Plutocalc Água e Efluentes

Plutocalc Water

Cálculos instantâneos para os profissionais do meio ambiente


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Conversão de unidades

Ângulo

Graus
°
minutos
segundos
 
Graus em decimal
°
 
Radianos
rad
π.rad

Área

Métrico
mm²
cm²
km²
ha
 
EUA
in²
ft²
mi²

Condutividade e resistividade

Condutividade
µS/cm
mS/cm
S/cm
S/m (A/V/m)
µmho/cm
mmho/cm
mho/cm
mho/m
abmho/m
 
Resistividade
MΩ.cm
Ω.m (V/A.m)
Ω.cm

Densidade e concentração

Métrico
µg/L
mg/L
g/cm³
g/L
kg/m³
mg/mL
 
EUA
lb/in³
lb/ft³
lb/gal

Energia

Métrico
J
Wh
kWh
cal
kcal
N.m
kgf.m
 
EUA
BTU (iso)
hp.h
lb/in
Eq. ton de Carvão
Eq. ton de Óleo

Vazão - massa

Métrico
kg/s
kg/min
kg/h
kg/dia
g/min
 
EUA
lb/s
lb/min
lb/h
lb/dia

Vazão - volume

Métrico
m³/s
m³/min
m³/h
m³/dia
L/s
L/min
L/h
L/dia
 
EUA
gal/s (gps)
gal/min (gpm)
gal/h (gph)
gal/dia (gpd)
Mgal/dia (mgd)
ft³/min (cfm)
ft³/s (cfs)
barris de óleo/dia (bpd)

Fluxo e taxas

Métrico
L/(m².h) LMH
m³/(m².dia) m/dia
m³/(m².h) m/h
m³/(m².min) m/min
m³/(m².s) m/s
   
EUA
gal/(ft².dia) GFD
gal/(ft².h) GFH
gal/(ft².min) GFM
gal/(ft².s) GFS
ft³/(ft².dia) ft/dia
ft³/(ft².h) ft/h
ft³/(ft².min) ft/min
ft³/(ft².s) ft/s

Força

Métrico
N
kN
kgf
dyn
 
EUA
lbf
pdl

Dureza da água

Dureza
mg/L CaCO3
meq/L
mmol/L
°dH
°e
°fH
gpg

Comprimento

Métrico
m
cm
mm
µm
nm
km
 
EUA
in
mil
ft
yd
mi

Massa

Métrico
kg
g
mg
µg
toneladas
 
EUA
lb
oz
ton

Potência

Métrico
W (J/s)
kW
cal/s
kcal/h
kgf.m/s
 
EUA
hp
bhp
BTU/s

Pressão

Métrico
bar
Pa
kPa
kg/cm² (kgf)
atm
mH2O
mmHg
 
EUA
psi
ftH2O
inH2O
inHg

Velocidade

Métrico
m/s
m/min
m/h
m/dia
km/h
cm/h
cm/min
cm/s
 
EUA
in/h
in/min
in/s
ft/h
ft/min
ft/s
mi/h (mph)
mi/min (mpm)

Temperatura

Métrico
°C
Kelvin
EUA
°F

Tempo

Composto¹
dias
horas
minutos
segundos
 
Decimal²
dias
horas
minutos
segundos

1 Cada caixa representa um componente da data/hora no formato: [dd][hh]:[mm]'[ss]''

2 Cada caixa representa a soma de dias, horas, minutos e segundos convertida à mesma unidade.




Volume

Métrico
L
mL
µL
pL
 
EUA
gal (US)
gal (Imperial)
in³
ft³
fl oz
barril de óleo

Geometria e capacidades

Capacidade de tanque pulmão

Vazão média
m³/h gpm
Vazão máxima
m³/h gpm
Duração do pico de vazão máxima
min h
Vazão mínima
m³/h gpm
Duração do pico de vazão mínima
min h
Volume do tanque pulmão
L ft³

Volume do cilindro

Diâmetro
mm in
Altura
mm in
Volume
L ft³

Volume do cone

Diâmetro
mm in
Altura
mm in
Volume
L ft³

Volume do cubo

Comprimento das arestas
mm in
mm in
mm in
Volume
L ft³

Propriedades do círculo

Diâmetro
mm in
Raio
mm in
Perímetro
mm in
Área
mm² in²
ft²

Tanque horizontal cilíndrico

Diâmetro
mm in
Nível da água
mm in
Comprimento
mm in
Volume
L ft³

Capacidade de plantas municipais

Produção per capita*
L/dia gal/dia
População
habitantes
Vazão da planta
L/s mgd

*A Organização Mundial da Saúde (OMS) recomenda de 100 a 300 L/dai/hab para o nível de serviço ótimo de suprimento de água potável.


Diâmetro nominal de tubos

Diâmetro nominal / DN
Nomenclatura da espessura da parede
Nomenclaturas equivalentes*

Nenhum

Diâmetro externo
mm in
Diâmetro interno
mm in
Área interna
mm² in²
Espessura da parede
mm in

*Outras especificações com o mesmo diâmetro e espessura de parede.

