SISTEMA DE ESGOTAMENTO SANITÁRIO

PONTE NOVA - MG

RELAÇÃO DE DESENHOS PROJETO BÁSICO DO SES DE PONTE NOVA MDC-2020.021-MG.PNA-DMAES-SES-PB=0

MAIO/2020

CONTRATO DMAES Nº 021/2020

DEPARTAMENTO MUNICIPAL DE ÁGUA E ESGOTO E SANEAMENTO - DMAES
PROJETO BÁSICO SISTEMA DE ESGOTAMENTO SANITÁRIO SEDE URBANA
RESUMO: Apresentação do Memorial Descritivo e de Cálculo do Projeto do Sistema de Esgotamento Sanitário da sede urbana do município de Ponte Nova – MG. O Projeto do Sistema de Esgotamento Sanitário é constituído dos volumes descritos a seguir: ⮚ Volume I – Projeto Básico ✓ Tomo I – Memorial Descritivo e Cálculo ✓ Tomo II – Especificações Técnicas ✓ Tomo III – Desenhos ETE ✓ Tomo IV – Orçamento ⮚ Volume II – Manual de Operação do SES



	MAI/2020	A	PARA APROVAÇÃO
VER	DATA	TIPO	DESCRIÇÃO	POR	VERIFICADO	AUTORIZADO	APROVADO
EMISSÕES
TIPOS		A - PARA APROVAÇÃO C - ORIGINAL B - REVISÃO D - CÓPIA
FRAGA MARQUES ENGENHARIA LTDA Xxxxx Xxxx Xxxxxxxx, xx 00, xxxx 000 - Xxxxxx Xxxxxx/ XX Tel.: (00) 0000 0000
RESPONSÁVEL: Xxxx Xxxxxxxx xx Xxxxx Xxxxxxx – CREA RJ 2014140512/D
VOLUME: VOLUME I – PROJETO BÁSICO MEMORIAL DESCRITIVO E DE CÁLCULO
REFERÊNCIA: MAIO/2020 Arquivo: MDC-2020.021-MG.PNA-DMAES-SES-PB=0

SUMÁRIO

1 APRESENTAÇÃO 10

1.1 Introdução 11

1.2 NORMAS 12

1.3 Informações da Contratada 12

2 DIAGNÓSTICO 14

2.1 Caracterização do município 15

2.2 Sistema Existente 16

3 CONCEPÇÃO DO SISTEMA 17

3.1 Projeção Populacional 18

3.1.1 População de Projeto 27

3.2 Critérios e Parâmetros de Projeto 28

3.3 Alcance de Projeto 28

3.4 Consumo Per Capita 28

3.5 Indice de atendimento 29

3.6 Coeficientes de variação 29

3.7 Cálculo das Vazões 29

3.8 Parâmetros para Dimensionamento de ete 30

3.8.1. Carga Orgânica de Contribuição Unitária 30

3.8.2. Gradeamento 30

3.8.3 Caixa de Areia 31

3.8.4. Reator de Manta de Lodo – UASB 32

3.8.5. Filtro Biológico Percolador - Alta Taxa 33

3.8.6. Decantador Secundário 34

3.8.7. Leitos de Secagem 34

3.8.8. Desinfecção 34

3.9 Parâmetros para Dimensionamento de Elevatória de Esgotos 35

3.9.1 Vazões Mínimas, Médias e Máximas 35

3.9.2 Gradeamento 35

3.9.3 Linha de Recalque 36

3.9.4 Poço de Sucção 37

3.9.5 Escolha do Tipo de Elevatória 39

3.10 Vazões de Dimensionamento de Projeto 42

4 SISTEMA PROPOSTO 44

4.1 Dimensionamento das Unidades do Sistema 45

4.2 Estação de Tratamento de Esgoto 45

4.2.1 Distribuição das Vazões nas Unidades da ETE 47

4.2.2 Tratamento Preliminar 50

4.2.3 Reatores Anaeróbios de Fluxo Ascendente - UASB 58

4.2.4 Filtros Biológicos Percoladores 65

4.2.5 Decantadores Secundários 69

4.2.6 Leito de Secagem 71

4.2.7 Aterro Controlado 76

4.2.8 Dimensionamento Hidráulico das Tubulações e Vertedores 78

4.2.9 Drenagem 99

5 ANEXOS 105

5.1 ART 106

LISTA DE FIGURAS

Figura 1 - Projeção pelo Método Aritmético 19

Figura 2 - Projeção pelo Método Geométrico 20

Figura 3 - Projeção pelo Método Decrescente 21

Figura 4 - Projeção pelo Método Logística 22

Figura 5 - Projeção pelo IPEAD 23

Figura 6 - Projeção pelo DESPRO 24

Figura 7 -População Projetada pelo DESPRO 24

Figura 8 - Projeções Populacionais - Consolidado 25

Figura 9 - Dimensionamento da Caixa de Areia 56

Figura 10 - Removedor de Areia 57

Figura 11 - Vista em Planta do Removedor 57

Figura 12 - Representação do tratamento no interior dos reatores UASB 60

Figura 13 - Layout do Reator UASB 81

LISTA DE TABELAS

Tabela 1 - Apresentação das Etapas de Trabalho do Início até o Fim de Plano 18

Tabela 2 - População Projetada pelo Método Aritmético 19

Tabela 3 - População Projetada pelo Método Geométrico 20

Tabela 4 - População Projetada pelo Método Decrescente 21

Tabela 5 - População Projetada pelo Método Logístico 22

Tabela 6 - População Projetada pelo IPEAD 23

Tabela 7 - Evolução Populacional para sede urbana de PONTE NOVA/MG- DESPRO (ADOTADA) 26

Tabela 8 - Correlação entre o Espaçamento entre Grades e Taxa de Material Retido 35

Tabela 9 - Vazões Ano a Ano da Sede Urbana de PONTE NOVA 43

Tabela 10 - Etapalização dos reatores UASB a partir da Qméd 48

Tabela 11 - Etapalização dos reatores UASB a partir da Qmáx horária 49

Tabela 12 - Especificação Técnicas do Removedor 58

Tabela 13 - Dimensionamento dos Reatores UASB – Dados de Entrada 62

Tabela 14 - Dimensionamento dos Reatores UASB 63

Tabela 15 - Dimensionamento dos Reatores UASB 64

Tabela 16 - Dimensionamento Filtro Biológico Percolador 67

Tabela 17 - Dimensionamento Filtro Biológico Percolador 68

Tabela 18 - Dimensionamento Decantador Secundário 70

Tabela 19 - Dados para Dimensionamento do Leito de Secagem 73

Tabela 20 - Dimensionamento do Leito de Secagem 74

Tabela 21 - Resumo final do leito de secagem 75

Tabela 22 - Volume de material a ser aterrado 77

Tabela 23 - Coeficiente de Perda de Carga Localizada - Trecho Tratamento Preliminar - Reator UASB 80

Tabela 24 - Interligação Trecho Tratamento Preliminar - Reator UASB 80

Tabela 25 - Vertedor Retangular Parede Delgada – CVD-1 82

Tabela 26 - Vertedor Retangular Parede Delgada – CVD-2 82

Tabela 27 - Perdas de Carga Localizadas (CDV-1 - CDV-2) Reatores Externos 83

Tabela 28 - Perdas de Carga Contínua (CDV-1 - CDV-2) Reatores Externos 83

Tabela 29 - Vertedor Triangular Parede Delgada – CVD-4 84

Tabela 30 - Perdas de Carga Localizadas (CDV-2 - CDV-4) – Maior Ligação 84

Tabela 31 - Perdas de Carga Contínua (CDV-2 - CDV-4) - Maior Ligação 84

Tabela 32 - Coeficiente de Perda de Carga Localizada no Trecho Reator UASB - CDF 85

Tabela 33 - Interligação entre Reator UASB - CDF 85

Tabela 34 - Coeficiente de Perda de Carga Localizada no trecho CDF - FBP 85

Tabela 35 - Interligação entre CDF - FBP 86

Tabela 36 - Vertedor Retangular de Parede Delgada com uma Contração – CDF 86

Tabela 37 - Interligação entre PV2 e CDD 86

Tabela 38 - Coeficiente de Perda de Carga Localizada no trecho PV2 - CDD 87

Tabela 39 - Vertedor parede Delgada com Duas Contrações – CDD 87

Tabela 40 - Interligação entre CDD – Decantador 88

Tabela 41 - Coeficiente de Perda de Carga Localizada no trecho CDD - Decantador 88

1 APRESENTAÇÃO

1.1 INTRODUÇÃO

A Fraga Marques apresenta a seguir o Desenhos Técnicos do Projeto Básico do Sistema de Esgotamento Sanitário sede urbana do município de Ponte Nova/MG, atendendo o contrato Nº 021/2020, firmado entre o Departamento Municipal de Água, Esgoto e Saneamento - DMAES e a empresa Fraga Marques Engenharia Ltda – ME.

Para elaboração dos trabalhos serviram de insumos as normas da ABNT pertinentes, os procedimentos, normas e padrões adotados pela FUNASA, COPASA e DMAES e levantamento de campo fornecido pelo DMAES.

O presente trabalho constitui a etapa do Projeto Básico do Sistema de Esgotamento Sanitário da sede urbana do município de Ponte Nova, que são peças fundamentais no desenvolvimento dos demais produtos subsequentes.

O trabalho foi desenvolvido com a estreita colaboração dos técnicos do DMAES, que com o conhecimento local contribuíram para a consecução dos objetivos, tanto no que se refere ao diagnóstico do sistema, como nas proposições das obras necessárias.

O Projeto do Sistema de Esgotamento Sanitário é constituído dos volumes descritos a seguir:

✓ Volume I – Projeto Básico

o Tomo I – Memorial Descritivo e Cálculo

o Tomo II – Especificações Técnicas

o Tomo III – Desenhos da Estação de Tratamento de Esgotos

o Tomo IV – Orçamento

✓ Volume II – Manual de Operação do SES

1.2 NORMAS

Para a elaboração dos estudos do Sistema de Esgotamento Sanitário foram consideradas as diretrizes das seguintes normas:

⮚ As Normas técnicas da ABNT;

⮚ Procedimentos, Normas e padrões adotados pelo FUNASA, COPASA e DMAES;

⮚ As normas e posturas municipais da cidade de Ponte Nova;

⮚ Plano Municipal de Saneamento Básico – PMSB;

⮚ Dados dos sistemas de abastecimento de água e esgotamento sanitário, existentes na sede municipal, obtidas junto ao DMAES de Ponte Nova - MG.

1.3 INFORMAÇÕES DA CONTRATADA

FRAGA MARQUES ENGENHARIA LTDA Xxxxx Xxxx Xxxxxxxx, xx 00, xxxx 000 - Xxxxxx Xxxxxx - Xxxxxx/ XX – CEP: 36.880-043. Telefax: (00) 0000-0000 E-mail: xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx@xxxxx.xxx.xx
Diretores:
Xxxx Xxxxxxxx xx Xxxxx Xxxxxxx –	CREA RJ 2014140512/D
Xxxxx Xxxxx Xxxxx Xxxxxxx – CREA	RJ 2014140455/D
Coordenadores do Projeto:
Xxxx Xxxxxxxx xx Xxxxx Xxxxxxx –	CREA RJ 2014140512/D
Xxxxx Xxxxx Xxxxx Xxxxxxx – CREA	RJ 2014140455/D
Contrato de Prestação de Serviço: CT 021/2020
Emissão: MAIO/2020	Revisão:	A

FRAGA MARQUES Engenharia Ltda - ME

CGC: 21.762.193/0001-98

Inscrição Municipal: 2809293-23 Registro no CREA/MG: 64636

Endereço da Sede da Empresa:

Praça Xxxx Xxxxxxxx, nº 20 – Xxxx 000 - Centro XXX 00.000-000 – Muriaé - MG

Tel.: (00) 0000-0000

E-mail: xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx@xxxxx.xxx Site: htpp/xxx.xxxxxxxxxxxx.xxx

EQUIPE TÉCNICA DO PROJETO

EQUIPE PRINCIPAL

Coordenador de Projeto Xxxx Xxxxxxx xx Xxxxxxxx Xxxxx Engenheiro Civil

Gerente de Projeto

Xxxx Xxxxxxxx xx Xxxxx Xxxxxxx Engenheiro Civil/Sanitarista e Ambiental

Gerente de Projeto

Xxxxx Xxxxx Xxxxx Godinho Engenheiro Civil/Sanitarista e Ambiental

EQUIPE DE APOIO

Xxxx Xxxxxx Xxxxx Xxxxxxx Xxxxxxxxxx Civil / Calculista

Xxxxxxxxx Xxxxxxxx Xxxxxxxxx Xxxxxxxxxx Eletricista

Xxxx Xxxxxxx Xxxx Xxxxx Engenheiro Ambiental

Xxxxxx Xxxxxxxxx Xxxxxxx Xxxxxxxxx e Urbanista

2 DIAGNÓSTICO

2.1 CARACTERIZAÇÃO DO MUNICÍPIO

Ponte Nova é um município brasileiro do estado de Minas Gerais. Localizado na Zona da Mata Mineira, O município localiza-se na Mesorregião da Zona da Mata mineira. A sede dista por xxxxxxx 000 xx xx xxxxxxx Xxxx Xxxxxxxxx.

A altitude da cidade é de 431 m. O clima é do tipo tropical de altitude com chuvas durante o verão e temperatura média anual em torno de 19°C, com variações entre 14°C (média das mínimas) e 26°C (média das máximas).[7]

O município integra a bacia do rio Doce, sendo banhado por um de seus principais formadores, o rio Piranga.

O território do atual município de Ponte Nova era habitado por índios puris e aimorés (estes apelidados de botocudos devido a um adorno corporal que utilizavam) quando iniciou sua colonização, através da distribuição de sesmarias, a partir da segunda metade do século

XVIII. Documentos referentes à Fazenda das Almas apontam para a construção de uma ponte de madeira sobre o Rio Piranga, em 1762. Em terreno da Fazenda do Vau-Açu, doado pelo padre Xxxx xx Xxxxx Xxxxxxxx, foi construída a Capela de São Sebastião e Almas, filial da Freguesia do Senhor Bom Jesus do Monte do Furquim, pertencente à Mariana, em 1770.

O povoado que se desenvolveu em torno da capela e às margens do Rio Piranga ficou conhecido, inicialmente, como São Sebastião da Ponte Nova. A paróquia foi criada em 1832 através de uma lei da Regência Trina do Império.

Passou à condição de vila, com criação do município emancipado do de Mariana em 1857, sendo elevada à categoria de cidade em 1866. Uma lei promulgada do ano de 1883 mudou sua denominação, que foi reduzida para Ponte Nova.

O desenvolvimento local se deve em muito à expansão da lavoura de cana de açúcar, que lhe valeu o título de maior centro açucareiro de Minas Gerais, no decorrer do século XIX e início do XX. Na segunda década do século XIX, as exportações de açúcar, rapadura e aguardente já tinham adquirido importância, sendo a produção transportada através de tropas de burros, principalmente para o mercado de Mariana.

Ainda em meados do século XIX, a disseminação do plantio da cana de açúcar na região fez com que a maioria das propriedades rurais contasse com seus próprios engenhos, movidos por tração animal ou através da força d’água, sendo o açúcar mascavo e o de forma exportado

para várias regiões da então província de Minas Gerais. O primeiro engenho de ferro fundido chegou a Ponte Nova em 1860, sendo que a primeira usina a vapor, a Usina Ana Florência, construída com máquinas importadas da Inglaterra, foi inaugurada em 1883.

Com a instalação de uma estação da Estrada de Ferro Leopoldina Railway, inaugurada em 1886 por Xxx Xxxxx XX, a produção açucareira passou a atingir mercados mais distantes. Antes do final do século, ainda foram construídos o Engenho Central do Piranga e a Usina do Vau-Açu, que multiplicaram, ainda mais, a produção ponte-novense, complementada por inúmeros engenhos menores que funcionaram como fábricas de rapadura e aguardente. No século XX, outras quatro indústrias sucroalcooleiras iriam se instalar no município: a Usina da Jatiboca, em 1920, a Usina do Pontal e a Usina São José, em 1935, e a Usina Santa Helena, em 1940. (fonte:xxxxx://xxx.xxxxxxxxx.xx.xxx.xx/xxxxxxx-xx-xxxxxxx/xxxx/xxxxxxxx-x- contemporaneidade/6501)

Segundo o último censo demográfico realizado pelo IBGE em 2.010, a população total do município era de 57.390 hab., e população estimada para 2019 de 59.742 pessoas. (Fonte: Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística – IBGE).

2.2 SISTEMA EXISTENTE

O sistema de esgoto sanitário existente na sede urbana de Ponte Nova é administrado e operado pela Prefeitura Municipal por meio do DEMAE – Departamento Municipal de Água e Esgoto de PONTE NOVA, e constitui-se das seguintes unidades operacionais: redes coletoras, interceptores e estações elevatórias de esgoto bruto.

3 CONCEPÇÃO DO SISTEMA

3.1 PROJEÇÃO POPULACIONAL

Foi utilizando diversos metódos matematicos, para obter a projeção populacional do sede urbana de Ponte Nova, que melhor refletisse ao cenário de crescimento do município, para o qual, o Sistema de Esgotamento Sanitário, deverá estar apto a atender.

Além, da analise de crescimento populacional, utilizando metodos matemáticos. Também foram, analisados os crescimentos propostos pela estudo realizado pela Copasa no estado de Minas Gerais, por meio da Fundação Instituto de Pesquisas Econômicas, Administrativas e Contábeis – IPEAD, bem como, o crescimento populacional proposto pela empresa Despro – Desenvolvimento de Projetos e Consultoria Ltda, realizado no ano de 2016, por meio do contrato com o DMAES.

Deste modo, foram elaboradas seis (07) curvas de projeção populacional, considerando-se os valores históricos dos censos de 1991 a 2010 para população urbana da sede do município de Ponte Nova/MG.

Para definir o início de operação das unidades contempladas no projeto de concepção, considerou-se a Tabela 1:

Tabela 1 - Apresentação das Etapas de Trabalho do Início até o Fim de Plano

Ano do Projeto	Ano Civil	Discriminação
- 1	2020	Elaboração de Diagnósticos e Projetos
0	2021	Execução das Obras
1	2022	Execução das Obras/Início de Operação
20	2041	Fim de Operação

A seguir, as Tabelas e Figura abaixo, apresentam a proteção populacional para a sede urbana do município de Ponte Nova/MG, por um período de 20 anos a partir de 2021 até 2041.

