FILTROS BIOLÓGICOS AERÓBIOS

Apresentação em tema: "FILTROS BIOLÓGICOS AERÓBIOS"— Transcrição da apresentação:

1 FILTROS BIOLÓGICOS AERÓBIOS

2

3 Reator UASB + Filtro Biológico Aeróbio

4 FILTROS BIOLÓGICOS AERÓBIOS

5 Filtro Biológico - Estrutura do Biofilme

6

7 ETE CAÇADORES - CAMBÉ/PR

8

9

10

11

12

13

14 Sistema de Drenagem - Fundo Falso do Filtro

15 Arranjos Típicos

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33 Fotografia dos filtros biológicos percoladores

34 Material de enchimento e distribuidor de esgoto
Decantador secundário

35 FILTROS BIOLÓGICOS AERADOS SUBMERSOS
Os critérios básicos para o dimensionamento de filtros biológicos de alta taxa, para se obter efluente final com DBO  30 mg/l para um afluente de DBO  100 mg/l, são: Taxa de aplicação de DBO por área de enchimento– CA CA  12 g DBO/m²xdia CV  0,88 kg DBO/m3xdia para enchimento com pedra, com área superficial específica de ~70 m²/m³. Considerando-se inicialmente a taxa de aplicação volumétrica de 0,8 kg DBO/m3xdia, tem-se, para o ano 2022: Carga de DBO = kg/dia VFB = / 0,8 = m3

36 Considerando-se 03 filtros biológicos aerados de leito
submerso, o volume útil por filtro biológico será de / 3 = 432 m3. Considerando-se a profundidade do leito de brita No. 4 igual a 2,8 m, a área superficial necessária de cada filtro será 432 / 2,8 = 154 m2. Utilizando-se filtros com diâmetro D = 14 m, a área de cada filtro será de 154 m2 e o volume útil será de 2,8 * 154 = 431 m3 por filtro. O volume útil total (três filtros) será de 431 * 3 = m3. Considerando-se a implantação de apenas 02 (dois) filtros aerados na primeira etapa, o volume útil disponível será de 2 * 431 = 862 m3. Considerando-se a área superficial específica da brita No. 4 igual a 70m2/m3, tem-se as seguintes condições operacionais:

37 PARÂMETRO ANO 2002 2012 2022 Carga DBO kg/dia 497 739 1037 Volume útil de filtros aerados m3 862 1293 Taxa apl volumétrica de DBO kg/ m3.dia 0,58 0,86 0,80 Área superficial total brita 4 m2 60.340 60.390 90.510 Taxa DBO/Aench (CA) g/m2.dia 8,2 12,2 11,5 Área superficial de filtros 308 462 Vazão média de esgotos m3/dia 5.630 8.981 11.625 Vazão máxima de esgotos 8.951 13.660 18.006 Taxa de escoam sup p/Qméd m3/m2/dia 18,3 28,9 25,2 Taxa de escoam sup p/Qmáx 29,1 44,4 39,0

38 Área útil de passagem (área de vazios) do sistema de
apoio do material de enchimento deve ser superior a 15% da área superficial do filtro. Apas. > 0,15 * 154 = 23 m2 A alimentação do esgoto deve ter a melhor distribuição possível dentro do filtro, que será de fluxo ascendente e deverá ser junto ao piso da câmara de entrada ao fundo do filtro. A aeração será através de tubos perfurados, com saídas laterais e horizontais de ar, ou através de difusores de bolha grossa, sempre mais próximo à laje de suporte das pedras. A saída de ar deverá estar sempre acima da tubulação de alimentação de esgoto, para evitar subida do ar pela tubulação de alimentação.

39 Principais características dos filtros biológicos:
No. de unidades : 03 (02 na 1a. etapa) Forma – circular em planta Diâmetro, em planta D = 14,0 m Altura do material de enchimento hu = 2,8 m Área superficial = 154 m2 por unidade Volume útil = 431 m³ por unidade ALIMENTAÇÃO DOS FILTROS BIOLÓGICOS AERADOS SUBMERSOS Os filtros biológicos serão alimentados por tubulação central, vertical, que irá até 0,5 m abaixo da laje de suporte das pedras.