Dimensões "Nominal Pipe Size" das normas ASME B36.10M, ASME B36.19M e ISO 6708. Válidas para tubos de Aço Inoxidável, Aço Carbono, PVC e CPVC.


Volume de chuva

Área de contribuição
ft²
km² mi²
Precipitação
mm in
Volume
ft³

Tamanho de peneiras

Padrão US
Padrão Tyler (Mesh)
Abertura
mm in

Nomenclaturas e tamanhos de acordo com a norma ASTM-E11 (2015).


Propriedades do triângulo

Resultados desejados
Ângulo 1, Ângulo 2, Ângulo 3
Lado 2, Lado 3, Ângulo 1
Lado 3, Ângulo 1, Ângulo 2
Dimensões dos lados
Lado 1 mm in
Lado 2 mm in
Lado 3 mm in
Ângulos*
Ângulo 1 ° rad
Ângulo 2 ° rad
Ângulo 3 ° rad
Perímetro
mm in
Área
mm² in²
ft²

*Ângulos são nomeados com o numeral do lado oposto (exemplo: A1 refere-se ao ângulo oposto ao lado S1).


Energia e potência

Potência de sopradores e compressores

Vazão
Nm³/h ft³/min
Densidade do ar na CNTP
kg/m³ lb/ft³
Pressão na sucção*
bar psi
Pressão na descarga*
bar psi
Temperatura
°C °F
Rendimento mecânico
%
Rendimento elétrico
%
Potência
kW hp


*Pressões absolutas. Usar o valor padrão (1.013 bar) para tomada de ar na pressão atmosférica.

Cálculos de Metcalf and Eddy, Wastewater Engineering, 2003


Perda de carga em tubulações

Vazão
m³/h gpm
Rugosidade do tubo
mm in
Viscosidade cinemática
cSt
Comprimento
m ft
Diâmetro interno
mm in
Perda de carga
m ft
Velocidade
m/s ft/s


Regulagem de bombas dosadoras

Vazão de dosagem desejada
L/h gal/h
Vazão máxima da bomba
L/h gal/h
Stroke
%

Gradiente de velocidades de mistura

Volume do reator/clarificador
ft³
Viscosidade dinâmica (µ)
Pa.s cP
Potência
kW hp
Gradiente de velocidades
s-1


Canais abertos ou tubos parcialmente cheios

Geometria da seção transversal
Largura da base
mm in
Largura da base do talude¹
mm in
Diâmetro interno
mm in
Profundidade da água
mm in
Inclinação do canal²
m/m ou in/in %
Coeficiente de Manning³
Viscosidade cinemática
m²/s cSt
Vazão
m³/h gpm
Velocidade média
m/s ft/s
Reynolds
Froude
Energia cinética
m ft
Energia específica
m ft
Raio hidráulico
mm in
Perímetro molhado
mm in


¹ Base do triângulo retângulo que tem a profundidade de água como altura e o talude como hipotenusa. O solver considera o canal com dois taludes simétricos, um em cada lateral.

² Inclinação do canal ou a perda de altitude por distância percorrida na horizontal.

³ Valores típicos da literatura: 0.013 para concreto e ferro fundido, 0.03 para brita e 0.01 para material plástico liso.

Placas de orifício com fluidos incompressíveis

Tomadas de pressão¹
Diâmetro interno do tubo
mm in
Diâmetro interno do orifício
mm in
Densidade do fluido
kg/m³ lb/ft³
Viscosidade dinâmica (µ)
Pa.s cP
Vazão
m³/h gpm
Coeficiente de descarga
Perda de carga entre as tomadas de pressão
bar psi
Perda de carga no sistema
m ft

Cálculos de acordo com a ISO 5167 (2003) e com a ASME MFC-14M (2001) válidos para fluidos incompressíveis, placas de orifício com gumes afiados; diâmetro do orifício >=12.5mm, 1m >; diâmetro do tubo > 25mm, 0.75 >; relação de diâmetro orifício/tubo > 0.1

¹ Tipo de instalação da tomada de pressão e distâncias a jusante e a montante. D representa o diâmetro interno do tubo.


Medição de vazão em calhas Parshall

Largura padronizada da garganta¹
Nível de água primário² (Ha)
mm in
Nível de água secundário³ (Hb)
mm in
Vazão
m³/h gpm
Taxa de submergência

¹ Tamanhos padronizados de acordo com a ASTM D1941 (2013).

² Carga hidráulica na seção de convergência do canal.

³ Carga hidráulica no interior da garganta. Utilizado apenas em calhas com fluxo submerso, deixar em branco para calhas operando em descarga livre.

Cálculos em regime livre de acordo com a ASTM D1941 (2003). Cálculos em regime submerso de acordo com a ISO 9826 (1992).


Potência de bombas

Vazão
m³/h gpm
Densidade do fluido
kg/m³ lb/ft³
Altura manométrica
m ft
Rendimento mecânico
%
Rendimento elétrico
%
Potência
kW hp


Medição de vazão em calhas retangulares

Nível de água¹ (h)
mm in
Largura do canal de alimentação (B)
mm in
Largura da garganta (b)
mm in
Comprimento da garganta (L)
mm in
Altura da lombada² (p)
mm in
Vazão
m³/h gpm

Os coeficientes de descarga e os nomes das variáveis foram definidos de acordo com a ISO 4359 (1983). Dispositivos também conhecidos como canais Venturi.

