Apostila Saneamento 2

Unidade II Tratamento de guas Residurias__________________________________________________________________________________________

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UNIDADE II - TRATAMENTO DE GUAS RESIDURIAS

1. Introduo

Os esgotos sanitrios quando no acondicionados corretamente trazem inmeros prejuzos

ao meio ambiente. o caso dos mananciais subterrneos (lenol fretico) e superficiais (rios,

lagos e lagoas) que, ao receberem os despejos das atividades humanas, sofrem alteraes

qumicas e fsicas, como a reduo da concentrao de oxignio dissolvido, alterao da cor,

presena de odor agressivo e de matria fecal, entre outros. A conseqncia para o homem

perversa, percebendo-se prejuzos a flora e a fauna do corpo dgua atingido, alm do

aumento dos casos de doenas intimamente relacionadas presena dos despejos domsticos.

As enfermidades causadas pela disposio inadequada dos esgotos so inmeras,

destacando-se: verminose, amebase, giardiose, hepatite, clera, febres tifide e paratifide,

dermatites, disenterias, etc.

O tratamento das guas de esgoto tem a finalidade de evitar ou diminuir ao mximo

possvel os inconvenientes da poluio e/ou contaminao dos corpos receptores. Deste modo

importante a retirada daqueles elementos que iro causar problemas no meio ambiente.

O tratamento de guas residurias pode incluir vrios processos em diferentes nveis e

deve ser realizado na medida das necessidades, de maneira a assegurar um grau de depurao

compatvel com as condies locais. As instalaes depuradoras geralmente so projetadas de

modo a possibilitar a execuo por etapas (no somente em termos de capacidade ou de vazo

mas tambm em funo do grau de tratamento).

2. Principais Componentes dos Esgotos Sanitrios Causadores de

Problemas

Os sistemas de tratamento de esgotos e de gua residurias visam a retirada ou a reduo

dos componentes que podem causar problema nos corpos dgua e meio ambiente em geral.

Os principais componentes que causam danos ao meio ambiente e que devem ser retirados

so:


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Slidos Suspensos :

Podero se transformar em depsitos de lodo no ambiente aqutico, gerando condies

anaerbias e produzindo odores ofensivos.

Compostos Orgnicos Biodegradveis :

So medidos pela DBO e DQO, e reduzem a concentrao de oxignio dissolvido na gua,

em conseqncia da ao dos microorganismos na sua degradao.

Organismos Patognicos :

So aqueles que transmitem doenas ao ser humano.

Nutrientes (Nitrognio e Fsforo) :

Em excesso provocam o crescimento exagerado de algas.

Orgnicos Refratrios e Metais Pesados :

Alm de serem de difcil remoo, so txicos vida aqutica.

Slidos dissolvidos inorgnicos :

Tais como o clcio, sdio, sulfato, etc, elevam o teor de salinidade das guas.

Em geral, os esgotos municipais no contm altas concentraes de orgnicos refratrios e

metais pesados, facilitando a tarefa do tratamento. A grande preocupao, atual, em um pas

como o Brasil que ainda deficiente em ETEs, com a remoo de orgnicos

biodegradveis, slidos suspensos e organismos patognicos. A remoo de nutrientes

necessita de tratamento complementar, assim como a de slidos dissolvidos inorgnicos.

3. Noes Bsicas de Oxignio Dissolvido e Demanda Bioqumica

de Oxignio (DBO)

O principal efeito ecolgico da poluio orgnica em um curso dgua o decrscimo dos

teores de oxignio dissolvido. As estaes de tratamento de esgotos por processos biolgicos

tentam imitar o que existe na natureza, ou seja, no tratamento de esgotos por processos

aerbios, fundamental o adequado fornecimento de oxignio para que os microorganismos

possam realizar os processos metablicos conduzindo estabilizao da matria orgnica.

Havendo oxignio livre (dissolvido) apenas as bactrias aerbias promovem a

decomposio da matria orgnica, caso contrrio, esta se efetua pela ao das bactrias

anaerbias. Alm destes dois tipos de bactrias existem as facultativas, que se desenvolvem

na ausncia ou presena de oxignio livre.


61

3.1 Demanda Bioqumica de Oxignio (DBO)

A forma mais utilizada para se medir a quantidade de matria orgnica presente atravs

da determinao da Demanda Bioqumica de Oxignio DBO. A DBO mede a quantidade de

oxignio necessria para estabilizar biologicamente (por intermdio das bactrias aerbias) a

matria orgnica presente numa amostra.

A quantidade de matria orgnica presente importante para se dimensionar as estaes

de tratamento de esgotos e medir sua eficcia. Quanto maior o grau de poluio orgnica,

maior a DBO de um corpo dgua; paralelamente medida que ocorre a estabilizao da

matria orgnica, decresce a DBO.

A estabilizao completa demora, em termos prticos, vrios dias (cerca de 20 dias ou

mais para esgotos domsticos). Tal corresponde a Demanda ltima de Oxignio (DBOu).

Entretanto, para evitar que o teste de laboratrio fosse sujeito a uma grande demora, e para

permitir a comparao de diversos resultados, convencionou-se proceder a anlise no 5o dia e

para a temperatura de 20o C. Tem-se desta forma a DBO padro, expressa por205DBO .

Simplificadamente, o teste da DBO pode ser entendido da seguinte maneira : no dia da coleta,

determina-se a concentrao de oxignio dissolvido (OD) da amostra. Cinco dias aps, com a

amostra mantida em um frasco fechada e incubada a 20o C, determina-se a nova concentrao,

j reduzida, devido ao consumo de oxignio durante o perodo. A diferena entre o teor de

OD no dia zero e no dia 5 representa o oxignio consumido para a oxidao da matria

orgnica, sendo, portanto, a 205DBO .

Os esgotos domsticos possuem uma DBO da ordem de 300 mg/l, ou seja, 1 litro de

esgoto consome aproximadamente 300 mg de oxignio, em 5 dias, no processo de

estabilizao da matria orgnica.

No entanto, ao final do quinto dia a estabilizao da matria orgnica no est ainda

completa, prosseguindo, embora em taxas mais lentas, por mais um perodo de semana ou

dias. Aps tal, o consumo de oxignio pode ser considerado desprezvel. Neste sentido, a

Demanda ltima de Oxignio (DBOu) corresponde ao consumo de oxignio exercido at este

tempo, a partir do qual no h consumo representativo. Para esgotos domsticos, considera-se,

em termos prticos, que aos 20 dias de teste a estabilizao esteja praticamente completa.

Vrios autores adotam, de maneira geral, a relao DBOu/ 205DBO igual a 1,46. Isto quer dizer

que, caso se tenha uma 205DBO de 300 mg/l, a DBOu ser igual a 1,46x300 = 438 mg/l.


62

Observando-se uma Curva de Desoxigenao, nota-se que a DBO Total (Lo), tambm

conhecida como de 1 estgio, a soma da DBO exercida (Y) com a remanescente (L), onde

podem ser estabelecidas as seguintes relaes :

Grfico 2 - Curva de Desoxigenao

LkdtdL

.1-=

YLL o -= \ LLY o -=

( )tko eLL 1-=( )tko eLY 11 --=

Onde :

L concentrao de DBO remanescente (mg/l)

Lo DBO remanescente para t=0 ou DBO exercida em t= . Tambm denominada demanda

ltima, pelo fato de representar a DBO total ao final da estabilizao (mg/l)

Y DBO exercida em um tempo t (mg/l)

t tempo (dias)

k1 coeficiente de desoxigenao (dia-1)

A taxa de oxidao da matria orgnica (dL/dt) proporcional matria orgnica

ainda remanescente L, em um tempo t qualquer. Assim, quanto maior a concentrao de


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DBO, mais rapidamente se processar a desoxigenao. Aps um certo tempo, em que a DBO

estiver reduzida pela estabilizao, a taxa de reao ser menor, em virtude da menor

concentrao da matria orgnica. As equaes acima tambm podem ser escritas na forma

decimal (base 10), ao invs da base e. Ambas as formas so equivalentes, desde que o

coeficiente k1 seja expresso na forma correta.

O coeficiente k1 depende das caractersticas da matria orgnica, alm da temperatura

e da presena de substncias inibidoras. Efluentes tratados, por exemplo, possuem uma taxa

de degradao mais lenta, pelo fato da maior parte da matria orgnica mais facilmente

assimilvel j ter sido removida, restando apenas a parcela de estabilizao mais vagarosa.

Para um esgoto mdio ou para gua poluda tpica, o coeficiente k1, na base e, pode ser

tomado igual a 0,23/dia (para 20 C). No entanto, seu valor pode variar de 0,10/dia a 0,45/dia.

A relao emprica entre a temperatura e a taxa de desoxigenao pode ser expressa da

seguinte forma :

( )202011 .

-= TT kk q

onde :

Tk1 = k1 a uma temperatura T qualquer (dia-1)

201k = k1 a temperatura de 20 C (dia-1)

T temperatura do lquido (C)

q - coeficiente de temperatura, tomado usualmente como 1,047

Conhecidos os parmetros Lo e k1 da Curva de Desoxigenao pode-se estimar o valor

da DBO para qualquer tempo em dias.

4. Autodepurao dos Cursos Dgua

A introduo de matria orgnica em um corpo dgua resulta, indiretamente, no consumo

de oxignio dissolvido. Tal deve-se aos processos de estabilizao da matria orgnica

realizados pelas bactrias decompositoras, as quais utilizam o oxignio disponvel no meio

lquido para a sua respirao, conforme visto anteriormente. O decrscimo da concentrao de


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oxignio disponvel tem diversas implicaes do ponto vista ambiental, constituindo-se em

um dos principais problemas de poluio das guas em nosso meio.

A importncia da compreenso deste fenmeno no contexto da rea de tratamento de

esgotos relaciona-se determinao da qualidade permitida para o efluente a ser lanado,

incluindo o nvel de tratamento necessrio e a eficincia a ser atingida na remoo de DBO.