40 NECESSIDADE DE OXIGÊNIO:
Os filtros operarão como sistema biológico aeróbio de taxa intermediária e sem nitrificação, requerendo cerca de 1,0 kgO2/kgDBO removida. Considerando, por segurança, DBO do efluente de 20 mg/l, a necessidade de oxigênio será, para o ano 2022, de: NEC.O2= (1.037 – x0,02)x1,0 = 804,5 kgO2/dia ou ~ 34 kgO2/hora. A aeração será com bolhas grossas, atravessando o leito de pedras. Para hu = 2,8 m de enchimento + 0,7 de água   12%  = 0 x  Para T = 28ºC CSW = 7,7 mg/l  = 0,95

41  0,57 * 0,12 = 0,068 ou   6,8% Será adotado  = 6,8%  necessidade de introdução de oxigênio será de 34 / 0,068 = 500 kgO2/hora ou kg ar/hora ou ainda Nm3ar/hora ou Qar = 30,0 Nm3ar/minuto por filtro. Para atender às horas de pico, será considerada uma vazão de ar de 37 Nm3 ar/minuto e pressão de 5 m.c.a.

42 - SISTEMA DE FORNECIMENTO DE AR
Serão utilizados 03 sopradores (01por filtro e mais 01 de reserva) para Q  12,5 Nm3ar/minuto, pressão de 5,0 mca - PRODUÇÃO DE LODO NOS FILTROS BIOLÓGICOS A produção de lodo nos filtros biológicos de alta taxa é de cerca de 0,9 kg SS/kg DBO removida ou cerca de 0,7 kg SS/kg DBO aplicada para eficiência de remoção de DBO entre 75% e 80% no filtro biológico aerado submerso. Será considerado: X = 0,7 kg SS/kg DBO aplicada XV = 0,53 kg SSV/kg DBO aplicada

43 XFILTRO BIOL (kg SS/dia) XV.FILTRO BIOL (kg SSV/dia)
ANO CARGA DBO APLICADA (kg DBO/dia) XFILTRO BIOL (kg SS/dia) XV.FILTRO BIOL (kg SSV/dia) 2002 497 350 263 2012 739 517 392 2022 1.037 726 550

44 DECANTADOR SECUNDÁRIO
Para efluentes de filtros biológicos, que podem ser aplicados para filtros biológicos submersos aerados, o parâmetro básico de dimensionamento é a taxa de escoamento superficial, qA. Pela NB 570/90 – qA  36 m3/m2xdia para Valores usuais para DBO  30 mg/l: qA = 16 a 32 m3/m2xdia para (usual 24 m3) qA,máx < 40 a 48 m3/m2xdia para Qmáx A taxa de escoamento linear através do vertedor de saída deve ser  380 m3/m2xdia para .

45 Vazões de dimensionamento dos decantadores
ANO (m3/dia) Qmáx (l/s) 2002 5.630 103,6 2012 8.981 158,1 2022 11.625 208,4

46 Área necessária : A ≥ (208,4 * 86,4) / 40 = 484,4 m2
para o ano 2022 Ou A ≥ (208,4 * 86,4) / 40 = 450 m2 para o ano 2022. Será utilizado 01 decantador secundário com D = 24 m. Área do decantador = 452 m2 Comprimento do vertedor = 75,4 m As taxas de escoamento superficial para as diferentes situações são:

47 ANO ÁREA qA,máx 2002 452 m² 12,5 m3/m2xdia 19,8 m3/m2xdia 2012 19,9 m3/m2xdia 30,2 m3/m2xdia 2022 25,7 m3/m2xdia 39,8 m3/m2xdia

48 Taxa de escoamento linear pelos vertedores (qL)
Para para qL = / 75,4 = 154 m3/m.dia para Qmáx qL = (208,4 * 86,4) / 75,4 = 239 m3/m.dia - Profundidade do decantador: A profundidade útil do decantador secundário será hu = 3,0 m junto à parede lateral - Alimentação do decantador: A máxima vazão afluente ao decantador será de ~ 208 l/s. Será utilizado diâmetro de Ø 500 mm.