Guia de Estudos sobre Saneamento 2

Saneamento 2 Guia de estudos 7 Professora Roberta Alcoforado wwwpolivirtualengbr 1 Autodepuração dos corpos hídricos 2 Eutrofização APRESENTAÇÃO GUIA DE ESTUDO 7 SANEAMENTO 2 GUIA DE ESTUDOS polivirtualengbr Composição dos Esgotos compostos inorgânicos matéria orgânica gordura sabão carboidrato celulose uréia proteínas aminas e aminoácidos etc PARTE EM SUSPENSÃO PARTE DISSOLVIDA Bactérias e Algas vegetais unicelulares sem clorofila sobrevivem sem a presença de luz solar Se alimenta da matéria orgânica encontradas nos esgotos ESGOTO DOMÉSTICO BACTÉRIAS Aeróbias metabolizam a partir do oxigênio dissolvido no ar Facultativas utilizam o oxigênio livre ou na ausência deste do oxigênio em forma de nitritos e nitratos Anaeróbias sobrevivem na ausência de oxigênio Enquanto houver oxigênio dissolvido prevalecem as atividades das bactérias aeróbias Num ambiente anaeróbio com presença de nitratos atuam as bactérias facultativas e esgotado os nitratos os organismos anaeróbios presentes utilizam os sulfatos e o gás carbônico AUTODEPURAÇÃO Processo natural no qual cargas poluidoras de origem orgânica lançadas em um corpo dágua são neutralizadas Sperling 1996 a autodepuração pode ser entendida como um fenômeno de sucessão ecológica em que o restabelecimento do equilíbrio no meio aquático ou seja a busca pelo estágio inicial encontrado antes do lançamento de efluentes é realizada por mecanismos essencialmente naturais Mecanismos de Autodepuração Mecanismos de Autodepuração Um corpo de água poluído por lançamento de MOB sofre um processo natural de recuperação denominado autodepuração Processos físicos diluição sedimentação Químicos oxidação e Biológicos Mecanismos de Autodepuração Etapa 1 decomposição Consumo de OD Decomposição da MO Elevada DBO Demanda Bioquímica de Oxigênio DBO índice de concentração de matéria orgânica presente num volume de água indicativo dos efeitos na poluição A DBO é dada em mgl número de miligramas indicando a quantidade necessária de oxigênio para que bioquimicamente seja estabilizada a matéria orgânica presente em um litro de esgoto Etapa2 recuperação de oxigênio dissolvido ou reaeração Fotossíntese atmosfera Direção ou fluxo Região anterior ao lançamento de MO Se não existir poluição anterior em geral águas limpas elevada concentração de OD e vida aquática superior Zona de degradação Diminuição inicial de OD sedimentação do material sólido aspecto indesejável ainda existem peixes em busca de alimentos quant elevada de fungos e bactérias mas poucas algas Zona de decomposição ativa OD atinge valor mínimo podendo chegar a zero quant de fungos e bactérias diminui redução de espécies aeróbias Regiões distintas da autodepuração Regiões distintas da autodepuração Zona de recuperação Aumento de OD devido a mecanismos de reaeração que acabam predominando sobre a desoxigenação aspecto da água melhora continuamente redução de fungos e bactérias aumento de espécies aeróbias tendência para proliferação de algas devido a disponibilidade de nutrientes Zona de águas limpas Volta a apresentar condições satisfatórias com relação às conc de OD e DBO e com relação à presença de organismos aeróbios todavia não significa necessariamente que o corpo de água esteja isento de organismos patogênicos Curva de Autodepuração Fatores que contribuem para o processo de autodepuração Potencial poluidor do esgoto dado pela sua DBO Concentração de OD Temperatura intensifica os processos bioquímicos aumentando a velocidade de decomposição Processo de Eutrofização Processo de eutrofização Aumento da produtividade biológica do lago sendo observada a proliferação de algas e outros vegetais aquáticos por causa da maior quantidade de nutrientes disponível De acordo com a produtividade biológica os lagos são classificados como Oligotróficos baixa produtividade biológica e baixa conc de nutrientes Eutróficos produção vegetal excessiva e alta conc de nutrientes Mesotróficos características intermediárias entre oligotrófico e eutrófico Processo de eutrofização Baixo nível de nutrientes Boa penetração de luz Alto nível de oxigênio dissolvido Pouco crescimento de algas Alta diversidade de peixes Alto nível de nutrientes Pouca penetração de luz Pouco oxigênio dissolvido Águas turvas Alto crescimento de algas Baixa diversidade de peixes Consequências da Eutrofização Consequências da eutrofização 1 Impactos sobre os ecossistemas e qualidade de água Diversidade biológica diminui baixos teores de oxigênio Concentrações elevadas de compostos orgânicos dissolvidos provocarão sabor e odor desagradável e diminuirão a transparência da água Decomposição anaeróbia que ocorre no fundo dos lagos libera metano gás sulfídrico amônia além de fósforo ferro e manganês alterando condições químicas como pH Consequências da eutrofização 2 Impactos sobre a utilização dos recursos hídricos Utilização do corpo de água para abastecimento público obstrução dos filtros das estações de tratamento dificulta a operação para controle do pH e floculação aumenta os custos para controle de sabor e odor Investigações epidemiológicas têm mostrado elevada correlação entre a presença de grandes concentrações de cianobactérias e epidemias de distúrbios gastrintestinais Consequências da eutrofização Reservatório Mundaú Garanhuns Registro de Florações Tóxicas Consequências da eutrofização 2 Impactos sobre a utilização dos recursos hídricos Uso reacreacional fica prejudicado impedindo atividades de natação e dificultando até mesmo o acesso de barcos Irrigação fica comprometido em virtude a obstrução nos sistemas de bombeamento e crescimento de macrófitas nos canais Perda de valor comercial das propriedades localizadas nas margens dos corpos de água que sofrem eutrofização Consequências da eutrofização Formas de controle da eutrofização Medidas a serem tomadas pelo órgão gestor da bacia hidrográfica Medidas preventivas visam reduzir a carga externa do