¹ De acordo com a norma, o nível é determinado no canal de alimentação

² Deixar em branco se a calha possui fundo plano (típico).


Reynolds e velocidade

Diâmetro hidráulico
mm in
Vazão
m³/h gpm
Velocidade média
m/s ft/s
Densidade do fluido
kg/m³ lb/ft³
Viscosidade dinâmica (µ)
Pa.s cP
Reynolds


Contaminantes

Tabela periódica

Elemento
Número atômico
Peso atômico
Grupo
Configuração eletrônica

Nenhum

Estados de oxidação

Nenhum

Temperatura de fusão
°C °F
Temperatura de ebulição
°C °F
Densidade
kg/m³ lb/ft³
Energia de ionização
eV


Balanço iônico e condutividade

Cátions mg/L CaCO3 meq/L
Alumínio Al3+
Íon Amônio NH4+
Bário Ba2+
Cálcio Ca2+
Cobre Cu2+
Hidrogênio H+
Íon Ferroso Fe2+
Íon Férrico Fe3+
Magnésio Mg2+
Manganês Mn2+
Potássio K+
Sódio Na+
Estrôncio Sr2+
Ânions mg/L CaCO3 meq/L
Bicarbonato HCO3-
Carbonato CO32-
Cloreto Cl-
Fluoreto F-
Iodo I-
Hidróxido OH-
Nitrato NO3-
Fosfato (tribásico) PO43-
Fosfato (dibásico) HPO42-
Fosfato (monobásico) H2PO4-
Sulfato SO42-
Sulfato de Hidrogênio HSO4-
Sulfito SO32-
Sulfeto S2-
Neutros mg/L CaCO3 meq/L
Amônia NH3
Sílica* SiO2
Dióxido de Carbono CO2

Balanço
Somatória dos cátions meq/L
Somatória dos ânions meq/L
Soma ânions+sílica+CO2 meq/L
Condutividade @ 25°C (se balanceado) µS/cm
Sólidos Totais Dissolvidos (STD) mg/L

*Na troca iônica o SiO2 é considerado fracamente ionizado como H2SiO3(ácido silícico). SiO2 tem peso molecular 60 e é removido como SiO2- monovalente.

Condutividade do CO2 e pH em água pura

Temperatura
°C °F
CO2 dissolvido
mg/L CO2 mg/L CaCO3
Condutividade e resistividade
µS/cm MΩ.cm
pH


Cálculos de Truman S. Light, Elizabeth A. Kingman e Anthony C. Bevilacqua, Thornton Associates Inc, 1995, The Conductivity of low concentrations of CO2 dissolved in ultrapure water from 0-100°C.


Purga e concentrações em caldeiras

Concentração na alimentação*
mg/L lb/gal
Concentração no balão da caldeira*
mg/L lb/gal
Taxa de purga
%
Ciclos
Vazão de purga
kg/h lb/h
Vazão de vapor
kg/h lb/h

*Concentrações medidas à 25°C (77°F), não na temperatura interna da caldeira.


Relações entre TOC, DQO e KMnO4

Demanda Química de Oxigênio (DQO)
mg/L O2
Matéria Orgânica como Permanganatos
mg/L KMnO4
Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO)
mg/L O2
Carbono Orgânico Total (TOC ou COT)
mg/L C

Estimativas grosseiras para águas de superfície com base na referência de DOW Water and Process Solutions Answer Center.


Índice de Saturação de Langlier - LSI

Temperatura
°C °F
Cálcio
mg/L CaCO3 mg/L Ca
Alcalinidade
mg/L CaCO3 mg/L HCO3
Sólidos Totais Dissolvidos
mg/L
pH
LSI

Equações de Edstrom Industries, 1998, Scale Forming Tendency of Water MI-4170.


Índice Modificado de Fouling - MFI

Temperatura
°C °F
Pressão
bar psi
Diâmetro efetivo da membrana¹
mm in
Área da membrana
ft²
Vazão média durante a formação da torta²
L/h gal/h
Inverso da vazão média durante a formação da torta² (Δt/ΔV)
s/L s/gal
Volume filtrado durante a formação da torta² (ΔV)
L gal
MFI
s/L²

Condições de teste e cálculos de acordo com a ASTM D8002 (2015) para o MFI 0.45. O MFI será normalizado em caso de temperaturas, área e pressões diferentes das condições padrão de teste.

¹ Membrana com 47mm de diâmetro e tamanho médio de poros de 0.45µm operando a 200±2KPa (2±0.02 bar). O diâmetro efetivo depende do suporte utilizado para o filtro.

² A formação da torta corresponde ao trecho linear do gráfico (t/V) vs (V). t representa o tempo transcorrido e V o volume em litros.




Silt Density Index - SDI

Tempo para os 500mL iniciais
s min
Tempo total do ensaio (T)*
s min
Tempo para os 500mL finais
s min
SDIT
SDI máximo para o tempo T

*O tempo total de 15 minutos é o padrão para validação da garantia de membranas de Osmose Reversa e Nanofiltração.