Aps serem poludos, os mananciais de gua podem recuperar-se em decorrncia de

fatores naturais como a diluio, aerao, sedimentao, ao dos raios solares e competio

vital. Em outras palavras, um rio que aps receber esgotos sanitrios tenha percorrido certa

distncia, pode apresentar-se livre de vestgios da poluio, desde que no tenha ultrapassado

certos limites. Como exemplo, a grosso modo, um rio pode suportar uma carga de esgoto

bruto correspondente a 1/40 de sua vazo, ou seja, um rio com vazo de 120 l/s pode receber

uma descarga de cerca de 3 l/s, sem maiores incovenientes. Isto devido ao que se denomina

de autodepurao.

Em termos mais amplos, o fenmeno da autodepurao est vinculado ao restabelecimento do

equilbro do meio aqutico, por mecanismos essencialmente naturais, aps as alteraes

induzidas pelos despejos afluentes. Dentro de uma viso mais especfica, tem-se que, como

parte integrante do fenmeno da autodepurao, os compostos orgnicos so convertidos em

compostos inertes e no prejudiciais do ponto de vista ecolgico.

Em termos de concentraes, para que animais aquticos e plantas possam sobreviver

necessrio uma concentrao de Oxignio Dissolvido (OD) na faixa de 2 a 8 mg/l. Abaixo

de 2 mg/l sobrevivem apenas bactrias anaerbicas.

4.1 Zonas de Autodepurao

Por ser a autodepurao um processo que se desenvolve ao longo do tempo, e

considerando-se a dimenso do curso dgua receptor como predominantemente longitudinal,

tem-se que os estgios da sucesso ecolgica podem ser associados a zonas fisicamente

identificveis no rio. So 4 as principais zonas de autodepurao, conforme Figura 29, a

jusante do lanamento de um despejo predominantemente orgnico e biodegradvel :

Zona de Degradao : tem incio logo aps o lanamento das guas residurias no curso

dgua. A principal caracterstica qumica a alta concentrao de matria orgnica, ainda

em estgio complexo, mas potencialmente decomponvel. Corresponde a fase inicial de

perturbao do meio.


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Zona de Decomposio Ativa: nesta fase os microorganismos desempenham ativamente

suas funes de decomposio da matria orgnica. Como consequncia, os reflexos no

corpo dgua atingem os seus nveis mis acentuados, e a qualidade da gua apresenta-se

em seu estado mais deteriorado.

Zona de Recuperao: aps as fases de intenso consumo de matria orgnica e de

degradao do ambiente aqutico, inicia-se a etapa de recuperao. Nesta fase, a matria

orgnica j se encontra grandemente estabilizada, ou seja, transformada em compostos

inertes. Isto implica em que o consumo de oxignio, atravs da respirao bacteriana, seja

mais reduzido.

Zona de guas Limpas: nesta fase as guas apresentam-se novamente limpas, voltando a

ser atingidas as condies normais anteriores poluio, pelo menos no que diz respeito

ao oxignio dissolvido, matria orgnica e aos teores de bactrias e, provavelmente, de

organismos patognicos.

Figura 29 Curva de Depresso de Oxignio e Zonas de Autodepurao


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4.2 O Balano de Oxignio Dissolvido

As guas constituem ambientes bastante pobres em oxignio, em virtude da baixa

solubilidade deste. Na gua, em condies normais de temperatura e presso, a sua

concentrao se reduz a aproximadamente 9 mg/l. Desta forma, qualquer consumo em maior

quantidade traz sensveis repercusses quanto ao teor de oxignio dissolvido na massa

lquida. No processo de autodepurao h um balano entre as fontes de consumo e as de

produo de oxignio. Quando a taxa de consumo superior taxa de produo, a

concentrao de oxignio tende a decrescer, ocorrendo o inverso quando a taxa de consumo

inferior taxa de produo. Os principais fenmenos que interagem no balano de OD so :

Consumo de Oxignio :

a) Oxidao da matria orgnica corresponde ao principal fator de consumo de OD,

devido a respirao dos microorganismos decompositores.

b) Demanda Bentnica apesar de grande parte da estabilizao do lodo de fundo

ocorrer de maneira anaerbia, a camada superior do mesmo, da ordem de alguns

milmetros de espessura, tem ainda acesso ao oxignio da massa lquida sobrenadante,

ocorrendo a estabilizao do lodo aerobiamente nesta fina camada, resultando no

consumo de oxignio.

c) Nitrificao processo de oxidao realizado pelos microorganismos na

transformao da amnia em nitritos e destes em nitratos.

Produo de Oxignio :

a) Reaerao atmosfrica o principal fator responsvel pela introduo de oxignio

no meio lquido. Corresponde a transferncia de oxignio da fase gasosa (ar) para a

fase lquida (gua), permitindo uma absoro de oxignio pela massa lquida.

b) Fotossntese processo utilizado pelos organismos clorofilados para a sntese da

matria orgnica, realizado somente em presena de energia luminosa. Neste processo

ocorre o consumo de gs carbonico e a formao de oxignio.

4.3 Curva de Depresso de Oxignio

Como o consumo de oxignio para o atendimento das reaes bioqumicas de oxidao da

matria orgnica ocorre simultaneamente com a reaerao, somando-se seus efeitos obtm-se

o traado da curva de depresso de oxignio ou simplesmente curva de oxignio dissolvido.


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Esta curva permite o conhecimento do real teor de oxignio presente na gua, o que de

grande valia nos estudos de poluio dos mananciais. O teor de oxignio dissolvido, a partir

do ponto de lanamento do esgoto, vai decrescendo at atingir um mnimo no ponto crtico,

onde o dficit mximo, de onde comea a crescer at retornar ao seu valor inicial. O ponto

crtico ocorre aps certo tempo denominado tempo crtico (tc), onde ocorre o dficit crtico

(Dc) e a concentrao de OD crtica (Cc). O conhecimento da concentrao crtica

fundamental, pois baseado nela que se estabelece a necessidade ou no do tratamento dos

esgotos.

A curva de depresso de oxignio pode ser representada em funo do tempo ou do

percurso conforme mostrado na Figura abaixo.

Grfico 3 - Curva de depresso de oxignio

A formulao matemtica do modelo considera apenas a desoxigenao e a reao

atmosfrica no balano do OD. A taxa de variao do dficit de oxignio com o tempo pode

ser expressa pela seguinte equao diferencial :

Taxa de variao do dficit de OD = Consumo de OD Produo de OD

DkLkdtdD

.. 21 -=


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onde k2 o coeficiente de reaerao que variam principalmente de acordo com a profundidade

e velocidade de um corpo dgua. Corpos dgua mais rasos e mais velozes tendem a possuir

um maior coeficiente de reaerao, devido, maior facilidade de mistura ao longo da

profundidade e a criao de maiores turbulncias na superfcie. A Tabela 2 a seguir fornece os

valores de k2 , a 20 C :

Tabela 2 Valores de k2 , a 20 C

K2 (dia-1)Corpo dgua

Profundo Raso

Pequenas lagoas 0,12 0,23

Rios vagarosos, grandes lagos 0,23 0,37

Grandes rios com baixa velocidade 0,37 0,46

Grandes rios com velocidade normal 0,46 0,69

Rios rpidos 0,69 1,15

Corredeiras e quedas dgua > 1,15 > 1,61

A relao emprica entre a temperatura e a taxa de reaerao pode ser expressa da

seguinte forma :

( )202022 .

-= TT kk q

onde :

Tk2 = k2 a uma temperatura T qualquer (dia-1)

202k = k2 a temperatura de 20 C (dia-1)

T temperatura do lquido (C)

q - coeficiente de temperatura, tomado usualmente como 1,024

4.4 Equaes Representativas da Curva de Depresso de Oxignio

a) Concentrao de oxignio no rio aps a mistura com o despejo (Co)

er

eerro QQ

ODQODQC

++

=..


69

b) Dficit de oxignio no rio aps a mistura com o despejo (Do)

oso CCD -=

c) DBO5 no rio aps a mistura com o despejo (DBO5o)

er

eerro QQ

DBOQDBOQDBO

++

=..

5

d) DBO ltima no rio aps a mistura com o despejo (Lo)

er

eoeroro QQ

LQLQL

+

+=

.. ou

155

1 ko

oe

DBOL --

=

e) Clculo do tempo crtico (tc)

( )

--

-=

1

12

1

2

12 ..

1.ln.1

kLkkD

kk

kkt

o

oc

f) Clculo do dficit crtico (Dc)

ctkoc eLk

kD .1

2

1 .. -=

g) Clculo da Concentrao Crtica de Oxignio (Cc)

csc DCC -=

onde :

Co = concentrao inicial de oxignio, logo aps a mistura (mg/l)

Do = Dficit inicial de oxignio, logo aps a mistura (mg/l)

Cs = concentrao de saturao de oxignio (mg/l)

Qr = vazo do rio a montante do lanamento dos despejos (m3/s)

Qe = vazo de esgotos (m3/s)

ODr = concentrao de oxignio dissolvido no rio, a montante do lanamento dos

despejos (mg/l)

ODe = concentrao de oxignio dissolvido no esgoto (mg/l)

DBO5o = concentrao de DBO5, logo aps a mistura (mg/l)

Lo = demanda ltima de oxignio, logo aps a mistura (mg/l)


70

DBOr = concentrao de DBO5 do rio (mg/l)

DBOe = concentrao de DBO5 do esgoto (mg/l)

A concentrao de saturao de oxignio Cs (mg/l) depende da temperatura e da altitude

local e pode ser retirada da Tabela 3 abaixo :

Tabela 3 Concentrao de saturao de oxignio

Segundo a Resoluo CONAMA 20/86 so os seguintes os Teores Mnimos Permissveis

de Oxignio Dissolvido, de acordo com a classe do curso dgua :

Tabela 4 Teores Mnimos de Oxignio Dissolvido


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5. Nveis de Tratamento de guas Residurias

Usualmente, consideram-se os seguintes nveis para o tratamento de esgotos domsticos,

que compreendem normalmente processos fsicos, qumicos e biolgicos, atuando

isoladamente ou concomitantemente:

Preliminar;

Primrio;

Secundrio; e

Tercirio (apenas eventualmente).

5.1 Tratamento Preliminar

Destinam-se remoo de slidos grosseiros (materiais de maiores dimenses), detritos

minerais (areia), materiais flutuantes e leos e graxas. O tratamento preliminar possui como

finalidades principais :

proteo das unidades de tratamento subsequentes;

proteo dos corpos receptores (aspectos estticos);

proteo dos dispositivos de transporte do esgoto (bombas e tubulaes);

eliminar ou reduzir a possibilidade de obstruo em tubulaes e demais unidades do

sistema;

evitar abraso nos equipamentos e tubulaes.