nutriente limitante Fontes pontuais Retirada por meio de tratamento terciário do esgoto doméstico Tratamento de efluentes industriais Fontes difusas Redução do uso de fertilizantes Recomposição de matas ciliares Controle de drenagem urbana Formas de controle da eutrofização Medidas corretivas processos de circulação de nutrientes no lago e sobre o ecossistema Aeração da camada inferior dos lagos para manter o fósforo na sua forma insolúvel Precipitação química do fósforo Redução da biomassa vegetal por meio da colheita de macrófitas remoção do sedimento de fundo Quando o poço seca é que sabemos realmente o valor da água Benjamin Franklin As atividades servem como base para os seus estudos e compreensão dos temas apresentados Você deve estudar com atenções OS SEGUINTES ASSUNTOS Temas A SEREM ESTUDADOS Autodepuração Eutrofização ATIVIDADE 7 httpswwwanagovbrtodososdocumentosdoportaldocumentossascadernos decapacitacaocadernosdecapacitacaovolume5planosderecursoshidricose enquadramentodoscorposdeagua Estudar Enquadramento dos Corpos Hídricos ATIVIDADES DO GUIA SANEAMENTO 2 GUIA DE ESTUDOS polivirtualengbr Caso tenha qualquer dúvida sobre o conteúdo deste guia entre em contato com a equipe de tutores e com o professor da disciplina Bons estudos SUPORTE SANEAMENTO 2 GUIA DE ESTUDOS polivirtualengbr Saneamento 2 Guia de estudos 8 Professora Roberta Alcoforado wwwpolivirtualengbr 1 Fundamentos do Tratamento de Esgotos 2 Níveis de Tratamento 3 Eficiência do Tratamento APRESENTAÇÃO GUIA DE ESTUDO 8 SANEAMENTO 2 GUIA DE ESTUDOS polivirtualengbr Tratamento dos Esgotos processos FÍSICOS QUÍMICOS E BIOLÓGICOS Processos FÍSICOS para as partículas que se encontram em suspensão Gradeamento remoção de sólidos grosseiros Decantação para remover areia e sólidos finos em suspensão lodo Flutuação quando se deseja remover materiais com densidade inferior à da água gorduras óleos graxas etc Filtração empregada na secagem do lodo produzido nas estações de tratamento As partículas existentes em tamanho coloidal ou em forma de solução só podem ser removidas mediante processos químicos ou biológicos Processos QUÍMICOS empregam coagulantes químicos como o sulfato férrico cloreto férrico cal etc para formação de flocos TRATAMENTO BIOLÓGICO Ambiente aeróbio as bactérias aeróbias promovem a oxidação da matéria orgânica com o auxilio do oxigênio dissolvido na água resultando na produção de ácidos Ambiente anaeróbio O tratamento anaeróbio se processa basicamente em dois estágios Primeiro estágio Ataque ao Carbono O carbono é oxidado pelas bactérias sendo o oxigênio fornecido pela água H2O ou por compostos existentes C 2H2O CO2 H2 Segundo estágio Ataque ao Nitrogênio É caracterizado pela produção de gases pela produção de metano metanogênese CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DOS ESGOTOS Temperatura geralmente superior à das águas de abastecimento variando de 20 à 25ºC A influência da temperatura nos processos de tratamento pode ser observada nos seguintes casos Nas atividades biológicas que aumentam com a temperatura Nos processos de transferência de oxigênio a solubilidade do oxigênio diminui com o aumento da temperatura Na sedimentação que é beneficiada com o aumento da temperatura Cor Esgoto séptico cor cinza escuro ou preta Esgoto fresco cor cinza Odor Esgoto fresco odor de mofo Esgoto séptico odor de ovo podre devido à formação de gás sulfídrico H2S Turbidez presença de sólidos em suspensão Sua determinação é importante na avaliação da eficiência do tratamento secundário CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DOS ESGOTOS Concentração de sólidos 008 classificação Sólidos totais ST São obtidos após a evaporação de uma amostra em estufa à 105oC Sólidos fixos SF Se os sólidos totais forem submetidos à calcinação aquecimento à 600ºC a matéria orgânica se volatiliza enquanto que a parcela mineral permanece em forma de cinza constituindo os sólidos fixos Sólidos Voláteis SV São obtidos por diferença SV ST SF Sólidos em Suspensão SS É a parcela correspondente ao material grosseiro retido no processo de filtração Sólidos Dissolvidos SD Corresponde às partículas coloidais e substâncias dissolvidas e que não são retidas através da membrana do filtro Sólidos em Suspensão Os sólidos em suspensão podem ainda ser classificados em sedimentáveis e não sedimentáveis Sólidos sedimentáveis sua sedimentação ocorre num tempo aceitável do ponto de vista operacional Em laboratório são considerados aqueles que decantam no Cone de Imhoff no intervalo de tempo de 1 hora CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS pH Quando fresco geralmente é alcalino mas à medida que envelhece tende a ser acido Demanda Bioquímica de Oxigênio DBO Para avaliar o grau de poluição causado pela queda nas taxas de oxigênio de um curso dágua utilizase como parâmetro a Demanda Bioquímica de Oxigênio DBO que é a quantidade de oxigênio necessária para estabilizar biologicamente a matéria orgânica presente numa amostra de esgotos durante 5 dias a uma temperatura de 20ºC Os valores médios das concentrações de DBO no esgoto doméstico variam de 100 mgl a 300mgl Demanda Química de Oxigênio DQO quantidade de oxigênio consumida através da oxidação química do esgoto em uma solução ácida Para esgotos domésticos brutos a DQO é cerca de 17 a 24 o valor da DBO Vantagens do teste da DQO em relação ao da DBO O tempo para realização do teste cerca de 2 a 3 horas é bem inferior ao da DBO Como a DQO considera todos os compostos que demandam oxigênio e não apenas o consumo de natureza biológica é o teste preferido para análise de despejos industriais Desvantagens da DQO em relação à DBO O teste não fornece nenhuma informação sobre a parcela de esgoto que pode ser oxidado pelas bactérias O teste superestima o oxigênio a ser demandado no decorrer do tratamento biológico visto que a relação DQODBO tende a aumentar com a diminuição da matéria orgânica no transcurso do