Índice Volumétrico de Lodo - IVL

Volume do sedimento após 30min
mL/L
Sólidos suspensos totais
mg/L lb/gal
Índice Volumétrico de Lodo (IVL)
mL/g

¹ Este parâmetro também pode refereir-se aos SSTA (sólidos suspensos totais no tanque de aeração).




Relação alimento-microorganismos - F/M

Vazão de entrada
m³/h gpm
DBO na entrada
mg/L lb/gal
Sólidos suspensos no tanque de aeração¹
mg/L lb/gal
Volume do reator/clarificador
ft³
Relação alimento-microorganismos (A/M)

¹ Este valor pode referir-se aos SSVTA (sólidos suspensos voláteis no tanque de aeração) ou aos SSTA (sólidos suspensos no tanque de aeração).




Soluções

Dosagem química

Vazão de água
m³/h gpm
Dose química*
mg/L (ppm) lb/ft³
Concentração em estoque
%m/m mg/L (ppm)
Densidade no estoque
kg/m³ (g/L) lb/ft³
Vazão do produto químico - massa
kg/h lb/h
kg/dia lb/dia
Vazão do produto químico - volume
L/h gph
L/dia gpd

*Dose química como se o produto estivesse 100% concentrado.


Dosagem de químicos em base seca

Vazão de água
m³/h gpm
Dose química*
mg/L (ppm) lb/ft³
Vazão do produto químico
g/min lb/min
kg/h lb/h
kg/dia lb/dia

*Dose química como se o produto estivesse 100% concentrado.


Densidade de soluções químicas

Solução química

Temperatura
°C °F
Concentração
%m/m mg/L (ppm)
Densidade
kg/m³ (g/L) lb/ft³
Gravidade específica
Densidade Baumé
°B


Propriedades interpoladas das tabelas disponíveis no livro Perry's Chemical Engineers Handbook e na literatura dos fabricantes de produtos químicos.


Propriedades da água

Temperatura
°C °F
Densidade
kg/m³ lb/ft³
Viscosidade dinâmica (µ)
Pa.s cP
Viscosidade cinemática (v)
m²/s cSt
pH
Condutividade e resistividade
µS/cm MΩ.cm

Propriedades na pressão atmosférica (100 KPa) e na forma líquida. Equações provenientes de R.C. Weast, 1983, CRC Handbook of Chemistry and Physics, 64th edition; de the David R. Maidment, 2003 Handbook of Hydrology, McGraw-Hill; de Truman S. Light, Elizabeth A. Kingman e Anthony C. Bevilacqua, Thornton Associates Inc, 1995, The Conductivity of low concentrations of CO2 dissolved in ultrapure water from 0-100°C; e de IAEA: Environmental Isotopes in the hydrological cycle: Principles and Applications Vol 1.


Propriedades dos gases

Gás
Temperatura
°C °F
Densidade
kg/m³ lb/ft³
Peso molecular

Propriedades na pressão atmosférica (100 KPa). Equações provenientes de MWH, 2005, Water Treatment Principles and Design 2nd edition.


Solubilidade do oxigênio na água

Temperatura
°C °F
Pressão barométrica
atm mmHg
Salinidade
%m/m mg/L (ppm)
Solubilidade
mg/L

Equações de Benson and Krause,1980 e 1984.


Mistura de correntes

Corrente 1
Vazão1
%
Concentração2
 
Corrente 2
Vazão1
%
Concentração2
 
Corrente 3
Vazão1
%
Concentração2
 
Mistura
Vazão total
Concentração

1 Admite qualquer unidade de vazão ou volume (L/h, m³/h, gpm, m³, L, gal, etc...).

2 Admite qualquer unidade de concentração (mg/L, ppm, ppb, %, etc...) ou de temperaturas.




Relações entre gravidade específica, Baumé, Brix e API

Temperatura
°C °F
Densidade
kg/m³ lb/ft³
Gravidade específica a 60°F (15.6°C)
Baumé para líquidos mais pesados que a água
°B
Baumé para líquidos mais leves que a água
°B
Gravidade API
°API
Brix¹
°Bx

Equações do Perry's Chemical Engineers Handbook (8th Edition), 2008, McGraw-Hill e do API Manual of Petroleum Measurement Standards Chapter 11, 2004.

¹ O Brix é calculado de acordo com a fórmula simplificada Este solver considera a gravidade específica a 15°C, diferente do padrão 20°C usado na definição do Brix.


Adsorção e Troca Iônica

Capacidade de sorção ou de troca iônica

Vazão
m³/h gpm
Sólidos na entrada
mg/L
Sólidos na saída
mg/L
Capacidade da mídia*
mg/L
Volume da mídia
L ft³
Duração da campanha
h dias
Volume produzido na campanha
gal
Tempo de contato
BV/h min

*A capacidade do meio é expressa em mg de soluto por Litro de meio filtrante. Para sistemas de troca iônica é possível utilizar concentrações em meq/L ao invés de mg/L.




Tempo de contato e BV/h

Vazão
m³/h gpm
Volume da mídia
L ft³
Tempo de contato
BV/h* min

*"Bed volumes per hour" ou volumes de leito por hora (VL/h).




