquido T qualquer (d-1)
K20 = Coeficiente de remoção da DBO na temperatura do
líquido de 20°C (d-1)
Ѳ = Coeficiente de temperatura (-)
Passo 16 – Estimativa de DBO Solúvel
Utilizando-se o modelo de mistura completa (Fórmula)
S = ___S0____
1 + KT . t

Comparação entre o exercício 1 e exercício 2
Com as lagoas facultativas primárias a área total requerida
foi de 6,2ha. Há, portanto, uma substancial economia de área
(56%). O tempo de detenção total no presente exemplo é de
13,7 d (2,3 + 11,4), bastante inferior ao de uma lagoa
facultativa única (28,8d). Porém estes requisitos aplicam ao
presente exemplo, com temperaturas elevadas.

Passo 17 – Estimativa de DBO Particulada
Admitindo se uma concentração de SS efluente igual a GABARITO
80mg/l, e considerando-se que cada 1 mgSS/l implica numa
Passo
DBO5 em torno de 0,35mg/l.
1
2
DBO5particulado = Concentração de SS efluente x Valor da
3
DBO5
4
5
Deve-se lembrar que a DBO particulada é detectada no teste
6
da DBO, mas poderá não ser exercida no corpo receptor,
7
dependendo das condições de sobrevivência das algas.
8
9
Passo 18 – DBO Total
10
DBO total efluente = DBO solúvel + DBO particulada
11
Passo 19 – Cálculo da eficiência total do sistema de lagoa
anaeróbia-lagoa facultativa na remoção da DBO
E = __S0 – DBOTotal__ . 100 =
S0
Passo 20 – Área útil total (lagoas anaeróbias + Facultativas)
Área útil total = ALAGOA ANAERÓBIA + ALAGOA FACULTATIVA
Passo 21 - Área total requerida para todo o sistema
A área requerida para a lagoa, incluindo os taludes,
urbanização, vias internas, laboratório, estacionamento e
outras áreas de influência, é cerca de 25% a 33% maior do
que a área líquida calculada a meia altura. Assim:
Atotal = 1,3 . A liquida
Passo 22 – Área per capita
Área per capita = Atotal / População

Resposta
1050kg/d
7000m3
2,3d
1600m2
34m x 23m
140mg/l
800m3/ano
0,51m/ano
2,9 anos
420KgDBO/d
1,9ha

Passo
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22

Resposta
154m x 62m
34200m3
11,4d
0,31d-1
31mg/l
28mg/l
59mg/l
83%
2,06ha
2,7ha
1,35m2/hab

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Aula 7a dimensionamento lagoa anaeróbia