tratamento na ETE A DBO é o parâmetro utilizado nas Resoluções do CONAMA nos Manuais da FUNASA e na NBR 12209 pertinente ao dimensionamento das unidades de uma ETE Exercício 1 Uma ETE recebe esgotos domésticos de uma cidade com 90000 habitantes e os despejos de uma indústria local cuja vazão é de 40ls Sabendose que a concentração de sólidos em suspensão SS 200 mgl para o esgoto doméstico e SS 100 gm3 para o esgoto industrial pedese A massa de SS em Kgdia afluente à ETE Concentração de SS afluente à ETE Adotar uma contribuição per capita de 200 lhabdia Exercício 2 Uma ETE recebe a contribuição residencial de XXXX m³dia com uma DBO de 200 mgl e os despejos de cerca de 500 m³dia de um matadouro cuja DBO é de YYYY mgl Os efluentes da ETE são lançados num rio cuja vazão é de 2m³s e cuja DBO é de 12 mgl Sabendose que o tratamento realizado na ETE produz uma redução de 40 na DBO perguntase a Concentração de DBO da mistura dos esgotos que chega à ETE b Carga de DBO total que chega à ETE c Concentração de DBO dos efluentes da ETE d Concentração de DBO no rio após o ponto de lançamento dos efluentes da ETE O tratamento de esgotos pode ser dividido em níveis de acordo com o grau de remoção de poluentes ao qual se deseja atingir Níveis de tratamento Preliminar Primário Secundário Terciário Tratamento de Esgoto Tratamento de Esgoto Planta de tratamento ETEFranca SP Gradeamento Caixas de Areia Decantadores Primários Tanques de Aeração Decantadores Secundários Tratamento de lodo Tratamento Preliminar Gradeamento remover sólidos grosseiros Caixa de areia remover areia e resíduos minerais pesados Caixa de óleos e graxas OBS O órgão ambiental estabelece a coleta de óleos e graxas na fonte Exemplo Posto de combustível Caixa de gordura nos restaurantes Preparação das águas residuárias para uma etapa posterior do tratamento Tratamento Preliminar Poluentes Removidos Sólidos em suspensão vSólidos grosseiros vAreia Mecanismos Físicos Peneiramento Sedimentação Níveis de Tratamento Grades grosseiras Grades Médias Desarenador Remoção de sólidos grosseiros Proteção dos dispositivos de transporte dos esgotos Proteção das unidades de tratamento subsequentes Proteção dos corpos receptores Remoção da areia Evitar abrasão nos equipamentos e tubulações Eliminar ou reduzir a possibilidade de obstrução em tubulações tanques e orifícios Facilitar o transporte líquido principalmente a transferência do lodo em suas diversas fases Tratamento Preliminar Tratamento Primário Acrescenta ao tratamento preliminar as seguintes etapas Decantação simples primária Digestão do lodo Secagem disposição sobre o terreno incineração ou afastamento dos lodos OBS Unidades compactas como as fossas podem realizar em um único tanque as etapas de decantação e digestão do lodo Tratamento Secundário ou Convencional Complementa o tratamento primário com as seguintes etapas Filtração biológica Lodos ativados Decantação secundária OBS o tratamento secundário pode se realizar recebendo diretamente os esgotos provenientes do tratamento preliminar como é o caso das lagoas de estabilização Tratamento Secundário Decomposição dos poluentes Reações bioquímicas realizada por microrganismos Condições controlada Intervalos de tempo menores que na natureza Acelerar os mecanismos de degradação que ocorrem naturalmente nos corpos receptores Tratamento Secundário ou Convencional Tratamento Secundário Métodos mais comuns de tratamento secundário Lagoas de estabilização Lodos ativados Filtros biológicos Tratamento anaeróbio Disposição sobre o solo Decantador secundário Tratamento Secundário ou Convencional Lagoas de estabilização DBO CO2 O2 Algas Bactérias Fotossíntese Respiração Processo de construção simples Eficiência satisfatória Necessita de grandes áreas Tempo de detenção típico 20 dias LAGOA JARDIM PAULISTANO I FrancaSP Lagoas de estabilização Conhecido por sistema australiano Economia de 13 de área em relação a facultativa 40a50 DBO Possibilidade de liberação de maus odores gás sulfídrico Lagoas de estabilização Tempo de detenção típico 5 a 10 dias O2 obtido através de aeradores Dimensões menores que as facultativas convencionais Consumo de energia elétrica Lagoas de estabilização Os sólidos são mantidos em suspensão e mistura completa Maior contato matéria orgânica bactéria Tempo de detenção típico 2 a 4 dias Lodos ativados Processo biológico no qual o esgoto afluente e o lodo ativado são intimamente misturados agitados e aerados tanque de aeração ocorrendo a decomposição da matéria orgânica pelo metabolismo das bactérias presentes Bactéria em suspensão Assimilação de MO Lodos ativados LODOS ATIVADOS FLUXO CONTÍNUO CONVENCIONAL PROLONGADO Filtros biológicos Leitos de pedras britadas servem de suporte à fixação de microorganismos aeróbios responsáveis pela oxidação de matéria orgânicas e nutrientes A biomassa cresce aderida a um meio suporte vSistemas aeróbios vLeito de material grosseiro pedras ripas ou plástico Filtro biológico de baixa carga com distribuidor rotatório Tratamento Anaeróbio processo em que as bactérias anaeróbias convertem compostos orgânicos isto é DQO em biogás na ausência de oxigénio Fluxo de líquido ascendente O filtro trabalha afogado A unidade é fechada Baixa produção de lodo Filtro Biológico Anaeróbio FBA Disposição sobre o solo É uma das práticas mais antigas e já era adotada em Atenas antes da era cristã Retenção na matriz do solo Retenção pelas plantas Aparecimento na água subterrânea Disposição sobre o solo Tipos mais comuns Infiltração Lenta irrigação Infiltração Rápida altas taxas Escoamento superficial no Solo EES Infiltração superficial Escoamento superficial Vala de filtração Tratamento Terciário Complementar os tratamentos anteriores Para um mais alto grau de depuração do efluente da ETE Para evitar a proliferação de algas no corpo receptor Pode ser realizada através dos seguintes métodos Filtros de areia Lagoas de estabilização Lodos Ativados Desinfecção