Regeneração de resinas de troca iônica

Volume da mídia
L ft³
Densidade da água
kg/m³ lb/ft³
Concentração em estoque
%m/m mg/L (ppm)
Densidade no estoque
kg/m³ (g/L) lb/ft³
Dosagem de regenerante*
g/Lresina lb/ft³resina
Concentração após diluição
%m/m mg/L (ppm)
Tempo de contato
min BV/h
Regenerante na concentração de estoque
L gal
kg lb
L/h gal/h
Regenerante diluído
L gal
kg lb
L/h gal/h
Água de diluição
L gal
L/h gal/h

*Dosagem química por litro de resina em concentrações de 100%.


Dimensionamento de abrandador por troca iônica

Vazão bruta
m³/h gpm
Duração da campanha
h dias
Volume produzido na campanha
gal
Dureza da água de alimentação
mg/L CaCO3 meq/L
Concentração de Sódio na alimentação
mg/L meq/L
Temperatura de projeto
°C °F
Fator de segurança desejado¹
Nível de regenerante
g/Lresina
Concentração de NaCl na regeneração
%
 
Resina²

Não definida

 
Volume de resina
L ft³
Diâmetro interno da coluna
mm in
Altura cilíndrica da coluna
mm in
Altura da resina
mm in
 
Perda de carga na temperatura de projeto
bar psi
Fator de segurança final¹
Tempo de contato
min BV/h
Fuga de dureza
mg/L CaCO3 meq/L
NaCl @ 100% para regeneneração
kg lb
Volume de NaCl diluído
L gal
Consumo de água na regeneração
gal
Duração total da regeneração
min h
 
Regeneração passo 1 - contralavagem³
m³/h gpm
min h
Regeneração passo 2 - injeção NaCl³
m³/h gpm
min h
Regeneração passo 3 - deslocamento³
m³/h gpm
min h
Regeneração passo 4 - enxágue rápido³
m³/h gpm
min h

Dimensionamento baseado nos manuais de engenharia das resinas.

¹ O fator de segurança é aplicado sobre o volume de resinas calculado. O coeficiente de segurança final pode ser maior porque o solver arredonda o volume de resinas. Valores típicos: 1.05 a 1.15.

² Resinas sugeridas: Amberlite™ IR120, Amberjet™ 1200, DOWEX™ Marathon™ C ou DOWEX™ HCR-S.

³ Contralavagem no sentido ascendente. Operação, injeção, deslocamento e enxágue no sentido descendente.


Filtros e membranas

Velocidade e taxa de filtro cilíndrico

Vazão
m³/h gpm
Diâmetro
mm in
Taxa
m/h ft/h

Fluxo nas membranas

Vazão bruta de permeado
m³/h gpm
Área do módulo
ft²
Quantidade de módulos
elementos
Área total
ft²
Fluxo
LMH GFD

Recuperação

Vazão de alimentação
m³/h gpm
Vazão líquida de produto
m³/h gpm
Vazão de concentrado
m³/h gpm
Recuperação
%
Fator de concentração

Recuperação de membranas em série

Recuperação média por módulo
%
Módulos em série
Recuperação total do sistema
%

MF/UF comparação e normalização

Fluxo
LMH GFD
Pressão efetiva de filtração
bar psi
Temperatura atual
°C °F
Temperatura de referência
°C °F
Permeabilidade à água¹
LMH/bar GFD/psi

Válido para membranas porosas de Microfiltração e Ultrafiltração. A permeabilidade é usada para comparar folhas de dados ou o desempenho de plantas reais. Formações de depósitos reduzem a permeabilidade.

¹ Se a "temperatura atual" é diferente da "temperatura de referência", calcula a permeabilidade normalizada.




Comparação de membranas de OR

Solução de teste
Concentração da solução
mg/L (ppm) %m/m
Temperatura
°C °F
Pressão de alimentação
bar psi
Recuperação
%
Área do módulo
ft²
Vazão de permeado
m³/dia gpd
Rejeição de sais
%
Coeficiente de transporte de água¹ a 25°C
LMH/bar GFD/psi
Coeficiente de transporte de sais² a 25°C
LMH GFD


Os coeficientes de transporte de massa permitem a comparação de folhas de dados de membranas de Osmose Reversa (e de algumas de Nanofiltração) que foram testadas em condições diferentes ou entre elementos novos e usados. O solver foi calibrado para testes em um único elemento de membrana. Maiores informações sobre as equações utilizadas podem ser encontradas aqui.

¹ Fluxo na membrana por unidade de pressão efetiva (permeabilidade) ou coeficiente-A. Membranas com baixo coeficiente-A operam em pressões mais altas para produzir a mesma vazão de permeado.

² Coeficiente de difusão de sais através da membrana ou coeficiente-B. Membranas com um baixo coeficiente-B possuem maiores rejeições de sais. Notar que cada composto iônio possui um coeficiente B próprio, logo, não é possível comparar uma membrana testada com NaCl com outra que usou uma solução de CaCl2.


