Conheça equações fundamentais para profissionais da área de tratamento de águas e efluentes.
Esse conteúdo abrange cálculos essenciais para dimensionamento, operação e otimização de estações de tratamento, cobrindo tópicos como energia de aeração, sedimentação, desinfecção, adsorção em carvão ativado e muito mais. Com este material, você poderá aprimorar seus conhecimentos técnicos e garantir o funcionamento eficiente de sistemas de saneamento.
- Cálculo da Vazão:
Q = V / t
Unidades: Q (m³/s ou L/s), V (m³ ou L), t (s) - Determinação do pH:
pH = -log[H+]
Unidades: [H+] (mol/L ou mEq/L), pH (adimensional) - Cálculo da Alcalinidade:
Alcalinidade = [HCO3-] + 2[CO32-] + [OH-] – [H+]
Unidades: Alcalinidade (mg CaCO3/L), [HCO3-], [CO32-], [OH-], [H+] (mol/L ou mEq/L) - Dosagem de Coagulantes:
Dose de Coagulante (mg/L) = (Dose ótima) x (Turbidez da água bruta)
Unidades: Dose de Coagulante (mg/L), Turbidez (NTU) - Eficiência de Remoção de Sólidos:
Eficiência = (Concentração inicial – Concentração final) / Concentração inicial x 100
Unidades: Concentrações (mg/L ou g/L), Eficiência (%) - Balanço de Massa para Remoção de Poluentes:
Carga afluente = Carga efluente + Carga removida
Unidades: Cargas (kg/d, g/h, etc.), dependendo da taxa de vazão - Cálculo da Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO):
DBO = (Volume consumido) x (Concentração de OD)
Unidades: DBO (mg O2/L), Volume (mL), Concentração de OD (mg/L) - Cálculo da Demanda Química de Oxigênio (DQO):
DQO = (Volume de titulante) x (Normalidade) x 8000 / (Volume da amostra)
Unidades: DQO (mg O2/L), Volumes (mL), Normalidade (N) - Padrões de Lançamento de Efluentes:
Concentração máxima permitida = Limite legal – Margem de segurança
Unidades: Concentrações (mg/L, NTU, etc.), dependendo do parâmetro - Cálculo de Concentrações:
Concentração = Massa / Volume
Unidades: Concentração (mg/L, g/L, mol/L, etc.), Massa (mg, g, mol), Volume (L, m³) - Índice de Qualidade da Água (IQA):
IQA = Π(qi^wi)
Unidades: IQA (adimensional), qi (adimensional), wi (adimensional) - Balanço Hídrico:
Vazão de entrada = Vazão de saída + Vazão de consumo
Unidades: Vazões (m³/s, L/s, m³/d, etc.) - Cinética de Reações Químicas:
k = (1/t) x ln(C0/C)
Unidades: k (1/s), t (s), C0 (mg/L ou mol/L), C (mg/L ou mol/L) - Tempo de Detenção Hidráulica:
TDH = Volume do reator / Vazão afluente
Unidades: TDH (h ou dias), Volume (m³ ou L), Vazão (m³/h ou L/d) - Dimensionamento de Floculadores:
Área superficial = Vazão / Velocidade ascensional
Unidades: Área (m²), Vazão (m³/h ou L/s), Velocidade (m/h ou m/s)
Abrangem tópicos como dureza da água, remoção de nutrientes, sedimentação, filtração, formação de subprodutos, transferência de oxigênio, eficiência energética e dimensionamento de sistemas de tratamento.
