Projeto Tratamento de Efluentes

ETE DOS CAMPOS ELÍSEOS PROJETO DA ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE EFLUENTES Sumário Introdução Projeto ETE Duque de Caxias Características da região Estudo populacional Aspectos legais Efluentes Introdução O objetivo deste trabalho é o de dimensionar uma Estação de Tratamento de Efluentes ETE para o a região do 2º distrito do município de Duque de Caxias bairro Campos Elíseos situado na mesorregião metropolitana do estado do Rio de Janeiro A ETE foi idealizada tendo em mente a confluência de Efluentes regionais desconsiderando as Efluentes Industriais para as quais seriam necessários tratamentos distintos e específicos presentes no bairro em grande parte pela presença da Refinaria de Duque de Caxias REDUC e outras empresas petroquímicas PROJETO ETA DUQUE DE CAXIAS Localização O bairro Campos Elíseos pertence ao distrito homônimo do Município de Duque de Caxias e possui área de 1898km² A porção industrial do bairro por sua vez corresponde a 13km² desse total A área da abrangência da ETE é portanto é equivalente a 598km² FIGURA 1 VISTA AÉREA DO BAIRRO CAMPOS ELÍSEOS RJ EM VERMELHO A REGIÃO CORRESPONDENTE À REFINARIA DUQUE DE CAXIAS FONTE GOOGLE EARTH 2022 Justificativa Foi escolhida a região nãoindustrial do bairro Campos Elíseos em virtude dos seus já conhecidos problemas tanto estruturais quantos de ordem ambiental A parcela industrial foi excluída do dimensionamento porque demandaria um tratamento específico para suas efluentes industriais Uma vez que a região representa a mais problemática dentre as três Saracuruna Jardim Primavera Campos Elíseos que desaguam no Rio Estrela esperase que a elaboração desta uma ETE possa representar ganhos ambientais significativos IMPLANTAÇÃO DA ETE Características da Região 21 DISTRIBUIÇÃO GERAL DOS BAIRROS DO MUNICÍPIO DE DUQUE DE CAXIAS FONTE WIKI MEDIA COMMONS 2022 MUNICÍPIO DE DUQUE DE CAXIAS Duque de Caxias se encontra no entorno de diferentes municípios possui uma grande rede hidrográfica um semfim de rodovias e avenidas que ligam o Rio de Janeiro a outros estados e em específico abriga o Rio Estrela que é alimentado por Duque de Caxias e Magé e desagua na Baía de Guanabara Características da Região SOLO E RELEVO A região do bairro Campos Elíseos está inserida geograficamente no município de Duque de Caxias Por essa razão o relevo geral da região é caracterizado pelas Bacias Sedimentares Cenozoicas do Complexo do Paraíba do Sul e pela Suíte Serra dos Órgãos Características da Região HIDROGRAFIA A região é dividida em quatro bacias principais Iguaçu Meriti Sarapuí e Estrela Do encontro do Rio Inhomirim e seu afluente Rio Saracuruna surge o Rio Estrela até sua desembocadura na Baía de Guanabara O Rio Estrela é usado como limite intermunicipal entre os municípios de Duque de Caxias e Magé Continuação CLIMA Com o clima tropical de savana as temperaturas são variadas podendo chegar a 40 C no verão e 10 C ou menos no inverno As chuvas apresentam variação sazonal extrema na média anual com maiores concentrações de chuva no verão e menores no inverno FONTE ESTUDOS REGIONAIS DA BAIXADA FLUMINENSE MAPA HIDROGRÁFICO DA REGIÃO DUQUE DE CAXIAS CARACTERÍSTICAS POPULACIONAIS O bairro possui uma população de aproximadamente 19 mil habitantes com o perfil predominantemente feminino 55 com idade média de 55 anos 64 são desempregados ou aposentados e possuem renda familiar inferior a R176000 reais Em média residem quatro moradores por residência e não há fornecimento de água Há apenas um estabelecimento público de saúde na região ESTIMATIVA POPULACIONAL POR DENSIDADE DEMOGRÁFICA Tendo em vista uma área de 598km² e população total de aproximadamente 19 mil habitantes temos uma densidade