Normalização e comparação de plantas de OR

Vaszão de permeado
m³/h gpm
Vazão de concentrado
m³/h gpm
Recuperação
%
Pressão de alimentação
bar psi
Pressão do concentrado
bar psi
Pressão diferencial¹
bar psi
Pressão do permeado
bar psi
Temperatura
°C °F
Área total das membranas
ft²
Sólidos Totais Dissolvidos na alimentação
µS/cm mg/L
Sólidos Totais Dissolvidos no permeado
µS/cm mg/L
Rejeição de sais
%
Coeficiente de transporte de água² a 25°C
LMH/bar GFD/psi
Coeficiente de transporte de sais³ a 25°C
LMH GFD


Este solver foi baseado na norma ASTM D4516 (2010) mas a vazão de permeado normalizada é expressa em permeabilidade e a passagem de sais normalizada através do coeficiente de transporte de sais.. Este formato permite a comparação entre o desempenho de diferentes plantas, independente da vazão ou da configuração. Maiores informações sobre as equações utilizadas podem ser encontradas aqui.

¹ Fabricantes recomendam a limpeza das membranas após um incremento de 10% neste índice em comparação à partida.

² Permeabilidade ou coeficiente-A. Diretamente proporcional à vazão de permeado normalizada. Fabricantes de membranas recomendam a limpeza das membranas após uma redução de 10% neste índice em comparação à partida.

³ Velocidade de passagem de sais ou coeficiente-B. Proporcional à rejeição/passagem de sais normalizada. Fabricantes de membranas recomendam a limpeza após um incremento de 10% neste índice em comparação à partida.


Dimensionamento de skid de OR/NF

Vazão de permeado
m³/h gpm
Recuperação
%
Área do módulo
ft²
Fluxo de projeto
LMH GFD
Elementos por vaso
elementos
Vasos por estágio

Nenhum

Fluxo de acordo com o arranjo
LMH GFD


O projeto resultante pode necessitar de ajustes em caso de altas temperaturas, altas recuperações ou uso de membranas de pressão muito baixa. Sempre valide o resultado deste cálculo no aplicativo de projeção do fabricante de membranas.


Perda de carga em meios granulares

Tipo de mídia¹
Taxa/velocidade de filtração
m/h ft/h
Altura da mídia
mm in
Viscosidade dinâmica (µ)
Pa.s cP
Densidade do fluido
kg/m³ lb/ft³
Tamanho efetivo médio da partícula
mm in
Porosidade
%
Coeficientes de Ergun
Kv Ki
Perda de carga
m in

¹ Define os valores de entrada para o tamanho das partículas, porosidade e os coeficientes de Ergun.

Equações provenientes de MWH, 2005, Water Treatment Principles and Design 2nd edition.




Expansão de leitos na contralavagem

Tipo de mídia¹
Altura da mídia
mm in
Expansão desejada
%
Altura final
mm in
Viscosidade dinâmica (µ)
Pa.s cP
Densidade do fluido
kg/m³ lb/ft³
Densidade da partícula
kg/m³ lb/ft³
Tamanho efetivo médio da partícula
mm in
Porosidade do leito assentado
%
Coeficientes de Ergun
Kv Ki
Velocidade/taxa de contralavagem
m/h ft/h

¹ Define os valores de entrada para o tamanho das partículas, porosidade e os coeficientes de Ergun.

Equações de MWH, 2005, Water Treatment Principles and Design 2nd edition baseadas nos modelos de Akgiray and Saatçi, 2001.




Reações

Equilíbrio da Amônia

pH
Nitrogênio Amoniacal Total
mg/L N µmol/L
Íon Amônio NH4+
mg/L µmol/L
Amônia NH3 (gás)
mg/L µmol/L

Constantes de equilíbrio a 25°, pK=9.24.


Equilíbrio do Ácido Bórico

pH
Boro total dissolvido
mg/L B µmol/L
Ácido Bórico H3BO3
mg/L µmol/L
Íon Borato B(OH)4-
mg/L µmol/L

Constantes de equilíbrio a 25°C, pK=9.24.


Equilíbrio de Carbonatos

Temperatura
°C °F
pH
Carbono inorgânico dissolvido total
mg/L CaCO3
Alcalinidade-M ou Total ¹
mg/L CaCO3
Alcalinidade-P ²
mg/L CaCO3
Dióxido de Carbono CO2 (gás)
mg/L mg/L CaCO3
Bicarbonato HCO3-
mg/L mg/L CaCO3
Carbonato CO32-
mg/L mg/L CaCO3

¹ A alcalinidade total ou M refere-se ao ponto de transição do indicador Metil-Orange (pH 4.6).

² A alcalinidade P ou carbonácea refere-se ao ponto de transição do indicador de Fenolftaleina (pH 8.3).

Cálculos para pK1 de Harned and Davis, 1943 e para pK2 de Harned and Scholes, 1941.


Desinfecção

Desinfetante

Temperatura
°C °F
Remoção logarítmica
log %
CT
min.mg/L
Dosagem*
mg/L (ppm) %m/m
Tempo de contato*
min h


CT representa a concentração multiplicada pelo tempo e é definida no documento EPA Interim Enhanced Surface Water Treatment Rule (IESWTR). Os valores de CT foram interpolados das tabelas provenientes da publicação EPA Disinfection Profiling and Benchmarking Guidance Manual Appendix C, 1999. *Não é necessário para o cálculo do CT.