- Cálculo da Dureza Total:
Dureza Total = [Ca2+] + [Mg2+]
Unidades: Dureza Total (mg CaCO3/L), [Ca2+] (mg/L), [Mg2+] (mg/L) - Remoção de Nitrogênio por Nitrificação/Desnitrificação:
Nitrogênio Removido = (Entrada N – Saída N) / Entrada N x 100
Unidades: Nitrogênio (mg N/L ou mg/L), Eficiência (%) - Sedimentação de Partículas:
Velocidade de Sedimentação = (2/9) x g x (ρp – ρf) x d^2 / μ
Unidades: Velocidade (m/s), g (m/s²), ρp (kg/m³), ρf (kg/m³), d (m), μ (Pa·s) - Cálculo da Eficiência de Filtração:
Eficiência de Filtração = (Concentração afluente – Concentração efluente) / Concentração afluente x 100
Unidades: Concentrações (mg/L ou g/L), Eficiência (%) - Potencial de Formação de Trihalometanos:
PFTHM = [CHCl3] + 0,1[CHBrCl2] + 0,3[CHBr2Cl] + 0,7[CHBr3]
Unidades: PFTHM (μg/L), [CHCl3], [CHBrCl2], [CHBr2Cl], [CHBr3] (μg/L) - Remoção de Fósforo por Precipitação Química:
Dose de Coagulante = (Concentração afluente x Vazão) / (Eficiência de remoção x Concentração do coagulante)
Unidades: Dose de Coagulante (mg/L), Concentrações (mg/L), Vazão (L/s ou m³/h), Eficiência (%) - Transferência de Oxigênio em Reatores Aeróbios:
OTR = KLa x (Cs – C)
Unidades: OTR (kg O2/h ou mg O2/L·h), KLa (1/h), Cs (mg O2/L), C (mg O2/L) - Requisitos Energéticos em Sistemas de Bombeamento:
Potência = Vazão x Altura Manométrica x Massa Específica / Rendimento
Unidades: Potência (kW), Vazão (m³/h), Altura Manométrica (m), Massa Específica (kg/m³), Rendimento (%) - Cálculo da Eficiência de Desinfecção:
Eficiência de Desinfecção = (Concentração inicial – Concentração final) / Concentração inicial x 100
Unidades: Concentrações (org/mL ou UFC/mL), Eficiência (%) - Dimensionamento de Lagoas de Estabilização:
Área = Vazão / Taxa de aplicação superficial
Unidades: Área (m²), Vazão (m³/d), Taxa de aplicação superficial (m³/m²·d)
Abrangem tópicos como balanço de massa para metais, troca catiônica, remoção de cor, desinfecção com cloro, determinação de sólidos, decantação, sistemas de lodo ativado, aeração, ozonização e dimensionamento de lagoas anaeróbias.
- Balanço de Massa para Remoção de Metais:
Concentração de metal removida = Concentração afluente – Concentração efluente
Unidades: Concentrações (mg/L ou μg/L) - Cálculo da Capacidade de Troca Catiônica:
CTC = (Soma de cátions trocáveis) / Massa seca do solo
Unidades: CTC (cmolc/kg ou meq/100g), Massa seca do solo (kg ou g) - Remoção de Cor por Adsorção em Carvão Ativado:
Eficiência de Remoção = (Cor afluente – Cor efluente) / Cor afluente x 100
Unidades: Cor (uC ou mg Pt-Co/L), Eficiência (%) - Dimensionamento de Tanques de Contato de Cloro:
Volume do Tanque = Vazão x Tempo de Contato
Unidades: Volume (m³ ou L), Vazão (m³/h ou L/s), Tempo de Contato (h ou min) - Cálculo da Concentração de Sólidos em Suspensão:
Concentração de Sólidos = (Massa seca) / (Volume da amostra)
Unidades: Concentração (mg/L ou g/L), Massa (mg ou g), Volume (L ou mL) - Taxa de Aplicação Superficial em Decantadores:
Taxa de Aplicação = Vazão / Área superficial do decantador
Unidades: Taxa de Aplicação (m³/m²·d ou m³/m²·h), Vazão (m³/d ou m³/h), Área (m²) - Determinação da Idade do Lodo em Sistemas Biológicos:
Idade do Lodo = Massa de Sólidos no Sistema / Taxa de Remoção de Sólidos
Unidades: Idade do Lodo (dias), Massa de Sólidos (kg ou g), Taxa de Remoção (kg/d ou g/d) - Cálculo da Potência Necessária em Aeradores:
Potência = (Vazão de ar) x (Queda de pressão) / Eficiência do aerador
Unidades: Potência (kW ou HP), Vazão de ar (Nm³/h), Queda de pressão (kPa ou mmH2O), Eficiência (%) - Remoção de Compostos Orgânicos por Ozonização:
Eficiência de Remoção = (Conc. afluente – Conc. efluente) / Conc. afluente x 100
Unidades: Concentrações (mg/L ou g/L), Eficiência (%) - Dimensionamento de Lagoas Anaeróbias:
Volume da Lagoa = (Carga Orgânica Afluente) / (Taxa de Aplicação Volumétrica)
Unidades: Volume (m³), Carga Orgânica (kg DBO/d ou kg DQO/d), Taxa de Aplicação Volumétrica (kg/m³·d)
A diferença entre DBO (Demanda Bioquímica de Oxigênio) e DQO (Demanda Química de Oxigênio) é a seguinte:
DBO:
- Mede a quantidade de oxigênio necessária para oxidar a matéria orgânica biodegradável por meio da ação de microrganismos.