  • 1. Dimensionamento lagoa anaeróbia – lagoa facultativa Lagoas de estabilização, volume 3, Marcos Von Sperling 2ª Edição Ampliada; 2ª 2006. Editora UFMG (DESA) Dimensionar uma lagoa anaeróbia para os seguintes dados:      População: 20.000 hab. Vazão afluente: 3.000 m3/d S0 Concentração de DBO = DBOafluente :350mg/L ( 350mg/L = 350g/m3 ) Temperatura: T=23°C e Lv = 0,15kgDBO5 /m3.d (taxa de aplicação volumétrica LV) Eficiência de remoção de DBO desejada de 60% H = 4,5m o Dimensionamento da lagoa anaeróbia  Passo 1 - carga afluente de DBO Passo 8 – Espessura da camada de lodo em 1 ano Espessura = __Acumulação anual x tempo___ Área da lagoa total Esta taxa de acúmulo anual, expressa em cm/ano, é bem superior aos valores usuais, provavelmente devido ao fato da lagoa, no presente exemplo, ser profunda e com baixo tempo de detenção (menor área superficial para espalhamento do lodo). Passo 9 – Tempo para atingir 1/3 da altura útil das lagoas: Tempo = _____H/3__(m)__ Elevação anual (m/ano) Carga(L) = concentração (g/m3) x Vazão(m3/d) Elevação anual em m/ano Passo 2 – Cálculo do volume requerido O volume de lodo acumulado ao longo deste período corresponde a 1/3 do volume útil das lagoas, ou seja, 7000m3/3 = 2333 m3 de lado. O volume deverá ser removido aproximadamente a cada 3 anos (volume de 2333m3) ou, anualmente (remoção de 800m3) Volume = ____Carga_(L)____ Carga volumétrica(Lv) Passo 3 – Verificação do tempo de detenção Tempo = __V__ Q Obs: lagoa com esse baixo tempo de detenção deve ter sua entrada pelo fundo. Passo 4 – Determinação da área Área = ___Volume_(V)__ Profundidade (H) Obs: Adotar duas lagoas. Área de cada Lagoa:________m2 Passo 5 – Determinação das dimensões das lagoas Caso seja adotadas 2 lagoas em paralelo e uma relação comprimento/largura(L/B) igual a 1,5 em cada lagoa ter-se-á: L = 1,5B A=B.L L= B= Passo 6 – Concentração de DBO efluente Eficiência de remoção de DBO desejada de 60% DBOefl = (1 – __E__). S0 100 O efluente da lagoa anaeróbia é o afluente da lagoa facultativa. Passo 7 – Acúmulo de lodo na lagoa anaeróbia Adoção de 0,04m3/hab.ano Acumulação anual = Acumulo ano x população o Dimensionamento da Lagoa Facultativa Passo 10 – Carga afluente à lagoa facultativa A carga efluente da lagoa anaeróbia é a carga afluente à lagoa facultativa. Com a eficiência de remoção 60% na lagoa anaeróbia, a carga afluente à lagoa facultativa é: L = __(100 – E) x L0 (carga da lagoa anaeróbica) 100 Passo 11 – Área requerida A = __L__ LS LS = Taxa de aplicação superficial – Adotar 220kg DBO/há.d Adotar duas lagoas = A/2 Passo 12 – Dimensões da lagoa Relação L/B = 2,5 - L =2,5B A = L. B L= B= Passo 13 – Volume resultante V = Atotal x H Adoção de um valor para a profundidade de H = 1,80m Passo 14 – Cálculo do tempo de detenção resultante T = __V__ Q
  • 2. Passo 15 – Correção do coeficiente de temperatura Arranjo do sistema Adotado - K = 0,27 d-1 regime de mistura completa a 20°C Coeficiente de temperatura Ѳ = 1,05 Temperatura= 23°C KT = K20 . Ѳ(T-20) KT = Coeficiente de remoção da DBO em uma temperatura do líquido T qualquer (d-1) K20 = Coeficiente de remoção da DBO na temperatura do líquido de 20°C (d-1) Ѳ = Coeficiente de temperatura (-) Passo 16 – Estimativa de DBO Solúvel Utilizando-se o modelo de mistura completa (Fórmula) S = ___S0____ 1 + KT . t Comparação entre o exercício 1 e exercício 2 Com as lagoas facultativas primárias a área total requerida foi de 6,2ha. Há, portanto, uma substancial economia de área (56%). O tempo de detenção total no presente exemplo é de 13,7 d (2,3 + 11,4), bastante inferior ao de uma lagoa facultativa única (28,8d). Porém estes requisitos aplicam ao presente exemplo, com temperaturas elevadas. Passo 17 – Estimativa de DBO Particulada Admitindo se uma concentração de SS efluente igual a GABARITO 80mg/l, e considerando-se que cada 1 mgSS/l implica numa Passo DBO5 em torno de 0,35mg/l. 1 2 DBO5particulado = Concentração de SS efluente x Valor da 3 DBO5 4 5 Deve-se lembrar que a DBO particulada é detectada no teste 6 da DBO, mas poderá não ser exercida no corpo receptor, 7 dependendo das condições de sobrevivência das algas. 8 9 Passo 18 – DBO Total 10 DBO total efluente = DBO solúvel + DBO particulada 11 Passo 19 – Cálculo da eficiência total do sistema de lagoa anaeróbia-lagoa facultativa na remoção da DBO E = __S0 – DBOTotal__ . 100 = S0 Passo 20 – Área útil total (lagoas anaeróbias + Facultativas) Área útil total = ALAGOA ANAERÓBIA + ALAGOA FACULTATIVA Passo 21 - Área total requerida para todo o sistema A área requerida para a lagoa, incluindo os taludes, urbanização, vias internas, laboratório, estacionamento e outras áreas de influência, é cerca de 25% a 33% maior do que a área líquida calculada a meia altura. Assim: Atotal = 1,3 . A liquida Passo 22 – Área per capita Área per capita = Atotal / População Resposta 1050kg/d 7000m3 2,3d 1600m2 34m x 23m 140mg/l 800m3/ano 0,51m/ano 2,9 anos 420KgDBO/d 1,9ha Passo 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 Resposta 154m x 62m 34200m3 11,4d 0,31d-1 31mg/l 28mg/l 59mg/l 83% 2,06ha 2,7ha 1,35m2/hab