As principais unidades ou dispositivos empregados no Tratamento Preliminar so :

grades;

caixas de areia;

tanques para remoo de slidos flutuantes;

tanques para remoo de leos e graxas.

O gradeamento destina-se a reter slidos grosseiros em suspenso e corpos flutuantes, e

constituem-se a primeira unidade de uma ETE.


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Tipos de grades:

grades simples: de limpeza manual, para pequenas instalaes;

grades mecanizadas: de limpeza mecnica, para grandes instalaes. Exigem

cuidadosa manuteno e por isso somente so adotadas nas instalaes cujas

caractersticas justificam o seu emprego (Figura 30).

Remoo e destino do material gradeado :

nas pequenas instalaes a limpeza feita por rastelos manuais e o material retirado

enterrado (aterros sanitrios) ou incinerados;

em instalaes grandes, os detritos so removidos mecanicamente e so incinerados,

digeridos ou triturados.

Figura 30 Grade Mecanizada Reteno, Limpeza e Remoo de Slidos

As caixas de areia ou desarenadores so unidades destinadas a reter areia e outros

detritos minerais inertes e pesados que se encontram nas guas dos esgotos, semelhantes aos

empregados nas unidades para Tratamento de gua. Destino do material retido nas caixas de

areia :

quando houver grande quantidade de matria orgnica, capaz de causar mau cheiro, o

material retido deve ser enterrado;


73

a areia com baixa percentagem de matria orgnica pode ser aproveitada para aterros,

caminhos, leito de secagem de lodo e etc.

A remoo de gorduras e slidos flutuantes, como o prprio nome j diz, visa eliminar

leos, graxas, gorduras, ceras e outros materiais de densidade inferior da gua, oriundos de

esgotos domsticos e de postos de gasolina, garagens e pequenos estabelecimentos industriais.

Estas substncias tambm so denominadas de slidos flutuantes, escuma ou gorduras.

Os principais dispositivos para remoo de gorduras e slidos flutuantes so:

Caixas de Gordura Domiciliares: antes do lanamento na rede coletora;

Separador de leo: para o caso de indstrias e postos de gasolina;

Caixas de Gordura Coletivas: que atendem a um conjunto de residncias, indstrias ou

constituir uma unidade de tratamento do sistema de tratamento de esgoto de uma

comunidade;

Dispositivos de Remoo de Gordura em Decantadores: adaptados nos decantadores

(para tratamento primrio em geral), que permitem recolher o material flutuante em

depsitos convenientemente projetados para o encaminhamento posterior s unidades

de tratamento do lodo;

Tanques Aerados: dispositivos que insuflam ar comprimido ao tanque, ou ar

dissolvido, com o fim de auxiliar a flotao e aumentar a eficincia do processo.

5.2 Tratamento Primrio

Destinam-se remoo de impurezas sedimentveis, grande parte de slidos em suspenso

sedimentveis e slidos flutuantes com a utilizao de mecanismos fsicos. Remove cerca de

30 a 40 % da DBO.

A decantao o processo primrio bsico. Os lodos retirados dos decantadores so

submetidos a tratamento prprio.

As instalaes para tratamento primrio normalmente so precedidas de unidades de

tratamento preliminar, e possuem dispositivos para tratamento do lodo decantado, que se

constitui na fase slida do tratamento. Logo, as instalaes compreendem normalmente:

Tratamento preliminar (grades e caixas de areia);

Sedimentao (Decantadores Primrios);


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Digesto do Lodo;

Secagem do Lodo;

Disposio do Lodo.

O dispositivo mais empregado nas estaes de tratamento, para mdias e grandes vazes

so os Decantadores Primrios, empregados para remoo de slidos sedimentveis antes de

qualquer tratamento biolgico, ou para evitar a formao de depsitos de lodo nos corpos

receptores quando no se realiza nenhum tipo de tratamento posterior.

Figura 31 Decantador Primrio Circular com Dispositivo para Remoo doLodo de Fundo

Nos decantadores primrios, ocorre o que se denomina sedimentao floculenta, onde as

partculas em pequena concentrao formam partculas maiores e a velocidade de

sedimentao cresce com o tempo. Ao contrrio do que ocorre com a sedimentao discreta, a

trajetria das partculas curva e no uma reta, pois as partculas passam a ganhar maior

velocidade medida que aumentam de tamanho e peso (Figura 32). Desta forma, todo o

processo depende das caractersticas de floculao e sedimentao das partculas.

Figura 32 Sedimentao Floculenta

vh

vs

vh

vsvs

vh


75

Nos decantadores primrios so removidos Slidos em Suspenso (SS) da ordem de 40 a

60 % e da DBO de 25 a 35 %. comum nos decantadores primrios existir dispositivos com

a finalidade de remover a gordura e a escuma no removidas no tratamento preliminar. A

escuma normalmente vai para um poo de escuma, de onde encaminhado para os digestores.

A remoo do lodo acumulado ser feita diretamente para os digestores, ou para adensadores

de lodo, por bombeamento.

Classificao dos Decantadores:

a) de acordo com a forma : circular e retangular;

b) de acordo com o fundo : pouco inclinado, inclinado (1 a 4%) e fundo com poo;

c) de acordo com o sistema de remoo de lodos : mecanizado e de limpeza manual;

d) de acordo com o sentido de fluxo : horizontal e vertical.

A taxa de escoamento superficial (m3/m2.dia) o elemento mais importante para o

dimensionamento dos decantadores. Taxas muito elevadas conduzem a pequenas

porcentagens de remoo da DBO e de slidos suspensos enquanto taxas baixas levam a

decantadores anti-econmicos, conforme pode ser visto no Grfico 4 a seguir.

Grfico 4 Taxa de Escoamento Superficial dos Decantadores

Uma forma de tratamento a nvel primrio para pequenas vazes so as Fossas Spticas

(Figura 33) e os Tanques Imhoff (Figura 34). Os slidos sedimentveis so removidos para o

fundo, permanecendo por alguns meses suficientes para a sua estabilizao.


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Figura 33 Fossa Sptica Figura 34 Tanque Imhoff

5.3 Tratamento Secundrio

Destinam-se principalmente a remoo da matria orgnica fina e a matria orgnica na

forma de slidos dissolvidos no removidos no tratamento primrio. O tratamento secundrio

tenta reproduzir os fenmenos naturais de estabilizao da matria orgnica, que ocorre no

corpo receptor, por isso tambm conhecido como Tratamento Biolgico. Os resultados

obtidos geralmente esto compreendidos entre 70 e 98 % da DBO, dependendo das unidades

constituintes.

Normalmente, em grandes Estaes de Tratamento de Esgotos, o tratamento secundrio

envolve um Processo Biolgico Aerbio (Oxidao) seguido de Decantao Secundria,

conforme Figura 35 abaixo.

Figura 35 Unidade Tpica de Tratamento Secundrio

Unidade deTratamentoBiolgico

DecantadorSecundrio

Tratamento Secundrio


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O Tratamento Secundrio pode ou no ser antecedido por Tratamento Primrio e

geralmente inclue o Tratamento Preliminar. Os resultados obtidos geralmente esto

compreendidos entre 70 e 98 % de remoo da DBO, dependendo das unidades constituintes.

As Unidades de Tratamento Biolgico so constitudas de dispositivos chamados de

REATORES. Os reatores (processos) mais empregados nas Estaes Convencionais de

Tratamento de Esgoto so:

Lodo Ativado;

Filtro Biolgico.

Nos reatores iro ocorrer a transformao da matria orgnica em novos produtos atravs

da ao, principalmente, de bactrias. Nestas unidades os microorganismos iro transformar,

ou estabilizar, a matria orgnica e deste modo ocorrer a sntese, ou produo de novas

clulas de microorganismos. necessrio que exista um ambiente adequado para os

microorganismos, tais como: disponibilidade de Oxignio Livre, Concentrao adequadas de

Nutrientes, Temperatura, pH, etc.

Os principais microorganismos envolvidos no processo so as bactrias, porm outras

tambm encontram-se presentes, como protozorios, algas e fungos. No interior da clula dos

microorganismos ir ocorrer a transformao da matria orgnica, atravs de processos de

oxidao e sntese.

O processo aerbio de transformao da matria orgnica, de uma forma geral, pode ser

descrita pela seguinte expresso :

Para um bom funcionamento do processo biolgico necessria a seguinte relao

mnima, em geral :

Carbono : Nitrognio : Fsforo (C:N:P) = 100 : 5 : 1

Fonte de Carbono+

Fonte de Energia+

Nutrientes (Nitrognio e Fsforo)+

Oxignio (O2)

Microorganismos+

Produtos Finais(gua, CO2 e produtos

mais estveis)

ao dosmicroorganismos


78

Os microorganismos produzidos so as novas clulas sintetizadas e so aquelas que daro

origem aos chamados flocos biolgicos, juntamente com as impurezas em suspenso que a

eles sero agregados. Os flocos sero retirados nos Decantadores Secundrios, tambm

chamados de Decantadores Finais, formando consequentemente o lodo secundrio.

Filtro Biolgico

O nome dado, Filtro Biolgico, no retrata o mecanismo do processo. Na verdade a

denominao incorretamente empregada, pois o processo no realiza qualquer operao de

peneiramento ou filtrao.

No interior da unidade vai existir um meio de enchimento, que pode ser de pedra britada,

anel plstico ou colmeia plstica, no qual os microorganismos que promovem a transformao

da matria orgnica iro se fixar.

O mecanismo do processo caracterizado pela alimentao e percolao contnua de

esgoto atravs do meio suporte. A continuidade a passagem dos esgotos nos interstcios

promove o crescimento e a aderncia da massa biolgica na superfcie do meio suporte. Esta

aderncia favorecida pela predominncia de colnias gelatinosas, denominadas de

ZOOGLEAS, mantendo suficiente perodo de contato da biomassa com o esgoto (Figura

36).