Poluentes Removidos Nutrientes Patogênicos Compostos não biodegradáveis Metais pesados Sólidos inorgânicos dissolvidos Sólidos em suspensão remanescentes Ovo de helminto Tratamento Terciário Métodos mais comuns de tratamento terciário Lagoas de maturação Desinfecção Processos de remoção de nutrientes Filtração final Tratamento Terciário Lagoa de maturação Lagoa de Maturação A função desta lagoa é a remoção de patogênicos É uma alternativa mais barata à outros métodos como por exemplo a desinfecção por cloração Recebe um afluente cuja DBO está praticamente estabilizada e o oxigênio dissolvido se faz em toda a massa líquida Tipos de Desinfecção Cloração Raios utravioleta Ozonização O3 Desinfecção Reator de Desinfecção com Tecnologia Ultravioleta Cloração O cloroCl2 penetra nas células dos microrganismos e reage com suas enzimas destruindoas Outras vantagens da cloração Controle do odor Facilita a remoção de escuma em decantadores Aumenta a eficiência na decantação Desinfecção Eficiência de remoção E Co Ce 100 Co E eficiência de remoção Co Concentração afluente do poluente Ce Concentração efluente do poluente Estimativa da eficiência de remoção esperada nos diversos níveis de tratamento incorporados numa ETE Fonte CETESB 1988 httpwwwfecunicampbrvanyssisttrathtm Eficiência de remoção Tipo de tratamento Matéria orgânica DBO Sólidos em suspensão SS Nutrientes nutrientes Bactérias remoção Preliminar 5 10 5 20 Não remove 10 20 Primário 25 50 40 70 Não remove 25 75 Secudário 80 95 65 95 Pode remover 70 99 Terciário 40 99 80 99 Até 99 Até 99999 Eficiência Global Várias Etapas E 1 1E1 1E2 1E3 1En N número de etapas Eficiência do Tratamento Processos de tratamento Redução Demanda bioquímica de oxigênio Sólidos em suspensão Bactérias 1 Crivos finos 510 520 1020 2 Cloração de esgoto bruto ou decantado 1530 9095 3 Decantadores 2540 4070 2575 4 Floculadores 4050 5070 5 Tanques de precipitação química 5085 7090 4080 6 Filtros biológicos de alta capacidade 6590 6592 7090 7 Filtros biológicos de baixa capacidade 8595 7092 9095 8 Lodos ativados de alta capacidade 5075 80 7090 9 Lodos ativados convencionais 8595 8595 9098 10 Filtros intermitentes de areia 9095 8595 9598 11 Cloração dos efluentes depurados biologicamente 9899 Conclusão O nível de tratamento que um efluente deve receber esta corpo relacionado receptor com os impactos e os usos previstos para De acordo com a área com os recursos financeiros disponíveis e com o grau de eficiência que se deseja obter um ou outro processo de tratamento pode ser mais adequado As atividades servem como base para os seus estudos e compreensão dos temas apresentados Você deve estudar com atenções OS SEGUINTES ASSUNTOS Temas A SEREM ESTUDADOS Fundamentos do Tratamento de Esgotos Níveis de Tratamento de Esgotos Preliminar Primário Secundário Terciário Eficiência do Tratamento de Esgotos ATIVIDADE 8 Resolver o Exercício 2 do Guia de Estudo 8 ATIVIDADES DO GUIA SANEAMENTO 2 GUIA DE ESTUDOS polivirtualengbr Caso tenha qualquer dúvida sobre o conteúdo deste guia entre em contato com a equipe de tutores e com o professor da disciplina Bons estudos SUPORTE SANEAMENTO 2 GUIA DE ESTUDOS polivirtualengbr Saneamento 2 Guia de estudos 9 Professora Roberta Alcoforado wwwpolivirtualengbr 1 Decantadores 2 Filtros APRESENTAÇÃO GUIA DE ESTUDO 9 SANEAMENTO 2 GUIA DE ESTUDOS polivirtualengbr Decantação 3 Uma das técnicas mais antigas e simples de remoção de impurezas da água Resulta da ação da força da gravidade sobre as impurezas facilitando a sedimentação delas no funda da unidade Decantadores São unidades destinadas à remoção de partículas presentes na água pela ação da gravidade Esquema de um decantador Objetivos Unidades destinadas à remoção de sólidos sedimentáveis SS pela ação da gravidade Sólidos sedimentáveis correspondem a 30 dos sólidos totais SS não grosseiros MO suspensa Efluente clarificado LODO PRIMÁRIO Remoção de sólidos em suspensão da ordem de 40 a 60 e de DBO de 25 a 35 Tipos de partículas O esgoto doméstico corresponde a um grupo intermediário entre partículas granulares e partículas floculantes Partículas granulares movimento não é influenciado pelas outras partículas Precipitamse com velocidade constante Partículas floculentas aglutinamse umas às outras As velocidades de sedimentação vão aumentando Tipos de decantadores Forma Seção Horizontal circular Seção Horizontal quadrada Sistema de remoção do lodo Limpeza manual Limpeza mecânica Funcionamento podem se apresentar em tanques isolados destinados exclusivamente ao processo de decantação decantadores comuns ou em tanques onde ocorrem outras fases inerentes ao tratamento do esgoto Tipos de decantadores Cont Decantadores comuns apenas um compartimento lodo removido periodicamente por meio de bombas ou lodo removido por raspadores rodos no fundo do tanque Compartimentos superpostos tanque Imhoff Decantação ocorre na câmara superior Digestão ocorre na parte inferior Lodo decantado em cima escoa para a câmara de baixo Tanque séptico Período de detenção longo 12 a 24 horas Incorpora processos de sedimentação flotação e digestão Lagoas de decantação Lodo decantado não é removido Realiza conjuntamente decantação e tratamento biológico Elevada eficiência Decantadores mecanizados seção circular RASPADOR DE FUNDO RASPADOR DE SUPREFÍCIE COLETOR DE ESCUMA SAÍDA DE ESCUMA ESGOTO DECANTADO SAÍDA DO LODO ANTEPARO MOTOR DE ACIONAMENTO ESGOTO BRUTO EIXO CENTRAL POÇO DE LODO CHICANA OU CORTINA Classificação de acordo com finalidade Decantador primário Recebe esgoto do tratamento preliminar Realiza a remoção dos sólidos sedimentáveis Efluente pode ser encaminhado para corpo receptor ou para tratamento secundário Decantador Intermediário Usado em alguns casos entre dois filtros biológicos Decantador final decantador secundário Utilizado após um tratamento com filtros biológicos ou lodos ativados Decantador da ETE Dois Unidos Alimentação pela tubulação central