demográfica de 319661 habkm² Estudo Populacional Aspectos Legais Plano Nacional de Recursos Hídricos Estabelecido pela Lei nº 943397 é um dos instrumentos que orienta a gestão das águas no Brasil CONAMA Nº 2371997 Criada com o objetivo de revisar os procedimentos e regular os aspectos Lei Nº 140262020 Atualiza o marco legal do saneamento básico a Agência Nacional de Águas e Saneamento Básico passará a editar normas de referência CONAMA Nº 3572005 Dispõe sobre a classificação dos corpos de água e diretrizes ambientais para o seu enquadramento bem como estabelece as condições e padrões de lançamento de efluentes Lei Nº 32391999 institui a Política Estadual de Recursos Hídricos seu objetivo é promover a harmonização entre os múltiplos e competitivos usos da água e a sua limitada e aleatória disponibilidade temporal e espacial 11 Legislação Aspectos Legais Plano Diretor Urbanístico do Município de Duque de Caxias Instituído em outubro de 2006 informa emendas acordos diretrizes e diversos artigos que alinham o manejo do solo com a ocupação e projetos de urbanização e habitação NBR 122111992 Fixa as condições exigíveis para estudos de concepção de sistemas públicos de abastecimento de água NBR 122131992 Fixa as condições exigíveis para a elaboração do projeto de captação de água de superfície para abastecimento público NBR 122141992 Fixa as condições exigíveis para a elaboração de projeto de sistema de bombeamento de água para abastecimento público 121 Normatização Aspectos Legais NBR 1221512017 Estabelece os requisitos aplicáveis à elaboração de projeto de adutora em conduto forçado para sistema de abastecimento de água NBR 122161992 Fixa as condições exigíveis na elaboração de projeto de Estação de Tratamento de Água destinada à produção de água potável para abastecimento público NBR 122171994 Fixa as condições exigíveis na elaboração de projeto de reservatório de distribuição de água para abastecimento público NBR 122181994 Estabelece os requisitos para a elaboração de projeto de rede de distribuição de água para abastecimento público NBR 125861992 Fixa as condições exigíveis na elaboração do cadastro de sistema de abastecimento de água 122 Normatização REFERÊNCIAS AGEVAP MAPA REGIÃO DUQUE DE CAXIAS GOOGLE EARTH PRO 2022 TOPOGRAPHIC MAP 2022 RELATÓRIO PETROBRAS RESERVA BIOLÓGICA DO TINGUÁ 2020 WWWCMDCRJGOVBRPAGEID1155 WWWIBGEGOVBRCIDADESEESTADOSRJDUQUEDECAXIASHTML WWWUNRICORGPT ETE DOS CAMPOS ELÍSEOS PROJETO DA ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE EFLUENTES Felipe Colen Hugo Guarino Martina Gerla e Luiz Felippe Ribeiro Sumário Layout Tratamento do efluente Processo adotado Gradeamento Desarenadores Tanques aerados com ar comprimido Decantaor primário quimicamente assistido Decantador secundário Cloração Manejo do lodo Tratamento do efluente LAYOUT Coleta de esgoto Gradeamento Desarenadores Calha de Parschall Tanque Aerado com ar comprimido Decantador Primário Decantador Secundário Remoção do Lodo Excedente Cloração Tanque de Mistura Corpo Receptor Tratamento do efluente PROCESSO ADOTADO Constituído de tanques desarenadores e gradeamento também são utilizados tanques aerados com ar comprimido que auxiliam nos processos de remoção dos óleos Gradeamento para remoção de sólidos grosseiros Filtro de areia desarenação para remoção de óleos graxas e sólidos flutuantes Tratamento Preliminar Adotase Tratamento do efluente CAIXA DE AREIA E GRADEAMENTO Tratamento do efluente CAIXA DE AREIA E GRADEAMENTO Tratamento do efluente CAIXA DE AREIA E GRADEAMENTO 00788 m 0002613 m² Tratamento do efluente CAIXA DE AREIA E GRADEAMENTO 002 m 016 m 0006967 ml 01569 m B Tratamento do efluente CAIXA DE AREIA E GRADEAMENTO 002997 ms Tratamento do efluente CAIXA DE AREIA E GRADEAMENTO