- Representa a quantidade de oxigênio que os microrganismos precisam para estabilizar a matéria orgânica por via biológica.
- Reflete a carga orgânica que pode ser decomposta por processos biológicos.
- Unidade: mg O2/L
DQO:
- Mede a quantidade total de oxigênio necessária para oxidar quimicamente a matéria orgânica, tanto a biodegradável quanto a não biodegradável.
- Representa a quantidade total de oxigênio necessária para oxidar completamente a matéria orgânica por via química.
- Reflete a carga orgânica total, incluindo compostos orgânicos não biodegradáveis.
- Unidade: mg O2/L
Na fórmula 35 de dimensionamento de lagoas anaeróbias:
Volume da Lagoa = (Carga Orgânica Afluente) / (Taxa de Aplicação Volumétrica)
Pode-se utilizar tanto a DBO quanto a DQO para representar a carga orgânica afluente, dependendo do contexto e das informações disponíveis.
- Carga Orgânica Afluente em DBO (kg DBO/d)
- Carga Orgânica Afluente em DQO (kg DQO/d)
A taxa de aplicação volumétrica também pode ser expressa em termos de DBO ou DQO, dependendo do parâmetro utilizado para a carga orgânica.
Portanto, a escolha entre DBO e DQO dependerá da disponibilidade de dados e do foco da análise (apenas a matéria orgânica biodegradável ou a carga orgânica total).
Abrangem tópicos como filtração, dureza carbonática, air stripping, remoção de turbidez, equalização, condutividade, precipitação de fósforo, produção de lodo, energia livre de Gibbs e osmose reversa.
- Cálculo da Taxa de Filtração Superficial:
Taxa de Filtração = Vazão / Área Superficial do Filtro
Unidades: Taxa de Filtração (m³/m²·h ou m³/m²·d), Vazão (m³/h ou m³/d), Área Superficial (m²) - Determinação da Dureza de Carbonatos:
Dureza de Carbonatos = [Ca2+] + [Mg2+] – 2[CO32-]
Unidades: Dureza de Carbonatos (mg CaCO3/L), [Ca2+], [Mg2+], [CO32-] (mg/L) - Remoção de Nitrogênio Amoniacal por Air Stripping:
Taxa de Remoção = k x a x (CNH3 – CNH3*) x V
Unidades: Taxa de Remoção (mg N/L·h ou g N/m³·h), k (1/h), a (m²/m³), CNH3, CNH3* (mg N/L), V (m³) - Cálculo da Eficiência de Remoção de Turbidez:
Eficiência de Remoção = (Turbidez afluente – Turbidez efluente) / Turbidez afluente x 100
Unidades: Turbidez (UNT ou NTU), Eficiência (%) - Dimensionamento de Tanques de Equalização:
Volume do Tanque = (Vazão de Pico – Vazão Média) x Tempo de Detenção
Unidades: Volume (m³), Vazão de Pico (m³/h ou m³/d), Vazão Média (m³/h ou m³/d), Tempo de Detenção (h ou d) - Determinação da Condutividade Elétrica:
Condutividade = Σ (Concentração x Condutância Equivalente)
Unidades: Condutividade (μS/cm ou mS/cm), Concentração (mg/L), Condutância Equivalente (μS·cm²/mg) - Remoção de Fósforo por Precipitação Química com Sais de Ferro:
Dose de Coagulante = (Concentração afluente x Vazão) / (Eficiência de remoção x Concentração do coagulante)
Unidades: Dose de Coagulante (mg/L), Concentrações (mg/L), Vazão (L/s ou m³/h), Eficiência (%) - Cálculo da Produção de Lodo em Sistemas Anaeróbios:
Produção de Lodo = (Carga Orgânica Afluente) x (Coeficiente de Produção de Lodo)
Unidades: Produção de Lodo (kg/d ou kg/h), Carga Orgânica Afluente (kg DBO/d ou kg DQO/d), Coeficiente de Produção (kg/kg) - Determinação da Energia Livre de Gibbs:
ΔG = -RT ln K
Unidades: ΔG (J/mol ou kJ/mol), R (8,314 J/mol·K), T (K), K (adimensional)A energia livre de Gibbs é uma importante propriedade termodinâmica que determina a espontaneidade e a viabilidade de reações químicas. - Dimensionamento de Sistemas de Osmose Reversa:
Fluxo de Permeado = A x (ΔP – Δπ)
Unidades: Fluxo de Permeado (L/m²·h ou m³/m²·d), A (L/m²·h·bar ou m³/m²·d·bar), ΔP (bar), Δπ (bar)
Abrangem temas como troca iônica em resinas, remoção de cor por ozonização, reatores de leito fluidizado, sólidos suspensos voláteis, oxidação biológica, sedimentação secundária, cloro residual, remoção de micropoluentes, sistemas UV e remoção de DQO em tratamentos anaeróbios.