Figura 36 - Filtro Biolgico : Mecanismo de Funcionamento e Filtro com Pedra Britada


79

necessrio a colocao de decantador secundrio aps o filtro biolgico, uma vez que a

biomassa agregada ao material de enchimento se desprende com o tempo, devido ao prprio

aumento na espessura da camada biolgica e tambm ao do lquido sobre a camada.

Classificao dos Filtros Biolgicos em funo da Carga Aplicada :

Filtros Grosseiros: cargas hidrulicas elevadas > 30 m3/m2.dia;

Filtros de Alta Capacidade: carga entre 8,5 e 28 m3/m2.dia;

Filtros de Baixa Capacidade: carga entre 0,8 e 2,2 m3/m2.dia.

Nos filtros biolgicos, bem como nas estaes de lodo ativado, ocorre normalmente a

recirculao do lodo. As vantagens da recirculao do lodo so:

maior perodo de contato, semeando o Filtro Biolgico completamente ao longo de sua

profundidade, com uma variedade de organismos;

reduo do odor e de moscas;

reduo da formao de escumas nos decantadores primrios;

maior qualidade do efluente aps o decantador secundrio.

Os principais tipos de recirculao podem ser vistos na Figura 37 a seguir :

Figura 37 - Esquemas de Filtros Biolgicos com Sistemas de Recirculao


80

Lodos Ativados

Lodo Ativado o floco produzido num esgoto bruto ou decantado, pelo crescimento de

bactrias ou outros organismos, na presena de oxignio dissolvido, e acumulado em

concentraes suficiente graas ao retorno de outros flocos previamente formados.

O processo de lodos ativados biolgico. Nele o esgoto afluente e o lodo ativado so

intimamente misturados, agitados e aerados (em unidades chamadas tanques de aerao

Figura 39 e 40), para logo aps se separar os lodos ativados de esgoto tratado no decantador

secundrio. O lodo ativado separado retorna para o processo ou retirado para tratamento

especfico ou destino final, enquanto o esgoto j tratado passa para o vertedor do decantador

no qual ocorreu a separao. A aerao pode ser por agitao mecnica (aeradores de

superfcie Figura 38), disperso de ar ou combinao dos 2 sistemas.

Figura 38 Sistema de Tratamento por Lodo Ativado

Figura 39 Aerador de Superfcie Figura 40 Tanques de Aerao de Fluxo Contnuo


81

Processamento de Lodos e Slidos (Fase Slida do Tratamento)

O lodo retido nas diversas fases dos Tratamentos Primrio e Secundrio, sofrem os

seguintes tipos de tratamento, na seqncia :

Adensamento do Lodo;

Digesto Anaerbia do Lodo;

Secagem do Lodo;

Disposio do Lodo.

Adensamento do Lodo :

Possui como principal finalidade reduzir o volume a processar, e consequentemente reduzir

os custos de implantao e operao das unidades de digesto e secagem. Normalmente o

lquido removido retornado para o tratamento primrio da ETE, em alguns casos pode ser

lanado a montante do tratamento biolgico.

Digesto Anaerbia do Lodo :

Corresponde a um processo de decomposio anaerbia, conduzido sob condies controladas

com os objetivos de:

Destruir bactrias patognicas;

Reduzir e estabilizar a matria orgnica dos lodos frescos;

Facilitar a secagem dos lodos resultantes para futuro aproveitamento ou destino final;

Aproveitar os gases resultantes.

No processo da digesto anaerbia a matria orgnica convertida principalmente em gs

metano (CH4) e gs carbnico (CO2).

Os digestores so grandes tanques cobertos (Figura 41), geralmente de formato circular,

onde ocorre a estabilizao do lodo pelo processo anaerbio. Nos digestores o lodo

introduzido de forma contnua ou intermitente e a permanece durante certo tempo. O lodo

estabilizado retirado tambm de forma contnua ou intermitente do digestor, sendo que os

organismos patognicos so em grande parte removidos.


82

Figura 41 Conjunto de Digestores e Corte Esquemtico de um Digestor

Tipos de Digestores :

Normal: onde no ocorre a mistura interna do lodo fresco com o existente, nem

aquecimento e com tempo de deteno que varia de 30 a 60 dias;

Alta Taxa: onde ocorre a mistura interna do lodo fresco com o existente, com aquecimento

e o tempo de deteno menor do que 15 dias.

As condies para uma boa digesto so : adio de lodos frescos, pH favorvel (7,0 a 7,4),

temperatura conveniente (tima entre 30 e 35 C) e agitao do lodo.

Nos digestores anaerbios pode-se notar uma estratificao segundo as densidades das

fraes teis, conforme a Figura 42 abaixo :

Figura 42 Estratificao nos Digestores Anaerbios

Gs Combustvel

Fertilizante

Biologicamente Ativo

Fertilizante

Resduo

Biogs

Escuma

Sobrenadante

Lodo

Slidos Inorgnicos

Gs

Lquido

Slido

Digestores


83

Secagem do Lodo :

Aps a digesto do lodo, este ainda possui teores de umidade em torno de 96 %, ou seja,

somente 4% de slidos. A secagem pode ser natural ou artificial. Natural atravs dos leitos de

secagem localizados ao ar (tanques retangulares) e Artificial atravs de Filtros Prensa ou

Centrfugas. Um tanque de secagem natural pode ser visto na Figura 43 abaixo.

Destino Final do Lodo :

O lodo tem como destino final normalmente os aterros sanitrios, principalmente os

oriundos dos tratamentos primrio e secundrio. Alguns tipos de lodo j estabilizados que no

possuem patognicos em abundncia podem ser empregados para outros usos, como aterros

de parques e aplicao no solo, como fertilizantes.

5.4 Tratamento Tercirio

So tratamentos para situaes especiais, que se destinam a completar o tratamento

secundrio sempre que as condies locais exigirem um grau de depurao excepcionalmente

elevado (devido aos usos e reusos das guas receptoras) e tambm para os casos em que seja

necessria a remoo de nutrientes dos efluentes finais, para evitar a proliferao de algas no

corpo de gua receptor (fenmeno da eutroficao).

Figura 43 Detalhes do Leito deSecagem Natural e Foto com Lodo

Seco


84

O tratamento tercirio normalmente remove :

Nutrientes;

Patognicos;

Compostos no biodegradveis;

Metais pesados;

Slidos inorgnicos dissolvidos;

Slidos em suspenso remanescentes.

Os principais processos empregados para Tratamento Tercirio so :

Lagoas de Maturao : refinamento do tratamento prvio por lagoa de estabilizao,

com a finalidade de reduzir bactrias, Slidos Dissolvidos, Nutrientes e etc.

Desinfeco : atravs da Clorao, Ozonizao, Radiao Ultra-violeta e etc;

Processos de Remoo de Nutrientes;

Filtrao Final.

5.5 Outros Processos Econmicos Alternativos de Tratamento

Existem alguns outros processos alternativos para tratamento de esgotos e de guas

residurias que so mais econmicos por serem processos naturais e sem mecanizao. Os

principais so :

Valos de Oxidao;

Lagoas de Estabilizao;

Lanamento no Terreno.

Valo de Oxidao

Mesmo princpio do processo biolgico de lodos ativados, com perodos de aerao

maiores (aerao prolongada) que os comumente adotados nos processos convencionais. Os

Valos de Oxidao (Figura 44) so unidades compactadas de tratamento por meio de aerao

prolongada. Logo so estaes a nvel secundrio. O processo procura reproduzir os


85

fenmenos dos rios com velocidade abaixo de 0,5 m/s. Podem ou no ser sucedidas de

Decantadores Secundrios.

Lagoas de Estabilizao

So unidades de tratamento de guas residurias vantajosas sempre que existir

disponibilidade de terreno e rea suficiente, pois apresentam reduzidos custos de implantao

e operao. O processo simples, de fcil operao e sem necessidade de equipamentos

eltricos e mecnicos. A rea deve ser predominantemente plana.

Funcionam baseadas no processo biolgico (Figura 46). So os mais simples mtodos que

existem para tratamento de esgotos. So constitudas de escavaes rasas cercadas de taludes

de terra. Geralmente tem a forma retangular ou quadrada.

Figura 44 Esquema de um Valo de Oxidao

Figura 45 - Rotor de Aerao do Tipo Escova paraemprego em Valos de Oxidao


86

So classificadas em 4 tipos principais :

Anaerbias;

Facultativas;

Estritamente Aerbias;

de Maturao.

a) Lagoas Anaerbias

So projetadas sempre que possvel em associao com lagoas facultativas ou aeradas.

Tem a finalidade de oxidar compostos orgnicos complexos antes do tratamento atravs de

lagoas facultativas ou aeradas. As lagoas anaerbias no dependem da ao fotossinttica das

algas, podendo assim ser construdas com profundidades maiores do que as outras lagoas,

variando de 2,0 a 5,0 metros. Removem cerca de 50 % da DBO.

b) Lagoas Facultativas

Tem profundidades entre 1,0 a 2,0 metros e reas relativamente grandes. Funcionam

atravs da ao de algas e bactrias sob a influncia da luz solar (fotossntese). So chamadas

de facultativas devido s condies aerbias mantidas na superfcie liberando oxignio e s

condies anaerbias mentidas na parte inferior onde a matria orgnica sedimentada. So

as do tipo mais usadas. O tempo de deteno superior a 20 dias, e o processo se d

predominantemente por bactrias facultativas. Removem cerca de 70 a 90% da DBO.

c) Lagoas Estritamente Aerbias

So lagoas onde a oxidao e a fotossntese aparecem balanceadas ao limite de produzir

completamente uma estabilizao aerbia.

d) Lagoas de Maturao

Normalmente empregadas como Tratamento Tercirio. Servem como polimento para

efluentes das estaes de tratamento de lodos ativados e lagoas facultativas. A eficincia das

lagoas de maturao expressiva principalmente em termos de reduo do nmero de

bactrias (da ordem de 99%). Possui profundidade til entre 0,80 e 1,20 metros.


87

Figura 46 - Princpios de Funcionamento de uma Lagoa de Estabilizao

Figura 47 - Esquema de um SistemaCompleto de Lagoa de Estabilizao

Figura 48 - SistemasTpicos de Lagoas de

Estabilizao


88

Os principais parmetros para dimensionamento das Lagoas de Estabilizao so (o

dimensionamento das Lagoas pode ser visto no Captulo 9 desta Unidade) :

profundidade da lagoa;

carga orgnica (DBO);

perodo de deteno;

tipo de resduo lanado;

temperatura;

insolao;

agitao (ventos e etc.).