Figura 1 - Projeção pelo Método Aritmético

Projeção Aritmetica

70000

60000

50000

40000

30000

20000

10000

2018 2021 2024 2027 2030 2033 2036 2039 2042 2045 2048 2051

Tabela 2 - População Projetada pelo Método Aritmético

Ano Projeto	Ano Civil	População (hab)
-2	2019	53315
-1	2020	53715
0	2021	54114
1	2022	54513
2	2023	54912
3	2024	55312
4	2025	55711
5	2026	56110
6	2027	56509
7	2028	56909
8	2029	57308
9	2030	57707
10	2031	58107
11	2032	58506
12	2033	58905
13	2034	59304
14	2035	59704
15	2036	60103
16	2037	60502
17	2038	60901
18	2039	61301
19	2040	61700
20	2041	62099

Figura 2 - Projeção pelo Método Geométrico

Projeção Geométrica

80000

70000

60000

50000

40000

30000

20000

10000

2018 2021 2024 2027 2030 2033 2036 2039 2042 2045 2048 2051

Tabela 3 - População Projetada pelo Método Geométrico

Ano Projeto	Ano Civil	População (hab)
-2	2019	53778
-1	2020	54249
0	2021	54723
1	2022	55202
2	2023	55685
3	2024	56173
4	2025	56664
5	2026	57160
6	2027	57660
7	2028	58165
8	2029	58674
9	2030	59187
10	2031	59705
11	2032	60228
12	2033	60755
13	2034	61286
14	2035	61823
15	2036	62364
16	2037	62909
17	2038	63460
18	2039	64015
19	2040	64575
20	2041	65141

Figura 3 - Projeção pelo Método Decrescente

Projeção Decrescente

51100

51000

50900

50800

50700

50600

50500

50400

50300

50200

50100

2018 2021 2024 2027 2030 2033 2036 2039 2042 2045 2048 2051

Tabela 4 - População Projetada pelo Método Decrescente

Ano Projeto	Ano Civil	População (hab)
-2	2019	50497
-1	2020	50547
0	2021	50592
1	2022	50633
2	2023	50670
3	2024	50703
4	2025	50734
5	2026	50761
6	2027	50786
7	2028	50808
8	2029	50828
9	2030	50846
10	2031	50863
11	2032	50877
12	2033	50891
13	2034	50903
14	2035	50914
15	2036	50924
16	2037	50933
17	2038	50941
18	2039	50948
19	2040	50955
20	2041	50961

Figura 4 - Projeção pelo Método Logística

Projeção Logística

51100

51000

50900

50800

50700

50600

50500

50400

50300

50200

50100

50000

2018 2021 2024 2027 2030 2033 2036 2039 2042 2045 2048 2051

Tabela 5 - População Projetada pelo Método Logístico

Ano Projeto	Ano Civil	População (hab)
-2	2019	50448
-1	2020	50504
0	2021	50554
1	2022	50600
2	2023	50641
3	2024	50678
4	2025	50711
5	2026	50741
6	2027	50769
7	2028	50793
8	2029	50815
9	2030	50835
10	2031	50853
11	2032	50869
12	2033	50884
13	2034	50897
14	2035	50909
15	2036	50920
16	2037	50929
17	2038	50938
18	2039	50946
19	2040	50953
20	2041	50959

Figura 5 - Projeção pelo IPEAD

Projeção IPEAD

52000

50000

48000

46000

44000

42000

40000

38000

2018 2021 2024 2027 2030 2033 2036 2039 2042 2045 2048 2051

Tabela 6 - População Projetada pelo IPEAD

Ano Projeto	Ano Civil	População (hab)
-2	2019	49721
-1	2020	49788
0	2021	49769
1	2022	49751
2	2023	49732
3	2024	49714
4	2025	49695
5	2026	49571
6	2027	49446
7	2028	49322
8	2029	49198
9	2030	49075
10	2031	48848
11	2032	48623
12	2033	48399
13	2034	48176
14	2035	47954
15	2036	47654
16	2037	47356
17	2038	47060
18	2039	46765
19	2040	46473
20	2041	46122

Figura 6 - Projeção pelo DESPRO

Projeção Despro

100000

90000

80000

70000

60000

50000

40000

30000

20000

10000

2018 2021 2024 2027 2030 2033 2036 2039 2042 2045 2048 2051

Figura 7 -População Projetada pelo DESPRO

Ano Projeto	Ano Civil	População (hab)
-2	2019	58468
-1	2020	59345
0	2021	60236
1	2022	61139
2	2023	62056
3	2024	62987
4	2025	63932
5	2026	64891
6	2027	65864
7	2028	66852
8	2029	67855
9	2030	68873
10	2031	69906
11	2032	70955
12	2033	72019
13	2034	73099
14	2035	74196
15	2036	75309
16	2037	76438
17	2038	77585
18	2039	78749
19	2040	79930
20	2041	81129

XXXXXXXX XX XXXXXXX XX XXXXXXXXXXX XXXXXXXXX XX XXXX XXXXXX XX XXXXX XXXX - XX PROJETO BÁSICO – MEMORIAL DESCRITIVO E DE CÁLCULO

Figura 8 - Projeções Populacionais - Consolidado

MDC-2020.021-MG.PNA-DMAES-SES-PB=0

Observando-se os resultados das curvas projetadas, constata-se que a projeção populacional pelo método Geométrico, seguindo pelo método Aritmético, foi a que mais se assemelhou com o crescimento estimado pela DESPRO.

Em contrapartida, o estudo realizado pela fundação IPEAD, foi a que, estimou um menor crescimento, e consequentemente, uma população muito inferior ao das demais projeções.

Já o metódo Decrescente, Lógistico e de Saturação, obtiveram um crescimento muito semelhante entre si, com uma estimativa de crescimento populacional bastante conservadora.

Deste modo, considerando, que o município de Ponte Nova, já elaborou os projetos dos interceptores, redes coletoras e estação elevatória final, e que, estes, foram projetados para a população proposta no estudo da DESPRO E que, a estação elevatória final, terá capacidade de recalque, no final de plano, para uma vazão estipulada também no estudo da DESPRO.

Entendemos, que a Estação de Tratamento de Esgoto, objeto deste estudo, também deverá ser dimensionada, para uma população de final de plano, semelhante a da que foi proposta no estudo da DESPRO, a fim, de que a mesma, possa, em eventual crescimento, atender as vazões estiupaladas para a estação elevatória de esgoto final.

Sendo assim, a Tabela 7 apresenta a projeção populacional para a sede urbana do município de Ponte Nova/MG, pelos dados elaborados no estudo da DESPRO.

Tabela 7 - Evolução Populacional para sede urbana de PONTE NOVA/MG- DESPRO (ADOTADA)

Ano Projeto	Ano Civil	População (hab)
-2 *	2019	58468
-1 **	2020	59345
0 ***	2021	60236
1 ****	2022	61139
2	2023	62056
3	2024	62987
4	2025	63932
5	2026	64891
6	2027	65864
7	2028	66852

8	2029	67855
9	2030	68873
10	2031	69906
11	2032	70955
12	2033	72019
13	2034	73099
14	2035	74196
15	2036	75309
16	2037	76438
17	2038	77585
18	2039	78749
19	2040	79930
20	2041	81129

(*) Diagnósticos, (**) Projetos, (***) Obras, (****) Início Operação, (*****) Fim Operação.

3.1.1 População de Projeto:

Tendo como base o estudo anterior e considerando:

⇒ A inexistência de acontecimentos extraordinários que possam influenciar no crescimento populacional urbana da sede de Ponte Nova/MG.

⇒ A inexistência de populações flutuantes significativas relativas a todo o período do ano. Adotaremos como população final de projeto, 81.129 habitantes para o ano de 2041.

3.2 CRITÉRIOS E PARÂMETROS DE PROJETO

Para elaboração do presente projeto básico, foram realizadas visitas técnicas, acompanhado dos técnicos da área de operação, manutenção e obra do órgão responsável pelo sistema de esgotamento sanitário do município, para observação das peculiaridades dos locais, objeto das ações dos projetos, bem como para acertar a concepção do projeto a ser adotada.

Os parâmetros de projeto foram definidos a partir de:

⮚ As Normas técnicas da ABNT;

⮚ Os Procedimentos, Normas e padrões adotados pelo SAAE, FUNASA e COPASA;

⮚ As normas e posturas municipais da cidade de Ponte Nova;

⮚ Bibliografia de autores e instituições consagradas;

⮚ Dados dos sistemas de abastecimento de água e esgotamento sanitário, existentes na sede municipal, obtidas junto à Prefeitura de Ponte Nova, detentora da concessão destes serviços.

3.3 ALCANCE DE PROJETO

O alcance de plano previsto para o projeto existente é de 20 anos, sendo:

• Anos 2.021 – Início de Plano;

• Ano 2.041 – Final de Plano.

3.4 CONSUMO PER CAPITA

O consumo per capita de água considerado neste estudo foi estabelecido por meio dos Relatórios Mensais do sistema desenvolvido pelo Departamento Municipal de Água e Esgoto

– DEMAE de PONTE NOVA.

Por meio dos relatórios mensais foi estabelecida uma série temporal.. Utilizou-se a população obtida através do estudo desenvolvido pela DESPRO.

O per capita médio consumido de PONTE NOVA é de 144,13 l/(hab. x dia) – fora utilizado per capta 150.

3.5 INDICE DE ATENDIMENTO

Será considerado para desenvolvimento do projeto que 95% da população da área urbana de PONTE NOVA será atendida pelo sistema projetado.

3.6 COEFICIENTES DE VARIAÇÃO

• K1 = 1,2 → Coeficiente do dia de maior consumo;

• K2 = 1,5 → Coeficiente da hora de maior consumo.

• K3 = 0,5 → Coeficiente de reforço da hora de menor consumo;

• C = 0,80 → Coeficiente de retorno água/esgoto.

Vazão de Infiltração

• Qinf = 25% da vazão máxima horária doméstica; ou

• Qinf = a x L → a = 0,00010 l/s x m de rede projetada;

a = 0,00033 l/s x m de rede existente; L = Extensão de rede (m).

Deverá ser utilizado o índice que apresentar a menor vazão de infiltração.

3.7 CÁLCULO DAS VAZÕES

Vazão Média

Qméd

= P× At ×q×C +Q 86400

inf

• Qméd ⇒ Vazão Média (l/s);

• P ⇒ População (hab);

• At ⇒ Índice de Atendimento;

• q ⇒ Consumo per capita (l/hab x dia);

• C ⇒ Coeficiente água/esgoto = 0,80;

• Qinf ⇒ Vazão de infiltração;

Vazão para Verificação do Dimensionamento (l/s)

Qmín = Qméd ×K 3

Vazão Xxxxxx Xxxxxxx (l/s)

Qmáx

= Qméd ×K1 ×K 2

3.8 PARÂMETROS PARA DIMENSIONAMENTO DE ETE

Os parâmetros e critérios adotados para o dimensionamento das unidades de tratamento seguiram, sempre que possível, as recomendações da NBR-12.209. Na ausência desta, adotou-se o que recomenda a literatura especializada.

A seguir, serão apresentadas as faixas de aplicação dos principais parâmetros e critérios utilizados no dimensionamento das unidades de tratamento.

3.8.1. Carga Orgânica de Contribuição Unitária

A carga orgânica de contribuição unitária adotada foi de 54 g DBO5/hab.dia.

3.8.2. Gradeamento

Poderão ser utilizadas duas alternativas para gradeamento, em função da vazão máxima, conforme orientação a seguir:

• Para Qmáx > 100 l/s, será utilizada grade mecanizada;

• Para Qmáx < 100 l/s, o gradeamento será constituído por grade com limpeza manual.

Parâmetro para Dimensionamento

Segundo NBR-12.209, os limites para a velocidade de passagem no canal são:

• Velocidade de passagem mínima = 0,60 m/s;

• Velocidade de passagem máxima = 1,00 m/s;

Largura do canal:

Sendo:

S = Au ⇒

Au = Q

e E =

a a + t

• S ⇒ Área do canal (m²);

• Au ⇒ Área útil para velocidade de projeto (m²)

• Q ⇒ Vazão afluente (m³/s)

• V ⇒ Velocidade de projeto (m/s)

• a ⇒ Espaçamento entre as barras (cm);

• t ⇒ Espessura das barras (cm);

• E ⇒ Eficiência da grade.

3.8.3 Caixa de Areia

Logo após o gradeamento serão instaladas as caixas de areia e, em seguida, a Medidor Parshall, que além da medição da vazão tem a função de controlar as condições hidráulicas à montante da caixa de areia.

Os critérios para limpeza desta são:

• Para Qmáx > 100 l/s, será utilizada limpeza mecanizada, com by pass de limpeza manual;

• Para Qmáx < 100 l/s, a limpeza será manual.

Parâmetros de Dimensionamento

Comprimento da caixa de areia

• L = 22,5 H, sendo H a altura da lâmina na caixa.

Largura da caixa de areia

Q = S ×V = b ×H×V ⇒ b =

Q H× V

Sendo:

• b ⇒ Largura da caixa (m);

• Q ⇒ Vazão dos esgotos (m³/s);

• H ⇒ Altura da lâmina de água (m);

• V ⇒ Velocidade do fluxo (m/s) = 0,30 m/s;

• S ⇒ Área molhada (m2).

Taxa de Escoamento Superficial ⇒ 600 a 1.300 m3/m2x dia

3.8.4. Reator de Manta de Lodo – UASB

• Tempo de Detenção Hidráulica (TDH) ⇒ Entre 6 e 9 horas para a vazão média e entre 4 e 6 horas para a vazão máxima horária;

• Altura do Reator (m) ⇒ Entre 4,0 e 5,0;

• Área de influência de cada tubo de distribuição (m2) ⇒ Entre 2 e 3;

• Velocidade ascensional: Qméd ⇒ 0,50 a 0,70 m/h Qmáx ⇒ 0,90 a 1,10 m/h.

• Carga orgânica volumétrica (kgDQO/m³.d): Para esgoto doméstico de baixa concentração a carga orgânica não é fator limitante, devendo-se levar em consideração as cargas hidráulicas volumétricas.

• Cargas Hidráulicas Volumétricas (m³/m3 x d): As cargas hidráulicas volumétricas devem ser mantidas abaixo de:

- Qméd: Menor que 5,0 m³/m3 x d;

- Qmáx: Menor que 6,0 m³/m3 x d;

- Qpico: Menor que 7,0 m³/m3 x d.

• Compartimento de Decantação

- Taxa de escoamento superficial: 14 a 19 m³/ m2 x d;

- Taxa de detenção hidráulica para Qmédia: 1,5 a 2 horas.

• Estimativa de Produção de Gás Metano: Assumida uma taxa de produção de 0,35 m3CH4/kg DQO degradada.

• Estimativa de Produção de Biogás: Estimada considerando um teor de metano no biogás igual a 70%.

• Produção de Sólidos: Estimada uma taxa média de produção de variável entre 0,10 e 0,20 kg SST/kg DQO aplicada. Para o cálculo de volume de sólidos será considerado um lodo com concentração de 4% e densidade de 1.020 kg/m³.

• Desidratação do Lodo: O lodo gerado nos Reatores de manta de lodo será desidratado em leitos de secagem. A produção de lodo nos Reatores é baixa, não sendo necessária a remoção diária de sólidos. A freqüência de descarte do lodo dos Reatores varia de 10 a 15 dias. A determinação da área de secagem é feita a partir da produção estimada de sólidos no sistema, considerando uma altura máxima de lâmina de lodo nos leitos de 30 cm.

• Eficiência Esperada: DBO: 70% e DQO: 65%.

3.8.5. Filtro Biológico Percolador - Alta Taxa

Os parâmetros abaixo foram definidos segundo a publicação Pós – Tratamento de Efluentes de Reatores Anaeróbios do PROSAB 2 – Programa de Pesquisa em Saneamento Básico – 2.001.

• Profundidade do meio suporte – H (m) – 2,0 a 3,0 m;

• Taxa de aplicação superficial:

- Qmédia ⇒ 15 a 18 m³/m² x dia;

- Qmáxima diária ⇒ 18 a 22 m³/m² x dia;

- Qmáxima horária ⇒ 25 a 30 m³/m² x dia.

• Carga orgânica volumétrica – Cv ⇒ 0,5 a 1,0 kg DBO/m³ x dia ;

• Produção de sólidos ⇒ Taxa média de 0,75 kg SST/kg DBOremovida;

• Concentração do lodo ⇒ 1% e densidade igual a 1.020 kg/ m³;

• Área livre na laje de fundo igual a 15% da área total para ventilação;

• Sólidos voláteis no lodo aeróbio de 75%;

• Redução de sólidos voláteis no UASB de 30%;

• Para vazão entre 5 e 10 l/s a alimentação dos filtros será feito através de calhas, sem utilização de braços distribuidor;

• Taxa de recirculação do efluente (percentagem da vazão efluente): A vazão de recirculação do efluente do decantador secundário será um percentual suficiente que somado a vazão mínima que chega a ETE não comprometa o funcionamento dos filtros.

• Eficiência de remoção esperada ⇒ DBO: 60% e DQO: 50%.

3.8.6. Decantador Secundário

Os parâmetros abaixo foram definidos segundo a publicação Pós-Tratamento de Efluentes de Reatores Anaeróbios do PROSAB 2 – Programa de Pesquisa em Saneamento Básico – 2.001.

• Profundidade útil junto à parede ⇒ Função do fornecedor (Diâmetro → Altura);

• Taxa de aplicação superficial (para Qmédia) ⇒ 16 a 32 m³/m² x dia;

• Retirada do lodo: tubulação com diâmetro mínimo ⇒ 150 mm (NBR-12.209).

3.8.7. Leitos de Secagem

• Tempo de secagem previsto ⇒ 10 a 15 dias;

• Taxa de aplicação de sólidos ⇒ 15 kg SST/m² x ciclo, segundo a NBR 12.209;

• Tempo de limpeza do leito ⇒ Função da freqüência de descarte do Reator;

• Teor de sólidos secos: 30%

• Camadas para preenchimento do leito (NBR-12.209):

− Camada de 10 cm de brita nº 1 e 2

− Camada de 20 cm de brita n° 3 e 4

− Camada suporte de 25 cm de brita 4

− Areia (∅ 0,3 a 1,2 mm), com h= 10 cm

− Tijolo de barro maciço requeimado com junta de 2 cm de areia;

3.8.8. Desinfecção

Sugere-se para a desinfecção do efluente tratado a radiação ultravioleta a ser implantada em etapa futura, não sendo escopo do presente.