ascendente Esgoto decantado sai pela calha na periferia Detalhes da ETE Dois Unidos Raspadores de Fundo Poço de Reunião do Lodo Saída do decantador primário Anteparo para evitar saída de escuma Dispositivo para coleta de escuma Vertedores triangulares Calha para coleta de esgoto decantado na periferia Decantadores NÃO mecanizados Tanques sépticos Tanques Imhoff Decantadores Dortmund Tanques sépticos Unidades de pequena capacidade utilizadas primordialmente ao tratamento do esgoto doméstico São dimensionados para longo período de detenção 12 a 24 horas Dimensionamento dos Decantadores Velocidade de sedimentação Partículas Tamanho das partículas Velocidade de sedimentação Tempo necessário para cair 300 m Areia 020 mm 24 cms 2 minutos Areia fina 010 mm 09 cms 6 minutos Silte 001 mm 001 cms 8 horas Tabela I Velocidade de sedimentação a 20º C de partícula com densidade de 265 18 2 a p d Vs Relação ComprimentoLargura Decantadores de fluxo horizontal deve ter uma relação conveniente entre o comprimento e a largura comprimentos dificultam a boa distribuição da água comprimentos podem resultar em velocidades longitudinais elevadas que causam o arrasto de flocos B 2 25 L 10 Mais comum B L 3 a 4 Onde L comprimento B largura Período de Detenção Devese assegurar um certo tempo de permanência para a água nos decantadores para possibilitar a sedimentação das partículas que se deseja remover Período de detenção horas decantador no vazão decantador do volume Vazão m3h Volume do decantador em m3 Para decantadores clássicos adotase geralmente entre 2h e 2h30 Profundidade dos decantadores Com o período de detenção e a vazão obtémse o volume do decantador que juntamente com a área superficial fornecerá a profundidade erficial área volume H sup BxL TxQ H H profundidade Q vazão T tempo de detenção B largura L comprimento Velocidade Escoamento A velocidade de escoamento das águas deve ser inferior a velocidade de arraste das partículas sedimentadas V 125 cms O número mínimo de decantadores em uma ETE deve ser de 2 unidades para possibilitar limpeza e reparos sem interromper o tratamento BxH Q S Q V Exercício Decantadores Uma ETE com 2 decantadores deverá purificar 60 Ls 216 m3hora 5184 m3dia de águas coloidais Sabendo que o tempo de detenção igual a 24 h e a razão LB 25 Taxa de escoamento superficial adotada 30 m3m2xdia é a quantidade de efluente liquido que é aplicada por unidade de área de uma unidade durante um dia Dimensionar decantadores retangulares Q AV A QV 5184 m3dia 30m3m2 dia 173 m2 p1 decantador Taxa de escoamento superficial Área para 2 decantadores 1732 865 m2 Para LB 25 865 LxB B 59m e L 1475m Profundidade Adotar período de detenção 3 horas H 3x2162 59 x 148 371m Ver Velocidade 0062 59 x 371 0137 cms 125 cms OK BxL TxQ H BxH Q S Q V Remoção de poluentes dissolvidos na água principalmente substâncias de origem orgânicas como proteínas açúcares lipídios e etc Existem basicamente dois tipos de filtro biológico anaeróbio e aeróbio Anaeróbio capazes de receber maiores quantidades de carga orgânica por unidade volumétrica como os reatores UASB Upflow Anaerobic Sludge Blanket ou RAFAs Reatores Anaeróbios de Fluxo Ascendente reduz a quantidade de DBO de 80 a 90 Aeróbios filtros biológicos percoladores sistemas que possuem facilidades de operação e manutenção e também baixo custo e consumo de energia Filtro Biológico Filtro Anaeróbio Filtro Biológico Aeróbio O esgoto passa por um leito de material filtrante recoberto com microorganismos e ar acelerando o processo de digestão da matéria orgânica Meio suporte Sistema de drenagem Sistema de distribuição Meio Suporte A eficiência na remoção de DBO está diretamente relacionada com a superfície específica do meio suporte Quanto maior superfície disponível maior quantidade de matéria orgânica será oxidada Por outro lado maior superfície específica significa menor granulometria do meio implica na obstrução dos vazios Um meio adequado deve agregar grandes superfícies de contato com maior percentagem de vazios Quando se utiliza brita a NBR 12209 recomenda a utilização de brita 4 cujo 5 a 10 cm Meio Suporte Esgoto previamente decantado profundidades do leito variam de 15 a 30 m Profundidades menores devem ser preferidas pois concorrem para maior ventilação natural à medida que o esgoto percola a matéria orgânica vai sendo consumida e sendo removida a DBO do esgoto a atividade é mais intensa até cerca de 180 m de profundidade Meios suportes constituídos de plástico têm vantagens Apresentam maiores vazios Apresentam maior superfície específica Menor peso específico e podem ser utilizadas maiores profundidades com economia de área Sistema de drenagem coleta do esgoto é feita pela parte inferior do filtro fundo falso com a laje superior perfurada e a laje inferior provida de canaletas para coleta do esgoto O sistema de drenagem contribui para a ventilação do meio suporte e manutenção da atividade aeróbia CANALETA CANALETA CAN ALETA C A N A L E T A i 1 i 1 P DECANTADOR S E C U N D Á R I O C A I X A S P A R A C O L E T A DO ESGOTO PERCOLADO Sistema de distribuição Distribuidores rotativos na superfície do meio suporte Acionados hidraulicamente CANALETA CANALETA MEIO SUPORTE BRITA N 4 VEM DO TRATAMENTO PRIMÁRIO TUBO PARA VENTILAÇÃO DISTRIBUIDOR ROTATIVO PLACA DE CONCRETO P COBERTURA DA CANALETA SAÍDA DO EFL BLOCOS PRE FABRICADOS 200 necessária carga hidrostática de 060 m para iniciar funcionamento Filtro Biológico PARÂMETROS DE DIMENSIONAMENTO Taxa de aplicação QA Carga orgânica volumétrica Cv Taxa de Aplicação QA Relação entre vazão afluente ao filtro e área da seção horizontal Filtros de baixa capacidade Filtros de alta capacidade dia m m A Q ² ³ 05 80 dia m m A Q ² ³ 60 10 Carga orgânica volumétrica Cv Relação entre a massa total de DBO5 afluente ao filtro diariamente e o volume do meio suporte permite avaliar capacidade do meio suporte processar a carga orgânica afluente Filtros de baixa