Autodepuracao de um corpo hídrico

Autodepuração é um processo natural de recuperação de um corpo hídrico após o recebimento de uma certa quantidade de material biodegradável. Ocorre uma busca pelo equilíbrio, para restabelecer o estado antes do lançamento.

A Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO), concetração de oxigênio dissolvido e a temperatura (que intensifica os processo bioquímicos) estão entre os principais fatores que levam a um processo de autodepuração.

A reação de DBO é formulada de acordo com o modelo cinético de primeira ordem, podendo ser expressa da seguinte forma (Equação 1):




Após integração:




Onde:

  • Lt = DBO remanescente após t dias (mg/L);
  • L0 = DBO total de 1°. estágio (mg/L);
  • K1 = coeficiente de desoxigenação (d-1);
  • t = tempo (d).

    • ou:




    Onde:

  • y = DBO exercida em um tempo t (mg/L).

    • A reação de DBO que provoca um consumo de OD do meio líquido ocorre ao mesmo tempo que a reação de reoxigenação do meio líquido, na qual, por meio de processos exógenos, o oxigênio passa da atmosfera para a água. Essa transferência ocorre por uma reação de difusão em que a taxa de tranferência depende da concentração relativa do oxigênioi no ar e na água. Essa dinâmica também é modelada por uma reação de primeira ordem dada por (Equação 4):





    Onde:

  • D = Déficit de oxigênio;
  • K2 = coeficiente de reaeração (d-1) .

    • Como a equação 1 e a 4 ocorrem no mesmo instante, onde a equação 1 reduz OD e equação 4 aumenta o OD, elas podem ser combinadas em uma equação que resulta na seguinte:




    Onde:

  • Dt = Déficit de oxigênio dissolvido em um dado instante t (mg/L);
  • D0 = Déficit inicial de oxigênio dissolvido no curso de água (mg/L);
  • L0 = Demanda Última de Oxigênio, logo após a mistura (mg/L);
  • K1 = coeficiente de desoxigenação (d-1);
  • K2 = coeficiente de reaeração (d-1) .
  • t = tempo (d).

    • Em que:


    e










    Onde:


  • Ct = concentração de oxigênio dissolvido em um dado instante t (mg/L);
  • Cs = concentração de saturação de oxigênio (mg/L);
  • C0 = concentração inicial de oxigênio, logo após a mistura (mg/L);

    • Referências bibliográficas:
    1 - Braga Jr., B. P. F., Hespanhol, I., Lotufo Conejo, J. G., Barros, M. T. L. de, Veras Junior, M. S., Porto, M. F. do A., et al. (2002). Introdução à engenharia ambiental. São Paulo: Prentice Hall.