3.9 PARÂMETROS PARA DIMENSIONAMENTO DE ELEVATÓRIA DE ESGOTOS

Os critérios e parâmetros utilizados para o dimensionamento de elevatória e linha de recalque foram definidos com base na Norma NBR-12.208 da ABNT.

3.9.1 Vazões Mínimas, Médias e Xxxxxxx

Para determinação das vazões mínimas, médias e máximas de dimensionamento foram considerados os critérios apresentados na Norma citada no item 3.9.

3.9.2 Gradeamento

Os sólidos em suspensão no esgoto afluente, que possam prejudicar o bom funcionamento das bombas, serão removidos por cesto coletor ou grades, dependendo da vazão de dimensionamento, removível por içamento, colocado na altura da boca de descarga do coletor afluente e dimensionado pela seguinte expressão:

V = Q ×τ

Sendo:

• V ⇒ Volume de material retido (l/s);

• Q ⇒ Vazão afluente (m3/s);

• τ ⇒ Taxa de material retido (l/m3).

Serão adotados os valores, segundo Xxxxxxxxxx, que estimam a variação da quantidade de material retido, em relação às aberturas das grades conforme apresentado na Tabela 8 apresentado a seguir.

Tabela 8 - Correlação entre o Espaçamento entre Grades e Taxa de Material Retido

ESPAÇAMENTO (cm)	TAXA DE MATERIAL RETIDO (l/m3)
2,0	0,038
2,5	0,023
3,5	0,012
4,0	0,009
5,0	0,003

3.9.3 Linha de Recalque

Altura Manométrica

A altura manométrica é determinada a partir da seguinte expressão:

Hman = Hg +hfC +hfL

Sendo:

• Hman ⇒ Altura Manométrica (m);

• Hg ⇒ Desnível Geométrico (m);

• hfC ⇒ Perda de Carga Contínua (m);

• hfL ⇒ Perda de Carga Localizada (m).

Altura Geométrica

A altura geométrica é a diferença entre o nível do ponto que recebe a linha de recalque e o NEMIN do poço de sucção da elevatória.

Perda de Carga Contínua – hfc

As perdas de carga contínuas referem-se às extensões das tubulações de sucção e recalque, sendo determinadas a partir da fórmula de Hazen-Williams descrita a seguir:

⎛ Q ⎞1,85

hf = 10,643 ×L×⎜ ⎟

×D−4,87

C ⎝ C ⎠

Sendo:

• Q ⇒ Vazão (m³/s);

• D ⇒ Diâmetro da Tubulação (m);

• C ⇒ Coeficiente de Perda de Carga (depende da rugosidade da parede interna da tubulação);

• L ⇒ Comprimento da Tubulação (m).

Perdas de Cargas Localizadas - hfL

As perdas de carga localizadas são causadas por singularidades dos tipos de peças que compõem as tubulações, como curva, junção, válvula, etc. que provocam perturbações localizadas. São calculadas de acordo com a expressão a seguir:

⎛ V ⎞

hfL = ∑K⎜ 2g ⎟

⎝ ⎠

Sendo:

• V ⇒ Velocidade na Tubulação (m/s);

• g ⇒ Aceleração da Gravidade (m/s2);

• K ⇒ Coeficiente que depende de cada peça.

3.9.4 Poço de Sucção

Volume Útil

A fórmula abaixo foi deduzida para até seis conjuntos moto-bomba e um tempo de ciclo de 10 minutos.

Vu = 2,50Qb1 + 0,98Qb2 + 0,68Qb3 + 0,50Qb4 + 0,40Qb5 + 0,35Qb6

Sendo,

• Vu ⇒ Volume Útil (m3);

• Qb ⇒ Vazão correspondente a cada bomba.

Área Útil

Au = Vu

Sendo,

• Au ⇒ Área útil (m2);

• Vu ⇒ Volume Útil (m3);

• Hu ⇒ Altura entre os níveis de operação (m).

Volume Efetivo

Vef

= Ab ×Hm − Venchimento

Sendo,

• Ab ⇒ Área da base do poço de sucção (m2);

• Hm ⇒ Diferença de nível entre o fundo do poço e o nível médio de operação das bombas (m);

• Venchimento ⇒ Volume de enchimento do poço de sucção.

Ciclo de Funcionamento

TC = ∑TSi + TD ⇒ TC ≥ 10min

i=1

Sendo,

• TC ⇒ Tempo total de ciclo (min);

• TS ⇒ Tempo de subida do esgoto (min);

TS = 1

+ V2

Qa −Qb1

+ V3

Qa −Qb2

+ V4

Qa −Qb3

+ V5

Qa −Qb4

+ V6

Qa −Qb5

TD ⇒Tempo de descida do esgoto (min).

= Vu Qb −Qa

Tempo de Detenção (Td)

Td = Vef

⇒ Td ≤ 30min

Sendo,

• Td ⇒ Tempo de detenção (min);

• Vef ⇒Volume efetivo (m3);

• Qm ⇒Vazão média (m3/min)

Velocidades de Sucção e Recalque

A velocidade na sucção e no recalque foi obtida através da expressão:

V = Q

Sendo:

• V ⇒ Velocidade (m/s);

• Q ⇒ Vazão (m³/s);

• A ⇒ Área da tubulação (m²).

Serão respeitados os limites de velocidade de 0,60 m/s e 3,0 m/s nas tubulações de recalque e de 0,60 m/s e 1,50 m/s nas tubulações de sucção, conforme preconiza a Norma NBR - 12.208, salvo indicação dos fabricantes.

Transiente Hidráulico - Golpe de Aríete

As verificações para a definição das condições de operação das linhas de recalque deverão basear-se nas perdas de carga, nas velocidades máximas e mínimas da tubulação e, quanto ao transiente hidráulico – Golpe de Aríete.

O termo refere-se a uma situação em que o escoamento varia com o tempo, devendo ser analisado segundo a taxa de mudança de velocidade. Quando ocorre uma mudança rápida na velocidade de escoamento, uma onda de pressão é criada e percorre a tubulação à velocidade do som. A magnitude do golpe depende principalmente, do tempo em que é realizada a alteração de velocidade, da compressibilidade do líquido e da elasticidade do tubo.

Foi utilizado o programa de cálculo eletrônico de nome "Aríete" desenvolvido pelo Professor Xxxxxxx Xxxxxxx xx Xxxxxxxx.

3.9.5 Escolha do Tipo de Elevatória

Na determinação dos tipos de elevatórias a serem estudadas para o sistema de esgotos de Campo Belo, foram observadas as condições específicas de cada caso, observando-se os seguintes aspectos:

• Vazões afluentes: porte e variação;

• Alturas manométricas;

• Localização e níveis de prováveis inundações;

• Aspectos técnico-econômicos.

A conjugação dos parâmetros vazão e altura manométrica conduzirão o estudo, para definição do conjunto moto-bomba de melhor desempenho, a uma pesquisa ampla do tipo da bomba entre os diversos fabricantes.

Dentro dos critérios básicos anteriormente definidos, o tipo de conjunto elevatório adequado às características necessárias ao sistema em estudo, é descrito a seguir.

Estação Elevatória Equipada com Conjuntos Motobomba Centrífugas de Eixo Horizontal Re-Autoescorvante

Diferencia da elevatória com conjunto moto-bomba centrífuga de eixo horizontal na dispensa do poço seco subterrâneo que poderá ser ao nível do terreno.

Tem como inconveniente a limitação do ponto de funcionamento para alturas manométricas superiores a 50 m.

As bombas re-autoescorvantes são projetadas para instalações em sala própria na estação elevatória não ficando imersa no líquido a ser bombeado.

Os serviços de manutenção são executados com emprego de ferramentas manuais comum para limpeza, desobstrução e inspeção ou substituição do rotor e selo, para isto bastando retirar a tampa traseira sem remover a carcaça e sem precisar desconectar a tubulação.

Estação Elevatória Subterrânea Equipada com Conjuntos Submersíveis

A estação elevatória subterrânea é constituída por uma estrutura única, compreendendo o poço de sucção e a instalação das bombas, dispensando a construção de poço seco, com redução considerável do espaço necessário, representando significativa economia no custo da construção civil.

A bomba é estacionária, podendo funcionar parcial ou totalmente submersa, não configurando problema, caso ocorra inundação na área da elevatória.

Para inspeção, o conjunto moto-bomba é içado do fundo do poço, direcionado por tubos guias, sem desconectar quaisquer ligações. O acoplamento é automático à conexão de descarga pela correspondência entre os flanges desta e do conjunto moto-bomba. Elimina-se, então, a entrada no poço, para esses casos.

Aspectos Importantes:

• Baixo custo de instalação: exclusão de peças especiais, com redução de espaço necessário, resultando menor movimentação de volumes para escavação;

• Fácil inspeção sem esvaziamento ou descida ao poço;

• Segurança de funcionamento: comandos automáticos e alarmes no caso de avarias. Dispensa ajuste das gaxetas, lubrificação dos rolamentos, com período normal de funcionamento variando entre dois ou três anos;

• Acessórios: quadro de comando automático, conexão para tubo de recalque e suporte da bomba, suporte dos cabos elétricos e das guias da bomba, reguladores de nível facilmente encontrados no mercado. Dispensa peças na sucção e peças especiais;

• Observação da limitação relativa à altura manométrica de recalque, capacidade e eficiência de operação dos conjuntos;

• Inconveniência da lavagem e desinfecção do equipamento nas ocasiões de manutenção.

Estação Elevatória com Conjuntos Centrífugos de Eixo Horizontal em Poço Seco

A estrutura é formada por dois compartimentos: Um para instalação das bombas e outro para acumulação do esgoto a ser recalcado.

As elevatórias com bombas centrífugas poderão ter seus custos onerados pelo tipo de estrutura para proteção quanto a possíveis inundações, uma vez que estas bombas deverão trabalhar afogadas.

O acionamento das bombas é feito por motor elétrico ou de combustão interna. A manutenção é executada com emprego de ferramentas manuais comuns.

Aspectos importantes dos dispositivos gerais das elevatórias:

• Será necessária a instalação de dispositivos de controle de nível para acionamento das bombas;

• Os poços de sucção deverão ser dotados de extravasores by pass, na eventualidade de falta de energia elétrica, pane no sistema eletromecânico e/ou manutenção no sistema;

• Na chegada da tubulação afluente à elevatória deverá ser instalado cesto, protegendo as bombas contra sólidos de diâmetros excessivos ou corpos estranhos.

A limpeza destas unidades deverá ser periódica e de acordo com os prazos estipulados na fase de projeto.

3.10VAZÕES DE DIMENSIONAMENTO DE PROJETO

Com base no estudo do crescimento populacional de PONTE NOVA calculou-se a população a ser atendida pelo sistema de esgotos sanitários.

Segundo o Item 4.5, a vazão de infiltração é dada por:

• Qinf = 25% da vazão máxima horária doméstica ou

Sendo utilizado o índice que apresenta a menor vazão de infiltração.

Entre as duas alternativas a que apresenta a menor vazão de infiltração é a primeira: 25% da vazão máxima horária Tabela 9 apresenta as vazões ano a ano do sistema de esgoto sanitário de PONTE NOVA.

PROJETOS DO SISTEMA DE ESGOTAMENTO SANITÁRIO DA SEDE URBANA DE PONTE NOVA - MG PROJETO BÁSICO – MEMORIAL DESCRITIVO E DE CÁLCULO

Tabela 9 - Vazões Ano a Ano da Sede Urbana de PONTE NOVA

	PROJEÇÃO DA DEMANDA DE PROJETO
	PONTE NOVA - MG
	ANO	POPULAÇÃO (hab)		VAZÕES (l/s)
		POPULAÇÃO (hab)		DOMÉSTICA			Qinfiltração	TOTAL
		TOTAL	ATENDIDA	Qmín	Qmédia	Qmáx.hor	Qinfiltração	Qmín	Qmédia	Qmáx.hor
	2.021	60.236	48.189	33,46	66,93	120,47	16,73	50,20	83,66	137,20
	2.022	61.139	48.911	33,97	67,93	122,28	16,98	50,95	84,92	139,26
	2.023	62.056	49.645	34,48	68,95	124,11	17,24	51,71	86,19	141,35
	2.024	62.987	50.390	34,99	69,99	125,97	17,50	52,49	87,48	143,47
	2.025	63.932	51.146	35,52	71,04	127,86	17,76	53,28	88,79	145,62
	2.026	64.891	51.913	36,05	72,10	129,78	18,03	54,08	90,13	147,81
	2.027	65.864	55.984	38,88	77,76	139,96	19,44	58,32	97,20	159,40
	2.028	66.852	56.824	39,46	78,92	142,06	19,73	59,19	98,65	161,79
	2.029	67.855	57.677	40,05	80,11	144,19	20,03	60,08	100,13	164,22
	2.030	68.873	58.542	40,65	81,31	146,36	20,33	60,98	101,64	166,68
	2.031	69.906	59.420	41,26	82,53	148,55	20,63	61,90	103,16	169,18
	2.032	70.955	63.860	44,35	88,69	159,65	22,17	66,52	110,87	181,82
	2.033	72.019	64.817	45,01	90,02	162,04	22,51	67,52	112,53	184,55
	2.034	73.099	65.789	45,69	91,37	164,47	22,84	68,53	114,22	187,32
2ª ETAPA	2.035	74.196	66.776	46,37	92,75	166,94	23,19	69,56	115,93	190,13
	2.036	75.309	67.778	47,07	94,14	169,45	23,53	70,60	117,67	192,98
	2.037	76.438	72.616	50,43	100,86	181,54	25,21	75,64	126,07	206,75
	2.038	77.585	73.706	51,18	102,37	184,26	25,59	76,78	127,96	209,86
	2.039	78.749	74.812	51,95	103,90	187,03	25,98	77,93	129,88	213,01
	2.040	79.930	75.934	52,73	105,46	189,83	26,37	79,10	131,83	216,20
	2.041	81.129	77.073	53,52	107,05	192,68	26,76	80,28	133,81	219,44

	C: K1: K2: K3: q: At: Qinf :	0,80 1,2 1,5 0,5 150,00 l/hab x dia 80 - 95% 25% da vazão média doméstica			QDOMÉSTICA Qmín = Qmédia = Qmáx.hor =	Qmédia x K3 (Pop x At x q x C) / Qmédia x K1 x K2		00000	XXXXXX Xxxx = Qmédia = Qmáx.hor =	Qmín DOMÉSTICA + QInf Qméd DOMÉSTICA+ QInf Qmáx horária DOMÉSTICA + QInf

MDC-2020.021-MG.PNA-DMAES-SES-PB=0

4 SISTEMA PROPOSTO

4.1 DIMENSIONAMENTO DAS UNIDADES DO SISTEMA

Na concepção do sistema de esgotamento sanitário as unidades componentes do sistema, como redes, interceptores, elevatória e estações de tratamento de esgotos, devem funcionar de maneira adequada e eficiente com o objetivo de permitir à população obter uma infra- estrutura de saneamento de qualidade.

A premissa para o desenvolvimento do SES de uma cidade é concentrar, por meio das redes, interceptores e elevatória, os esgotos coletados em um número reduzido de pontos onde serão tratados. A preferência é que estes sejam conduzidos por gravidade.

O sistema de esgotamento sanitário existente em PONTE NOVA é administrado pela Prefeitura Municipal e constitui-se de redes coletoras, interceptores e uma elevatória de esgoto bruto. As redes coletoras foram aproveitadas pelo sistema proposto. E nos locais onde não haviam redes implantadas foi feito o projeto para as mesmas em fase anterior a este projeto e por outra empresa, bem como interceptores ao longo de toda cidade.

Ao final devido à topografia, foi necessária a implantação de penas uma Estação Elevatória de Esgoto, a EEB-Final, para recalcar todo o esgoto coletado para a área da ETE.

A Estação de Tratamento de PONTE NOVA será composta por Reatores UASB seguidos por Filtros Biológicos Percoladores e Decantadores Secundários. A desinfecção do efluente será requerida em uma etapa futura, através de Radiação Ultravioleta.

O efluente tratado será lançado no Rio Piranga com parâmetros em conformidade com os padrões ambientais, evitando alterações na qualidade da água do corpo receptor.

A seguir são descritas as unidades operacionais do SES proposto para PONTE NOVA, com as respectivas memórias de cálculo do dimensionamento das mesmas.

4.2 ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ESGOTO

A concepção de um sistema de esgotamento sanitário passa, invariavelmente, pelo estudo da área de tratamento e a realização de uma análise sistemática dos processos de tratamento. O estudo de localização para implantação da ETE é uma das principais análises a ser realizada. É nesta fase do projeto que será definida a concentração ou não do tratamento em um único local.

Para PONTE NOVA a opção centralizada de tratamento configura-se como a melhor opção, pois a topografia local possibilita a junção de todo o esgoto recolhido em um único ponto.

A área escolhida para implantação da ETE localiza-se a jusante do centro urbano, próxima às coordenadas N=7.686.365 E=471.630.

Será instalado na área da ETE um reservatório elevado de 5 m³ para garantir pressão suficiente à água de serviço a ser utilizada nas unidades da ETE.

Para a ornamentação da Estação de Tratamento de Esgotos foram selecionadas espécies arbóreas de pequeno porte e arbustos de fácil manutenção distribuídos nas áreas de maior circulação de pedestres. Junto à cerca de arame de divisa da ETE foi adotada uma espécie tipo cerca viva para promover uma barreira física impedindo a entrada não autorizada de pessoas na estação de tratamento, sendo que ao longo da faixa de domínio da estrada foi adicionada uma espécie odorífera para evitar a propagação de odores. Todos os taludes foram protegidos com grama comum tipo forração resistente ao pisoteio, à seca e a solos pobres.

É importante salientar que a configuração final do layout da ETE foi realizada a partir do estudo de um elenco de alternativas onde foram consideradas todas as condicionantes hidráulicas, geotécnicas, ambientais, de terraplenagem e da própria drenagem pluvial da área escolhida. A associação de todas as condicionantes embasou o detalhamento final do projeto.

Em síntese, o estudo realizado propõe a implantação de Estação de Tratamento de Esgotos que proporcione eficiência de remoção de matéria orgânica igual a E=85% (Tratamento por Reatores UASB seguido de Filtro Biológico e Decantador Secundário) e um processo de desinfecção que proporcione uma eficiência de remoção de coliformes fecais de E=99,93% (Radiação Ultravioleta) a ser implantado em etapa futura de projeto.