Tratamento do efluente PROCESSO ADOTADO Tratamento Primário Utilizados decantadores primários assistidos quimicamente pelos processos de floculação e coagulação O efluente será tratado a partir dos processos de floculação e decantação primária Calha de Floculação Tratamento do efluente PROCESSO ADOTADO Dosagem de Produto Químico Tanque de Policloreto de Alumínio Tanque de Polímero Tanque de hipoclorito de sódio Tratamento do efluente PROCESSO ADOTADO Dosagem de Produto Químico Dosagem de Polímero Coagulação e floculação Tratamento do efluente PROCESSO ADOTADO As duas últimas etapas do tratamento farão a remoção dos nutrientes e de orgânicos complexos através da utilização de um decantador secundário e a desinfecção do efluente através da cloração Nessa etapa também será exposto como será feito o manejo do lodo residual proveniente do processo de tratamento do efluente Devido a fração não biodegradável no efluente ser elevada não foi utilizado o tratamento biológico no entanto ele pode vir a ser considerado caso o efluente não atinja o padrão de lançamento Tratamento do efluente Pode ser realizado através do uso de grades trituradores ou peneiras O objetivo deste método é remover os sólidos grosseiros tais como pedras plásticos papéis e plantas evitando o bloqueio da passagem de líquidos pelas tubulações Na ETE Duque de Caxias o processo será realizado através do uso de grades Estas podem ser definidas de acordo com a NBR 12208 como dispositivos manuais de ferro ou aço que retêm elementos sólidos carreados no efluente com espaçamento entre as aberturas que são dimensionados dependentemente de sua aplicabilidade ABNT 2020 GRADEAMENTO Primeiro Passo Físico Tratamento do efluente Classificado como um dispositivo de remoção de areia e detritos que tem como objetivo remover partículas sólidas do líquido afluente tais como areia terra e cascalho por meio de sedimentação DESARENADORES NBR 12209 Objetivo de uso Utilizado a fim de evitar a obstrução dos canais da estação de tratamento bem como impedir o assoreamento do corpo receptor ABNT 2011 Os desarenadores devem ser projetados para remoção mínima de 95 em massa das partículas com diâmetro a partir de 02 mm e densidade de 265 com vazão máxima de dimensionamento afluente à unidade Tratamento do efluente DESARENADORES ABNT 2011 Os materiais de limpeza e remoção dos sólidos retidos devem ser formados a partir de materiais que apresentem resistência à abrasão e corrosão como resinas plásticas e ligas de aço inox 304 O desarenador pode ainda ser de limpeza manual ou mecanizada devendo ter limpeza mecanizada quando a vazão de dimensionamento for igual ou superior a 100 Ls Na ETE Duque de Caxias é 3517 Ls então será utilizado limpeza manual Todos os tipos de desarenadores exceto o aerado e de fluxo em vórtice a taxa de escoamento superficial deve estar entre 600 e 1300 m3 m2 d O dispositivo para remoção de areia pode ser dispensado quando for comprovado que o transporte de sólidos sedimentáveis não é prejudicial ao sistema de recalque para uma estação de menor porte Tratamento do efluente TANQUES AERADOS COM AR COMPRIMIDO Objetivos de uso Utilizados no processo de remoção de gorduras e óleos e outras substâncias de densidade inferior à água denominados como sólidos flutuantes ou escuma Evita obstruções de coletores aderência nas peças especiais e aspectos desagradáveis nos corpos receptores Sua eficiência é considerada superior a outras soluções como caixas de gordura devido a insuflação de ar no tanque de retenção Consiste em 3 seções paralelas 2 para câmara de tranquilização onde o material de menor densidade flutua para a superfície e 1 para câmara de agitação onde o ar comprimido é injetado e a agitação facilita e acelera