Desinfecção com cloro para cistos de Giardia

pH
Cloro Livre
mg/L (ppm) %m/m
Temperatura
°C °F
Remoção logarítmica
log %
CT
min.mg/L
Tempo de contato
min h


CT representa a concentração multiplicada pelo tempo e é definida no documento EPA Interim Enhanced Surface Water Treatment Rule (IESWTR). Os valores de CT são calculados através das equações de regressão fornecidas no EPA Profiling and Benchmarking Guidance Manual Appendix E, 1999.


Desinfecção com UV

Patógenos
Remoção logarítmica
log %
Dose UV
µW.s/cm² mJ/cm²
Intensidade*
µW/cm²
Tempo de contato*
s min


As doses recomendadas foram interpoladas da EPA Ultraviolet Disinfection Guidance Manual for the LT2ESWTR, 2006. *O tempo de contato e a intensidade não são necessários para o cálculo da dosagem necessária.


Oxidação e precipitação do Ferro

Oxidante
Vazão do processo
m³/h gpm
Concentração de Fe2+
mg/L
Dosagem do oxidante (como 100%)*
mg/L
kg/h lb/h
kg/dia lb/dia
Alcalinidade consumida
mg/L
kg/h lb/h
kg/dia lb/dia
Produção de lodo seco
kg/h lb/h
kg/dia lb/dia

*Valores estequiométricos, sem fatores de segurança. Equações provenientes da publicação ASCE/AWWA Water Treatment Plant Design, 3rd edition, 2003.


Oxidação e precipitação do Manganês

Oxidante
Vazão do processo
m³/h gpm
Concentração de Mn2+
mg/L
Dosagem do oxidante (como 100%)*
mg/L
kg/h lb/h
kg/dia lb/dia
Alcalinidade consumida
mg/L
kg/h lb/h
kg/dia lb/dia
Produção de lodo seco
kg/h lb/h
kg/dia lb/dia

*Valores estequiométricos, sem fatores de segurança. Equações provenientes da publicação ASCE/AWWA Water Treatment Plant Design, 3rd edition, 2003.


Equilíbrio do Ácido Nitroso

pH
Nitritos totais
mg/L NO2 µmol/L
Ácido Nitroso HNO2
mg/L µmol/L
Íon Nitrito NO2-
mg/L µmol/L

Constantes de equilíbrio a 25°C, pK=3.15.


Equilíbrio de Fosfatos

pH
Fósforo Total
mg/L P µmol/L
Ácido Fosfórico H3PO4
mg/L µmol/L
Fosfato monobásico H2PO4-
mg/L µmol/L
Fosfato dibásico HPO42-
mg/L µmol/L
Fosfato tribásico PO43-
mg/L µmol/L

Constantes de equilíbrio a 25°C. pK1=2.12, pK2=7.21, pK3=12.33.


Lodo gerado pela dosagem de químicos

Vazão do processo
m³/h gpm
Dosagem química
Sulfato de Alumínio mg/L
Sulfato Férrico mg/L
Cloreto Férrico mg/L
PAC mg/L %Al
Polímeros mg/L
Turbidez removida
NTU
Produção de lodo seco*
kg/h lb/h
kg/dia lb/dia

*Valores médios determinados a partir de dados de plantas reais e ensaios em laboratório. Equações provenientes de MWH, 2005, Water Treatment Principles and Design 2nd edition.


Equilíbrio do Ácido Silícico

pH
Sílica total dissolvida
mg/L SiO2 µmol/L
Ácido Orto-Silícico Si(OH)4
mg/L µmol/L
Íon Silicato Si(OH)3-
mg/L µmol/L

Constantes de equilíbrio a 25°C, pK=9.86.


Equilíbrio de Sulfatos

pH
Sulfatos Totais
mg/L SO4 µmol/L
Sulfato de Hidrogênio HSO4-
mg/L µmol/L
Sulfato SO4-2
mg/L µmol/L

Constantes de equilíbrio a 25°C, pK=1.99.


Equilíbrio de Sulfetos

pH
Sulfetos totais
mg/L H2S µmol/L
Sulfeto de Hidrogênio H2S
mg/L µmol/L
Íon Bissulfeto HS-
mg/L µmol/L

Constantes de equilíbrio a 25°C, pK=7.02.


DBO Última

DBO no tempo t¹
mg/L
DBO Última
mg/L
Tempo²
dias
Taxa de desoxigenação
1/dia

¹ Usualmente o valor de DBO5é o medido nos laboratórios.

² 5 dias se estiver utilizando a DBO5.




Clarificadores

Taxa de aplicação superficial - circular

Vazão
m³/h gpm
Diâmetro
m ft
Taxa
m³/m².h ft³/ft².h

Taxa de aplicação superficial - retangular

Vazão
m³/h gpm
Comprimento das arestas
m ft
m ft
Taxa
m³/m².h ft³/ft².h

Tempo de detenção hidráulico

Vazão
m³/h gpm
Volume do reator ou clarificador
ft³
Tempo de detenção hidráulico
min h

Tempo de detenção dos sólidos

Vazão da planta
m³/h gpm
Vazão de descarte de lodo
m³/h gpm
Concentração de sólidos no reator¹
mg/L lb/gal
Concentração de sólidos no retorno de lodo²
mg/L lb/gal
Sólidos no clarificado/efluente tratado
mg/L lb/gal
Volume do reator/clarificador
ft³
Tempo de detenção dos sólidos³ (SRT)
h dias

¹ Para lodos ativados esta pode ser a concentração de SSVTA (sólidos suspensos voláteis no tanque de aeração).