4.2.1 Distribuição das Vazões nas Unidades da ETE

Para o dimensionamento da ETE de PONTE NOVA foi definida uma etapalização do processo de tratamento com o objetivo de implantar em 1ª etapa unidades moduladas que permitissem uma avaliação das condições operacionais do sistema como um todo tendo em vista a experiência da COPASA, em outros municípios, do super dimensionamento das unidades neste período. Por algum motivo, por exemplo: pouca adesão, parâmetros de consumo per capita, infiltração, coeficientes de consumo, entre outros, há uma expectativa de vazão que não acontece. Dentro deste enfoque, procurou-se dimensionar as unidades de tratamento de maneira a implantá-las por módulos. Posteriormente, com o monitoramento dos técnicos de operação, será avaliada a necessidade de instalar outros módulos.

A partir desta concepção, partiu-se do pré-suposto de que as unidades seriam instaladas e verificadas para os primeiros anos de instalação. Com isso, admitiu-se que o Reator UASB, que deve ter um tempo de detenção compreendido entre 4 e 6 horas para Qmáx horária e 6 e 9 horas para Qméd e, será dimensionado em 3 módulos de (12,80 x 18,00) m² e 5,00 m de altura. Inicialmente serão instalados 2 módulos que deverão ser monitorados e, através deste monitoramento, avaliada a entrada do terceiro módulo.

As tabelas 10 e 11 a seguir mostram o número de reatores necessários, ano a ano, para a implantação na ETE segundo a estimativa de vazão e o tempo de detenção hidráulico.

A 1ª Etapa de projeto compreende os anos de 2021 a 2034 e a 2ª Etapa de 2034 a 2041.

Observa-se que os tempos de detenção hidráulicos durante o alcance de projeto encontram- se dentro da faixa prevista ou muito próximos a ela. Em uma primeira etapa de projeto, serão implantados 2 reatores. Para a 2ª etapa está prevista a implantação do terceiro reator. Como citado, sua implantação está condicionada aos monitoramentos dos técnicos da operação da ETE sendo avaliada a necessidade do mesmo ser implantado no sistema.

Tabela 10 - Etapalização dos reatores UASB a partir da Qméd

ETAPAS	ANO	POPULÇÃO ATENDIDA (hab.)	VAZÃO MÉDIA (l/s)	NÚMERO DE MÓDULO DO REATOR	TDH (h)
0x XXXXX	2.021	60.236	83,66	2	7,6
	2.022	61.139	84,92	2	7,5
	2.023	62.056	86,19	2	7,4
	2.024	62.987	87,48	2	7,3
	2.025	63.932	88,79	2	7,2
	2.026	64.891	90,13	2	7,1
	2.027	65.864	97,20	2	6,6
	2.028	66.852	98,65	2	6,5
	2.029	67.855	100,13	2	6,4
	2.030	68.873	101,64	2	6,3
	2.031	69.906	103,16	2	6,2
	2.032	70.955	110,87	3	8,7
	2.033	72.019	112,53	3	8,5
0x XXXXX	2.034	73.099	114,22	3	8,4
	2.035	74.196	115,93	3	8,3
	2.036	75.309	117,67	3	8,2
	2.037	76.438	126,07	3	7,6
	2.038	77.585	127,96	3	7,5
	2.039	78.749	129,88	3	7,4
	2.040	79.930	131,83	3	7,3
	2.041	81.129	133,81	3	7,2

Tabela 11 - Etapalização dos reatores UASB a partir da Qmáx horária

ETAPAS	ANO	POPULÇÃO ATENDIDA (hab.)	VAZÃO MÁXIMA (l/s)	NÚMERO DE MÓDULO DO REATOR	TDH (h)
0x XXXXX	2.021	60.236	137,20	2	4,7
	2.022	61.139	139,26	2	4,6
	2.023	62.056	141,35	2	4,5
	2.024	62.987	143,47	2	4,5
	2.025	63.932	145,62	2	4,4
	2.026	64.891	147,81	2	4,3
	2.027	65.864	159,40	2	4,0
	2.028	66.852	161,79	2	4,0
	2.029	67.855	164,22	2	3,9
	2.030	68.873	166,68	2	3,8
	2.031	69.906	169,18	2	3,8
	2.032	70.955	181,82	3	5,3
	2.033	72.019	184,55	3	5,2
0x XXXXX	2.034	73.099	187,32	3	5,1
	2.035	74.196	190,13	3	5,0
	2.036	75.309	192,98	3	5,0
	2.037	76.438	206,75	3	4,6
	2.038	77.585	209,86	3	4,6
	2.039	78.749	213,01	3	4,5
	2.040	79.930	216,20	3	4,4
	2.041	81.129	219,44	3	4,4

A partir desta etapalização pode-se definir a etapalização das demais unidades operacionais quais sejam:

Filtros Biológicos Percoladores e Decantadores Secundários:

• 1ª Etapa: 2 FBP e 2 DS;

• 2ª Etapa: Pressupõem-se a entrada de mais um módulo: 1 FBP + 1 DS.

Leitos de Secagem:

• 1ª Etapa: 10 leitos de secagem;

• 2ª Etapa: Pressupõem-se a entrada de mais 4 leitos de secagem.

Ressalta-se que os anos de implantação das unidades operacionais deverão ser confirmados através de um monitoramento constante da evolução da vazão afluente à ETE bem como dos indicadores de desempenho da estação que mostrarão o momento certo para tais aplicações.

4.2.2 Tratamento Preliminar

O tratamento preliminar destina-se à remoção de sólidos grosseiros e de areia, por meio do gradeamento e caixa de areia respectivamente, e na medição de vazão.

A remoção destes materiais tem por finalidade:

• Proteção dos dispositivos de transporte dos esgotos, como bombas e tubulações;

• Proteção das unidades de tratamento subseqüentes;

• Proteção do corpo d’água receptor do efluente tratado.

O tratamento preliminar da ETE de PONTE NOVA é composto por caixa de amortização, gradeamento fino e caixa de areia, ambos com limpeza mecanizada, e Xxxxx Xxxxxxxx como medidor de vazão.

O tratamento preliminar foi projetado para a vazão de final de plano (2.041) de 219,44l/s, sendo independente da etapalização do restante das unidades de tratamento da ETE.

Caixa de Amortização

A caixa de amortização é dimensionada para evitar oscilações bruscas de velocidades no canal condutor da caixa de areia. O tempo de retenção hidráulica máximo para evitar deposição e, consequentemente, degradação do material orgânico particulado é TRH ≤ 3,0min.

Adotando-se o volume da caixa de 2,10 m³, com as dimensões de 1,00 m x 2,00 m e h=2,0 m, têm-se o seguinte tempo de retenção hidráulica TRH:

Vol (m³)

TRH. =

Q (m³/s)

• Q = 0,219,44 m³/s 🡪 TRH = 18,23 seg. ≅0,30 min.

4.4.2.1 Xxxxx Xxxxxxxx

Foi projetada uma Calha Parshall de 9” para medir a vazão de entrada na ETE.

Na calha Parshall não é necessária a determinação do ressalto à montante da calha (Z) com o objetivo de manter a velocidade constante na caixa de areia tendo em vista que a vazão afluente ao tratamento preliminar é inteiramente proveniente da estação elevatória de esgoto final, por conseguinte uma vazão constante.

4.4.2.2 Caixa de Areia - Limpeza Mecanizada

A caixa de areia adotada é do tipo convencional, funcionando por gravidade de acordo com a lei de Xxxxxx.

Sendo a vazão de dimensionamento do tratamento preliminar menor que 250 l/s, a limpeza será manual por recomendação da NBR-12.209.

Seguindo, ainda, recomendações da NBR-12.209, as dimensões mínimas para a caixa de areia com limpeza manual são 20 cm de profundidade e 30 cm de largura.

O tamanho das partículas que se deseja sedimentar (≥ 0,2 mm) possui velocidade de sedimentação em torno de 2 cm/s.

• V1 ⇒ Velocidade do fluxo = 30 cm/s;

• V2 ⇒ Velocidade de sedimentação = 2 cm/s;

• L ⇒ Comprimento da caixa;

• H ⇒ Altura de esgoto na caixa.

Como t1 = t2, para a partícula percorrer H e L, tem-se:

V1H = LV2 ⇒ 30 cm/s x H = L x 2 cm/s ⇒ L = 30 H ⇒ L = 15 H

Adotando-se o coeficiente de segurança de 50%, tem-se L = 22,5 H.

Parâmetros de Projeto da Caixa de Areia por Gravidade

• Velocidade ideal = 0,30 m/s;

• Velocidade ≤ 0,15 m/s ⇒ Depósito de matéria orgânica e maus odores;

• Velocidade ≥ 0,40 m/s ⇒ Arraste de areia com granulometria maior do que aquela que se deseja.

Determinação das Dimensões da Caixa

Considerando uma caixa de areia com 0,60 m de largura, uma lâmina de 0,367 m e uma profundidade de 0,30 m para depósito, tem-se a velocidade:

A = (0,30 + 0,367) m x 0,60 m 🡪 A = 0,40 m²

V = Q ⇒ V =

0,12758 m3 /s

0,40 m2

= 0,319 m/s (caixa s/ areia)

• Comprimento

L = 0,319 m/s x (0,367 m + 0,30 m ) x 1,5 = 15,95 m

0,02 m/s

O comprimento adotado será de 16,00 m.

• Verificação da taxa de aplicação

(127,58 x 86,4) m3 /d

Tx =

0,60 m x 16,0 m

= 1.148 m3

/(m2

.dia)

A taxa se enquadra dentro da faixa de valores padronizados pela Norma NBR-12209, que é de 600 a 1.300 m³/(m² x dia).

4.4.2.3 Gradeamento

As grades são os primeiros equipamentos instalados nas plantas de tratamento de esgotos, com a finalidade de remover sólidos que podem ocasionar problemas nos equipamentos subsequentes nas várias etapas do processo.

As grades são classificadas quanto ao espaçamento entre barras, em grades grossas (espaçamento de 40 a 100mm), grades médias (espaçamento de 20 a 40mm) e grades finas (espaçamento de 10 a 20mm).

Anterior ao tratamento preliminar, está proposto uma elevatório final, esta possui cesto para remoção dos sólidos grosseiros, por esta razão adota-se uma grade manual com espaçamento de 40mm, posteriormente uma peneira de canal com espaçamento de 20mm.

Na hipótese de manutenção do gradeamento mecanizado, no by-pass teremos uma grade grossa com espaçamento de 40mm e na sequência uma grade média com espaçamento de 20mm.

O critério de projeto normalmente utilizado para um canal de grade é prover uma área de seção transversal que produzirá uma velocidade  0,6 m/s, na vazão média, nas proximidades da grade, e a uma profundidade mínima de líquido de 0,3 m. Esta velocidade é usualmente adequada para não permitir a deposição de areia no fundo do canal.

Características da grade média

• Espaçamento entre barras: 20 mm;

• Espessura das barras: 10 mm (3/8”);

• Largura das barras: 5,08 cm (2”);

• Comprimento da grade: 80 cm;

• Ângulo de instalação: 60º.

Área Útil da Seção do Canal no Local da Grade

Au = S ×E

• Au ⇒ Área útil do canal na passagem da grade (m²);

• S ⇒ Área da seção no local da grade (m²), sendo: S = Largura do canal x Lâmina a jusante da grade fina

S = 0,60 m x 0,367 m = 0,220 m²

E ⇒ Eficiência da grade

a ⎛a = 20 mm - espaçamento⎞ 20

E =

a + t

⎜

⎝ t = 10 mm - espessura

⎟ E =

⎠ ⇒

20 + 10

x 100% = 66,67%

Logo,

A = S ×E = 0,220 ×0,667 = 0,147m2

Velocidade da Grade (Vo)

Vo =

= 0, 12758 = 0,87 m/s

0,147

Velocidade à Montante da Grade (V)

V = Vo ×E = 0,87 m/s ×0,667 = 0,58 m/s

Perda de Carga na Grade Limpa e 50% Obstruída

Pela fórmula de Xxxxxxx-Xxxx, tem-se para grade limpa:

V 2 - V2

hf = 1,43 x 2g

• hf ⇒ Perda de carga (m);

• Vo ⇒ Velocidade na grade (m/s);

• V ⇒ Velocidade na seção logo à montante da grade (m/s);

• g ⇒ Aceleração da gravidade (m/s²)

0,872 - 0,582

hf = 1,43 x

2 x 9,81

= 0,031m ⇒ hf

= 3,1cm

Já para a grade 50% obstruída:

hf = 1,43

x Vo

'2 - V'2

2 g

Onde:

V'∘ = 2V∘ = 1,74 m/s

V' = 2V = 1,16 m/s

hf = 1,43

1,742 - 1,162

2 x 9,81

= 0,122 m ⇒ 12,2 cm

Depois do gradeamento o efluente passará pelo desarenador onde será removida toda areia do esgoto.

A areia é o material encontrado nos esgotos de maior dificuldade para remoção e manuseio. Para estações do porte da ETE Ouro Preto, uma caixa com sistema de limpeza manual é um meio muito eficiente de remoção desta areia.

É prática comum projetar canais para remover toda areia maior do que 0,2 mm, permitindo que tamanhos menores passem para o REATOR. O tempo de detenção é, usualmente, de 1 a 1,5 min, com velocidade horizontal de 0,30 m/s com tolerâncias de ±20%.

É extremamente importante manter a velocidade próxima desse valor, e como a vazão não pode ser mantida constante, são utilizados dispositivos para controle, um vertedor bem regulado deve ser recomendado.

Devido à impossibilidade de se evitar que algum material orgânico decante com a areia, e para que o produto final seja inofensivo e inodoro, é desejável que se aterre o produto em local apropriado.

A caixa de areia indicada para as ETEs, será do tipo retangular por gravidade:

Figura 9 - Dimensionamento da Caixa de Areia

Adotou-se como desarenador, caixa de areia tipo CS –tanques quadrados, Caixa de Areia tipo CS - Tanques Quadrados, com dimensões de 3,65x3.65m.

A caixa de areia tipo CS é aplicada em tanques quadrados, sendo o recolhimento da areia realizado por um raspador de fundo, com campo de ação circular que encaminhará a areia decantada para um poço de descarga, a partir de onde o mecanismo de lavagem de areia coletará o material.

O tanque possui na sua seção de entrada defletores ajustáveis uniformemente espaçados que permite uma regulagem da distribuição do fluxo ao longo de toda regulagem da distribuição do fluxo ao longo de toda a largura da entrada.

Na saída do desaerador está previsto um vertedor fixado ao concreto. O vertedor possui rasgos oblongos para ajuste vertical.

Os defletores ajustáveis distribuem o escoamento uniformemente através de largura do tanque. A lâmina defletora é executada com chapa de aço carbono e é regulada manualmente do nível do piso de operação.

Estrutura do removedor:

− Passadiço: Executado em chapa de aço carbono e suportado por perfis de aço carbono, instalado desde a periferia até o centro do tanque

− Guarda Corpo: Executado em tubos de aço carbono, instalado ao redor do passadiço

− Base: Para o conjunto de acionamento executado em perfilados de aço carbono

− Tubo de torque: Para movimentação dos braços raspadores em aço carbono

− Braços e lâminas raspadoras: Em chapas e perfis de aço carbono

− Defletores reguláveis: Executados em aço carbono

− Vertedor regulável: De resina poliéster reforçado com fibra de vidro a ser instalado no lado efluente.

Figura 10 - Removedor de Areia

Figura 11 - Vista em Planta do Removedor

Tabela 12 - Especificação Técnicas do Removedor

4.2.3 Reatores Anaeróbios de Fluxo Ascendente - UASB

Após o tratamento preliminar, os esgotos são conduzidos até o sistema de tratamento anaeróbio, constituído, em primeira etapa, por 2 (dois) reatores anaeróbios de fluxo ascendente e manta de lodo (reatores UASB). Na segunda etapa do projeto será implantado o terceiro reator.

A etapalização dos reatores foi realizada por meio da vazão média do sistema e do tempo de detenção hidráulica conforme apresentado na Tabela 10 apresentado anteriormente.

Principais Vantagens e Desvantagens do Tratamento Anaeróbio de Esgotos

O tratamento anaeróbio de esgotos, por meio de reatores UASB, apresenta inúmeras vantagens em relação aos processos aeróbios convencionais, notadamente quando aplicado em locais de clima quente, como é o caso da maioria dos municípios brasileiros. Nessas situações, pode-se esperar um sistema com as seguintes características principais:

• Sistema compacto, com baixa demanda de área;

• Baixo custo de implantação e de operação;

• Baixa produção de lodo;

• Produção de gás metano;

• Satisfatória eficiência de remoção de DQO e de DBO;

• Produção de lodo excedente estabilizado e de elevada concentração;

• Boa desidratabilidade do lodo.

Embora os reatores UASB incluam amplas vantagens, principalmente no que diz respeito a requisitos de área, simplicidade e baixos custos de projeto, operação e manutenção, algumas desvantagens ainda são atribuídas aos mesmos:

• Possibilidade de emanação de maus odores;

• Baixa capacidade do sistema em tolerar cargas tóxicas;

• Elevado intervalo de tempo necessário para a partida do sistema;

• Necessidade de uma etapa de pós-tratamento.

Na presente situação, em que o esgoto é predominantemente doméstico, a presença de compostos de enxofre e de materiais tóxicos se apresenta em níveis muito baixos, sendo perfeitamente toleráveis pelo sistema de tratamento. Quando bem projetado, construído e operado, o sistema não deve apresentar problemas de mau cheiro e de falhas devido à presença de elementos tóxicos e/ou inibidores.

Quanto à partida do sistema, esta pode ser realmente lenta (4 a 6 meses), mas apenas em situações em que não são utilizados inóculos. Nos últimos anos, com a utilização de metodologias de partida bem fundamentadas e com o estabelecimento de rotinas operacionais adequadas, significativos avanços foram conseguidos no sentido de diminuir o período de partida dos sistemas e de minimizar os problemas operacionais nessa fase. Em situações relatadas por XXXXXXXXXXX 1997, quando foram utilizadas pequenas quantidades de inóculo (inferior a 4% do volume do reator), o período de partida foi reduzido a 2 ou 3 semanas. De qualquer forma, a qualidade da biomassa a ser desenvolvida no sistema dependerá de uma rotina operacional adequada e, por conseguinte, da estabilidade e da eficiência do processo de tratamento.