a ascensão dos óleos e gorduras à superfície ABESES 2018 Também chamado de Tratamento Primário Avançado Atua em conjunto aos processos químicos de coagulação e floculação Alta eficiência na remoção de sólidos fósforo da demanda bioquímica de oxigênio DBO e da demanda química de oxigênio DQO em comparação à sedimentação convencional Tratamento do efluente DECANTADOR PRIMÁRIO QUIMICAMENTE ASSISTIDO Objetivo Retirada de partículas em suspensão com a finalidade de obter um líquido clarificado sendo a separação realizada através de sedimentação gravítica A lama gerada segue para purga ou espessamento através da recirculação no decantador secundário com a intenção de aumentar a sua concentração de SST Sólidos em Suspensão Total Tratamento do efluente DECANTADOR SECUNDÁRIO NBR 12209 A vazão de dimensionamento do decantador secundário deve ser a vazão média e a taxa de escoamento através do vertedor de saída do decantador final deve ser igual ou inferior a 380 m3 m2 d de vertedor Objetivo O cloro é amplamente utilizado no tratamento de água para abastecimento público também com a finalidade de desinfecção Forte agente oxidante e reage com qualquer matéria orgânica presente na água Na última etapa de tratamento de efluente da ETE se inicia com a desinfecção com compostos que contenham cloro Tratamento do efluente CLORAÇÃO Pós Tratamento Após tratado o efluente será lançado em um corpo hídrico salino classe 2 podendo ser destinada a atividades como pesca amadora Tratamento do efluente O lançamento do efluente tratado será feito na região de entrada da Baía por conta da proximidade ao bairro de Duque de Caxias De acordo com o Comitê de Bacia da Baía de Guanabara os corpos hídricos pertencentes à bacia são considerados Classe 2 exceto se as condições de qualidade atuais forem melhores o que determinará a aplicação da classe mais rigorosa correspondente CBHBG 2021 PROCESSO ADOTADO Corpo Receptor Baía de Guanabara Lodo Ativado Substância natural se não descartado de forma correta pode prejudicar solos e rios devido a sua alta concentração de matéria orgânica ETEs tiveram a necessidade de criar uma forma para reaproveitar reduzindo assim o impacto ambiental e os riscos de contaminação e poluição de cursos dágua visto que o lodo ativado normalmente contém metais pesados e organismos patogênicos Tratamento do efluente MANEJO DO LODO No Brasil Reutilização do lodo começou a ser feita recentemente ao contrário dos países mais desenvolvidos Infelizmente o método mais usado ainda é o descarte em aterros sanitários Diversas Etapas As etapas dependem da tecnologia espaço físico disponível e disposição final Cada uma delas visa alterar ou otimizar as características químicas físicas e biológicas por meio de diretrizes técnicas ambientais e de saúde pública Tratamento do efluente MANEJO DO LODO Os métodos mais utilizados são a digestão anaeróbia que acontece por decomposição que gera biogás As sobras de resíduos sólidos podem ser tratadas por meio de compostagem Digestão aeróbia que faz a bioestabilização de lodos por meio de microrganismos aeróbios capaz de reduzir a massa e o volume de lodo assim como sua capacidade de atração de vetores Incineração onde o composto que é usado parcialmente como combustível no processo reduzindo o volume a cinzas com relativo aproveitamento para produção de calor e energia Tratamento do efluente MANEJO DO LODO Métodos População atendida 19mil habitantes Vazão média de esgotos 3517 Ls Carga de DBO 1025 kgd Volume necesssário dos tanques de aeração 3203m³ 02 aeradores em cada um dos dois tanques de aeração Dimensões dos tanques de aeração Comprimento 27 m Largura 27m Profundidade útil 4m Profundidade total 5m Volume útil resultante 2916 m3 por tanque Produção