Lanamentos no Terreno

Constituem-se normalmente em um misto de tratamento a nvel secundrio e disposio

final. classificado como nvel secundrio devido atuao de mecanismos biolgicos e

sua elevada eficincia na remoo de poluentes.

Um poluente no solo te basicamente trs possveis destinos : reteno na matriz do solo,

reteno nas plantas e aparecimento na gua subterrnea. Vrios mecanismos, de ordem fsica

(sedimentao, filtrao, radiao, desidratao), qumica (oxidao e reaes qumicas,

precipitao, adsoro, troca inica) e biolgica (biodegradao) atuam na remoo de

poluentes do solo.

Os tipos mais comuns de aplicao no solo so :

irrigao (infiltrao lenta);

infiltrao rpida (alta taxa);

infiltrao subsuperficial (como as valas de infiltrao e os sumidouros ou poos

absorventes);

aplicao com escoamento superficial.


89

6. Unidades Tpicas de uma Estao de Tratamento de Esgotos

(ETE) Convencional

Uma Estao Convencional de Tratamento de Esgotos (mdias e grandes vazes),

geralmente, composta ento pelas seguintes unidades (Figura 49) :

Tratamento do Lquido (Fase Lquida do Tratamento) :

Grade

Caixas de Areia

Medidor de Vazo

Decantador Primrio

Unidade de Tratamento Biolgico (Lodo Ativado ou Filtro Biolgico)

Decantador Secundrio

Desinfeco (pouco empregado no Brasil, devido aos elevados custos)

Processamento de Lodos e Slidos (Fase Slida do Tratamento) :

Adensador de Lodos

Digestor Anaerbio de Lodos

Unidade de Secagem de Lodos

Destino Final de Lodos

Figura 49 - Fluxograma de uma Estao Convencional de Tratamento de Esgotos


90

7. Eficincia dos Processos de Tratamento de Esgotos

Eficincia ou Grau de Remoo de determinado poluente no tratamento ou em uma etapa

do mesmo dado pela frmula :

onde :

E = Eficincia de remoo (%);

Co = Concentrao afluente (entrada) de poluente;

Ce = Concentrao efluente (sada) de poluente.

A Tabela 4 abaixo mostra a Eficincia ou Grau de Remoo da DBO e de Coliformes

Fecais dos principais processos de tratamento.

Tabela 4 Eficincia dos Processos de Tratamento

100C

CCE

o

eo -

=afluente (Co) efluente (Ce)

Unidade detratamento


91

8. Tabelas Resumo de Tratamento de Esgotos

Tabela 5 Nveis de Tratamento dos Esgotos

A Tabela 6 a seguir mostra os principais processos para remoo de Patognicos no

Tratamento de Esgotos

Tabela 6 Processos para Remoo de Patognicos


92

9. DIMENSIONAMENTO DE LAGOAS DE ESTABILIZAO

Os sistemas de lagoas de estabilizao mais empregados so a Lagoa Facultativa e a

associao entre Lagoa Anaerbia e Lagoa Facultativa. Pelo fato de serem mais

empregados na prtica, sero dados exemplos de dimensionamento destes dois sistemas.

9.1 Lagoa Facultativa

As lagoas facultativas so a variante mais simples dos sistemas de lagoas de estabilizao.

Basicamente o processo consiste na reteno dos esgotos por um perodo de tempo longo o

suficiente para que os processos naturais de estabilizao da matria orgnica se

desenvolvam.

Nestas lagoas, o esgoto afluente entra em uma extremidade da lagoa e sai na extremidade

oposta. Ao longo deste percurso, que demora vrios dias, uma srie de mecanismos

contribuem para a purificao dos esgotos. Estes mecanismos ocorrem nas trs zonas das

lagoas denominadas : zona anaerbia, zona aerbia e zona facultativa.

A matria orgnica em suspenso (DBO particulada) tende a sedimentar, vindo a constituir

o lodo de fundo, na zona anaerbia, que sofrer processo de decomposio por

microorganismos anaerbios, sendo convertido lentamente em CO2, gua, metano e outros.

Aps um certo perodo de tempo, apenas a frao inerte (no biodegradvel) permanece na

camada de fundo. O gs sulfdrico gerado no causa problema de mau cheiro, pelo fato de ser

oxidado, por processos qumicos e bioqumicos, na camada aerbia superior.

Figura 50 Funcionamento de uma Lagoa Facultativa


93

A matria orgnica dissolvida (DBO solvel), conjuntamente com a matria orgnica em

suspenso de pequenas dimenses (DBO finamente particulada) no sedimenta,

permanecendo dispersa na massa lquida. Na camada mais superficial , tem-se a zona

aerbia. Nesta zona, a matria orgnica oxidada por meio de respirao aerbia. H a

necessidade da presena de oxignio, o qual suprido ao meio pela fotossntese realizada

pelas algas. Tem-se assim, um perfeito equilbrio entre o consumo e a produo de oxignio e

gs carbnico. As bactrias consomem O2 e produzem CO2 e as algas atravs da fotossntese

produzem O2 e consomem CO2. A zona facultativa aquela intermediria onde pode ocorrer a

presena ou ausncia de O2.

O efluente de uma lagoa facultativa verde devido s algas, possui elevado teor de

oxignio dissolvido e quase nenhuma concentrao de slido em suspenso sedimentvel.

Parmetros de Projeto de uma Lagoa Facultativa

Existem vrios mtodos e parmetros, na grande maioria empricos e de diferentes autores,

para dimensionamento de lagoas facultativas. Um dos mais conhecidos e utilizados o

baseado na Taxa de Aplicao Superficial.

O critrio da Taxa de Aplicao Superficial baseia-se na necessidade de se ter uma

determinada rea de exposio luz solar na lagoa, para que o processo da fotossntese

ocorra, produzindo o oxignio necessrio, atravs das algas, para estabilizao da matria

orgnica.

a) Taxa de Aplicao Superficial

A rea requerida para a lagoa calculada em funo da taxa de aplicao superficial Ls. A

taxa expressa em termos da carga de DBO (L, expressa em kgDBO5/dia) que pode ser

tratada por unidade de rea da lagoa (A, expressa em hectare).

sL

LA =

onde :

A = rea requerida para a lagoa (ha);

L = carga de DBO total (solvel + particulada) afluente (kgDBO5/dia);

Ls = taxa de aplicao superficial (kgDBO5/ha.dia).


94

A taxa a ser adotada varia com a temperatura local, latitude, exposio solar, altitude e

outros. Locais com clima e insolao extremamente favorveis, como o nordeste do Brasil,

permitem a adoo de taxas bem elevadas, eventualmente superiores a 300 kgDBO5/ha.dia, o

que implica em menores reas superficiais da lagoa. Em nosso pas tem-se adotado taxas

variando de :

Regies com inverno quente e elevada insolao : L s = 240 a 350 kgDBO5/ha.dia;

Regies com inverno e insolao moderados : L s = 120 a 240 kgDBO5/ha.dia;

Regies com inverno frio e baixa insolao : L s = 100 a 180 kgDBO5/ha.dia.

Segundo a Norma para Projeto de Estaes de Tratamento, a rea de 1 lagoa no deve ser

superior a 15 ha. Neste caso deve-se dividir o sistema em um maior nmero de lagoas.

b) Tempo de Deteno (t)

O volume requerido para a lagoa (V) pode ser calculado com base no tempo de deteno

adotado e na vazo de projeto. O tempo de deteno (t) expresso em dias.

QtV =

onde :

V = volume requerido para a lagoa (m3);

t = tempo de deteno (dias);

Q = vazo mdia afluente (m3/dia).

O tempo de deteno requerido varia tambm com as condies locais, principalmente

com a temperatura. Usualmente, adotam-se tempos de deteno variando de :

t = 15 a 45 dias

c) Profundidade da lagoa (H)

A tendncia atual tem sido a de se adotar lagoas no muito rasas, com profundidades H

variando de :

H = 1,5 a 3,0 m

A Tabela 7 abaixo indica as profundidades recomendadas para lagoas facultativas em

funo das caractersticas do esgoto afluente ou das condies climticas locais.


95

Tabela 7 Profundidades para Lagoas Facultativas

d) Influncia do Regime Hidrulico na Remoo da DBO

A remoo da DBO processa-se segundo uma reao de primeira ordem na qual a taxa de

reao diretamente proporcional concentrao do substrato. Nestas condies, o regime

hidrulico da lagoa tem grande influncia na eficincia do sistema. Segundo a cintica de

primeira ordem, a taxa de remoo de DBO tanto mais elevada quanto maior for a

concentrao de DBO. A Tabela 8 a seguir resume os principais modelos hidrulicos.

Tabela 8 Frmulas para a determinao da concentrao efluente de DBO solvel


96

A descrio de cada modelo hidrulico pode ser visto na Tabela 9 a seguir

Tabela 9 Caractersticas - Modelos Hidrulicos da concentrao efluente de DBO solvel

A lagoa por fluxo em pisto mais eficiente do que a lagoa por mistura completa, em

termos de reduo da DBO. O projeto das lagoas poder fazer um aproveitamento do terreno

disponvel e da sua topografia para se obter a relao mais adequada do comprimento/largura

(L/B). Sistemas com L/B elevado tendem ao fluxo em pisto, enquanto que lagoas com L/B

prximo a 1,0 (lagoas quadradas) tendem ao regime de mistura completa. Mais

freqentemente a relao L/B se situa em torno de 2 a 4.


97

Usualmente tem sido adotado nos dimensionamentos o modelo de mistura completa devido

as seguintes razes : os clculos com o modelo de mistura completa so os mais simples; e o

dimensionamento com os clculos assumindo mistura completa leva a um posicionamento a

favor da segurana, j que o reator de mistura completa o de menor eficincia.

e) DBO efluente solvel e particulada

Deve-se observar que, no quadro 2, S a DBO efluente solvel. A DBO afluente So

admitida como a DBO total do afluente, causada por duas fontes: (a) DBO remanescente no

tratamento (DBO solvel) e (b) DBO causada pelos slidos em suspenso no efluente (DBO

particulada). Os slidos em suspenso no efluente so predominantemente algas, que podero

ou no exercer alguma demanda de O2 no corpo receptor.