No que pesem as grandes vantagens dos sistemas anaeróbios, os mesmos têm dificuldades em produzir um efluente que atenda aos padrões estabelecidos pela legislação ambiental. Tal aspecto ganha relevância na medida em que os órgãos ambientais estaduais têm intensificado a sua fiscalização e atuado efetivamente no licenciamento ambiental de novos empreendimentos no setor de saneamento. Todavia, no presente caso foi previsto o pós- tratamento dos efluentes dos reatores UASB pelos Filtros Biológicos Percoladores e Decantadores Secundários, o que possibilitará o atendimento aos padrões ambientais.

Dinâmica de Funcionamento dos Reatores UASB

A representação esquemática da dinâmica de tratamento dos esgotos no interior de um reator UASB é mostrada na Figura 6.5.4.1. Ao ingressarem no reator UASB, os sólidos biodegradáveis em suspensão ou dissolvidos na massa líquida passam a servir de substrato orgânico para a comunidade de microrganismos anaeróbios e/ou facultativos presentes. Os processos de bioestabilização da matéria orgânica decomponível ocorrem majoritariamente nas zonas mais profundas dos reatores correspondentes à câmara de digestão.

Figura 12 - Representação do tratamento no interior dos reatores UASB

As câmaras de digestão são delimitadas superiormente por dispositivos de retenção de biomassa (manta de lodo em suspensão) e recolhimento do biogás produzido, denominados separadores trifásicos ou coifas.

Os sólidos eventualmente arrastados por correntes de fluxo ascendente de maior intensidade, desprendendo-se da manta de lodo em suspensão, poderão atingir as partes superiores do reator situadas entre as coifas, correspondentes aos compartimentos de decantação. Nestas

regiões, devido à maior área superficial disponível para o escoamento do fluido, desenvolvem- se baixas taxas de aplicação superficial, o que propicia a sedimentação e retorno dos sólidos suspensos para a zona de reação.

Por sua vez, as bolhas de gases produzidos durante o processo bioquímico de digestão anaeróbia da matéria orgânica, notadamente metano e dióxido de carbono, em sua trajetória ascendente e retilínia, são recolhidas diretamente nas aberturas inferiores das coifas ou desviadas para estas por meio de vigas-anteparo.

Os esgotos tratados nos reatores UASB são recolhidos na superfície livre da massa líquida, vertendo em calhas dispostas longitudinalmente junto às coifas (separadores trifásicos). As calhas de coleta conduzem o efluente tratado até canais de concreto, situados na face externa das paredes dos reatores.

Bases Conceituais para o Dimensionamento

O dimensionamento efetuado baseou-se no conhecimento mais recente disponível sobre os reatores UASB, advindo de pesquisas e trabalhos conjuntos com diversos especialistas do setor, em todo o Brasil, centralizado pelo PROSAB (Programa de Pesquisa em Saneamento Básico).

Para efeito de verificação das condições de funcionamento dos reatores UASB, considerou-se o retorno do lodo excedente produzido nos filtros biológicos percoladores e retirados pelos decantadores secundários, para adensamento e digestão nos reatores UASB.

O dimensionamento das unidades levou em consideração as vazões e cargas de DBO, DQO e SS dos seguintes retornos de líquidos: (a) lodo aeróbio excedente, retornado ao reator UASB;

(b) líquido drenado do leito de secagem, retornado ao reator UASB. A influência destas cargas foi computada através de processo iterativo, no qual, após se ter atingido a convergência, o balanço de massa está fechado.

Resultados do Dimensionamento

A seguir serão apresentadas as planilhas de dimensionamento dos Reatores UASB, Tabelas 13 e 14.

Tabela 13 - Dimensionamento dos Reatores UASB – Dados de Entrada

ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ESGOTO
CIDADE:	PONTE NOVA

NÍVEL DE TRATAMENTO	UNIDADE
SECUNDÁRIO		REATOR UASB	+ FILTRO ANAERÓBIO


DETERMINAÇÃO DOS DADOS DE ENTRADA
PARÂMETROS PARA PRÉ DIMENSIONAMENTO			UNIDADE		VALOR
CONSUMO PER CAPITA			ℓ / (habxdia) horas horas m3CH4/kgDQO % kgSST/kgDQO % kg/m3 ºC kg / (habxdia) - SST/SSV gN/gSSV gP/gSSV		K2:
TEMPO DE DETENÇÃO HIDRÁULICA ( TDH ) - Q méd					6 e 9
TEMPO DE DETENÇÃO HIDRÁULICA ( TDH ) - Q máx					4 e 6
ESTIMATIVA DE PRODUÇÃO DE GÁS METANO					0,35
ESTIMATIVA DE PRODUÇÃO DE BIOGÁS					70
ESTIMATIVA DE PRODUÇÃO DE SÓLIDOS					0,15
CONCENTRAÇÃO DO LODO					4
DENSIDADE DO LODO					1.020
TEMPERATURA ESGOTO					24
CARGA DBO / PER-CAPITA					0,054
RELAÇÃO DQO / DBO					1,7
RELAÇÃO SÓLIDOS TOTAIS/SÓLIDOS VOLÁTEIS					1,14
CONCENTRAÇÃO DE NUTRIENTES					0,065
CONCENTRAÇÃO DE NUTRIENTES					0,015

DADOS UTILIZADOS
POPULAÇÕES E VAZÕES	SIGLA	UNID	2.021	2.033	2.034	2.042
POPULAÇÃO	Pop	hab.	60.236	72.019	73.099	81.129
ÍNDICE DE ATENDIMENTO	Xxx.xx	%	80%	90%	90%	95%
POPULAÇÃO ATENDIDA	Pop	hab.	48.189	64.817	65.789	77.073
VAZÃO AFLUENTE MÉDIA	Qméd	l/s	66,93	90,02	91,37	107,05
VAZÃO AFLUENTE MÉDIA + Qinf	Qméd+inf	l/s	83,66	112,53	114,22	133,81
VAZÃO AFLUENTE MÁXIMA	Qmáx	l/s	120,47	162,04	164,47	192,68
VAZÃO AFLUENTE MÁXIMA C/ INFILTRAÇÃO	Qmáx+inf	l/s	137,20	184,55	187,32	219,44

ETE - CÁLCULO DA MODULAÇÃO DOS REATORES
PONTE NOVA
DISCRIMINAÇÃO	SIGLA	UNID	0x xxxxx		0x xxxxx
DISCRIMINAÇÃO	SIGLA	UNID	2.021	2.033	2.034	2.042
Vazão afluente média (com vazão de infiltração e industrial) Volume útil necessário	Qméd Vutil	l/s m³	83,66 2.409	112,53 3.241	114,22 3.289	133,81 3.854
Modulação adotada	N	unid	2	2	3	3
Volume útil necessário/módulo	Vnec	m³	1204,50	1620,50	1096,33	1284,67
DIMENSIONAMENTO DO MÓDULO
DISCRIMINAÇÃO	SIGLA	UNID	ADOTADO
Volume útil (adotar no máximo 1.500 m³ por módulo )	Vutil adot	m³	1152,00
Altura útil (Adotar entre 3 e 6 metros)	Hútil	m	5,00
Comprimento	Comp	m	18,00
Largura	Larg	m	12,80
Área	Área	m²	230,40
DADOS POR MÓDULO
ITEM	PARÂMETROS	FÓRMULA	QMÉD
ITEM	PARÂMETROS	FÓRMULA	2.021	2.033	2.034	2.042
1	Vazão média (com vazão de infiltração e industrial) por módulo (m³/h)	Qméd c/ inf e ind	150,59	202,55	137,06	160,57
2	Vazão máxima (com vazão de infiltração e industrial) por módulo (m³/h)	Qmáx c/ inf e ind	246,97	332,19	224,78	263,33
3	Carga por módulo (kgDBO/dia)	Pop. Atend x 0,054 / (N)	1301,10	1750,06	1184,20	1387,31
4	Concentração DBO (mg/l)	(3)x1000 / 24x(1)	360	360	360	360
5	Concentração DQO (kgDQO/m³) ou (g/l)	(5) x 1,7/1000	0,612	0,612	0,612	0,612

VERIFICAÇÃO DAS CONDIÇÕES OPERACIONAIS DO REATOR - (POR MÓDULO)
ITEM	PARÂMETROS	FÓRMULA	QMÉD				OBSERVAÇÕES
ITEM	PARÂMETROS	FÓRMULA	2.021	2.033	2.034	2.042	OBSERVAÇÕES
6	Velocidade Ascencional - Qméd (m/h)	(1) / (A)	0,7	0,9	0,6	0,7	Velocidades preferencialmente na faixa de 0,5 a 0,7m/h e sempre inferior a 2,0 m/h
7	Velocidade Ascencional - Qmáx (m/h)	(2) / (A)	1,1	1,4	1,0	1,1	Velocidades preferencialmente na faixa de 0,9 a 1,2 m/h
8	Tempo de detenção hidráulica (h)	(Vutil) / (1)	7,6	5,7	8,4	7,2	O TDH normalmente adotado é de 8 h para temp média de 20 º C
9	Carga hidráulica volumétrica (m³/(m³xdia))	(1) x24 / (Vútil)	3,1	4,2	2,9	3,3	Deve ser inferior a 5 m³/(m³xdia)
10	Carga orgânica volumétrica (kgDQO/(m³xdia))	(1) x (5) x24 / (Vútil)	1,9	2,6	1,7	2,0	Deve ser inferior a 5 kgDQO/(m³xdia) em esgotos estritamente domésticos
							As eficiências esperadas para os reatores
11	Estimativa eficiência de remoção de DBO (%)	100 x(1-0,708x(8)-0,5)	74,4	70,3	75,6	73,6	UASB geralmente estão na faixa de 60 a
							75%
							As eficiências esperadas para os reatores
12	Estimativa eficiência de remoção de DQO (%)	100 x(1-0,68x(8)-0,35)	66,6	63,0	67,7	65,9	UASB geralmente estão na faixa de 55 a
							70%
13	Produção de gás metano	(1)x24x(5)/1000x (12)x0,35	516	656	477	544	Taxa de produção de 0,35 m³CH4/kgDQO
14	Produção de biogás	(13) / 0,70	737	937	682	777	Concentração de CH4 no biogás 70-80%
15	Taxa biogás (m³/biogás/(m² x dia)	(14) / (A)	3,2	4,1	3,0	3,4	A taxa de produção de biogás deve ser no mínimo de 1,0 e no máximo entre 3,0 e 5,0.
16	Concentração DBO efluente (mg/l)	(4)-((11)x(4))	92	107	88	95
17	Concentração DQO efluente (mg/l)	(5)x1000 - ((12)x1000x(5))	204	226	198	209

4.2.4 Filtros Biológicos Percoladores

O Filtro Biológico Percolador consiste, basicamente, em um tanque preenchido com material grosseiro, tal como pedras, brita, escória de alto-forno, ripas e material plástico, sobre qual o esgoto é aplicado sob forma de gotas ou jatos. Após a aplicação, o esgoto percola em direção aos drenos de fundo. Esta percolação permite o crescimento bacteriano na superfície da pedra ou do material de preenchimento, na forma de uma película fixa denominada biofilme. O esgoto passa sobre o biofilme, promovendo o contato entre microorganismos e material orgânico.

Os Filtros Biológicos são sistemas aeróbios, pois há a circulação do ar nos vazios entre as pedras, fornecendo oxigênio para a respiração dos microrganismos. A aplicação dos esgotos sobre o meio suporte é normalmente feita por meio de distribuidores rotativos, movidos pela carga hidrostática dos esgotos. O líquido escoa rapidamente pelo meio suporte, porém a matéria orgânica é adsorvida pelo biofilme, ficando retida por tempo suficiente para sua estabilização.

Contrariamente ao que indica o nome, a função primária do filtro não é a de filtrar, uma vez que o diâmetro das pedras utilizadas é da ordem de alguns centímetros, ou seja, permitindo um grande espaço de vazios, ineficientes para o ato de peneiramento. A função do meio é tão somente a de fornecer suporte para a formação da película microbiana.

À medida que a biomassa cresce na superfície das pedras, o espaço vazio tende a diminuir, fazendo com que a velocidade de escoamento nos poros aumente. Ao atingir um determinado valor, esta velocidade causa uma tensão de cisalhamento, que desaloja parte do material aderido. Esta é uma forma natural de controle da população microbiana no meio.

Experiências da COPASA em sistemas semelhantes relatam a grande dificuldade de manutenção dos filtros preenchidos com brita devido, principalmente, ao peso específico da brita aliada a altura dos filtros, geralmente entre 2 e 3 metros. Apesar do custo da brita ser o mais competitivo do mercado, as operações de retirada deste material para manutenção dos filtros são complexas e improdutivas.

Diante das experiências relatadas, sugere-se a utilização de meios sintéticos mais leves e com maiores áreas superficiais específicas, que contribuem diretamente para um melhor desempenho do tratamento. Acredita-se que a diferença de custo de aquisição do meio

suporte sintético seja compensada no projeto estrutural das lajes de fundo dos filtros, que passarão a suportar uma sobrecarga bem inferior àquela relativa à pedra britada.

Para escolha do meio suporte alternativo foi realizada uma pesquisa de mercado avaliando os materiais disponíveis para recheio dos filtros e uma estimativa de custo destes materiais, sendo recomendadas as placas plásticas fabricadas pela Rotogine, denominadas Rotopack. A especificação do material encontra-se em anexo.

No caso da ETE de Ponta Nova, em razão do recurso disponível para implantação da ETE, sugere-se inicialmente o uso do meio filtrante de brita n° 4, após havendo disponibilidade de recurso, propõe-se a utilização denrotopack.

Os Filtros Biológicos Percoladores foram dimensionados utilizando uma taxa de aplicação superficial entre 18 a 22 m³/m² x dia, sendo considerada a recirculação de uma parcela da vazão do efluente final no período noturno, cerca de 50% da vazão média de final de palno horária de esgoto (50% de 133,90 l/s = 66,90 l/s), a fim de manter uma carga contínua no volume filtrante evitando uma obstrução do leito com lodo, uma vez que, ter-se-á uma diluição do afluente ao filtro em termos de carga orgânica. Para tanto, foi dimensionada uma elevatória de recirculação com as seguintes características:

• Conjunto moto-bomba submersível da marca FLYT, modelo X-0000

• Xxxxx de operação: Q = 66,90 l/s e Hman = 12,58 mca;

• Rendimento da bomba: 77,20%;

• Potência do motor: 10,0 cv;

• Rotação: 1455 rpm;

• Poço (4,10 x 3,10) m²;

• Recalque DN 300, extensão = 112,00 m.

A proposta do fornecedor é apresentada em anexo.

Para atendimento da segunda etapa de projeto foram projetados três filtros biológicos percoladores de 15,0 m de diâmetro com dois braços distribuidores diametrais e profundidade do meio suporte de 2,80 m. O dimensionamento dos FBP está apresentado na Tabela 16.

1) DADOS GERAIS DE ENTRADA
Ano/etapa	0x XXXXX		0x XXXXX
Ano/etapa	2.021	2.033	2.034	2.042
População atendida - hab (P)	48.189	64.817	65.789	77.073
Qméd total - sem k1 - Qméd Total (l/s)	83,66	112,53	114,22	133,81
Qméd diária total - com k1 - Qméd diária Total(l/s)	97,05	117,90	119,67	155,22
Qmáx horária total - com k1 e k2 - Qmáx Total (l/s)	137,20	184,55	187,32	219,44
Qtotal 1 - sem k1 - incluindo Qlodo - l/s (Qt1)	83,85	112,78	114,47	134,11
Qtotal 2 - com k1 - incluindo Qlodo - l/s (Qt2)	97,24	118,15	119,92	155,52
Qtotal 3 - com k1 e k2 - incluindo Qlodo - l/s (Qt3)	137,39	184,80	187,57	219,74
Carga orgânica efluente do reator UASB - incl. Lodo retorno (kgDBO/d)	780,66	1.050,04	1.065,78	1.248,58
Concentração média de DBO do efluente do reator UASB - incl. Lodo retorno - So (mgDBO/L)	107,76	107,76	107,76	107,76
Coeficiente de produção de lodo no FBP - Y (kgSST/kgDBOremov)	0,75	0,75	0,75	0,75
Concentração esperada para o lodo de descarte do decantador secundário - C (%)	1,00	1,00	1,00	1,00
Densidade do lodo - (kgSST/m3)	1.020	1.020	1.020	1.020

2) DIMENSIONAMENTO DOS FILTROS BIOLÓGICOS PERCOLADORES	Filtro de Alta Taxa (pós reator UASB)
Ano/etapa	0x XXXXX		0x XXXXX
Ano/etapa	2.021	2.033	2.034	2.042
a) Critérios e parâmetros adotados
Profundidade do meio suporte - H (m) - 2,0 a 3,0 m	2,80	2,80	2,80	2,80
Concentração DBO5 afluente - So (mg/L)	107,76	107,76	107,76	107,76
Taxa de recirculação do efluente (percentagem da vazão afluente)	50	50	50	50
Carga orgânica volumétrica - Cv (kgDBO/m3.d) - 0,5 a 1,0 kgDBO/m3.d	0,8	0,8	0,8	0,8

b) Determinação do volume de meio suporte
V = (Qméd x So) / Cv	975,82	1312,55	1332,23	1560,72

c) Determinação das dimensões do filtro
Determinação da área superficial do filtro (m 2) - A = V / H	348,51	468,77	475,80	557,40
Número de filtros (un)	2	2	3	3
Área superficial de cada filtro (m 2)	174,25	234,38	158,60	185,80
Diâmetro do FBP (m)	14,90	17,28	14,21	15,38
Diâmetro corrigido do FBP (m)	15,00	15,00	15,00	15,00
Área superficial útil corrigida de cada filtro (m 2)	176,63	176,63	176,63	176,63

d) Resumo das dimensões do FBP
Profundidade do filtro (m)	2,80	2,80	2,80	2,80
Diâmetro de cada FBP (m)	15,00	15,00	15,00	15,00
Área corrigida de cada filtro (m2)	176,63	176,63	176,63	176,63
Volume de cada filtro (m3)	494,55	494,55	494,55	494,55

e) Verificação das cargas aplicadas
Carga hidráulica p/ Qméd sem k1e com lodo de retorno (m3/m2.d) (verificar: 15 a 18 m3/m 2.d)	21	28	19	22
Carga hidráulica p/ Qméd com k1 e lodo de retorno (m 3/m 2.d) (verificar: 18 a 22 m3/m2.d)	24	29	20	25
Carga hidráulica p/ Qmáx com k1e k2 e lodo de retorno (m 3/m2.d) (verificar: 25 a 30 m3/m2.d)	34	45	31	36
Carga hidráulica p/ Qméd com k1 + lodo de retorno + recirculação do efluente (m3/m2.d)	21	28	19	22
Cargas orgânicas recomendadas (kgDBO/m 3.d)	0,50 a 1,00
Carga orgânica (kgDBO/m 3.d)	0,79	1,06	0,72	0,84

f) Estimativa da concentração de DBO no efluente final
Eficiência de remoção de DBO esperada - E = 100 / [1+0,443 x (Cv/F)^0,5]	50,0	50,0	50,0	50,0
Concentração esperada de DBO5 no efluente - Se (mg/L)	53,88	53,88	53,88	53,88

XXXXXXXX XX XXXXXXX XX XXXXXXXXXXX XXXXXXXXX XX XXXX XXXXXX XX XXXXX XXXX - XX PROJETO BÁSICO – MEMORIAL DESCRITIVO E DE CÁLCULO

4.2.5 Decantadores Secundários

A partir da etapalização dos Reatores UASB definiram-se a etapalização dos Filtros Biológicos Percoladores (FBP) e dos Decantadores Secundários (DS).

