SISTEMAS DE ESGOTOS SANITARIOS - FOSSA SEPTICA

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SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIO 
SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS
Com OD entre 4 e 5mg/L, morrem os peixes mais exigentes;
com OD igual a 2mg/L, todos os peixes estão mortos; 
com OD igual a 0mg/L, tem-se condições de anaerobiose.
O OD é vital para os seres aquáticos aeróbios.
É o principal parâmetro de caracterização dos efeitos da poluição das águas por despejos orgânicos.
Conceito: É de essencial importância para os organismos aeróbios.
OXIGÊNIO DISSOLVIDO - OD
Ex: truta, necessita de pelo menos 7,0 mgO2/l para sobreviver.
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DEMANDA BIOQUIMICA DE OXIGÊNIO
CONCEITO: é a quantidade aproximada de oxigênio usada pelas bactérias aeróbias (mistas) no consumo de matéria orgânica em uma amostra de esgotos, num período de 5 dias a uma temperatura de 20°C. Escreve-se então, assim:
 ou 
Adota-se o período de incubação de 5 dias porque ele já é suficiente para neutralizar os fatores acidentais que possam afetar o resultado. indica uma situação que ocorreu a 5 dias passados.
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DEMANDA BIOQUIMICA DE OXIGÊNIO
Esgoto com grande quantidade de matéria orgânica – precisam de grande quantidade de oxigênio para estabilizar essa matéria orgânica – logo a DBO será alta.
O contrário é verdadeiro – pequena quantidade de oxigênio – DBO baixa. 
CONCLUSÃO: quanto maior grau de poluição orgânica maior será a DBO >>> menor será o OD
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DEMANDA BIOQUIMICA DE OXIGÊNIO
EXEMPLO: nos esgotos existem bactérias, protozoários e uma série de organismos heterótrofos (alimentam-se de matéria orgânica dos esgotos) – para viver precisam de nutrientes – consequente liberação de energia – quando respiram roubam oxigênio – isso provoca uma demanda maior de consumo de oxigênio.
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DEMANDA BIOQUIMICA DE OXIGÊNIO
	Na maioria das vezes os esgotos não possuem oxigênio – fornece então a aeração mecânica, de insuflação de ar comprimido ou por fotossíntese.
Resumo: tem-se alimento (matéria orgânica), seres vivos (bactérias) e se fornece oxigênio – vai acontecer o que: multiplicação intensa de microorganismos. Se multiplicaram e ocorrerá uma demanda maior de oxigênio. 
	Conclusão: A DBO é a medida das necessidades respiratórias de uma população de microorganismos. 
Ex: um lago de águas limpas. 
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DEMANDA BIOQUIMICA DE OXIGÊNIO
Exemplo: RIO TIETÊ EM SÃO PAULO.
Não existem dados de vazão deste rio em São Paulo, mas se dá conta de uma vazão mínima de 69,8 m³/s, em setembro/1991, em Pirapora-SP. Portanto, em termos de disponibilidade de OD, com essa vazão, teríamos então: 
OD máx. disponível = 69.800 l/s . 86.400 s/dia. 8.4 x kg de /l = 50.658 kg /dia.
OD sat. = 8.4 mg/l, para água limpa, a temperatura de 20°C. 
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DEMANDA BIOQUIMICA DE OXIGÊNIO
OD per capita = 54 g DBO/hab.dia, citado por Karl Imhoff.
Então, para uma cidade de 19.000.000 habitantes, teria uma carga de DBO lançada diariamente em algum corpo:
Carga de DBO = 0.054 kg DBO/hab. dia x 19.000.000 hab = 1.026.000 kg DBO/dia.
Isso é 22 vezes maior do que OD máx. calculado (50.658 kg /dia para aquela vazão mínima.