capacidade Cv 03 KgDBO5m³dia Filtros de alta capacidade Cv 18 KgDBO5m³dia RECIRCULAÇÃO DO EFLUENTE Retorno de um volume do esgoto efluente do filtro com a finalidade de aumentar a diluição do esgoto afluente Esgotos com altas concentrações necessitam de recirculação É desejável que a concentração de DBO do esgoto afluente não exceda a 150 mgL Recirculação Vantagens da recirculação Melhoria da qualidade do efluente Aumento da velocidade de percolação melhorando o efeito de lavagem do leito Como a matéria orgânica recirculada contém material ativado aumenta o tempo de contato semeando melhor o filtro Redução e controle de moscas e odores Desvantagens Necessita de bombas o que implica em consumo de energia e maior complexidade operacional Maiores decantadores quando a recirculação passa através dos mesmos Tipos de Recirculação DEC PRIMÁRIO FILTRO BIOLOGICO DEC SECUNDÁRIO DEC PRIMÁRIO FILTRO BIOLOGICO DEC SECUNDÁRIO DEC PRIMÁRIO FILTRO BIOLOGICO DEC SECUNDÁRIO Razão de recirculação r É a relação entre a vazão que retorna ao filtro e a vazão afluente Q Q r r Qr Vazão de recirculação Q Vazão de esgoto afluente Se não há recirculação a razão de circulação r 0 Fator de Recirculação Quando ocorre a recirculação as partículas de matéria orgânica vão aos poucos sendo removidas da massa líquida e o número médio de vezes que essas partículas passam pelo filtro é inferior ao numero médio de vezes que as partículas liquidas passam pelo filtro O número médio de vezes que a matéria orgânica passa pelo filtro leva em conta o fator de recirculação F que é determinado pela expressão desenvolvida pelo National Research Council Committee on Sanitary Engineering F 1 𝑟 1 01 𝑥 𝑟 2 Eficiência dos filtros Quando se tem um filtro único ou o primeiro de um sistema de filtros em série a eficiência em termos de remoção de DBO com decantação secundária pode ser determinada pela seguinte expressão National Research Council Committee on Sanitary Engineering w carga de DBO5 diária afluente ao filtro em Kgdia V volume do filtro em m³ F fator de recirculação VF w E 0 443 1 100 Exercício Filtros O efluente de um tratamento primário é de 3000 m³dia e apresenta uma concentração de DBO de 100 mgl Sabendose que o tratamento secundário será complementado mediante a construção de um filtro biológico de alta taxa sem recirculação do efluente determine a As dimensões do filtro adotando uma carga orgânica de 085 Kgm³dia b Concentração de DBO no efluente do filtro c Massa de DBO removida Adotar Altura do leito 2m Eficiência do filtro na remoção da DBO 71 Carga orgânica total afluente ao filtro DBOT 30000100 300 Kgd Volume do leito V Adotando uma carga orgânica de 085 Kgm³d vem Área necessária S Adotando uma altura do leito de 20 m temse Diâmetro do filtro D Concentração de DBO no efluente do filtro Para uma concentração afluente de 100 mgl temse DBO 1 071100 29 mgl DBO removida DBOremov Qmed100 29 1000 DBOremov 213 Kg DBOdia As atividades servem como base para os seus estudos e compreensão dos temas apresentados Você deve estudar com atenções OS SEGUINTES ASSUNTOS Temas A SEREM ESTUDADOS Dimensionamento de Decantadores Dimensionamento de Filtros Recirculação ATIVIDADE 9 Resolver exercício de decantadores e filtros parte integrante da nota do Segundo Exercício escolar ATIVIDADES DO GUIA SANEAMENTO 2 GUIA DE ESTUDOS polivirtualengbr Caso tenha qualquer dúvida sobre o conteúdo deste guia entre em contato com a equipe de tutores e com o professor da disciplina Bons estudos SUPORTE SANEAMENTO 2 GUIA DE ESTUDOS polivirtualengbr Saneamento 2 Guia de estudos 10 Professora Roberta Alcoforado wwwpolivirtualengbr 1 Elementos dos Projetos de ETE Informações necessárias Atividades Parâmetros básicos para o dimensionamento APRESENTAÇÃO GUIA DE ESTUDO 10 SANEAMENTO 2 GUIA DE ESTUDOS polivirtualengbr Informações necessárias População atendida e atendível pela ETE nas diversas etapas do plano Vazões e demais características de esgotos domésticos e industrial afluentes à ETE nas diversas etapas do plano Características requeridas para o efluente tratado nas diversas etapas do plano Corpo receptor e ponto de lançamento definidos na concepção básica Área selecionada para construção da ETE com levantamento planialtimétrico em escala de 11000 Sondagens preliminares de reconhecimento do subsolo na área selecionada Cota máxima de enchente na área selecionada Padrões de lançamento de efluentes industriais na rede coletora ver NBR 9800 Atividades definição das opções de processo para a fase líquida e para a fase sólida seleção dos parâmetros de dimensionamento e fixação de seus valores dimensionamento das unidades de tratamento elaboração dos arranjos em planta das diversas opções definidas elaboração de perfil hidráulico preliminar das diversas opções avaliação de custo das diversas opções comparação técnicoeconômica e escolha da solução dimensionamento dos órgãos auxiliares e sistemas de utilidades seleção dos equipamentos e acessórios locação definitiva das unidades considerando a circulação de pessoas e veículos e o tratamento arquitetônicopaisagístico Parâmetros básicos para o dimensionamento das unidades de tratamento e órgãos auxiliares a vazões afluentes máxima e média b demanda bioquímica de oxigênio DBO ou demanda química de oxigênio DQO c sólidos em suspensão SS Os valores dos parâmetros b e c devem ser determinados através de investigação local de validade reconhecida Na ausência dessa determinação podem ser usados os valores de 54 g de DBO5habd e 60 g de SShabd Outros valores adotados devem ser justificados a dimensionados para a vazão máxima estações elevatórias de esgoto bruto canalizações medidores dispositivos de entrada e saída b dimensionados para a vazão média todas as unidades e canalizações precedidas de tanques de acumulação com descarga em regime de vazão constante no text found Sistema Peixinhos Sistema Peixinhos composto por uma rede coletora de aproximadamente 109 