O dimensionamento dos decantadores está apresentado a seguir na Tabela 18.

Após passar pelas unidades de tratamento, o lodo será encaminhado para a elevatória de retorno, de onde será recalcado para a entrada do tratamento preliminar. Juntamente com o lodo dos decantadores, a elevatória fará o recalque do percolado dos aterros controlados, leitos de secagem e do esgotamento do laboratório da ETE.

Vazão do lodo dos Decantadores

Para lodo removido com 1% de sólidos - C e densidade do lodo - γ igual a 1.020 kg/m³, tem-se:

• Qméd(s/infiltração) - 2.030 = 82,22 l/s = 7103,81 m³/d;

• DBO média efluente ao UASB (Se UASB) = 123,36 mg/l = 0,1234 kg DBO/m³;

• DBO média efluente ao FBP (Se FBP) = 61,68 mg/l = 0,0617 kg DBO/m³;

• Y ⇒ Coeficiente de produção de lodo no FBP e DS = 0,75 kg SST/ kg DBO remov; V lodo de retorno = (Produção de lodo no FB + Produção de lodo no DS)/ (γ x C)

• Produção de lodo no FB:

Y ×DBOremov

DBO remov ⇒ Q méd x (Se UASB – Se FBP) = 438,17 kg DBO/d

Produção:

Y ×DBOremov = 0,75 x 438,17 = 328,63 kg SST/d

• Produção de lodo no DS:

Y ×DBOremov

DBO remov ⇒ Q méd x Se FBP = 438,17 kg DBO/d

Produção:

Y ×DBOremov = 0,75 x 438,17 = 328,63 kg SST/d

Logo: V lodo de retorno = (328,63+328,63)/ (1020 x 0,01) = 64,44 m³/d = 0,75 l/s

MDC-2020.021-MG.PNA-DMAES-SES-PB=0

PROJETOS DO SISTEMA DE ESGOTAMENTO SANITÁRIO DA SEDE URBANA DE PONTE NOVA - MG PROJETO BÁSICO – MEMORIAL DESCRITIVO E DE CÁLCULO

Tabela 18 - Dimensionamento Decantador Secundário

MDC-2020.021-MG.PNA-DMAES-SES-PB=0

Vazão do Laboratório

Foi considerada a vazão dos esgotos referente a uma descarga no vaso sanitário e de um tanque abertos simultaneamente.

• Descarga do Vaso Sanitário: 1,70 l/s;

• Tanque: 0,25 l/s; Vazão Total: 1,95 l/s.

Vazão do Leito de Secagem

Sendo a umidade do lodo úmido igual a 96% e a do lodo seco de 70% tem-se uma variação de umidade de 26%. Considerando que toda esta umidade percola pelos drenos do leito de secagem tem-se:

• Volume de descarte do reator no leito de secagem a cada 12 dias: 18,26 m³;

• Vazão: 26% de umidade de 18,26 m³ de lodo = 4,75 m³

• Considerando que se esgoto todo o percolado em 1 dia, tem-se uma vazão de 0,05 l/s.

Vazão de Escuma do Reator UASB

• Calha de recolhimento - 2 unidades por módulo (10,30 x 0,30) m² = 6,18 m²

• Considerando 0,20 m de escuma: Volume: 1,236 m³

• Tempo de descarte de 10 minutos: 2,06 l/s

Após passar pelas unidades de tratamento, o lodo será encaminhado para a elevatória final.

4.2.6 Leito de Secagem

O dimensionamento do leito de secagem é apresentado nas Tabelas 19 e 20.

Conforme dimensionamento serão instalados em final de plano 14 leitos de secagem de (10,0 x 8,60) m².

O leito de secagem será constituído de camadas drenantes sendo:

• Placa de concreto armado (apenas na área de despejo do efluente para proteção do impacto);

• Tijolo de barro maciço requeimado com junta de 2 cm de areia;

• Camada de 10 cm de areia com diâmetro efetivo de 0,30 a 1,2 mm e coeficiente de uniformidade igual ou inferior a 5;

• Camada de 10 cm de brita nº 1 e 2;

• Camada de 20 cm de brita n° 3 e 4;

• Camada suporte de 25 cm de brita 4 ou pedra de mão.

Por entre os leitos, abaixo das camadas drenantes, serão instaladas manilhas de barro perfuradas em DN 100 para coletar o líquido drenado que será conduzido até a elevatória de retorno que, por sua vez, reunirá o percolado dos leitos de secagem e das valas de aterro controlado e o esgotamento do laboratório recalcando-os de volta ao tratamento preliminar, conforme mencionado no Item 4.2.1.

Tabela 19 - Dados para Dimensionamento do Leito de Secagem

DADOS PARA DIMENSIONAMENTO DO LEITO DE SECAGEM

PARÂMETRO	UNIDADE	VALOR DE REFERÊNCIA	2.021	2.033	2.034	2.042	OBSERVAÇÃO
POPULAÇÃO ATENDIDA	hab	-	48.189	64.817	65.789	77.073	-
VAZÃO MÉDIA	l/s	-	83,66	112,53	114,22	133,81	-
VOLUME UTIL DO REATOR (Vutil)	m3	-	2.304,00	2.304,00	3.456,00	3.456,00	-
DQO aplicada	kg DQO/ dia	-	4.423,73	5.950,21	6.039,44	7.075,26	-
CONCENTRAÇÃO DO LODO (C)	%	3 - 5	4	4	4	4	Valores de referência para elfuente oriundo de tratamento realizado por Reatores Anaeróbios
DENSIDADE DO LODO (γ)	kg / m3	1020 - 1040	1.020	1.020	1.020	1.020
COEFICIENTE DE SÓLIDOS NO SISTEMA (Y)	kg SST/ kg DQO	0,10 a 0,20	0,15	0,15	0,15	0,15
PRODUTIVIDADE DO LEITO DE SECAGEM (Pleito)	kg SST/ m2xdia	1,0 - 1,5	1,2	1,2	1,2	1,2
TAXA DE APLICAÇÃO MÁXIMA DE SÓLIDOS (Tsólidos)	kg SST/ m2	12,5 - 30	12,5	12,5	12,5	12,5
FREQUENCIA DE DESCARTE DO LODO	dia	10 - 15	12	12	12	12

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
(1) Princípio do Tratamento Biológico de Águas Residuárias - Volume 1 - Introdução à Qualidade das Águas e ao Tratamento de Esgotos - Spperling, Xxxxxx Xxx
(2) Princípio do Tratamento Biológico de Águas Residuárias - Volume 5 - Princípio do Tratamento Biológico de Águas Residuárias - Xxxxxxxxxxx, Xxxxxx Xxxxxxx xx Xxxxx
(3) ABNT, NBR 12209 - Projeto de Estações de Tratamento de Esgoto Sanitário

Tabela 20 - Dimensionamento do Leito de Secagem

DIMENSIONAMENTO DO LEITO DE SECAGEM

PARÂMETRO

FÓRMULA EMPREGADA

UNIDADE

2.021

2.033

2.034

2.042

OBSERVAÇÃO

PRODUÇÃO DE SÓLIDOS NO SISTEMA

Plodo = Y × DQOaplicada

kg SST/d

663,56

892,53

905,92

1.061,29

PRODUÇÃO VOLUMÉTRICA DE LODO

V = Plodo

lodo γ × C

m3/d

16,26

21,88

22,20

26,01

VOLUME DE LODO A SER DESCARTADA

V descarte = Vlodo × Frequência

195,16

262,51

266,45

312,14

MASSA DE LODO A SER DESCARTADA

M lodo = Plodo × Frequência

7.962,72

10.710,38

10.870,99

12.735,47

VERIFICAÇÃO DA FREQUENCIA DE DESCARTE

MASSA DE LODO TOTAL DO REATOR

Mreator=Vutil ×(γ×C)

kg SST

92.160,00

138.240,00

MASSA MÁXIMA DE DESCARTE

M = M × 25

máx reator 100

kg SST

23.040,00

34.560,00

Considerando uma fração de 25% da massa de lodo presente no reator que pode ser descartada

TEMPO PARA A MÁXIMA PRODUÇÃO DE MASSA DE LODO

t = M máx P

lodo

dias

A frequência de descarte deve ser menor que o Tempo máximo para produção de lodo

ÁREA MÍNIMA DO LEITO DE SECAGEM NECESSÁRIA

A = Plodo

min P

leito

552,97

743,78

754,93

884,41

ÁREA DO LEITO DE SECAGEM CALCULADA PELA ÁREA MÍNIMA

A leito = A min × 1 ,5

829,45

1.115,66

1.132,39

1.326,61

Considerando um coeficiente de segurança de 50%

VERIFICAÇÃO DA TAXA DE APLICAÇÃO DE SÓLIDOS

T = M lodo A

leito

kg SST/ m2

9,6

Segundo a NBR 12209 (ABNT) T<15 kgSST/m2

ÁREA MÍNIMA NECESSÁRIA CALCULADA PELO MÉTODO SIMPLIFICADO, FIXANDO A TAXA DE APLICAÇÃO NO LIMITE MÁXIMO RECOMENDADO PELA NORMA =

15 kgSST/m2

A = Mlodo

leiro T

637,02

856,83

869,68

1018,84

Tabela 21 - Resumo final do leito de secagem

DIMENSÕES DO LEITO DE SECAGEM / RESUMO FINAL
PARÂMETRO	UNIDADE	2.021	2.033	2.034	2.042	VALORES ADOTADOS	OBSERVAÇÕES
PERÍODO DE SECAGEM	dia	12	12	12	12	-
ÁREA TOTAL ADOTADA	m2	860,00	860,00	1.204,00	1.204,00	-
Nº DE LEITOS DE SECAGEM	un	10	10	14	14	-	A área total deve ser subdividida em pelo menos dois módulos.(1)
ÁREA POR MÓDULO	m2	86,00	86,00	86,00	86,00	86
LARGURA ADOTADA POR XXXXXX	x	-	-	-	-	00	A distância máxima de transporte
LARGURA ADOTADA POR XXXXXX	x	-	-	-	-		do lodo seco no interior do leito de
COMPRIMENTO ADOTADA POR MÓDULO	m	8,60	8,60	8,60	8,60		do lodo seco no interior do leito de
COMPRIMENTO ADOTADA POR MÓDULO	m	8,60	8,60	8,60	8,60	8,6	secagem deve ser de 10 m.(1)
ÁREA TOTAL	m2	860	860	1204	1204	-
VERIFICAÇÃO DA TX DE APLICAÇÃO	kg SST/ m2	9,26	12,45	9,03	10,58		Deve ser menor que 15 kg SST / m2
ALTURA DA LÂMINA DE LODO	m	0,23	0,31	0,22	0,26	-	Deve ser menor que 30 cm

(1) ABNT, NBR 12209 - Projeto de Estações de Tratamento de Esgoto Sanitário

4.2.7 Aterro Controlado

Para a quantificação do volume a ser aterrado foram determinados os volumes de material retido na elevatória de esgoto bruto, no gradeamento e na caixa de areia do tratamento preliminar e nos leitos de secagem mediante crescimento das vazões ano a ano, determinando o material retido acumulado ao final de plano (2.041).

Na Tabela 22 é apresentada a planilha quantitativa dos volumes retidos a serem aterrados ao final de plano. O volume total de material a ser aterrado na ETE de PONTE NOVA é de, aproximadamente, 21.985 m³.

Tabela 22 - Volume de material a ser aterrado

MATERIAL RETIDO NO CESTO - ELEVATÓRIA
Vazão inicial 2.021 (l/s)						83,66
Vazão final 2.041 (l/s)						133,81
Volume retido no gradeamento (l/m³)						0,012
Volume de material retido acumulado - 2.041 (m³)						919,78
MATERIAL RETIDO NO GRADEAMENTO GROSSO DO TRATAMENTO PRELIMINAR
Vazão inicial 2.015 (l/s)						83,66
Vazão final 2.035 (l/s)						133,81
Espaçamento entre as barras (cm)						4,00
Taxa de material retido (l/m³)						0,009
Volume de material retido acumulado - 2.035 (m³)						636,53
MATERIAL RETIDO NO GRADEAMENTO FINO DO TRATAMENTO PRELIMINAR
Vazão inicial 2.015 (l/s)						83,66
Vazão final 2.035 (l/s)						133,81
Espaçamento entre as barras (cm)						1,20
Taxa de acúmulo de areia (l/m³)						0,055
Volume de material retido acumulado - 2.035 (m³)						3.889,93
MATERIAL RETIDO NA CAIXA DE AREIA DO TRATAMENTO PRELIMINAR
Vazão inicial 2.015 (l/s)						83,66
Vazão final 2.035 (l/s)						133,81
Taxa de acúmulo de areia (l/m³)						0,030
Volume de material retido acumulado - 2.035 (m³)						2.121,78
PRODUÇÃO DE RESÍDUOS SÓLIDOS NO LEITO DE SECAGEM
Volume do lodo por descarte 2.015(m³)						791,50
Volume do lodo por descarte 2.035 (m³)						1.265,92
Número de descarte por ano						30
Umidade do lodo afluente (%)						96
Umidade do lodo seco (%)						70
Volume de material retido acumulado - 2.033 (m³)						21.233,85

VOLUME TOTAL DE RESÍDUOS SÓLIDOS NO ATERRO (m³)						26.680,09

O volume de lodo a ser aterrado é de 21.234,00 m³. Considerando que 1 metro linear de vala comporta 1,35 m³ de resíduo aterrado, o comprimento total de vala necessário para disposição dos resíduos provenientes dos leitos de secagem é de, aproximadamente, 3.000 metros. Para aterramento destes resíduos, poderá ser realizado rodízio das valas de aterro a cada 5 anos para economizar espaço no aterro controlado. Portanto, o material resultante dos leitos de secagem deve ser aterrado isoladamente, evitando a mistura com outros resíduos, para viabilizar a reutilização das valas.

Para os resíduos provenientes do tratamento preliminar e elevatórias será necessário, aproximadamente, 2.900 metros lineares de valas para atender ao horizonte de projeto.

A área da ETE de PONTE NOVA destinada ao aterro controlado é suficiente para comportar todo o volume de resíduo sólido gerado até o final de plano.

As valas para aterro que comportarão na área da ETE foram projetadas com 1,5 m de largura e profundidade de 1,90 m. A base da vala será composta de camada impermeabilizante e da camada drenante. A camada impermeabilizante terá 10 cm de espessura, sendo composta por argila impermeabilizante. Após camada impermeabilizante será instalado dreno de fundo, em manilha perfurada DN 100, e cobertura de brita no 2. A camada drenante terá 30 cm de espessura.

Realizada a base da vala para aterro, os resíduos poderão ser depositados em camadas de 30 cm de espessura alternando com a camada de solo de 20 cm para sobreposição do material aterrado.

Uma única vala será aberta por vez em comprimento compatível com a necessidade de aterramento de resíduos verificada na operação da ETE. Com o fechamento de um trecho de vala o trecho seguinte será escavado e interligado ao anterior pelo dreno de fundo. O procedimento de abertura das valas se repetirá por trechos até ser preenchido o comprimento total de uma vala. Quando a vala estiver totalmente coberta deve-se proceder ao aterramento em uma nova vala adjacente.

4.2.8 Dimensionamento Hidráulico das Tubulações e Vertedores

Pelo dimensionamento hidráulico, apresentado a seguir, foi configurado o perfil hidráulico do sistema e definidas as cotas para a condição de operação em final de plano considerando o funcionamento de todas as unidades do sistema (Vazão Máxima horária – 2.041 = 219,44 l/s).

Dimensionamento dos Vertedores

• Q=1,7LH 3/2 – Retangular Parede Espessa

• Q=1,838 LH 3/2 – Retangular Parede Delgada

• Q=1,4H 5/2 – Vertedor Triangular

Dimensionamento das Tubulações

O dimensionamento das tubulações em conduto forçado foi realizado segundo a fórmula de Xxxxx-Xxxxxxxx para cálculo da perda de carga contínua.

⎛ Q ⎞1,85

hf = 10,643 ×L×⎜ ⎟

×D−4,87

C ⎝ C ⎠

Para o cálculo da perda de carga localizada será empregado:

⎛ V ⎞

hfL = ∑K⎜ 2g ⎟

⎝ ⎠

Para dimensionamento da velocidade de escoamento será empregado:

Q = U x A

→ U = Q

Interligação do Tratamento Preliminar ao Reator UASB

A tubulação de interligação entre estas unidades funcionará em conduto forçado empregando- se a fórmula de Xxxxx-Xxxxxxxx para a sua verificação. Esta verificação será realizada para a condição extrema de operação, ou seja, para a vazão máxima horária.

Para definir a altura da lâmina na caixa de saída do tratamento preliminar é necessário conhecer a altura da lâmina no vertedor de distribuição de vazão na entrada do reator, pois a carga à montante deve necessariamente estar a acima desta lâmina, somando-se a esta a perda de carga que ocorrerá na tubulação.

O vertedor presente na caixa alimentadora do reator UASB é do tipo retangular de parede delgada com largura de 70 cm. Como a vazão será dividida em três, cada vertedor deverá assegurar o extravasamento de 73,14 l/s, o que confere aos mesmos uma lâmina de 10,30 cm, aproximadamente.

Observa-se nas Tabelas 23 e 24, a seguir, o dimensionamento da tubulação de interligação entre o tratamento preliminar e o reator UASB.