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DEMANDA BIOQUIMICA DE OXIGÊNIO
Ou seja:
mesmo que conseguisse coletar e tratar todo o esgoto de São Paulo nas condições propostas das ETEs atuais, que é de 90% de eficiência na remoção de DBO, ainda ficaria com 10% remanescente (114.000 kg DBO/dia), e isso ainda é 2,25 vezes maior que o OD máxima disponível. Mesmo que trate todo o esgoto, ainda a carga remanescente é suficiente para deixar o rio Tietê isento de oxigênio dissolvido (O2), pelos menos nas proximidades de lançamento, na maior parte do tempo, em épocas de estiagem.
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DEMANDA QUIMICA DE OXIGÊNIO
O teste de DQO visa medir o consumo de oxigênio que ocorre durante a oxigenação química de compostos orgânicos presentes numa água. 
As diferenças entre DBO e DQO são:
Teste da DBO mede o consumo de oxigênio para oxidar compostos orgânicos biodegradáveis, realizado exclusivamente por microorganismos, sendo que sob certas condições, mede também a demanda de oxigênio.
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DEMANDA QUIMICA DE OXIGÊNIO
	Teste de DQO mede o consumo de oxigênio para oxidar compostos orgânicos, biodegradáveis e não biodegradáveis, com oxidação exclusivamente química, dando a indicação apenas da matéria orgânica carbonácea. 	Também não possibilita medir o consumo de oxigênio ao longo do tempo, como no caso da DBO. 
Teste da DBO – 5 dias
Teste da DQO – 3 horas.
A relação DBO/DQO para esgotos domésticos brutos varia entre 1.7 a 2.4.
O valor da DQO é sempre maior do que a DBO.
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CONSIDERAÇÕES FINAIS:
1) Carga per capita (g/hab.dia)
Uma pessoa contribui em média para o esgoto com 54 gramas de por dia.
2) Carga (kg/dia) e Concentração (mg/l) de um esgoto:
Carga = população . Carga per capita ou
Carga = concentração . Vazão
OBSERVAÇÃO: g/m³ = mg/l
3) Equivalente populacional (EP):
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CONSIDERAÇÕES FINAIS:
3) Equivalente populacional (EP):
Corresponde a equivalência entre o potencial poluidor de uma indústria (em termos de matéria orgânica) e uma determinada população a qual produz essa mesma carga poluidora.
4) Carga para esgotos Industriais (kg/dia):
Carga (kg/dia) = contribuição por unidade produzida . Produção
 (kg/unidade) (unidade/dia)
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CONSIDERAÇÕES FINAIS:
Quanto mais alta for a quantidade de matéria orgânica contida em determinado esgoto, maior será a sua concentração e, consequentemente, mais forte será o esgoto.
Material orgânico = indicativo para a quantidade de todas as substâncias orgânicas juntas em um esgoto.
Para quantificar a massa de material orgânico, utilizam-se amplamente os parâmetros de DBO e DQO e geralmente são expressos em mg/L ou g/m³.
A concentração de esgoto de uma população depende principalmente do consumo de água.
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CONSIDERAÇÕES FINAIS:
Nos Estados Unidos o consumo é elevado (350 a 400 litros/hab.dia), o esgoto é diluído (a DBO varia de 200 mg/L a 250 mg/L), e em países em desenvolvimento o esgoto é geralmente forte (a DBO varia de 400 mg/L a 700 mg/L), pois o consumo é baixo (40 a 100 litros/hab.dia).
O conhecimento da DBO per capita é de grande interesse na engenharia civil (sanitária) pois é um importante parâmetro utilizado nos projetos de sistemas de ETE, o que influencia diretamente no dimensionamento destes sistemas.
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DEGRADAÇÃO AERÓBIA EM RIOS E CÓRREGOS
Os compostos orgânicos presentes e rios e córregos podem ter origem industrial, mas sabe-se que a grande contribuição se dá na sua maioria pelo lançamento de esgoto sanitário.
Quando um composto orgânico é lançado no rio, parte do mesmo sofre o processo natural de degradação denominado de AUTODEPURAÇÃO.