km de extensão 13 estações elevatórias de esgotos e uma Estação de Tratamento localizada na Av Jardim Brasília próximo ao antigo Matadouro de Peixinhos esgotos coletados nos bairros de Parnamirim Casa Forte Espinheiro Hipódromo Campo Grande Torreão Beberibe Água Fria e Jardim Brasil Sistema Peixinhos capacidade de tratamento de 395 litros por segundo beneficiando aproximadamente 314500 habitantes iniciou sua operação em 1972 O tratamento é do tipo secundário e utiliza o processo de filtração biológica O efluente tratado da ETE Peixinhos é lançado no Rio Beberibe Sistema Peixinhos As atividades servem como base para os seus estudos e compreensão dos temas apresentados Você deve estudar com atenções OS SEGUINTES ASSUNTOS Temas A SEREM ESTUDADOS Projeto de ETE ATIVIDADE 10 Apresentar 1 Fluxograma de funcionamento da ETE incluir a etapa preliminar 2 ETE em planta em escala adequada considerando as medidas calculadas na ATIVIDADE 9 ATIVIDADES DO GUIA SANEAMENTO 2 GUIA DE ESTUDOS polivirtualengbr Caso tenha qualquer dúvida sobre o conteúdo deste guia entre em contato com a equipe de tutores e com o professor da disciplina Bons estudos SUPORTE SANEAMENTO 2 GUIA DE ESTUDOS polivirtualengbr Saneamento 2 Guia de estudos 11 Professora Roberta Alcoforado wwwpolivirtualengbr 1 Saneamento Rural APRESENTAÇÃO GUIA DE ESTUDO 11 SANEAMENTO 2 GUIA DE ESTUDOS polivirtualengbr Panorama do Saneamento Rural no Brasil Censo Demográfico IBGE2010 cerca de 299 milhões de pessoas residem em localidades rurais totalizando aproximadamente 81 milhões de domicílios Panorama do Saneamento Rural no Brasil Abastecimento de Água 334 dos domicílios estão ligados a redes de abastecimento de água com ou sem canalização interna 666 da população capta água de chafarizes e poços protegidos ou não diretamente de cursos de água sem nenhum tratamento ou de outras fontes alternativas geralmente inadequadas para consumo humano Esgotamento Sanitário 51 dos domicílios estão ligados à rede de coleta de esgotos 27 utilizam a fossa séptica ligada a rede coletora e 235 fossa séptica não ligada a rede coletora Os demais domicílios 687 depositam os dejetos em fossas rudimentares lançam em cursos dágua ou diretamente no solo a céu aberto 2014 Panorama do Saneamento Rural no Brasil As ações de saneamento em áreas rurais visam também a inclusão social mediante a implantação integrada com outras políticas públicas setoriais tais como saúde habitação igualdade racial e meio ambiente O meio rural é heterogêneo constituído de diversos tipos de comunidades com especificidades próprias em cada região brasileira exigindo formas particulares de intervenção em saneamento básico tanto no que diz respeito às questões ambientais tecnológicas e educativas como de gestão e sustentabilidade das ações População Rural em Extrema Pobreza METADE da população total em extrema pobreza no Brasil 162 milhões de habitantes encontrase no meio rural 76 milhões de habitantes ou seja 25 do total da população rural do Brasil A linha de extrema pobreza foi estabelecida em R 7000 per capita considerando o rendimento nominal mensal domiciliar População Rural em Extrema Pobreza Total de Domicilios em Extrema Pobreza total de domicilios com renda per capita até R70 Legenda 0 5 501 10 1001 15 1501 3152 Esgotamento Sanitário Nas áreas rurais os domicílios estão dispersos Muitas vezes inexiste rede coletora nas áreas mais concentradas leva as famílias a recorrerem a soluções alternativas Dificuldades no Saneamento Rural Em área rurais a destinação adequada das excretas não é meramente um problema técnico O uso de fossas secas e outros tipos de latrinas tem sido considerado uma conduta apropriada e relativamente barata A dificuldade na zona rural consiste em convencer as pessoas a usar e a manter a latrina TIPOS DE SOLUÇÃO Solução por VIA SECA Solução por VIA HÍDRICA Soluções por via seca 1 Fossa seca 2 Fossa seca estanque 3 Fossa seca com câmara de fermentação Fossa seca Principais problemas geração de odor e proliferação de insetos mosca A não admissão de água contribui para a diminuição mas não para a extinção do problema Fossa seca estanque É uma variante da fossa seca para áreas com risco de entrada de água na fossa ou quando a escavação não é possível No fundo da fossa é construída uma laje de concreto simples e sobre esta são erguidas as paredes de alvenaria de tijolos Fundo e paredes são revestidos com argamassa de cimento e areia garantindo a não entrada de água Facilidade pode ser enterrada semienterrada ou apoiada no solo particularmente quando o nível do lençol freático é muito elevado ou quando o terreno é rochoso 15m ou mais Fossa seca com câmara de fermentação A fossa seca com câmara de fermentação fossa seca estanque normal com uma câmara idêntica ao lado permitindo o seu uso alternado Quando a primeira câmara estiver cheia um ano de uso pelo menos o buraco é fechado permanecendo aberto apenas o tubo de ventilação É iniciado o uso da segunda câmara e quando também estiver cheia abrese a primeira câmara removese o seu conteúdo fechase a segunda câmara e reiniciase o uso da primeira O material fecal submetido à fermentação biológica por tão longo período não apresenta o problema da contaminação sendo considerado seguro mesmo para uso agrícola Adeus descarga O sanitário seco produz adubo a partir da mistura de dejetos e serragem 1 Vaso sanitário 2 Tubo de ventilação 3 Mistura de serragem e excremento 4 Adubo em formação 5 Tanque para armazenar líquidos 6 Porta de acesso ao adubo 7 Porta de acesso aos líquidos Fossa seca Recomendaçãos Um dos principais inconvenientes de privadas com fossas secas é que com seu uso continuado ela irá encher Alternativas remover ou aterrar e construir outra No primeiro caso todo cuidado deve ser tomado tanto com a manipulação do material como com sua disposição final pois é muitíssimo contaminado O ideal é que seja enterrado O problema é que fica muito trabalhoso