De acordo com Mara cada 1 mg de Slidos em Suspenso (SS) por litro gera 0,3 a 0,4

mgDBO5/l :

1 mg SS/l = 0,3 a 0,4 mgDBO5/l

Devido incerteza quanto a estes aspectos, uma abordagem prtica a de desconsiderar a

DBO das algas, ou dos Slidos em Suspenso (SS), no efluente das lagoas facultativas. Assim

a DBO das lagoas facultativas pode ser considerada como sendo apenas a DBO solvel.

O valor do coeficiente de remoo de DBO (k) obtido em funo da DBO de entrada e

de sada e do tempo de deteno, bem como do modelo hidrulico assumido. Para o caso mais

freqente do sistema de mistura completa, tem-se a seguinte faixa de valores usualmente

utilizados para dimensionamento:

k = 0,30 a 0,35 dia-1

Para diferentes temperaturas, o valor de k pode ser corrigido atravs da seguinte equao

( )20T20T kk

-q=

onde :

kT = coeficiente de remoo da DBO na temperatura T (C) do lquido;

k20 = coeficiente de remoo da DBO na temperatura do lquido de 20 C;

=q coeficiente de temperatura = 1,05 (segundo Silva e Mara)

No dimensionamento, normalmente se considera a temperatura mdia do lquido no

ms mais frio.


98

f) Acmulo de Lodo

O lodo acumulado no fundo da lagoa resultado dos slidos em suspenso do esgoto

bruto, incluindo areia, mais microorganismos sedimentados. A frao orgnica do lodo

estabilizada anaerobicamente, sendo convertida em gua e gases. Em assim sendo, o volume

acumulado inferior ao volume sedimentado.

A taxa de acmulo de lodo mdia de lodo em lagoas facultativas da ordem de apenas

0,03 a 0,08 m3/hab.ano. Como consequencia desta baixa taxa de acmulo, a ocupao de

volume da lagoa baixa.

g) rea Total Requerida para o Sistema de Lagoas

A rea total requerida para as lagoas, incluindo os taludes e rea de influncia, cerca de

25 % a 33 % maior que a rea lquida calculada.

h) Eficincia na remoo da DBO (E)

dada pela diferena percentual relativa entre a DBO total afluente (So) e a DBO total

efluente (Se) :

100S

SSE

o

eo -

=

9. 2 Lagoa Anaerbia

As lagoas anerbias constituem-se em uma forma alternativa de tratamento, onde a

existncia de condies estritamente anaerbias essencial. A estabilizao em condies

anaerbias lenta, pelo fato das bactrias anaerbias se reproduzirem numa vagarosa taxa.

As lagoas anaerbias so usualmente profundas, da ordem de 4 a 5 m. A profundidade

importante, no sentido de reduzir a possibilidade da penetrao do oxignio produzido na

superfcie para as demais camadas. Pelo fato das lagoas anaerbias serem mais profundas, a

rea requerida menor.

A eficincia de remoo da DBO nas lagoas anaerbias da ordem de 50 a 60 %. A DBO

efluente ainda elevada, implicando na necessidade de uma unidade posterior de tratamento.

As unidades mais utilizadas para tal so as lagoas facultativas, compondo o sistema de lagoas

anaerbias seguidas por lagoas facultativas, tambm denominado de sistema australiano.


99

A remoo de DBO na lagoa anaerbia proporciona uma substancial economia de rea,

fazendo com que o requisito de rea total (lagoa anaerbia+facultativa) seja em torno de 2/3

do requisito de uma lagoa facultativa nica.

Parmetros de Projeto de uma Lagoa Anaerbia

Existem dois critrios para dimensionamento de lagoas anaerbias: pelo tempo de

deteno e pela taxa de aplicao volumtrica. O critrio do tempo de deteno baseia-se no

tempo necessrio para a reproduo das bactrias anaerbias. O critrio da taxa de aplicao

volumtrica estabelecido em funo da necessidade de um determinado volume da lagoa

anaerbia para a estabilizao da carga de DBO aplicada.

a) Taxa de Aplicao Volumtrica

A taxa de aplicao volumtrica Lv a ser adotada funo da temperatura. Locais mais

quentes permitem uma maior taxa (menor volume). As taxas mais usualmente adotadas esto

na faixa de :

L v = 0,1 a 0,3 kgDBO5/m3.dia

O volume requerido (V) obtido pela equao :

vL

LV =

onde :


L = carga de DBO total (solvel + particulada) afluente (kgDBO5/dia);

Lv = taxa de aplicao volumtrica (kgDBO5/m3.dia).

b) Tempo de Deteno (t)

O volume requerido para a lagoa (V) pode ser calculado tambm com base no tempo de

deteno adotado e na vazo de projeto. O tempo de deteno (t) expresso em dias.

QtV =

onde :


t = tempo de deteno (dias);

Q = vazo mdia afluente (m3/dia).


100

Usualmente, para as lagoas anaerbias adotam-se tempos de deteno variando de :

t = 3 a 6 dias

c) Profundidade da lagoa (H)

A profundidade das lagoas anaerbias elevada, para garantir a predominncia das

condies anaerbias, evitando que a lagoa trabalhe como facultativa. Os valores usualmente

adotados encontram-se na faixa de :

H = 4,0 a 5,0 m

d) Acmulo de Lodo

As consideraes aqui so similares s efetuadas no caso de lagoas facultativas. A taxa de

acmulo de lodo mdia de lodo em lagoas facultativas da ordem de 0,03 a 0,04 m3/hab.ano.

As lagoas devem ser limpas quando a camada de lodo atingir aproximadamente a metade da

altura til.

e) Eficincia na remoo da DBO nas lagoas anaerbias (E)

A norma para projetos de lagoas prope as seguintes eficincias de remoo, caso as

lagoas anaerbias tenham sido dimensionadas de acordo com os critrios acima :

Tabela 10 Eficincia de Remoo para Lagoas Anaerbias

Temperatura Mdia da Lagoa no msmais frio (C)

Eficincia na Remoo de DBO (%)

20 50> 20 60

Uma vez estimada a eficincia de remoo (E), calcula-se a concentrao efluente (Se) da

lagoa anaerbia utilizando-se a frmula :

100S

SSE

o

eo -

=


101

9.3 - Dimensionamento das Lagoas Facultativas no Sistema Lagoa Anaerbia / Lagoa Facultativa

As lagoas facultativa no sistema lagoa anaerbia lagoa facultativa, podem ser

dimensionadas segundo os mesmos critrios da taxa de aplicao superficial descrito

anteriormente. O tempo de deteno pode ser agora menor, devido a prvia remoo da DBO

na lagoa anerbia.

Para o dimensionamento segundo a taxa de aplicao superficial, tem-se que a

concentrao e a carga de DBO afluentes lagoa facultativa so as mesmas efluentes da

lagoa anaerbia.

A estimativa do efluente da lagoa facultativa pode ser efetuada segundo a metodologia

descrita anteriormente, atentando para o fato de que o coeficiente de remoo k ser neste

caso um pouco menor, devido matria orgnica de estabilizao mais fcil ter sido removida

na lagoa anaerbia. O remanescente da matria orgnica de degradao mais difcil,

implicando em taxas de estabilizao mais lentas.

Exemplo de Dimensionamento de Lagoa Anaerbia Facultativa

Dimensionar um sistema de Lagoa Anaerbia Lagoa Facultativa com os seguintes dados :

Populao : 20.000 hab

Vazo afluente : 3.000 m3/dia

DBO afluente : So = 350 mg/l = 350 g/m3

Temperatura : T = 23 C (lquido da lagoa)

SOLUO :

a) Carga afluente de DBO5 (L)

L = So x Qa = 350 g/m3 . 3000 m3/dia = 1.050.000 g/dia = 1050 kg/dia

DIMENSIONAMENTO DA LAGOA ANAERBIA

b) Adoo da taxa de aplicao volumtrica (Lv)

Lv = 0,1 kgDBO5/m3.dia (adotada)


102

c) Clculo do Volume requerido para a lagoa (V)

dia.m/kgDBO1,0

dia/kgDBO1050

LL

V3

5

5

v== = 10.500 m3

d) Verificao do tempo de deteno (t)

dias5,3dia/m3000

m500.10QV

t3

3

a=== (ok !! dentro dos valores esperados)

e) Determinao da rea requerida (A)

Profundidade adotada : H = 4,5 m (entre 4,0 e 5,0 m)

23

m333.2m5,4

m500.10HV

A === (0,23 hectares)

Adotado 2 lagoas quadradas:

rea de cada lagoa : 2.333 / 2 = 1.167 m2

Dimenso de cada lagoa : metros34167.1 =

2 lagoas anaerbias de 34 x 34 metros cada.

f) Concentrao de DBO efluente (Se)

Eficincia de remoo da DBO (adotada) : E = 50 %

100S

SSE

o

eo -

= 100350

S35050 e

-= Se = 175 mg/l

g) Acmulo de Lodo na Lagoa Anaerbia

Taxa de acmulo anual de lodo adotada = 0,01 m3/hab.ano

Acumulao anual = 0,01 m3/hab . 20.000 hab = 200 m3/ano

Espessura acumulada em um ano :

Espessura = ano/cm9ano/m09,0m333.2

ano/m2002

3==

Espessura em 20 anos de operao (normalmente horizonte do projeto) = 20 x 9 cm = 1,80

metros (logo o lodo possivelmente necessitar ser removido aps 20 anos de operao).


103

DIMENSIONAMENTO DA LAGOA FACULTATIVA

h) Carga afluente lagoa facultativa

A carga efluente da lagoa anaerbia (L) a carga afluente lagoa facultativa.

