Sedimentação Zonal

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE - FURG
ESCOLA DE QUÍMICA E ALIMENTOS
ÁGUAS INDUSTRIAIS E TRATAMENTO DE EFLUENTES

Problema proposto do livro “Introduction of Wastewater Treatment Processes” , 2ª Ed. De R. S. Ramalho.
Problema IV, página 164.
Deseja-se projetar um tanque secundário de depósito para produzir uma concentração abaixo de 8000mg/L de uma mistura sólido-líquido contendo 2500mg/L na entrada. O efluente escoa a 4550m3/dia. A velocidade de sedimentação determinada por testes de sedimentação em etapas são as seguintes:
Concentração
de sólidos (mg/L)
Velocidade de sedimentação (m/h)
500
6,67
1000
4,63
1500
3,11
2000
2,23
2500
1,42
3000
1,00
3500
0,738
4000
0,542
4500
0,408
5000
0,317
5500
0,243
6000
0,188
6500
0,148
7000
0,119
7500
0,1
8000
0,083

a) Faça um gráfico da curva GB (Kg/m2dia) por X (mg/L).
b) Determine a área de seção transversal necessária de espessamento (m2) e o diâmetro.
c) Encontre a área superficial mínima para clarificação (m2). Desconsidere a concentração de sólidos no sobrenadante. d) Estime a altura do clarificador, baseado no tempo de 2 horas.
RESOLUÇÃO:
a) Gráfico GB versus Xi
Para plotar o gráfico faz-se uma tabela (tabela 1) segundo a equação 1: (equação 1)
A unidade de GB deve ser Kg/m2dia, então se convertem as unidades em grandezas desejadas:

Tabela 1. Concentração e fluxo de sólidos sedimentados em batelada.
X(mg/L)
GB (kg/m²dia)
500
80,040
1000
111,120
1500
111,960
2000
107,040
2500
85,200
3000
72,000
3500
61,992
4000
52,032
4500
44,064
5000
38,040
5500
32,076
6000
27,072
6500
23,088
7000
19,992
7500
18,000
8000
15,936

b) Área da seção transversal para engrossamento e o diâmetro:

Sendo:

Onde: Qo : taxa volumétrica de influente, m³/dia; Xo : concentração de sólido no influente, mg/L;

Então:

Qo=4550 m³/dia
Xo=2500mg/L
GT=100Kg/m²dia.

Substituindo na