e certamente caro ficar escavando novas fossas Há também uma limitação de terreno E se a fossa for revestida então o prejuízo é bem maior Soluções por via hídrica Fossa séptica Pode receber esgotos de descarga sanitária chuveiro lavagem de louça e roupas Com a função de tratar por mecanismos físicos e biológicos É um tanque com paredes verticais de alvenaria revestida ou em concreto apoiadas sobre uma laje de concreto simples provido de cobertura de lajotas removíveis de concreto armado podendo ter uma ou duas câmaras Pode ter forma cilíndrica ou quadrada Principais funções sedimentação de partículas sólidas digestão de lodo e armazenamento do lodo digerido A sedimentação é caracterizada pela deposição de partículas sólidas no fundo do tanque por ação do seu próprio peso Vão formando com o tempo uma camada de lodo no fundo do tanque que vai sendo atacada e transformada digerida por micróbios decompositores reduzindo a quantidade de lodo O lodo transformado ou digerido vai ficando dentro do tanque séptico até que transcorrido o período de uso da fossa ocorra a limpeza aumento do terreno 5cm 30cm 30cm h120m COBERTA Cálculo da capacidade da fossa séptica O cálculo da capacidade volume útil de uma fossa séptica é baseado nas funções que ela desempenha ou seja sedimentação V1 digestão do lodo V2 e acumulação de lodo digerido V3 Para fossa de uma única câmara ou compartimento o volume útil Vu será Vu V1 V2 V3 onde V1 V2 e V3 são respectivamente as parcelas de volume correspondentes às funções desempenhadas pela fossa conforme citado acima V1 NCT V2 N Lf Td R2 V3 N Lf Ta R1 N representa o número de usuários da fossa pessoas C contribuição de esgotos de cada pessoa por dia litrospessoa dia e dependendo da região e do tipo de prédio varia entre 100 e 200 lpessoadia T tempo de detenção hidráulica tempo necessário para que as partículas sólidas desçam para o fundo do tanque dias 1 dia Lf Contribuição de lodo fresco por pessoa por dia 1 litropessoa dia Td Tempo de digestão do lodo fresco No Brasil devido às temperaturas elevadas em torno de 50 dias Ta Tempo de armazenamento do lodo digerido e também pode ser definido como o tempo transcorrido entre limpezas Para fossas com limpeza anual o tempo de armazenamento é de 300 dias R2 coeficiente cujo valor é 05 representa a redução de volume do lodo durante a digestão já que metade do lodo é transformado para líquidos e gases R1 outro coeficiente cujo valor é 025 representa a redução de volume do lodo digerido durante o armazenamento pelos efeitos da digestão continuada e do peso da coluna de água Volume útil Vu NCT NLfTdR2 NLfTa R1 Para um intervalo entre limpezas de 1 ano a fórmula será Vu N CT 100 Lf O volume útil mínimo da fossa deverá ser de 1250 l A profundidade útil mínima de um tanque séptico deverá ser de acordo com a norma brasileira NBR 7229 de 120 m Devendo ficar claro que essa profundidade é aquela entre o nível de água e o fundo da fossa Deve ser deixado um espaço folga 30 cm entre o nível de água e a laje de cobertura Quando for escolhida a forma cilíndrica o diâmetro mínimo da fossa será de 110m Exercício ATIVIDADE 10 Dimensionamento de Fossa Séptica O que fazer com o efluente da fossa A água que sai da fossa ainda tem muito má qualidade principalmente em termos do número de microrganismos presentes em torno de 60 e portanto não pode ser utilizada diretamente na irrigação nem lançada no terreno ou dentro de corpos d água Deve ser ou infiltrada no terreno através de poços sumidouros galerias de infiltração ou tratada com o uso de filtros de pedra Utilização de águas residuárias A falta de recursos hídricos em região semiárida e o elevado custo na construção de novos sistemas de abastecimento fazem com que novas alternativas para conservação de recursos hídricos sejam contempladas Em muitos lugares do mundo águas de qualidade inferior são utilizadas para usos diversos principalmente nos lugares onde estas são as únicas fontes disponíveis Neste contexto as águas residuárias tratadas devem ser utilizadas seja na irrigação seja na agricultura As áreas irrigadas com esgotos tratados devem ser bem definidas e os trabalhadores devidamente treinados As águas residuárias brutas não devem ser utilizadas pois colocam em riscos os trabalhadores e os consumidores da cultura irrigada Como por exemplo as forrageiras ou industrializadas SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS Fossa Biodigestora Embrapa Solução tecnológica que trata o esgoto do vaso sanitário produzindo um efluente rico em nutrientes que pode ser utilizado no solo como fertilizante O dejeto humano fezes e urina canalizado diretamente do vaso sanitário é transformado em adubo orgânico pelo processo de biodigestão Foto Wilson Tadeu Lopes da Silva ÁGUA CINZA X ÁGUA NEGRA Água Negra possui resíduos sólidos orgânicos e material fecal é a água que sai da pia da cozinha e da privada Água Cinza sai do chuveiro do tanque e da máquina de lavar corresponde de 50 a 80 de todo o esgoto das casas Ela pode ser reaproveitada através de um sistema que separa as tubulações de cada saída e redireciona a água cinza para por exemplo irrigar o jardim em descargas e lavagem de pisos Jardim filtrante Alternativa para dar destino adequado as águas cinza O jardim filtrante é composto de um pequeno lago com pedras areia e plantas aquáticas onde o esgoto é tratado Área cultivada irrigada com efluente da fossa Fossa Séptica Biodigestora Desvio do efluente da fossa Jardim Filtrante As atividades servem como base para os seus estudos e compreensão dos temas apresentados Você deve estudar com atenções OS SEGUINTES ASSUNTOS Temas A SEREM ESTUDADOS Saneamento Rural ATIVIDADE 11 ATIVIDADES DO GUIA SANEAMENTO 2 GUIA DE ESTUDOS polivirtualengbr Caso tenha qualquer dúvida sobre o conteúdo deste guia entre em contato com a equipe de tutores e com o professor da disciplina Bons estudos SUPORTE SANEAMENTO 2 GUIA DE ESTUDOS polivirtualengbr