- Determinação da Capacidade de Troca Iônica em Resinas:
CTC = (Quantidade de íons trocados) / (Volume de resina úmida)
Unidades: CTC (meq/mL ou eq/L), Quantidade de íons trocados (meq ou eq), Volume de resina (mL ou L) - Cálculo da Eficiência de Remoção de Cor por Ozonização:
Eficiência de Remoção = (Cor afluente – Cor efluente) / Cor afluente x 100
Unidades: Cor (uC ou mg Pt-Co/L), Eficiência (%) - Dimensionamento de Reatores de Leito Fluidizado:
Velocidade de Expansão = Velocidade Mínima de Fluidização x (1 + Fator de Expansão)
Unidades: Velocidade de Expansão (m/h ou m/s), Velocidade Mínima de Fluidização (m/h ou m/s), Fator de Expansão (adimensional) - Determinação da Concentração de Sólidos Suspensos Voláteis:
SSV = (Massa Seca – Massa Inorgânica) / Volume da Amostra
Unidades: SSV (mg/L ou g/L), Massa Seca (mg ou g), Massa Inorgânica (mg ou g), Volume da Amostra (L ou mL) - Cálculo da Taxa de Oxidação Biológica:
Remoção de DBO = (DBO afluente – DBO efluente) / DBO afluente x 100
Unidades: DBO (mg/L ou g/m³), Eficiência (%) - Dimensionamento de Tanques de Sedimentação Secundária:
Área Superficial = Vazão Afluente / Taxa de Aplicação Superficial
Unidades: Área Superficial (m²), Vazão Afluente (m³/h ou m³/d), Taxa de Aplicação Superficial (m³/m²·h ou m³/m²·d) - Determinação da Concentração de Cloro Residual:
Cloro Residual = Cloro Aplicado – Cloro Consumido
Unidades: Cloro Residual (mg/L ou g/m³), Cloro Aplicado (mg/L ou g/m³), Cloro Consumido (mg/L ou g/m³) - Cálculo da Eficiência de Remoção de Micropoluentes por Adsorção:
Eficiência = (Concentração afluente – Concentração efluente) / Concentração afluente x 100
Unidades: Concentrações (μg/L ou ng/L), Eficiência (%) - Dimensionamento de Sistemas de Radiação UV:
Dose UV = Intensidade UV x Tempo de Exposição
Unidades: Dose UV (mJ/cm² ou J/m²), Intensidade UV (mW/cm² ou W/m²), Tempo de Exposição (s ou min) - Determinação da Eficiência de Remoção de DQO em Sistemas Anaeróbios:
Eficiência = (DQO afluente – DQO efluente) / DQO afluente x 100
Unidades: DQO (mg/L ou g/m³), Eficiência (%)
Abordam tópicos como cinética de degradação, eficiência de flotação, oxidação avançada, índice volumétrico de lodo, carga orgânica volumétrica, osmose reversa para dessalinização, remoção de nitrogênio, sólidos sedimentáveis, torres de arraste de compostos orgânicos e alcalinidade em reatores anaeróbios.