Tabela 23 - Coeficiente de Perda de Carga Localizada - Trecho Tratamento Preliminar - Reator UASB

PEÇA	QUANT.	K	TOTAL
Entrada	1	0,50	0,50
C90o	3	0,40	1,20
C45o	3	0,20	0,60
Saída	1	1,00	1,00
TOTAL			3,30

Tabela 24 - Interligação Trecho Tratamento Preliminar - Reator UASB

VAZAO MAXIMA DE FINAL DE PLANO (2041)
TRECHO	L (m)	Q (l/s)	D (mm)	V (m/s)	C	∑ K	hfL (m)	hfC (m)	hfTOTAL (m)
TP - CDV1 - FOFO	60,00	219,44	500	1,12	130	3,30	0,21	0,14	0,349
TP - CDV1 - DEFOFO	0,00	219,44	500	1,12	130	0,00	0,00	0,00	0,000
TOTAL									0,349

Cotas:

COTA LÂMINA VERTEDOR CDV-1	402,90
COTA LÂMINA + PERDA DE CARGA	403,249
COBRIMENTO MÍNIMO	0,06
COTA DO FUNDO DA CAIXA	403,185
COTA DO FUNDO DA CAIXA ADOTADO	403,300

Interligações Reator UASB

• CDV1 – CDV2

O layout apresentado a seguir, Figura 13, apresenta as caixas de distribuição de vazão no reator UASB. Pelo layout observa-se que o reator UASB possui 3 módulos iguais, exceto para a interligação entre as caixas CDV1-CDV2 que é menor no reator 2.

XXXXXXXX XX XXXXXXX XX XXXXXXXXXXX XXXXXXXXX XX XXXX XXXXXX XX XXXXX XXXX - XX PROJETO BÁSICO – MEMORIAL DESCRITIVO E DE CÁLCULO

Figura 13 - Layout do Reator UASB

MDC-2020.021-MG.PNA-DMAES-SES-PB=0

A CDV1 é responsável pela primeira divisão da vazão no UASB, sendo os vertedores controlados por comportas de acordo com a necessidade de funcionamento dos módulos.

Nas Tabelas 25 e 26, são apresentados os dimensionamentos dos vertedores das caixas CVD- 1 e CVD-2.

Tabela 25 - Vertedor Retangular Parede Delgada – CVD-1

VERTEDOR	Q=1,838(L-2H/10)H3/2
Q (m3/s)	0,0731
L (m)	0,5
H (m)	0,0805
Q (m3/s)
0,0203

Tabela 26 - Vertedor Retangular Parede Delgada – CVD-2

VERTEDOR	Q=1,838(L-2H/10)H3/2
Q (m3/s)	0,0244
L (m)	0,5
H (m)	0,0505
Q (m3/s)
0,0102

Apresentam-se, a seguir, os cálculos das perdas de carga localizadas e contínuas no trecho CVD-1 - CVD-2.

Tabela 27 - Perdas de Carga Localizadas (CDV-1 - CDV-2) Reatores Externos

PEÇA	QUANT.	K	TOTAL
Entrada	1	0,50	0,50
Tê	1	1,30	1,30
Saída	1	1,00	1,00
TOTAL			2,80

Tabela 28 - Perdas de Carga Contínua (CDV-1 - CDV-2) Reatores Externos

VAZAO MAXIMA DE FINAL DE PLANO (2041)
TRECHO	L (m)	Q (l/s)	D (mm)	U (m/s)	C	∑ K	hfL (m)	hfC (m)	hfTOTAL (m)
CDV1 - CDV2	16,60	73,14	300	1,04	110	2,80	0,15	0,08	0,235

Cotas CDV1-CDV2 - Reatores Externos:

VERTEDOR CDV 2			402,450
COTA + LAMINA			402,50
COTA TOTAL + PERDA DE CARGA			402,736
COBRIMENTO MÍNIMO			0,25

COTA DO FUNDO DA CAIXA CDV1			401,800
COTA DO FUNDO DA CAIXA CDV1			401,800
COBRIMENTO ADOTADO			0,936

Apresentam-se, a seguir, os cálculos das perdas de carga localizadas e contínuas no trecho CVD-2 - CVD-3.

Tabela 29 - Vertedor Triangular Parede Delgada – CVD-4

2) CDV 4 - VERTEDOR TRIANGULAR

CONDIÇÃO DE OPERAÇÃO
Q (l/s)	1,52
H (cm)	6,53

Tabela 30 - Perdas de Carga Localizadas (CDV-2 - CDV-4) – Maior Ligação

TRECHO 2
PEÇA	QUANT.	K	TOTAL
Entrada	1	0,50	0,50
C90°	1	0,40	0,40
Saída	1	1,00	1,00
TOTAL			1,90

Tabela 31 - Perdas de Carga Contínua (CDV-2 - CDV-4) - Maior Ligação

VAZAO MAXIMA DE FINAL DE PLANO (2041)

TRECHO

L (m)

Q (l/s)

D (mm)

U (m/s)

∑ K

hfL (m)

hfC (m)

hfTOTAL (m)

CDV2 - CDV3

14,30

24,38

200

0,78

110

1,90

0,06

0,07

0,125

CDV3 - CDV4

2,40

12,19

150

0,69

110

0,00

0,01

0,013

Interligação UASB – CDF

Tabela 32 - Coeficiente de Perda de Carga Localizada no Trecho Reator UASB - CDF

PEÇA	QUANT.	K	TOTAL
Entrada	1	0,50	0,50
TÊ	1	0,6	0,6
C45º	2	0,2	0,4
Saída	1	1,00	1,00
TOTAL			2,50

Tabela 33 - Interligação entre Reator UASB - CDF

TRECHO	L (m)	Q (l/s)	D (mm)	U (m/s)	C	∑ K	hfL (m)	hfC (m)	hfTOTAL (m)
UASB - CDF (FOFO DN 500)	15,00	219,44	500	1,12	110	2,50	0,16	0,05	0,207
TOTAL									0,207

Cotas:

LÂMINA VERTEDOR DA CDF			398,767
LÂMINA + PERDA DE CARGA			398,974
COTA NE NO REATOR			401,10
CARGA			2,126

Interligação CDF - Filtros Biológicos Percoladores

Tabela 34 - Coeficiente de Perda de Carga Localizada no trecho CDF - FBP

PEÇA	QUANT.	K	TOTAL
Entrada	1	0,50	0,50
C90o	2	0,40	0,80
TÊ	1	0,6	0,6
Saída	1	1,00	1,00
TOTAL			2,90

Tabela 35 - Interligação entre CDF - FBP

TRECHO	L (m)	Q (l/s)	D (mm)	U (m/s)	C	∑ K	hfL (m)	hfC (m)	hfTOTAL (m)
CDF - FILTRO (DEFOFO)	0,00	73,14	300	1,04	120	2,90	0,16	0,00	0,158
CDF - FILTRO (FOFO)	50,00	73,14	300	1,04	110	0,00	0,00	0,25	0,248
BRAÇO									1,500

Tabela 36 - Vertedor Retangular de Parede Delgada com uma Contração – CDF

VERTEDOR	Q=1,838(L-2H/10)H3/2
Q (m3/s)	0,0731
L (m)	0,4
H (m)	0,0674
Q (m3/s)
0,0124

Cotas:

cota braço Filtro			396,650
cota braço + perda de carga			398,556
LAMINA CDF			398,556
COBRIMENTO MÍNIMO			0,05
cota fundo da caixa			398,502
ADOTAR			398,250
COBR ADOTADO			0,31

COTA VERTEDOR			398,700
LAMINA			398,767

Interligação PV2 – CDD

Tabela 37 - Interligação entre PV2 e CDD

TRECHO	L (m)	Q (l/s)	D (mm)	U (m/s)	C	∑ K	hfL (m)	hfC (m)	hfTOTAL (m)
PV 4 - CDD	6,00	133,81	500	0,68	110	2,90	0,07	0,01	0,076
VERTEDOR									0,067

Tabela 38 - Coeficiente de Perda de Carga Localizada no trecho PV2 - CDD

PEÇA	QUANT.	K	TOTAL
Entrada	1	0,50	0,50
C90o	2	0,40	0,80
C45o	0	0,2	0,00
TE	1	0,6	0,60
Saída	1	1,00	1,00
TOTAL			2,90

Tabela 39 - Vertedor parede Delgada com Duas Contrações – CDD

CONDIÇÃO DE OPERAÇÃO
Q (l/s)	0,22	( Q/210 )
H (cm)	3,02

Cotas:

COTA VERTEDOR TRIANGULAR			390,950
LAMINA VERTEDOR TRIANGULAR			390,980
LAMINA NA CAIXA			391,010
COBRIMENTO MÍNIMO			0,02
COTA FUNDO DA CAIXA			390,988
ADOTADO			390,500
COBRIMENTO ADOTADO			0,49

Interligação CDD – Decantador

Tabela 40 - Interligação entre CDD – Decantador

TRECHO	L (m)	Q (l/s)	D (mm)	U (m/s)	C	∑ K	hfL (m)	hfC (m)	hfTOTAL (m)
CDD - DEC	28,00	46,60	300	0,66	120	2,70	0,06	0,05	0,111

Tabela 41 - Coeficiente de Perda de Carga Localizada no trecho CDD - Decantador

PEÇA	QUANT.	K	TOTAL
Entrada	1	0,50	0,50
C90o	2	0,40	0,80
C45o	2	0,2	0,40
Saída	1	1,00	1,00
TOTAL			2,70

Cotas:

COTA VERTEDOR TRIANGULAR			390,950
LAMINA VERTEDOR TRIANGULAR			390,980
LAMINA NA CAIXA			391,010
COBRIMENTO MÍNIMO			0,02
COTA FUNDO DA CAIXA			390,988
ADOTADO			390,500
COBRIMENTO ADOTADO			0,49

Interligação Decantador – Elevatória de Recirculação

Os cálculos hidráulicos para este trecho são apresentados na planilha a seguir.

ANO	VAZÃO DOMÉSTICA (l/s)			INFILT. (l/s)	VAZÃO TOTAL (l/s)
	Mínima	Média	Máxima		Mínima	Média	Máxima
2021	33,46	66,93	120,47		50,19	83,66
				16,73			137,20

2034	41,26	82,53	148,55		61,89	103,16
				20,63			169,18

2041	53,52	107,04	192,68		80,28	133,80
				26,76			219,44

SISTEMA DE RECALQUE
-DADOS GERAIS
.Cota de chegada na CDV (m) : .........................................................................	398,95
.Cota do NAmín. no poço de sucção (m) : ........................................................	386,839
.Cota do NAmáx. no poço de sucção (m) : ........................................................	387,84

CARACTERÍSTICAS DOS EFLUENTES

Coeficiente do dia de maior consumo (K1) ......................................................

Coeficiente da hora de maior consumo (K2) ....................................................

Nº de conjuntos - Inicial .................................................................................

Nº de conjuntos - 1ª Etapa :.......................................................

Nº de conjuntos - Final ...................................................................................

+ 1 (reserva e/ou rodízio)

Vazão de cálculo(1) ...............................................................................................

66,90 l/s

Nota 1: A vazão de recirculação foi calculada como 50% da média de final de plano, sendo admitida uma bomba reserva.

.Desnível geométrico máximo (m) 12,11

.Desnível geométrico mínimo (m) 11,11

PROJETO BÁSICO DO SISTEMA DE ESGOTAMENTO SANITÁRIO DA CIDADE DE PONTE NOVA- MG

ESTAÇÃO ELEVATÓRIA DE RECIRCULAÇÃO - EER

1,20

1,50

- ALTURA MANOMÉTRICA (m) . Perdas de Carga Localizadas no Recalque .. Vazão (l/s) 33,45 .. Material FoFo .. Perda de carga localizada (m) : hpl = K x V 2 2g
ESTAÇÃO ELEVATÓRIA

	CODIGO	PEÇAS	Vazão (l/s)	Diâmetro (mm)	Veloc. (m/s)	Quant.	KUNIT.	KTOTAL
	8	Curva de 90º	33,45	300	0,47	6	0,40	2,40
	25	Válvula de retenção	33,45	300	0,47	2	2,50	5,00
	18	Registro de gaveta aberto	33,45	300	0,47	1	0,20	0,20
	22	Tê, de saída de lado	33,45	300	0,47	1	1,30	1,30
	1	Ampliação Gradual	33,45	300	0,47	1	0,30	0,30
	9	Curva de 45º	33,45	300	0,47	4	0,20	0,80
	20	Saída de Canalização	33,45	300	0,47	1	1,00	1,00

							Σ	11,00
	hpl : ..........................................................................................................................................					0,13	m
	. Perdas de Carga Contínuas no Recalque
	.. Vazão (l/s) 66,90
	.. Material PVC DEFoFo
	.. Coeficiente de rugosidade 130
	.. Comprimento (m) 112,00
	.. Diâmetro (mm) 300
	.. Velocidade (m/s) 0,95
	hpc = 10,643 x Q 1,85 x C -1,85 x D -4,87 x L
	hpc : ..........................................................................................................................................					0,35
	. Altura manométrica(m)
	.. Altura manométrica máxima (m) .........................................................................................					12,58
	.. Altura manométrica mínima (m) .........................................................................................					11,58

Faixa de potência dimensionada	Acréscimo na potência dimensionada
Até 2 HP	50 %
2 a 5 HP	30 %
5 a 10 HP	20 %
10 a 20 HP	15 %
Acima de 20 HP	10 %

Tipo		SUBMERSÍVEL
Fabricante		FLYGT
Modelo		C-3152
Curva		MT
Diâmetro do Rotor (mm)		434
Rotação ( rpm )		1455
Peso da Bomba (Kg)		314,0
Rendimento		77,2%
Potência ( CV )	Instalada	10,0
	Consumida	7,3
Submergência Requerida (cm)		287,0

	Hgmáx		Hgxxx
	X (x/x)	Xx (x)	X (x/x)	Xx (x)
0x Xxxxx	00,00	12,32	42,00	11,33
2o Bomba	65,00	12,63	67,00	11,65

Vu1	=	9,9
Vu2	=	3,9
Vu3	=	0,0
Vu4	=	0,0
Vu5	=	0,0
Vu6	=	0,0

- POTÊNCIA REQUERIDA PELOS MOTORES (CV)

P =

Hmax x Q

η x 75

(cv)

.. η ...........................................................................................

.. Potência requerida pelos motores ( CV )..............................................

7,3

FONTE: MANUAL DE HIDRÁULICA – XXXXXXX XXXX, 7ª EDIÇÃO.

- BOMBA SELECIONADA:

Pontos de Operação:

POÇO DE SUCÇÃO

Poço de sucção previsto ...................................................................

Quadrado

Determinação do Volume útil do poço de sucção - Vu

Admitir-se-á um intervalo de partida a cada 10 minutos

Qb = 0,06600 m3/s

0,04100

V = 2,50 Qb + 0,98 Qb + 0,68 Qb + 0,50 Qb + 0,40 Qb + 0,35 Qb =

m³ m³ m3 m3 m3 m3

Volume útil necessário do poço - Vu ............................................. 13,80 m³

A vazão de dimesionamento considerada será a média das vazões máxima e mínima obtidas nos pontos de equilibrio do rotor da bomba indicada.

77,2%

Determinação da área (Au) e altura útil (hu) da lâmina d'água do poço de sucção

Deve ser adotada uma altura útil mínima de 0,60 m para a 1ª bomba e 0,20 m para as demais.

Au = Vu

		Adotada
h1	=	1,00	m	>>	Au1	=	9,90
h2	=	0,00	m	>>	Au2	=	0,00
h3	=	0,00	m	>>	Au3	=	0,00
h4	=	0,00	m	>>	Au4	=	0,00
h5	=	0,00	m	>>	Au5	=	0,00
h6	=	0,00	m	>>	Au6	=	0,00

m2 m2 m2 m2 m2 m2

Altura útil da lâmina adotada - hu .................................................. 1,00 m

Dimensões adotadas ...................................................... 4,10 x 3,10 m

Área útil do poço adotada - Au ...................................................... 12,71 m2

Verificação do volume útil do poço de sucção (Vu)

h1	=	1,00	m	>>	Vu1	=	12,71	m³
h2	=	0,00	m	>>	Vu2	=	0,00	m³
h3	=	0,00	m	>>	Vu3	=	0,00	m³
h4	=	0,00	m	>>	Vu4	=	0,00	m³
h5	=	0,00	m	>>	Vu5	=	0,00	m³
h6	=	0,00	m	>>	Vu6	=	0,00	m³
Volume útil do poço adotado - Vu ...........................................							12,71	m³
Cálculo do Tempo de Detenção - Td - (min):
Vazão média de início de plano .......................................................							5,02	m3/min

Altura do fundo do poço ao Na mín .............................................. 0,34 m

Altura do fundo do poço ao Na médio .......................................... 0,84 m Volume efetivo do poço de sucção - Vef :

Vef = ( 0,34 + (

1,00

/ 2 ) x 12,71

>>> Vef

10,68

Td = Vef

Qméd(inicial)

10,68 >>>

5,02

Td =

2,13

min

Segundo a Norma Brasileira, NBR 12208, o tempo de detenção no poço de sucção deverá ser de no máximo 30 minutos. Para garantir este tempo máximo será previsto relé para o acionamento dos conjuntos elevatórios.

Emissário

Os cálculos hidráulicos para este trecho são apresentados na planilha a seguir.

PLANILHA DE CÁLCULO

DMAE - PONTE NOVA 29-05-2020

INTERLIGAÇÕES - ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ESGOTOS Fl.1

T R E C H O S ÓRGÃOS ACESSÓRIOS MONTANTE

**************************************************************************************************** ****************************

TRECHO

COMPR. DECLIV. DIAM.

COTA

COLETOR

QUEDA

JUS.

----VAZÃ0 LAM. VELOC. TENSÃO

CONC. JUS. DÁGUA TRATIVA

TIPO ----COTAS----- PROF.