² Sólidos na linha que retorna ao reator. Para lodos ativados esta é a concentração na linha de retorno dos lodos ativados ou a concentração de sólidos no lodo descartado.

³ Também conhecido como o tempo de residência médio celular.




Taxa de aplicação de sólidos

Vazão de alimentação do clarificador
m³/h gpm
Concentração de sólidos na alimentação¹
mg/L lb/gal
Área da seção transversal do clarificador
ft²
Taxa de aplicação de sólidos
kg/(m².h) lb/(ft².h)

¹ Para lodos ativados esta pode ser a concentração de SSVTA (sólidos suspensos voláteis) provenientes do tanque de aeração. Para sistemas de tratamento de água este parâmetro é representado pelos sólidos suspensos Totais (SST) na saída do floculador.




Taxa de aplicação volumétrica de sólidos

Vazão de entrada
m³/h gpm
Concentração de sólidos na alimentação¹
mg/L lb/gal
Volume do clarificador/reator
ft³
Taxa de aplicação volumétrica de sólidos
kg/(m³.dia) lb/(ft³.dia)

¹ Para lodos ativados esta pode ser a concentração de SSVTA (sólidos suspensos voláteis no tanque de aeração) no clarificador ou a DBO no tanque de aeração Para reatores anaeróbios esta costuma ser a carga de DQO.




Recirculação em sistemas de Lodos Ativados

Vazão da planta
m³/h gpm
Vazão de recirculação de lodo
m³/h gpm
Razão de recirculação de lodo¹
%
Concentração de sólidos no reator²
mg/L lb/gal
Sólidos retornando do clarificador³
mg/L lb/gal

¹ Esta razão é calculada utilizando as vazões ou as concentrações de sólidos.

² Para lodos ativados esta pode ser a concentração de SSVTA (Sólidos suspensos voláteis no tanque de aeração).

³ Sólidos na linha de recirculação de lodos ativados.




Sedimentação de partículas discretas

Diâmetro da partícula
mm in
Densidade da partícula
kg/m³ lb/ft³
Densidade do fluido
kg/m³ lb/ft³
Viscosidade cinemática
m²/s cSt
Velocidade de sedimentação*
m/h ft/h
Reynolds

*Equação de Stokes válida para partículas esféricas e fluxo laminar (Re menor que 1).




Concentração e massa de lodos

Massa de sólido
kg lb
Densidade dos sólidos*
kg/m³ lb/ft³
Porcentagem de sólidos
%m/m mg/L (ppm)
Volume de lodo
gal

*O lodo biológico típico tem uma densidade dos sólidos de 1550kg/m³, o lodo mineral, de aproximadamente 2600kg/m³.




Idade do lodo

Vazão de entrada
m³/h gpm
Sólidos suspensos totais na alimentação¹
mg/L lb/gal
Sólidos suspensos totais no reator²
mg/L lb/gal
Volume do reator³
ft³
Idade do lodo
h dias

¹ Este valor pode ser tanto os SST (sólidos suspensos totais) como os SSV (sólidos suspensos voláteis).

² Este valor pode referir-se aos SSVTA (sólidos suspensos voláteis no tanque de aeração) ou aos SSTA (sólidos suspensos no tanque de aeração). Caso pretenda utilizar os SSVTA, a entrada deve estar em SSV.

³ Para sistemas de lodos ativados, o reator é o tanque de aeração.




Finanças

Anuidade ordinária

Valor presente
Valor futuro
Taxa de juros
% per período
Quantidade de pagamentos/parcelas
Valor da parcela

Anuidade ordinária: Pagamentos são realizados no fim de cada período com juros compostos.



Anuidade vencida

Valor presente
Valor futuro
Taxa de juros
% per período
Quantidade de pagamentos/parcelas
Valor da parcela

Anuidade vencida: Pagamentos são realizados no início de cada período com juros compostos.



Taxa composta anual de crescimento

Valor inicial
Valor final
Quantidade de períodos
Taxa composta anual de crescimento
% por ano


Conversão de juros

Taxa de juros
% ano
% mês
% dia


Juros simples

Principal
Taxa de juros
% per período
Quantidade de períodos
Juros simples
Valor total


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Exportar os resultados Se seu sistema permitir, IMPRIMA para obter os resultados formatados e alinhados.

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As variáveis de preeenchimento opcional estão sempre no final.

Legenda

Retornar ao solver anterior.
Campo de entrada ou de resultados. Campos em branco são considerados como valores nulos ou zero.
Entrada inválida ou separador decimal incorreto (pode não ficar vermelha em alguns dispositivos).
Campo ativo com valores válidos.
Apenas resultados.
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m³/h Atalhos para conversões. Use o botão voltar para retornar aos cálculos.
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