- Determinação da Cinética de Degradação de Compostos Orgânicos:
k = (1/t) ln(C0/C)
Unidades: k (1/t, por exemplo, 1/dia), t (dias), C0 (mg/L ou g/m³), C (mg/L ou g/m³) - Cálculo da Eficiência de Remoção de Sólidos em Tanques de Flotação:
Eficiência = (Sólidos afluente – Sólidos efluente) / Sólidos afluente x 100
Unidades: Sólidos (mg/L ou g/m³), Eficiência (%) - Dimensionamento de Reatores Fenton para Oxidação Avançada:
Dose de H2O2 = 2,13 x (DQO afluente)
Unidades: Dose de H2O2 (mg/L ou g/m³), DQO afluente (mg/L ou g/m³)
Os reatores Fenton são uma importante tecnologia de oxidação avançada utilizada no tratamento de águas e efluentes contendo compostos orgânicos recalcitrantes. Esse processo se baseia na reação química entre o peróxido de hidrogênio (H2O2) e íons ferrosos (Fe2+), que geram radicais hidroxila (•OH) altamente reativos.Esses radicais são capazes de oxidar uma ampla variedade de poluentes orgânicos, como pesticidas, corantes, fármacos e substâncias húmicas, transformando-os em compostos mais simples e biodegradáveis. A eficiência do processo Fenton depende de diversos fatores, como a concentração de H2O2 e Fe2+, o pH do meio, a temperatura e o tempo de reação.O dimensionamento adequado do reator Fenton é fundamental para maximizar a remoção de contaminantes. A fórmula apresentada anteriormente (Dose de H2O2 = 2,13 x (DQO afluente)) permite estimar a dosagem necessária de peróxido de hidrogênio com base na carga orgânica do efluente, otimizando o processo e minimizando custos operacionais.Dessa forma, os reatores Fenton se destacam como uma tecnologia robusta e versátil para o tratamento de águas e efluentes contendo compostos orgânicos refratários, contribuindo para o atendimento de padrões ambientais cada vez mais restritivos.
- Determinação do Índice Volumétrico de Lodo (IVL):
IVL = (Volume ocupado pelo lodo sedimentado após 30 min) / (Concentração de SST)
Unidades: IVL (mL/g), Volume de lodo (mL), Concentração de SST (g/L ou mg/L) - Cálculo da Carga Orgânica Volumétrica em Reatores Biológicos:
Carga Orgânica Volumétrica = Carga Orgânica Afluente / Volume do Reator
Unidades: Carga Orgânica Volumétrica (kg DBO/m³·d ou kg DQO/m³·d), Carga Orgânica Afluente (kg/d), Volume do Reator (m³) - Dimensionamento de Sistemas de Osmose Reversa para Dessalinização:
Energia Específica = Pressão de Operação / Fluxo de Permeado
Unidades: Energia Específica (kWh/m³), Pressão de Operação (bar ou kPa), Fluxo de Permeado (m³/h) - Determinação da Eficiência de Remoção de Nitrogênio por Nitrificação-Desnitrificação:
Eficiência = (Nitrogênio afluente – Nitrogênio efluente) / Nitrogênio afluente x 100
Unidades: Nitrogênio (mg/L ou g/m³), Eficiência (%) - Cálculo da Concentração de Sólidos Sedimentáveis:
Sólidos Sedimentáveis = Volume ocupado pelo lodo após 1 hora / Volume da amostra
Unidades: Sólidos Sedimentáveis (mL/L), Volume de lodo (mL), Volume da amostra (L) - Dimensionamento de Torres de Arraste de Compostos Orgânicos Voláteis:
Altura da Torre = (Fator de Segurança) x (Altura de Transferência de Unidade)
Unidades: Altura da Torre (m), Fator de Segurança (adimensional), Altura de Transferência de Unidade (m) - Determinação da Alcalinidade Necessária para Ajuste de pH em Reatores Anaeróbios:
Alcalinidade Necessária = DQO Afluente x Fator de Conversão
Unidades: Alcalinidade Necessária (mg CaCO3/L ou g CaCO3/m³), DQO Afluente (mg/L ou g/m³), Fator de Conversão (adimensional)
A determinação da alcalinidade necessária para ajuste de pH em reatores anaeróbios é um parâmetro fundamental no projeto e operação desses sistemas de tratamento. Em processos anaeróbios, a manutenção de um pH adequado (geralmente entre 6,8 e 8,2) é crucial para garantir a atividade e a estabilidade das comunidades microbianas responsáveis pela digestão da matéria orgânica.Nesses sistemas, a formação de ácidos orgânicos durante a etapa de acidogênese pode levar a uma queda significativa do pH, prejudicando a etapa posterior de metanogênese. A adição de alcalinidade, geralmente na forma de bicarbonato de cálcio (CaCO3) ou hidróxido de cálcio (Ca(OH)2), permite neutralizar esses ácidos e manter o pH dentro da faixa ótima.A fórmula apresentada anteriormente (Alcalinidade Necessária = DQO Afluente x Fator de Conversão) estabelece uma relação entre a carga orgânica afluente e a quantidade de alcalinidade requerida. Esse fator de conversão leva em consideração a estequiometria das reações de degradação anaeróbia, bem como a capacidade de tamponamento do sistema.É importante ressaltar que a determinação precisa da alcalinidade necessária requer a avaliação de outros parâmetros, como a alcalinidade já presente no afluente, a taxa de produção de ácidos e a capacidade de neutralização do sistema. Essa análise detalhada permite dimensionar corretamente os sistemas de dosagem de alcalinidade, garantindo a manutenção do pH ideal para a máxima eficiência do tratamento anaeróbio.