TERRENO FUNDO

(m)

(%)

(mm)

(m)

(l/s) (l/s) (%) (m/s) (Pa)

(m)

**************************************************************************************************** ****************************

PV-01	- PV-02	20,00	0,600	400	Mont	392,050		Inic	16,74	16,75	21	0,83	3,12	PV	393,500	392,050	1,450
		Terra		PVC	Jus	391,930	0,10	Final	73,15	73,16	47	1,25	5,78
PV-02	- PV-03	20,00	0,600	500	Mont	391,830		Inic	16,73	33,48	22	0,99	4,07	PV	393,500	391,830	1,670
		Terra		MC	Jus	391,710		Final	73,15	146,31	50	1,49	7,50
PV-03	- PV-04	9,00	1,351	500	Mont	391,710		Inic	16,73	50,21	22	1,49	9,15	PV	393,500	391,710	1,790
		Terra		MC	Jus	391,588		Final	73,14	219,45	50	2,23	16,88
PV-04	- CDD	6,00	1,351	500	Mont	391,588		Inic		50,22	22	1,49	9,15	PV	393,500	391,588	1,912
		Terra		MC	Jus	391,507		Final		219,46	50	2,23	16,88
CDF	- PV-05	67,00	0,600	600	Mont	393,220		Inic		0,02	4	0,38	0,96	PV	394,720	393,220	1,500
		Terra		MC	Jus	392,818		Final		0,02	4	0,38	0,96
PV-05	- EM-02	37,00	11,324	600	Mont	392,818		Inic		0,03	2	1,03	9,05	PV	394,527	392,818	1,709
		Terra		MC	Jus	388,628	0,77	Final		0,03	2	1,03	9,05
PV-06	- PV-07	19,00	0,586	400	Mont	388,700		Inic	16,74	16,75	21	0,82	3,06	PV	389,500	388,700	0,800
		Terra		PVC	Jus	388,589	0,10	Final	73,15	73,16	47	1,24	5,67
PV-07	- PV-08	19,00	0,629	500	Mont	388,489		Inic	16,73	33,48	22	1,01	4,22	PV	389,500	388,489	1,011
		Terra		MC	Jus	388,369	0,10	Final	73,15	146,31	49	1,52	7,80
PV-08	- PV-09	34,00	0,585	600	Mont	388,269		Inic	16,73	50,22	22	1,08	4,62	PV	389,500	388,269	1,231
		Terra		MC	Jus	388,070		Final	73,14	219,46	48	1,63	8,56
PV-09	- EER	7,00	1,000	600	Mont	388,070		Inic		50,22	19	1,31	7,01	PV	389,500	388,070	1,430
		Terra		MC	Jus	388,000		Final		219,46	41	1,99	13,16
EER	- EM-01	16,00	0,600	600	Mont	388,000		Inic		50,23	21	1,09	4,71	PV	389,500	388,000	1,500
		Terra		MC	Jus	387,904		Final		219,47	47	1,65	8,73

EM-01	- EM-02	7,00	0,600	600	Mont	387,904	Inic	50,23	21	1,09	4,71		PV	389,800	387,904	1,896
		Terra		MC	Jus	387,862	Final	219,47	47	1,65	8,73
EM-02	- EM-03	29,00	10,431	600	Mont	387,862	Inic	50,27	10	2,98	43,38	PV		390,128	387,862	2,266
		Terra		MC	Jus	384,837	Final	219,51	22	4,61	83,51

EM-03	- EM-04	51,00	11,867	600	Mont	384,837	Inic	50,29	10	3,11	47,72		PV	386,637	384,837	1,800
		Terra		MC	Jus	378,785	Final	219,53	21	4,83	92,41

PLANILHA DE CÁLCULO

DMAE - PONTE NOVA 29-05-2020

INTERLIGAÇÕES - ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ESGOTOS Fl.2

T R E C H O S ÓRGÃOS ACESSÓRIOS MONTANTE

**************************************************************************************************** ****************************

TRECHO

COMPR. DECLIV. DIAM.

COTA

COLETOR

QUEDA

JUS.

----VAZÃ0 LAM. VELOC. TENSÃO

CONC. JUS. DÁGUA TRATIVA

TIPO ----COTAS----- PROF.

TERRENO FUNDO

(m)

(%)

(mm)

(m)

(l/s) (l/s) (%) (m/s) (Pa)

(m)

**************************************************************************************************** ****************************

EM-04	- EM-05	35,00	8,400	600	Mont	378,785		Inic		50,30	11	2,76	36,53	PV	380,585	378,785	1,800
		Terra		MC	Jus	375,845		Final		219,54	23	4,28	70,55
EM-05	- EM-06	25,00	0,600	600	Mont	375,845		Inic		50,30	21	1,09	4,71	PV	377,645	375,845	1,800
		Terra		MC	Jus	375,695		Final		219,54	47	1,65	8,73
EM-06	- EM-07	43,00	0,600	600	Mont	375,695		Inic		50,32	21	1,09	4,72	PV	377,705	375,695	2,010
		Terra		MC	Jus	375,437		Final		219,56	47	1,65	8,73
EM-07	- ALA	43,00	23,109	600	Mont	375,437		Inic		50,33	9	3,94	80,22	PV	378,417	375,437	2,980
		Terra		MC	Jus	365,500		Final		219,57	18	6,11	155,33
PV-10	- PV-11	21,00	0,600	150	Mont	394,950		Inic	1,50	1,51	24	0,46	1,28	PV	396,000	394,950	1,050
		Terra		PVC	Jus	394,824		Final	1,50	1,51	24	0,46	1,28
PV-11	- PV-12	5,00	0,600	150	Mont	394,824		Inic		1,51	24	0,46	1,28	PV	396,000	394,824	1,176
		Terra		PVC	Jus	394,794		Final		1,51	24	0,46	1,28
PV-12	- PV-13	22,00	0,600	150	Mont	394,794		Inic		1,51	24	0,46	1,28	PV	396,000	394,794	1,206
		Terra		PVC	Jus	394,662		Final		1,51	24	0,46	1,28
PV-13	- PV-14	55,00	0,600	150	Mont	394,662		Inic		1,53	24	0,46	1,29	PV	396,000	394,662	1,338
		Terra		PVC	Jus	394,332		Final		1,53	24	0,46	1,29
PV-14	- PV-15	26,00	11,469	150	Mont	394,332		Inic		1,54	11	1,30	12,81	PV	397,000	394,332	2,668
		Terra		PVC	Jus	391,350		Final		1,54	11	1,30	12,81
PV-15	- PV-16	40,00	12,347	150	Mont	391,350		Inic		3,06	16	1,64	18,47	PV	392,400	391,350	1,050
		Terra		PVC	Jus	386,411	0,05	Final		3,06	16	1,64	18,47
PV-16	- PV-17	43,00	11,749	200	Mont	386,358		Inic		8,11	18	2,08	25,99	PV	387,461	386,358	1,103
		Terra		PVC	Jus	381,306		Final		11,14	21	2,28	29,88

PV-17	- PV-18	18,00	11,278	200	Mont	381,306	Inic	9,38	19	2,14	26,84		PV	382,406	381,306	1,100
		Terra		PVC	Jus	379,276	2,47 Final	13,16	23	2,36	31,13
PV-18	- PV-19	27,00	0,600	250	Mont	376,810	Inic	10,89	33	0,77	2,78	PV		380,376	376,810	3,566
		Terra		PVC	Jus	376,648	Final	14,67	38	0,83	3,14

PV-19	- EEF	27,00	0,600	250	Mont	376,648	Inic	1,50 12,40	35	0,80	2,93		PV	378,000	376,648	1,352
		Terra		PVC	Jus	376,486	Final	1,50 16,18	40	0,86	3,27

Obs: Trechos com vazão inferior a 1,5 l/s são calculados com vazão = 1,5 l/s

PLANILHA DE CÁLCULO

DMAE - PONTE NOVA 29-05-2020

INTERLIGAÇÕES - ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ESGOTOS Fl.3

T R E C H O S ÓRGÃOS ACESSÓRIOS MONTANTE

**************************************************************************************************** ****************************

TRECHO

COMPR. DECLIV. DIAM.

COTA

COLETOR

QUEDA

JUS.

----VAZÃ0 LAM. VELOC. TENSÃO

CONC. JUS. DÁGUA TRATIVA

TIPO ----COTAS----- PROF.

TERRENO FUNDO

(m)

(%)

(mm)

(m)

(l/s) (l/s) (%) (m/s) (Pa)

(m)

**************************************************************************************************** ****************************

PV-20	- PV-21	19,00	0,600	150	Mont	387,850		Inic	1,67	1,68	25	0,47	1,34	PV	389,500	387,850	1,650
		Terra		PVC	Jus	387,736		Final	2,68	2,69	32	0,54	1,64
PV-21	- PV-22	19,00	0,600	150	Mont	387,736		Inic	1,67	3,35	36	0,57	1,80	PV	389,500	387,736	1,764
		Terra		PVC	Jus	387,622	0,05	Final	2,68	5,37	47	0,65	2,17
PV-22	- PV-23	27,00	0,600	200	Mont	387,572		Inic	1,67	5,03	30	0,63	2,06	PV	389,500	387,572	1,928
		Terra		PVC	Jus	387,410		Final	2,68	8,06	38	0,72	2,51
PV-23	- PV-24	6,00	16,833	200	Mont	387,410		Inic		5,03	13	2,04	27,74	PV	389,500	387,410	2,090
		Terra		PVC	Jus	386,400		Final		8,06	16	2,35	34,21
PV-24	- PV-16	7,00	0,600	200	Mont	386,400		Inic		5,03	30	0,63	2,06	PV	387,500	386,400	1,100
		Terra		PVC	Jus	386,358		Final		8,06	38	0,72	2,51
PV-46	- PV-68	26,00	0,600	150	Mont	385,650		Inic	1,25	1,26	24	0,46	1,28	PV	387,000	385,650	1,350
		Terra		PVC	Jus	385,494		Final	2,00	2,01	27	0,50	1,45
PV-68	- PV-69	17,00	0,600	150	Mont	385,494		Inic		1,26	24	0,46	1,28	PV	387,000	385,494	1,506
		Terra		PVC	Jus	385,392		Final		2,01	27	0,50	1,45
PV-69	- PV-70	7,00	56,314	150	Mont	385,392		Inic		1,27	8	2,26	43,52	PV	387,000	385,392	1,608
		Terra		PVC	Jus	381,450		Final		2,02	9	2,46	49,46
PV-70	- PV-17	7,00	1,343	150	Mont	381,450		Inic		1,27	19	0,61	2,39	PV	382,500	381,450	1,050
		Terra		PVC	Jus	381,356	0,05	Final		2,02	22	0,66	2,73
LAB	- PV-15	43,00	2,558	150	Mont	392,450		Inic	1,50	1,51	16	0,76	3,97	PV	393,500	392,450	1,050
		Terra		PVC	Jus	391,350		Final	1,50	1,51	16	0,76	3,97
GUA	- PV-18	6,71	0,600	150	Mont	376,950		Inic	1,50	1,50	24	0,46	1,28	PV	378,000	376,950	1,050
		Terra		PVC	Jus	376,910	0,10	Final	1,50	1,50	24	0,46	1,28

CDD	(lançamento)	Inic.	50,22	PV	393,000	391,507	1,493
		Final	219,46
ALA	(lançamento)	Inic.	50,33	PV	367,000	365,500	1,500
		Final	219,57
EEF	(lançamento)	Inic.	12,40	PV	378,000	376,486	1,514
		Final	16,18
Obs:	Trechos com vazão	inferior a 1,5 l/s são calculados com vazão	= 1,5 l/s

PRXXXXXX XX XXXXXXX XX XXXXXXXXXXX XXXXXXXXX XX XXXX XXXXXX XX XXXXX XXXX - XX XROJETO BÁSICO – MEMORIAL DESCRITIVO E DE CÁLCULO

4.2.9 Drenagem

Com o objetivo de dotar a área de um dispositivo de drenagem capaz de captar e conduzir os deflúvios procedeu-se o dimensionamento, fazendo a verificação das condições de suficiência hidráulica das obras, através de obras de microdrenagem.

A principal função do sistema de Microdrenagem é coletar e conduzir a água pluvial até o sistema de macrodrenagem, além de retirar a água pluvial dos pavimentos das vias públicas, evitar alagamentos, oferecer segurança aos pedestres e motoristas e evitar ou reduzir danos.

As etapas para a elaboração de um projeto de microdrenagem da área da Estação de Tratamento de Esgoto, compreendem:

✓ Cálculo da vazão do escoamento superficial;

✓ Cálculo da área de contribuição ou da bacia de contribuição;

✓ Cálculo da vazão da área de contribuição;

✓ Comparação entre as vazões do escoamento superficial e da área de contribuição;

✓ Nivelamento da rede projetada;

✓ Determinação da quantidade de dispositivos;

✓ Elaboração do projeto gráfico: dispositivos de captação, ramais, caixas de drenagem, redes e válvulas;

Os projetos de microdrenagem devem contemplar: o diâmetro, material, locação das redes, cobrimento mínimo sobre as redes, dispositivos de captação, condução e lançamento das águas pluviais, conexão dos ramais de ligação dos dispositivos, espaçamento máximo entre caixas de drenagens e a locação dos dispositivos.

Os dispositivos são elementos de captação das águas pluviais que escoam nas vias e sarjetas, podendo ser: Boca de lobo, boca de leão, grelha, combinação entre elas (Boca de lobo e leão) e suas variações: Simples, duplas, triplas, entre outras.

Abaixo, segue o dimensionamento das redes de drenagem subterraneas.

MDC-2020.021-MG.PNA-DMAES-SES-PB=0

PLXXXXXX XX XXXXXXX

XXXXX XXXXX XXXX - XX 09-05-2020

DRENAGEM - ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ESGOTOS Fl.1

T R E C H O S ÓRGÃOS ACESSÓRIOS MONTANTE

**************************************************************************************************** **************************** TRECHO COMPR. DECLIV. DIAM. COTA QUEDA ----VAZÃ0---- LAM. VELOC. TENSÃO TIPO ----COTAS----- PROF.

COLETOR JUS. CONC. JUS. DÁGUA TRATIVA TERRENO FUNDO

(m) (%) (mm) (m) (m) (l/s) (l/s) (%) (m/s) (Pa) (m) (m) (m)

**************************************************************************************************** ****************************

PVD1 - PVD2	30,00	12,050	600	Mont	397,743		Inic 18,25	18,26	6	2,29	30,21	PV	399,443	397,743	1,700
	Terra		MC	Jus	394,128		Final 0,01	0,02	2	1,07	9,66
PVD2 - PVD3	22,00	11,705	600	Mont	394,128		Inic 210,58	228,85	22	4,87	93,08	PV	395,828	394,128	1,700
	Terra		MC	Jus	391,553		Final 0,01	0,04	2	1,05	9,36
PVD3 - PVD4	30,00	11,810	600	Mont	391,553		Inic 10,26	239,11	22	4,94	95,53	PV	393,253	391,553	1,700
	Terra		MC	Jus	388,010		Final 0,01	0,05	2	1,06	9,45
PVD4 - PVD5	30,00	11,893	600	Mont	388,010		Inic 198,90	438,02	30	5,90	124,75	PV	389,710	388,010	1,700
	Terra		MC	Jus	384,442		Final 0,01	0,07	2	1,06	9,52
PVD5 - PVD6	44,00	11,832	600	Mont	384,442		Inic 206,05	644,09	37	6,56	145,98	PV	386,142	384,442	1,700
	Terra		MC	Jus	379,236		Final 0,01	0,10	2	1,06	9,47
PVD6 - PVD7	36,00	8,819	600	Mont	379,236		Inic 6,06	650,16	41	5,91	115,95	PV	380,936	379,236	1,700
	Terra		MC	Jus	376,061	0,40	Final 0,01	0,12	2	0,92	7,11
PVD7 - PVD8	29,00	0,600	1000	Mont	375,661		Inic 22,65	847,07	47	2,31	14,48	PV	377,761	375,661	2,100
	Terra		MC	Jus	375,487		Final 0,01	0,16	2	0,34	0,80
PVD8 - PVD9	43,00	0,600	1000	Mont	375,487		Inic 47,88	894,96	48	2,34	14,79	PV	377,795	375,487	2,308
	Terra		MC	Jus	375,229		Final 0,01	0,18	2	0,34	0,80
PVD9 - ALA	41,00	22,754	700	Mont	375,229		Inic 93,06	1637,49	42	10,63	354,55	PV	378,413	375,229	3,184
	Terra		MC	Jus	365,900		Final 0,01	0,30	1	1,11	11,92
CALHAE- PVD10	21,00	15,262	600	Mont	379,505		Inic 174,24	174,25	18	4,94	101,57	PV	381,205	379,505	1,700
	Terra		MC	Jus	376,300		Final 0,01	0,02	1	1,15	11,48
PVD10 - PVD7	22,00	1,086	600	Mont	376,300		Inic	174,25	35	1,93	12,79	PV	378,000	376,300	1,700
	Terra		MC	Jus	376,061	0,40	Final	0,02	3	0,45	1,46

CALHAD- PVD11	8,00	30,075	600	Mont	380,453	Inic 355,34	355,34	21	7,73	236,07	PV	382,153	380,453	1,700
	Terra		MC	Jus	378,047	Final 0,01	0,01	1	1,32	16,57
PVD11 - PVD12	34,00	3,024	600	Mont	378,047	Inic 100,82	456,17	45	3,63	42,72	PV	379,747	378,047	1,700
	Terra		MC	Jus	377,019	0,40 Final 0,01	0,03	2	0,64	3,20
PVD12 - PVD13	73,00	0,985	1000	Mont	376,619	Inic 91,63	547,82	32	2,46	18,02	PV	378,719	376,619	2,100
	Terra		MC	Jus	375,900	Final 0,01	0,06	1	0,41	1,24

Obs: Trechos com vazão inferior a 1,5 l/s são calculados com vazão = 1,5 l/s

PLANILHA DE CÁLCULO

DEMAE PONTE NOVA - MG 29-05-2020

DRENAGEM - ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ESGOTOS Fl.2

T R E C H O S ÓRGÃOS ACESSÓRIOS MONTANTE

TRECHO

COMPR. DECLIV. DIAM.

COTA QUEDA

COLETOR JUS.

----VAZÃ0 LAM. VELOC. TENSÃO

CONC. JUS. DÁGUA TRATIVA

TIPO ----COTAS-----

TERRENO XXXXX

XXXX.

(x)

(%)

(xx)

(x) (x)

(x/x)

(x/x) (%)

(x/x) (Xx)

(x)

**************************************************************************************************** ****************************

****************************************************************************************************							****************************
PVD13 - PVD9 56,00	0,600 1000	Mont 375,900	Inic 101,61 649,45	40	2,15	13,05	PV 378,000 375,900 2,100
Terra	MC	Jus 375,564	0,34 Final 0,01 0,09	2	0,34	0,80

ALA	(lançamento)	Inic.	1637,49	PV 368,000 365,900 2,100
		Final	0,30

**************************************************************************************************** ****************************

OBS: TRECHOS COM VAZÃO INFERIOR A 1,5 L/S SÃO CALCULADOS COM VAZÃO = 1,5 L/S

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