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Dimensionamento lagoa anaeróbia – lagoa facultativa
Dimensionar uma lagoa anaeróbia para os seguintes dados:


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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
Carga = concentração x Vazão

1050kg DBO/d

Passo 2 – Cálculo do volume requerido
Volume = ____Carga_____
Carga volumétrica

=

V = __L__
LV

7000m3

Passo 3 – Verificação do tempo de detenção
Tempo = __V__
Q

2,3 d

Obs: lagoa com esse baixo tempo de detenção deve ter sua entrada pelo fundo.
Passo 4 – Determinação da área
Área = ___Volume___
Profundidade

=

V= _V_
H

1556m2

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-seá:
A=B.L
A = 1,5.B2
L=
B=

Possível dimensões de cada lagoa: 34 x 23
Passo 6 – Concentração de DBO efluente
Eficiência de remoção de DBO desejada de 60% = 0,6
DBOefl = (1 – E). S0

140mg/l

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

800m3/ano

Passo 8 – Espessura da camada de lodo em 1 ano
Espessura = __Acumulação anual x tempo___
Área da lagoa total

51cm/ano

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____
Elevação anual

2,9anos

Elevação anual em m/ano
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)
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__
100
Passo 11 – Área requerida
A = __L__
LS
LS = Taxa de aplicação superficial – Adotar 220kg DBO/há.d
Adotar duas lagoas = A/2

420 Kg DBO/d

1,9 há ou 19000m2
Passo 12 – Dimensões da lagoa
Relação L/B = 2,5
A = L. B
L = 2,5B
A = 2,5B2

Possíveis dimensões: L = 155m e B=62m

Passo 13 – Volume resultante
34200m3

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

11,4 d

Passo 15 – Correção do coeficiente de temperatura
Adotado - K = 0,27 d-1 regime de mistura completa a 20°C
Coeficiente de temperatura Ѳ = 1,05
KT = K20 . Ѳ(T-20)
0,31d-1
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

31mg/l

Passo 17 – Estimativa de DBO Particulada
Admitindo se uma concentração de SS efluente igual a 80mg/l, e considerando-se que cada 1 mgSS/l implica numa
DBO5 em torno de 0,35mg/l.
DBO5particulado = Concentração de SS efluente x Valor da DBO5

28mgDBO5/l

Deve-se lembrar que a DBO particulada é detectada no teste da DBO, mas poderá não ser exercida no corpo
receptor, dependendo das condições de sobrevivência das algas.
Passo 18 – DBO Total
DBO total efluente = DBO solúvel + DBO particulada

59mg/l
Passo 19 – Cálculo da eficiência total do sistema de lagoa anaeróbia-lagoa facultativa na remoção da DBO
E = __S0 – DBOTotal__ . 100 =
S0

83%

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

2,7ha

Passo 22 – Área per capita
Área per capita = Atotal / População
Arranjo do sistema

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.

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Dimensionamento lagoa anaeróbia

  • 1. Dimensionamento lagoa anaeróbia – lagoa facultativa 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 Carga = concentração x Vazão 1050kg DBO/d Passo 2 – Cálculo do volume requerido Volume = ____Carga_____ Carga volumétrica = V = __L__ LV 7000m3 Passo 3 – Verificação do tempo de detenção Tempo = __V__ Q 2,3 d Obs: lagoa com esse baixo tempo de detenção deve ter sua entrada pelo fundo. Passo 4 – Determinação da área Área = ___Volume___ Profundidade = V= _V_ H 1556m2 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-seá: A=B.L A = 1,5.B2 L= B= Possível dimensões de cada lagoa: 34 x 23
  • 2. Passo 6 – Concentração de DBO efluente Eficiência de remoção de DBO desejada de 60% = 0,6 DBOefl = (1 – E). S0 140mg/l 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 800m3/ano Passo 8 – Espessura da camada de lodo em 1 ano Espessura = __Acumulação anual x tempo___ Área da lagoa total 51cm/ano 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____ Elevação anual 2,9anos Elevação anual em m/ano 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) 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__ 100 Passo 11 – Área requerida A = __L__ LS LS = Taxa de aplicação superficial – Adotar 220kg DBO/há.d Adotar duas lagoas = A/2 420 Kg DBO/d 1,9 há ou 19000m2
  • 3. Passo 12 – Dimensões da lagoa Relação L/B = 2,5 A = L. B L = 2,5B A = 2,5B2 Possíveis dimensões: L = 155m e B=62m Passo 13 – Volume resultante 34200m3 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 11,4 d Passo 15 – Correção do coeficiente de temperatura Adotado - K = 0,27 d-1 regime de mistura completa a 20°C Coeficiente de temperatura Ѳ = 1,05 KT = K20 . Ѳ(T-20) 0,31d-1 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 31mg/l Passo 17 – Estimativa de DBO Particulada Admitindo se uma concentração de SS efluente igual a 80mg/l, e considerando-se que cada 1 mgSS/l implica numa DBO5 em torno de 0,35mg/l. DBO5particulado = Concentração de SS efluente x Valor da DBO5 28mgDBO5/l Deve-se lembrar que a DBO particulada é detectada no teste da DBO, mas poderá não ser exercida no corpo receptor, dependendo das condições de sobrevivência das algas. Passo 18 – DBO Total DBO total efluente = DBO solúvel + DBO particulada 59mg/l
  • 4. Passo 19 – Cálculo da eficiência total do sistema de lagoa anaeróbia-lagoa facultativa na remoção da DBO E = __S0 – DBOTotal__ . 100 = S0 83% 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 2,7ha Passo 22 – Área per capita Área per capita = Atotal / População Arranjo do sistema 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.