Exemplo de dimensionamento: Sistema com lagoa aerada aeróbia seguida de lagoa de decantação

População atendida: 68.350 habitantesCarga de DBO: 3.691 kg/diaVazão média de esgotos: 126,6 L/s

A-) Lagoas Aeradas Aeróbias

Adotando-se o tempo de detenção hidráulico de 3,0 dias, o volume útil necessário de lagoas aeradas é:

VL.AER =3,0 x 126,6 x 86,4 = 32.815 m3

Serão considerados dois módulos em paralelo de lagoas aeradas seguidas de lagoas de decantação. O volume útil necessário de lagoa aerada por módulo será:

VL.AER = 32.815 / 2 = 16.408 m3

Sistema de Aeração

A necessidade de oxigênio é estimada em 1,3 kg O2 / kg DBO. Considerando-se o funcionamento dos aeradores durante 24 horas por dia, tem-se:

NECO2 = 1,3 x 3.691 / 24 = 200 kg O2 / hora

Será considerado o emprego de aeradores flutuantes de alta rotação, com capacidade de transferência de oxigênio, em condições de campo, estimada em 0,65 kg O2 / CV x hora.

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Potência Necessária:

PNEC = 200 / 0,65 = 308 CV (total) ou 154 CV por lagoa

Profundidade útil adotada: Hu = 4,0 m

Área à meia profundidade de cada lagoa: A1/2Prof = 16.804 / 4,0 = 4.102 m2

Cada lagoa deverá portar 06 (seis) aeradores de 25 CV de potência do motor cada, perfazendo uma potência instalada de 150 CV por lagoa e potência total de 300 CV.

Considerando-se duas fileiras com três aeradores em cada lagoa, a relação comprimento/largura das lagoas aeradas será de 1,5 / 1,0.

Dimensões à meia profundidade:

Comprimento: 78,50 mLargura: 52,30 mBorda livre: 0,60 mInclinação dos taludes: 1(V) / 2(H)

Principais dimensões das lagoas aeradas aeróbias

Dimensão Comprimento (m) Largura (m)Terreno 88,90 62,70

Espelho de água 86,50 60,30Meia profundidade 78,50 52,30

Fundo 70,50 44,30

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B-) Lagoas de Decantação

Adotando-se o tempo de detenção hidráulico de dois dias tem-se:

VL.DEC = 2,0 x 126,6 x 86,4 = 21.876 m3

Considerando-se o emprego de duas lagoas de decantação:

VL.DEC = 21.876 / 2 = 10.938 m3 (cada lagoa)

Profundidade útil adotada: Hu = 3,50 m

Área de cada lagoa de decantação: A1/2Prof = 10.938 / 3,50 = 3.125 m2

Dimensões à meia profundidade:

Comprimento: 79,00 mLargura: 39,50 mBorda livre: 0,60 mInclinação dos taludes: 1(V) / 2(H)

Principais dimensões das lagoas de decantação

Dimensão Comprimento (m) Largura (m)Terreno 88,40 48,90

Espelho de água 86,00 46,50Meia profundidade 79,00 39,50

Fundo 72,00 32,50

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Exemplo de dimensionamento: Sistemas de Lagoas de Estabilização

Dados:

População atendida: 68.350 habitantesCarga de DBO: 3.691 kg/diaVazão média de esgotos: 126,6 L/s

A-) Sistema Australiano

A-1) Lagoas Anaeróbias:

Adotando-se o tempo de detenção hidráulico, com base na vazão média de esgotos, igual a 4 dias, tem-se o seguinte volume útil necessário de lagoas anaeróbias:

Qméd = 126,6 L/s

td = 4 dias VL.AN. = 4,0 x 126,6 x 86,4 = 43.753 m3 (total de lagoas)

Considerando-se três módulos de lagoas operando em paralelo, em função da disposição do terreno e da etapalização da implantação do sistema de tratamento, tem-se:

VL. AN = 43.753 / 3 = 14.584 m3 (cada lagoa)

Profundidade útil adotada: 4,0 m

Área à meia profundidade: A1/2Prof = 14.584 / 4 = 3.646 m2

Relação comprimento/largura adotado: L/B = 2/1

Dimensões à meia profundidade: (85,4 x 42,7) m

Inclinação dos taludes: 1(V) / 2(H) (adotado em função das características do terreno)

Borda livre adotada: 0,60 m

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Principais dimensões das lagoas anaeróbias:

Dimensão Comprimento (m) Largura (m)Terreno 95,8 53,1

Espelho de água 93,4 50,7Meia profundidade 85,4 42,7

Fundo 77,4 34,7

Taxa de aplicação volumétrica de DBO resultante: V = 3.691 / 43.753 = 0.085 kg DBO/m3.dia

Taxa de aplicação superficial de DBO resultante:

S = 3.691 x 104 / 3,0 x 93,4 x 50,7 = 2.598 kg DBO / ha.dia

Eficiência na remoção de DBO: 50%

Carga de DBO residual para as lagoas facultativas:

Carga DBO = 0,5 x 3.691 = 1.846 kg/dia

A-2) Lagoas Facultativas Fotossintéticas:

Taxa de aplicação superficial limite de DBO:

L = 14 . T - 40

Considerando-se T = 15oC L = 170 kgDBO/haxdia

Área mínima necessária de lagoas facultativas:

AL.FAC = 1.846 / 170 = 10,86 ha

Número de lagoas facultativas: 03 (em paralelo)

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Área do espelho de água por lagoa:

AL.FAC = 3,62 ha (por lagoa)

Relação comprimento/largura adotada em função das características da área: L/B = 3/1

Comprimento do espelho de água: 330 mLargura do espelho de água: 110 mBorda livre: 0,6 mInclinação dos taludes: 1 (V) / 2 (H)

Principais dimensões das lagoas facultativas secundárias:

Dimensão Comprimento (m) Largura (m)Terreno 332,40 112,40

Espelho de água 330,00 110,0Meia profundidade 327,00 107,00

Fundo 324,00 104,00

A-3) Lagoas de maturação

Adotando-se o tempo de detenção hidráulico de 7,0 dias, tem-se o seguinte volume útil necessário de lagoas de maturação:

Vu = 7,0 x 126,6 x 86,4 =76.568 m3 (três lagoas de 25.523 m3 cada)

Adotando-se a profundidade útil de 1,0 m, á área à meia profundidade será:

A1/2Prof = 25.523 m2

Considerando-se relação comprimento/largura de 5/1, tem-se as seguintes dimensões das lagoas facultativas à meia profundidade:

Comprimento: 357,5 mLargura: 71,5 mBorda livre: 0,60 mInclinação dos taludes: 1(V) / 2(H)

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Principais dimensões das lagoas de maturação:

Dimensão Comprimento (m) Largura (m)Terreno 361,90 75,90

Espelho de água 359,50 73,50Meia profundidade 357,50 71,50

Fundo 355,50 69,50

B) Lagoas Facultativas Primárias

Carga de DBO: 3.691 kg/dia

Taxa de aplicação superficial limite de DBO:

L = 20.T – 60 Para T = 15oC L = 240 kg DBO/ha.dia

Área superficial mínima necessária:

As = 3.691 / 240 = 15,4 ha ou As = 15,4 / 3 = 5,1 ha (cada lagoa)

Relação comprimento/largura adotada: L/B = 3/1

Dimensões do espelho de água:

Comprimento: 392,20 mLargura: 130,70 mBorda livre: 0,60 mInclinação dos taludes: 1(V) / 2(H)

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Principais dimensões das lagoas facultativas fotossintéticas primárias:

Dimensão Comprimento (m) Largura (m)Terreno 394,60 132,900

Espelho de água 392,20 130,70Meia profundidade 388,60 127,10

Fundo 385,00 123,50

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