Com a eficincia de remoo (E) de 50 %, a carga afluente lagoa facultativa :

dia/kgDBO525dia/kgDBO1050100

)50100(L

100)E100(

L o =-

=-

=

i) Adoo da taxa de aplicao superficial

Ls = 180 kgDBO/ha.dia

j) rea requerida para a lagoa (A)

)m000.29(ha9,2dia.ha/kgDBO180

dia/kgDBO525LL

A 2s

===

Adotado 2 lagoas :

rea de cada lagoa : 29.000 / 2 = 14.500 m2

Relao L/B = 2,5 cada lagoa L.B = 14.500 2,5 B2 = 14.500

B = 76 m L = 2,5 . 76 L = 190 m

k) Profundidade da lagoa facultativa (H)

H = 2,0 m (adotado)

l) Clculo do Volume da lagoa resultante

V = A.H = 29.000 . 2,0 = 58.000 m3

m) Clculo do tempo de deteno resultante

dias3,19dia/m3000

m000.58QV

t3

3

a===

n) Coeficiente de remoo de DBO (k)

Adotado k = 0,20 dia-1 (20C) (menor do que o valor de k de uma lagoa facultativa

nica, que era de 0,30 dia-1)


104

Correo para a temperatura de 23 C :

( ) ( ) 1202320T20T dia23,005,1.20,0.kk

--- ==q=

o) Estimativa da DBO solvel efluente (Se)

Utilizando-se o modelo da mistura completa, admitindo-se uma clula, tem-se :

l/mg323,19.23,01l/mg175

t.k1S

S oe =+=

+=

Lembrando, logicamente, que a DBO efluente da lagoa anaerbia (175 mg/l) corresponde

a DBO afluente da lagoa facultativa (So).

p) Estimativa da DBO particulada efluente

Considerar no existir DBO particulada efluente, para fins prticos (DBO particulada

efluente = 0)

q) DBO total efluente

DBO total efluente = DBO solvel efluente + DBO particulada efluente

DBO total efluente = 32 + 0 = 32 mg/l

r) Clculo da eficincia total do Sistema Lagoa Anaerbia - Lagoa Facultativa ne remoo

da DBO

Eficincia de remoo da DBO (adotada) : E = 50 %

%91100350

32350100

SSS

Eo

eo =-

=-

=

s) rea til total (lagoas anaerbias + facultativas)

rea til total = rea (lagoas anaerbias) + rea (lagoas facultativas)

rea til total = 0,23 ha + 2,9 ha = 3,13 hectares

(Obs : com a lagoa facultativa nica, dimensionada no quadro, a rea requerida foi de 5,8

ha. Houve portanto uma substancial economia de rea. O tempo de deteno total neste

exemplo de 22,8 dias (3,5 dias + 19,3 dias), bastante inferior ao de uma lagoa

facultativa nica (38,7 dias).


105

t) rea total requerida

A rea total da ordem de 25 % a 33 % superior rea til requerida. Assim a rea total

ocupada pelo sistema de Lagoas Anaerbia - Facultativa e Estruturas Auxiliares de :

rea total = 1,30 x 3,13 ha = 4,1 hectares

u) Arranjo Final do Sistema de Lagoas Anaerbia / Facultativa

Lagoa Facultativa 1

Lagoa Facultativa 2

LagoaAnaer. 1

LagoaAnaer. 2

190 m

76 m

76 m

34 m

34 m

34 m


106

10. SOLUES INDIVIDUAIS PARA TRATAMENTO E DESTINAO

FINAL DOS ESGOTOS DOMSTICOS

As solues individuais para tratamento e destinao final dos esgotos domsticos so

particularmente adotadas para o atendimento de pequenas e mdias comunidades onde no

existe rede coletora de esgoto.

Onde no existe gua encanada podem ser adotadas as seguintes solues :

Privada com Fossa Seca : compreende uma casinha e uma fossa seca escavada no solo(Figura 51) destinada a receber somente os excretas (fezes), ou seja, no dispe de

veiculao hdrica. As fezes retidas no interior se decompem ao longo do tempo

atravs do processo de digesto anaerbia. Localizada em lugares livres de enchentes e

distantes de poos e fontes e em cota inferior a esses mananciais, a fim de evitar a

contaminao dos mesmos. Recomenda-se adotar uma distncia mnima de segurana

estimada em 15 metros.

Figura 51 Fossa Seca


107

Privada com Fossa Estanque: consta de um tanque destinado a receber os dejetos,diretamente, sem descarga de gua, em condies idnticas a privada de Fossa Sptica.

Esta soluo adotada geralmente em zonas de lenol muito superficial, zonas

rochosas ou terrenos muito duros e terrenos facilmente desmoronveis (Figura 52).

Figura 52 Fossa Estanque

Privada com Fossa de Fermentao: consta essencialmente de duas cmaras (tanques)contguas e independentes destinadas a receber os dejetos, tal qual nas privadas de

fossa seca. Cada cmara utilizada de maneira no simultnea, ou seja, enquanto uma

utilizada durante 1 ano, a outra fermenta o lodo acumulado, por um perodo de 1 ano,

sendo limpa aps este perodo final de fermentao, ficando pronta para novo uso.

Figura 53 Fossa de Fermentao


108

Onde existe gua encanada pode ser adotada principalmente como soluo o Tanque

Sptico ou Fossa Sptica cujo destino do efluente pode ser para o Sumidouro, Vala de

Infiltrao ou Vala de Filtrao. O Tanque Sptico tambm pode ter o efluente passando por

um Filtro Biolgico antes de ir para o destino final.

10.1 Tanque Sptico ou Fossa Sptica

O Tanque Sptico corresponde a uma ou mais cmaras fechadas com a finalidade de deter os

despejos domsticos, por um perodo de tempo estabelecido, de modo a permitir a decantao dos

slidos e reteno do material graxo contido nos esgotos transformando-os bioquimicamente, em

substncias e compostos mais simples e estveis. Supondo-se uma vazo do esgoto de 150 l/dia o

Tanque Sptico poder ser empregado para tratamento a nvel primrio de at, um mximo de 500

habitantes. Economicamente o tanque sptico recomendado para at 100 habitantes. Esse sistema

requer que as residncias disponham de suprimento de gua. A Figura 53 ilustra o funcionamento geral

de um Tanque Sptico :

Figura 53 Funcionamento de uma Fossa Sptica

Os principais processos que ocorrem no Tanque Sptico ou Fossa Sptica so :


109

Reteno: o esgoto detido na fossa por um perodo racionalmente estabelecido, que pode variarde 12 a 24 horas, dependendo das contribuies afluentes.

Decantao: simultaneamente fase de reteno, processa-se uma sedimentao de 60 a 70% dosslidos em suspenso contidos nos esgotos, formando-se o lodo. Parte dos slidos no decantados,

formados por leos, graxas, gorduras e outros materiais misturados com gases retida na superfcie

livre do lquido, no interior do tanque sptico, denominados de escuma.

Digesto: tanto o lodo como a escuma so atacados por bactrias anaerbias, provocando umadestruio total ou parcial de organismos patognicos.

Reduo de Volume: da digesto, resultam gases, lquidos e acentuada reduo de volume dosslidos retidos e digeridos, que adquirem caractersticas estveis capazes de permitir que o efluente

lquido do tanque sptico possa ser lanado em melhores condies de segurana do que as do

esgoto bruto.

O tanque sptico projetado para receber todos os despejos domsticos (de cozinhas, lavanderias

domiciliares, lavatrios, vasos sanitrios, bids, banheiros, chuveiros, mictrios, ralos de piso de

compartimento interior, etc.). recomendado a instalao de caixa de gordura na canalizao que

conduz despejos das cozinhas para o tanque sptico. So vetados os lanamentos de qualquer

despejo que possam causar condies adversas ao bom funcionamento dos tanques spticos ou que

apresentam um elevado ndice de contaminao.

Dimensionamento de Fossa Sptica (segundo a ABNT-NBR 7229/93)

Frmula geral para tanque sptico de uma cmara : V = 1000 + N ( C.T + K.Lf )

V = Volume til (em litros).

N = Nmero de pessoas ou unidades de contribuio.

C = Contribuio de despejos, em litro/pessoa x dia ou em litro/unidade x dia (Tabela 11)

T = Perodo de deteno, em dias (Tabela 12).

K = Taxa de acumulao de lodo digerido em dias, equivalente ao tempo de acumulao de

lodo fresco (Tabela13).

Lf = Contribuio de lodo fresco, em litro/pessoa x dia ou em litro/unidade x dia ou emlitro/unidade x dia (Tabela 11).


110

Tabela 11 Contribuio Diria de Esgoto (C) e de Lodo Fresco (Lf)

Tabela 12 Perodo de Deteno (T) dos Despejos por faixa de contribuio diria

Tabela 13 Taxa de Acumulao Total de Lodo (K) em Dias


111

Tabela 14 Profundidade til (h) Mnima e Mxima por Faixa de Volume til

A Tabela 14 indica as profundidades teis mnima e mxima em funo do Volume til calculado.

Ainda so recomendadas as seguintes relaes :

2 L/b 4 e 0,70 m b 2 h

onde L e b so o comprimento e a largura, respectivamente, da Fossa Sptica, no caso de ter formato em planta

retangular (Figura 54).

Figura 54 Detalhe das Dimenses de uma Fossa Sptica Retangular


112

Disposio do Efluente Lquido dos Tanques Spticos

O efluente lquido potencialmente contaminado, com odores e aspectos desagradveis, exigindo,

por estas razes, uma soluo eficiente de sua disposio.

Entre os processos eficientes e econmicos de disposio do efluente lquido das fossas tm sido

adotados os seguintes tipos:

diluio nos corpos dgua receptores;

sumidouro;

vala de infiltrao e filtrao;

filtro anaerbio.

A escolha do processo a ser adotado deve considerar os seguintes fatores:

natureza e utilizao do solo;

profundidade do lenol fretico;

grau de permeabilidade do solo;

utilizao e localizao da fonte de gua de subsolo utilizada para consumo humano;

volume e taxa de renovao das gua de superfcie.