de excesso de lodo biológico 277m³ dia Tratamento do efluente DIMENSIONAMENTO DO LODO REFERÊNCIAS AGEVAP MAPA REGIÃO DUQUE DE CAXIAS GOOGLE EARTH PRO 2022 TOPOGRAPHIC MAP 2022 RELATÓRIO PETROBRAS RESERVA BIOLÓGICA DO TINGUÁ 2020 WWWCMDCRJGOVBRPAGEID1155 WWWIBGEGOVBRCIDADESEESTADOSRJDUQUEDECAXIASHTML WWWUNRICORGPT Você tem alguma pergunta Projeto de Dimensionamento de Estação de Tratamento de Efluentes Localidade Campinas São Paulo Sumário Introdução Projeção populacional Campinas São Paulo Geração de efluentes Caracterização dos efluentes Etapas de tratamento Aspectos legais Efluentes Introdução Neste trabalho nosso foco é dimensionar uma Estação de Tratamento de Efluentes ETE para o a região de campinas São Paulo O tratamento de efluentes é essencial para a preservação ambiental e a saúde pública Saúde x ETE Campinas foi escolhida devido ao seu porte populacional e desenvolvimento industrial Porte Populacional Desenvolvimento industrial Campinas Objetivo Dimensionar uma estação de tratamento eficiente para atender às demandas atuais e futuras Projeção Populacional População atual 2022 1223237 habitantes Taxa de crescimento populacional 13 ao ano Projeção para 20 anos Fórmula Pf Pi 1 tn Pi 1223237 população atual de Campinas IBGE 2022 t0013 taxa de crescimento populacional anual de 13 n20 anos período projetado Pf 12232371001320 1583797 habitantes Geração de efluentes Geração de efluentes 200 Lhabdia Fórmula Efluentes Pf Consumo médio diário Pf projeção populacional atual de Campinas IBGE 2022 316759400 Ldia considerando 200 Lhabdia Projeção populacional x Geração de efluentes Caracterização dos Efluentes Efluente doméstico Demanda Bioquímica de Oxigênio DBO 300 mgL Sólidos Suspensos Totais SST 350 mgL Efluente industrial Principais indústrias alimentícia farmacêutica Estimase um aumento de 20 na carga orgânica Necessidade de tratamento combinado Vazão Média Diária 36662 m³s Etapas de Tratamento Tratamento Primário Etapas de Tratamento Tratamento Primário Volume da Caixa de Areia 1099859 m³ com tempo de detenção de 30 segundos Volume do Decantador Primário 2639661668 m³ com tempo de detenção de 2 horas Etapas de Tratamento Tratamento Secundário Etapas de Tratamento Tratamento Secundário Volume dos Reatores UASB 1900556401 m³ Oxigênio Necessário para Lodos Ativados 12116047055 kg O₂dia Etapas de Tratamento Tratamento Terciário Etapas de Tratamento Tratamento Terciário Área do Filtro 131983083 m² com taxa de filtração de 10 m³m²h Volume do Tanque de Contato Desinfecção 659915417 m³ com tempo de contato de 30 minutos Eficiência por Etapa do Tratamento Eficiência por Etapa do Tratamento Eficiência 0 20 40 60 80 100 Primário Secundário Terciário Etapa Normas aplicadas NBR 12209 Projeto de Estações de Tratamento de Esgotos Sanitários Essa norma da ABNT estabelece os requisitos e critérios técnicos para o projeto de estações de tratamento de esgoto sanitário incluindo diretrizes para as etapas de tratamento preliminar primário secundário e terciário Dimensionamento de unidades de tratamento com base em vazões e cargas orgânicas Padrões para operação manutenção e segurança das estações Controle de impactos ambientais Objetivo Garantir a eficiência do sistema a proteção ambiental e a conformidade com os padrões de qualidade para o lançamento dos efluentes tratados Normas aplicadas Resolução CONAMA 4302011 Essa resolução do Conselho Nacional do Meio Ambiente complementa a Resolução CONAMA 3572005 e estabelece condições padrões e exigências para o lançamento de efluentes em corpos hídricos Limites máximos de parâmetros como DBO SST óleos e graxas nos efluentes Critérios específicos para diferentes tipos de corpos dágua rios lagos reservatórios Requisitos para monitoramento