Dessa forma, o controle da alcalinidade é fundamental para assegurar a estabilidade e a confiabilidade dos processos anaeróbios, otimizando a remoção de poluentes e a produção de biogás como fonte de energia renovável.
Abordam tópicos como decaimento de patógenos, carga de nutrientes em lagoas, adsorção em leitos fixos, processo Anammox, produção de biogás, strippers de amônia, precipitação de metais, choques orgânicos, filtração de areia e desinfecção UV.
- Determinação da Constante de Decaimento de Microrganismos Patogênicos:
Nt = N0 * e^(-k*t)
Unidades: Nt (UFC/mL ou NMP/100mL), N0 (UFC/mL ou NMP/100mL), k (1/dia), t (dias) - Cálculo da Carga Volumétrica de Nutrientes em Lagoas de Estabilização:
Carga Volumétrica = Carga de Nutriente / Volume da Lagoa
Unidades: Carga Volumétrica (g/m³·d), Carga de Nutriente (g/d), Volume da Lagoa (m³) - Dimensionamento de Reatores de Leito Fixo para Adsorção:
Tempo de Contato = Leito Adsorvente / Vazão Afluente
Unidades: Tempo de Contato (min ou h), Leito Adsorvente (m³), Vazão Afluente (m³/min ou m³/h) - Determinação da Eficiência de Remoção de Nitrogênio por Processo de Anammox:
Eficiência = (N afluente – N efluente) / N afluente x 100
Unidades: N (mg/L ou g/m³), Eficiência (%) - Cálculo da Produção de Biogás em Reatores Anaeróbios:
Produção de Biogás = Carga Orgânica Aplicada x Fator de Conversão
Unidades: Produção de Biogás (m³/d ou L/d), Carga Orgânica Aplicada (kg DQO/d), Fator de Conversão (m³/kg DQO ou L/kg DQO) - Dimensionamento de Sistemas de Stripper de Amônia:
Altura do Stripper = (Vazão de Ar) x (Concentração de Amônia) / (Taxa de Transferência de Massa)
Unidades: Altura do Stripper (m), Vazão de Ar (m³/h), Concentração de Amônia (mg/L ou g/m³), Taxa de Transferência de Massa (g/h·m²) - Determinação da Eficiência de Remoção de Metais Pesados por Precipitação Química:
Eficiência = (Concentração afluente – Concentração efluente) / Concentração afluente x 100
Unidades: Concentração (mg/L ou g/m³), Eficiência (%) - Cálculo da Carga de Choque Orgânico em Reatores Biológicos:
Carga de Choque = (Carga Orgânica de Pico – Carga Orgânica Média) / Carga Orgânica Média
Unidades: Carga de Choque (adimensional), Carga Orgânica de Pico (kg DBO/d ou kg DQO/d), Carga Orgânica Média (kg DBO/d ou kg DQO/d) - Dimensionamento de Filtros de Areia para Remoção de Sólidos:
Área do Filtro = Vazão Afluente / Taxa de Filtração
Unidades: Área do Filtro (m²), Vazão Afluente (m³/h ou m³/d), Taxa de Filtração (m³/m²·h ou m³/m²·d) - Determinação da Eficiência de Desinfecção por Radiação UV:
Eficiência = 1 – e^(-k * I * t)
Unidades: Eficiência (adimensional), k (cm²/mJ), I (mW/cm² ou W/m²), t (s ou min)
A determinação da energia específica de aeração é um parâmetro essencial no dimensionamento e operação de sistemas de tratamento que utilizam a aeração como principal mecanismo de transferência de oxigênio. Essa energia específica representa a quantidade de energia necessária por unidade de volume de ar fornecido, permitindo avaliar a eficiência do processo de aeração.