Teste de Absoro do Solo

Sua finalidade fornecer o coeficiente de percolao do solo, o qual indispensvel para o

dimensionamento de fossas absorventes, sumidouros e campos de absoro. O teste

realizado como a seguir :

- cavar um buraco de 30cm x 30cm cuja profundidade deve ser a do fundo da vala, no caso do

campo de absoro ou a profundidade mdia, em caso de fossa absorvente;

- colocar cerca de 5cm de brita mida no fundo do buraco;

- encher o buraco de gua e esperar que seja absorvida;

- repetir a operao por vrias vezes, at que o abaixamento do nvel da gua se torne o mais

lento possvel;

- medir, com um relgio e uma escala graduada em cm, o tempo gasto, em minutos, para um

abaixamento de 1cm. Este tempo (t) , por definio, o tempo de percolao (tempo medido

profundidade mdia);

- de posse do tempo t em minutos, pode-se determinar o coeficiente de percolao. Por definio,

o coeficiente de infiltrao representa o nmero de litros que 1 m2 de rea de infiltrao do solo

capaz de absorver em um dia. O coeficiente (Ci) fornecido pelo Grfico 5 abaixo ou pela

seguinte frmula :


113

5,2t490

)dia/m/l(Ci 2++

==

Grfico 5 Determinao do Coeficiente de Percolao

Exemplo para achar o Coeficiente de Infiltrao :

Um teste de infiltrao de um terreno indicou o tempo (t) igual a 4 minutos para o abaixamento de 1

cm na escala graduada. Qual o coeficiente de infiltrao (Ci) do terreno ?

Ci = 490 / (t + 2,5) = 490 / (4 + 2,5) = 490 / 6,5 = 75,4 litros / m2 / dia

O coeficiente de infiltrao varia de acordo com os tipos de solo, conforme indicado na Tabela 15 a

seguir :

Tabela 15 Coeficiente de Infiltrao e Absoro Relativa do Solo


114

Disposio do Efluente Slido das Fossas Spticas

A parte slida retida nas fossas spticas (lodo) dever ser renovada periodicamente, de acordo com o

perodo de armazenamento estabelecido no clculo destas unidades. A falta de limpeza no perodo

fixado acarretar diminuio acentuada da sua eficincia. Pequeno nmero de tanque sptico instalados

e de pouca capacidade no apresentam problemas para a disposio do lodo. Nestes casos, o

lanamento no solo, a uma profundidade mnima de 0,60m, e mesmo em rios, poder ser uma soluo,

desde que o local escolhido no crie um problema sanitrio.

Quando o nmero de tanques spticos for bastante grande ou a unidade utilizada de grande

capacidade, o lodo no poder ser lanado no solo e nem nos rios, mas sim encaminhado para um leito

de secagem.

Eficincia dos Tanques Spticos

A eficincia do tanque sptico normalmente expressa em funo dos parmetros comumente

adotados nos diversos processos de tratamento. Os mais usados so: Slidos em suspenso e Demanda

Bioqumica de Oxignio (DBO). As quantidades de cloretos, nitrognio amoniacal, material graxo e

outras substncias podem interessar em casos particulares.


115

Slidos em Suspenso : o tanque sptico, projetado e operado racionalmente, poder obterreduo de slidos em suspenso em torno de 60 %.

Demanda bioqumica de oxignio (DBO) : a remoo de DBO poder ser da ordem de 35 a 60 %.

10.2 Filtro Anaerbio

Aparentemente nova, a soluo considerada uma das mais antigas e surgiu simultaneamente a

evoluo dos filtros biolgicos convencionais. O filtro anaerbio (formado por um leito de brita n o 4)

est contido em um tanque de forma cilndrica ou prismtica de seo quadrada, com fundo falso para

permitir o escoamento de efluente do tanque sptico (Figura 55).

O filtro anaerbio um processo de tratamento apropriado para o efluente do tanque sptico, por

apresentar resduos de carga orgnica relativamente baixa e concentrao pequena de slidos em

suspenso. As britas n. 4 (50 a 76 mm), retero em sua superfcie as bactrias anaerbias (criando um

campo de microrganismo), responsveis pelo processo biolgico, reduzindo a Demanda Bioqumica de

Oxignio (DBO).

Dimensionamento de Filtro Anaerbio

A NBR-7229/93, preconiza para dimensionamento as seguintes frmulas:

Volume til ( V ) : V = 1,60 N.C.T

onde:

V = Volume til (meio filtrante);

N = No de contribuintes;

C = Contribuio de despejo, em l/pessoa x dia

T = Perodo de deteno, em dias (Tabela 14)

Seo Horizontal ( S ) : 80,1V

S ==

onde:

V = Volume til calculado em m3

S = rea da seo horizontal em m2


116Figura 55 Detalhe de uma Instalao com Filtro Anaerbio


117

Detalhes Construtivos do Filtro Anaerbio

- o tanque tem que ter forma cilndrica ou quadrada com fundo falso;

- leito filtrante (brita n. 4) deve ter altura (a) igual a 1,20m, que constante para qualquer volume

obtido no dimensionamento;

- a profundidade til (h) do filtro anaerbio de 1,80m para para qualquer volume de

dimensionamento;

- dimetro (d) mnimo de 0,95m ou a largura (L) mnima de 0,85m;

- dimetro (d) mximo e a largura (L) no devem exceder trs vezes a profundidade til (h);

- volume til mnimo de 1250 litros;

- a carga hidrosttica mnima no filtro de 1 kPa ( 0,10m ), portanto, o nvel da sada do efluente do

filtro deve estar 0,10 m abaixo do nvel de sada do tanque sptico;

- fundo falso deve ter aberturas de 0,03m, espaadas em 0,15m entre si.

Eficincia do Filtro Anaerbio

A ABNT considera que os filtros anaerbios de fluxo ascendente so capazes de remover do

efluente do tanque sptico de 70 a 90% da DBO. A eficincia dos filtros s poder ser constatada 3

meses aps o incio da operao que o tempo necessrio para o bom funcionamento do mesmo.

10.3 Sumidouro

Os sumidouros tambm conhecidos como poos absorventes ou fossa absorventes, so escavaes

feitas no terreno para receber os efluentes do tanque sptico, que se infiltram no solo atravs das

aberturas na parede (Figura 56).

Dimensionamento de Sumidouro

As dimenses dos sumidouros so determinadas em funo da capacidade de absoro do terreno

(obtida pela Tabela 15 ou Grfico 5). Como segurana, a rea do fundo no dever ser

considerada, pois o fundo logo se colmata.

A rea de infiltrao necessria em m2 para o sumidouro calculada pela frmula:

CiV

A ==

onde:

A = rea de infiltrao em m 2 (superfcie lateral);

V = Volume de contribuio diria em l/dia, que resulta da multiplicao do nmero de

contribuintes (N) pela contribuio unitria de esgotos (C), conforme Tabela 11;


118

Ci = Coeficiente de infiltrao ou percolao ( l/m2. dia ) obtido no Grfico 5.

O calculo da profundidade (h) do Sumidouro Cilndrico : hDA pp==D

Ah

pp==

onde:

h = Profundidade necessria em metros;

A = rea necessria em m2;

D = Dimetro adotado para o sumidouro.

Detalhes Construtivos dos Sumidouros

Os sumidouros devem ser construdos com paredes de alvenaria de tijolos, assentes com juntas

Figura 56 Detalhe de um Sumidouro Cilndrico


119

livres, ou de anis (ou placas) pr moldados de concreto, convenientemente furados. Devem ter no

fundo, enchimento de cascalho, coque ou brita n. 3 ou 4, com altura igual ou maior que 0,50m.

As lajes de cobertura dos sumidouros devem ficar ao nvel do terreno, construdas em concreto

armado e dotados de abertura de inspeo de fechamento hermtico, cuja menor dimenso ser de

0,60m.

Quando construdos dois ou mais sumidouros cilndricos, os mesmos devem ficar afastado entre si

de um valor que supere trs vezes o seu dimetro e nunca inferior a 6m.

10.4 Vala de Infiltrao

O sistema de vala de infiltrao consiste em um conjunto de canalizaes assentado a uma

profundidade determinada, em um solo cujas caractersticas permitam a absoro do esgoto

efluente do tanque sptico. A percolao do lquido atravs do solo permitir a mineralizao

dos esgotos, antes que os mesmos se transforme em fonte de contaminao das guas subterrneas e de

superfcie. A rea por onde so assentadas as canalizaes de infiltrao tambm so chamados de

campo de nitrificao.

Dimensionamento de Vala de Infiltrao

Para determinao da rea de infiltrao do solo, utiliza-se a mesma frmula do sumidouro, ou seja:

A = V/Ci. Para efeito de dimensionamento da vala de infiltrao, a rea encontrada se refere apenas

ao fundo da vala.

No dimensionamento tem que se levar em conta as seguintes orientaes (Figura 57):

- em valas escavadas em terreno, com profundidade entre 0,60 m e 1,00 m, largura mnima de 0,50 m

e mxima de 1,00 m, devem ser assentados em tubos de drenagem de no mnimo 100 mm de

dimetro;

- a tubulao deve ser envolvida em material filtrante apropriado e recomendvel para cada tipo de

tubo de drenagem empregado, sendo que sua geratriz deve estar a 0,30 m acima da soleira das valas

de 0,50 m de largura ou at 0,60 m, para valas de 1,00 m de largura. Sobre a cmara filtrante deve

ser colocado papelo alcatroado, laminado de plstico, filme de termoplstico ou similar, antes de

ser efetuado o enchimento restante da vala com terra;


120

Figura 57 Detalhe de uma Instalao de Vala de Infiltrao


121

- a declividade da tubulao deve ser de 1:300 a 1:500;

- deve haver pelo menos duas valas de infiltrao para disposio do efluente de um tanque

- sptico;

- comprimento mximo de cada vala de infiltrao de 30 m;

- espaamento mnimo entre as laterais de duas valas de infiltrao de 1,00 m;

- a tubulao de efluente entre o tanque sptico e os tubos instalados nas valas de infiltrao deve ter

juntas tomadas;

- comprimento total das valas de infiltrao determinado em funo da capacidade de absoro do

terreno, calculada segundo a formula A = V / Ci;

10.5 Vala de Filtrao

Os sistemas de valas de filtraes so constitudos de duas canalizaes superpostas, com a camada

entre as mesmas ocupada com areia (Figura 58). O sistema deve ser empregado quando o tempo de

infiltrao do solo no permite adotar outro sistema mais econmico (vala de infiltrao) e /ou quando

a poluio do lenol fretico deve ser evitada.

Dimensionamento das Valas de Filtrao

No dimensionamento das valas de filtrao devero ser consideradas as seguintes recomendaes:

- a profundidade da vala de 1,20 m a 1,50 m e a largura na soleira de 0,50 m;

- uma tubulao receptora, com DN 100 do tipo de drenagem, deve ser assentada no fundo

da vala

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Apostila Saneamento 2