contínuo da qualidade do efluente Objetivo Assegurar que o lançamento de efluentes tratados seja compatível com o uso sustentável dos recursos hídricos e a saúde ambiental Projeto de Dimensionamento de Estação de Tratamento de Efluentes Localidade Campinas São Paulo Sumário Introdução Projeção populacional Campinas São Paulo Geração de efluentes Caracterização dos efluentes Etapas de tratamento Aspectos legais Efluentes Introdução Neste trabalho nosso foco é dimensionar uma Estação de Tratamento de Efluentes ETE para o a região de campinas São Paulo O tratamento de efluentes é essencial para a preservação ambiental e a saúde pública Saúde x ETE Campinas foi escolhida devido ao seu porte populacional e desenvolvimento industrial Porte Populacional Desenvolvimento industrial Campinas Objetivo Dimensionar uma estação de tratamento eficiente para atender às demandas atuais e futuras Projeção Populacional População atual 2022 1223237 habitantes Taxa de crescimento populacional 13 ao ano Projeção para 20 anos Fórmula Pf Pi 1 tn Pi 1223237 população atual de Campinas IBGE 2022 t0013 taxa de crescimento populacional anual de 13 n20 anos período projetado Pf 12232371001320 1583797 habitantes Geração de efluentes Geração de efluentes 200 Lhabdia Fórmula Efluentes Pf Consumo médio diário Pf projeção populacional atual de Campinas IBGE 2022 316759400 Ldia considerando 200 Lhabdia Projeção populacional x Geração de efluentes Caracterização dos Efluentes Efluente doméstico Demanda Bioquímica de Oxigênio DBO 300 mgL Sólidos Suspensos Totais SST 350 mgL Efluente industrial Principais indústrias alimentícia farmacêutica Estimase um aumento de 20 na carga orgânica Necessidade de tratamento combinado Vazão Média Diária 36662 m³s Etapas de Tratamento Tratamento Primário Etapas de Tratamento Tratamento Primário Volume da Caixa de Areia 1099859 m³ com tempo de detenção de 30 segundos Volume do Decantador Primário 2639661668 m³ com tempo de detenção de 2 horas Etapas de Tratamento Tratamento Secundário Etapas de Tratamento Tratamento Secundário Volume dos Reatores UASB 1900556401 m³ Oxigênio Necessário para Lodos Ativados 12116047055 kg O₂dia Etapas de Tratamento Tratamento Terciário Etapas de Tratamento Tratamento Terciário Área do Filtro 131983083 m² com taxa de filtração de 10 m³m²h Volume do Tanque de Contato Desinfecção 659915417 m³ com tempo de contato de 30 minutos Eficiência por Etapa do Tratamento Eficiência por Etapa do Tratamento Eficiência 0 20 40 60 80 100 Primário Secundário Terciário Etapa Normas aplicadas NBR 12209 Projeto de Estações de Tratamento de Esgotos Sanitários Essa norma da ABNT estabelece os requisitos e critérios técnicos para o projeto de estações de tratamento de esgoto sanitário incluindo diretrizes para as etapas de tratamento preliminar primário secundário e terciário Dimensionamento de unidades de tratamento com base em vazões e cargas orgânicas Padrões para operação manutenção e segurança das estações Controle de impactos ambientais Objetivo Garantir a eficiência do sistema a proteção ambiental e a conformidade com os padrões de qualidade para o lançamento dos efluentes tratados Normas aplicadas Resolução CONAMA 4302011 Essa resolução do Conselho Nacional do Meio Ambiente complementa a Resolução CONAMA 3572005 e estabelece condições padrões e exigências para o lançamento de efluentes em corpos hídricos Limites máximos de parâmetros como DBO SST óleos e graxas nos efluentes Critérios específicos para diferentes tipos de corpos dágua rios lagos reservatórios Requisitos para monitoramento contínuo da qualidade do efluente Objetivo Assegurar que o lançamento de efluentes tratados seja compatível com o uso sustentável dos recursos hídricos e a saúde ambiental