Conhecer a energia específica de aeração é fundamental para estimar o consumo energético do sistema, que pode representar uma parcela significativa dos custos operacionais. Além disso, a otimização dessa energia específica pode levar a uma redução substancial dos gastos com energia, contribuindo para a sustentabilidade do processo de tratamento.
- Determinação da Energia Específica de Aeração:
Energia Específica = Potência de Aeração / Vazão de Ar
Unidades: Energia Específica (kWh/m³ de ar), Potência de Aeração (kW), Vazão de Ar (m³/h) - Cálculo da Carga Hidráulica Superficial em Decantadores:
Carga Hidráulica Superficial = Vazão Afluente / Área Superficial do Decantador
Unidades: Carga Hidráulica Superficial (m³/m²·d ou m/h), Vazão Afluente (m³/d ou m³/h), Área Superficial do Decantador (m²) - Dimensionamento de Unidades de Adsorção em Carvão Ativado:
Massa de Carvão = (Vazão x (Conc. afluente – Conc. efluente)) / Capacidade de Adsorção
Unidades: Massa de Carvão (kg), Vazão (m³/d ou m³/h), Concentração afluente (mg/L ou g/m³), Concentração efluente (mg/L ou g/m³), Capacidade de Adsorção (mg/g ou g/kg) - Determinação da Constante de Sedimentação em Decantadores:
Velocidade de Sedimentação = Vs = Vo / (1 + (k * t))
Unidades: Velocidade de Sedimentação (m/h ou m/d), Vo (m/h ou m/d), k (h⁻¹ ou d⁻¹), t (h ou d) - Cálculo da Concentração de Cloro Residual Combinado:
Cloro Residual Combinado = Cloro Total – Cloro Livre
Unidades: Cloro Residual Combinado (mg/L ou g/m³), Cloro Total (mg/L ou g/m³), Cloro Livre (mg/L ou g/m³) - Dimensionamento de Sistemas de Ozonização:
Taxa de Transferência de Ozônio = kLa * (C* – C)
Unidades: Taxa de Transferência de Ozônio (mg/L·min ou g/m³·h), kLa (min⁻¹ ou h⁻¹), C* (mg/L ou g/m³), C (mg/L ou g/m³) - Determinação da Eficiência de Remoção de Cor por Carvão Ativado:
Eficiência = (Cor afluente – Cor efluente) / Cor afluente x 100
Unidades: Cor (uC ou mg Pt-Co/L), Eficiência (%) - Cálculo da Carga Superficial de DBO em Lagoas Aeróbias:
Carga Superficial = DBO Afluente / Área Superficial da Lagoa
Unidades: Carga Superficial (kg DBO/ha·d ou g DBO/m²·d), DBO Afluente (kg/d ou g/d), Área Superficial da Lagoa (ha ou m²) - Dimensionamento de Sistemas de Desinfecção com Dióxido de Cloro:
Dose de ClO2 = Vazão x Concentração de Cloro Residual Desejada
Unidades: Dose de ClO2 (mg/L ou g/m³), Vazão (m³/h ou m³/d), Concentração de Cloro Residual Desejada (mg/L ou g/m³) - Determinação da Eficiência de Remoção de Turbidez por Coagulação-Floculação:
Eficiência = (Turbidez afluente – Turbidez efluente) / Turbidez afluente x 100
Unidades: Turbidez (NTU), Eficiência (%)
Abordam tópicos como energia específica de aeração, carga hidráulica superficial em decantadores, adsorção em carvão ativado, constante de sedimentação, cloro residual combinado, ozonização, remoção de cor por carvão, carga superficial em lagoas aeróbias, desinfecção com dióxido de cloro e remoção de turbidez por coagulação-floculação.