Este processo engloba mecanismos como; DISPERSÃO, DILUIÇÃO, SEDIMENTAÇÃO, dentre outros.
O processo de AUTODEPURAÇÃO leva ao restabelecimento das águas as suas condições iniciais.
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DEGRADAÇÃO AERÓBIA EM RIOS E CÓRREGOS
	Mesmo após o restabelecimento das condições iniciais de DBO e DQO, e OD e coliformes, o processo de depuração precisa ser visto de forma parcial.
POR QUÊ?
	Existe a formação de produtos e subprodutos resultantes destas combinações/decomposições das substâncias orgânicas, como por exemplo, o aumento de nutrientes (Nitrogênio e Fósforo), principalmente se for de origem doméstica, contribuindo para formação de um outro ecossistema diferenciado. Ex: algas em reservatórios de UH.
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DEGRADAÇÃO AERÓBIA EM RIOS E CÓRREGOS
ZONAS DE AUTODEPURAÇÃO:
Zonas de águas limpas – um pouco a montante do lançamento;
Zona de degradação ou zona de mistura – local de lançamento.
 Zona de decomposição ativa – declínio total da população de peixes e outras formas deseres aeróbios. OD igual a zero.
Zona de recuperação – inicia-se o processo de regeneração as suas condições naturais.
Zonas de águas limpas – ecossistemas volta as condições naturais
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DEGRADAÇÃO AERÓBIA EM RIOS E CÓRREGOS
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O SISTEMA DE CLASSIFICAÇÃO DOS RIOS:
As águas doces, salobras e salinas do território nacional brasileiro são classificadas, segundo a qualidade requerida para os seus usos preponderantes, em treze classes de qualidade, porém destacaremos nesse artigo as classes dos cursos d’água doce, os quais tem impacto direto com as atividades urbanas e industriais.
	O esquema básico de agrupamento compreende os seguintes níveis ou categorias sistemáticas segundo o CONAMA: RESOLUÇÃO No 357, DE 17 DE MARÇO DE 2005 Publicada no DOU nº 053, de 18/03/2005, págs. 58-63 
CLASSIFICAÇÃO DOS RIOS
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O SISTEMA DE CLASSIFICAÇÃO DOS RIOS:
RESOLUÇÃO No 357, DE 17 DE MARÇO DE 2005 publicada no DOU nº 053, de 18/03/2005, págs. 58-63 
Dispõe sobre a classificação dos corpos de água e diretrizes ambientais para o seu enquadramento, bem como estabelece as condições e padrões de lançamento de efluentes, e dá outras providências.
 
Algumas resoluções relacionadas:
CONAMA 430 CONAMA 274 CONAMA 396
CONAMA 393 CONAMA 370 RESOLUÇÃO CONAMA 375/2006
CLASSIFICAÇÃO DOS RIOS
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ORGÃOS AMBIENTAIS REGULADORES
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LEGISLAÇÃO AMBIENTAL, QUAL ATENDER?
Quais normas e/ou resoluções devem ser respeitadas por uma indústria, ao lançar o seu efluente tratado em um corpo receptor?
EXEMPLO: Uma indústria, instalada no município de São Paulo (SP), pretende lançar seu efluente tratado em um corpo receptor dentro dos limites territoriais do seu Estado. O efluente tratado desta ETE apresentou uma concentração de DBO de 55 mg/L, e a eficiência de remoção deste parâmetro foi de 70%. Segundo a Legislação Federal (Artigo 16 da Resolução CONAMA nº 430), este efluente tratado só pode ser lançado no corpo receptor caso a eficiência mínima de remoção de DBO seja de 60%. Em contra partida, no estado de São Paulo, o Artigo 18 do Decreto Estadual 8468 estabelece que este mesmo efluente só poderá ser lançado no corpo receptor, caso a concentração de DBO seja no máximo 60 mg/L, ou a eficiência de remoção seja de 80%. Neste caso, qual Legislação o gestor da ETE deverá atender, Federal ou Estadual?
Se optarmos pela “Legislação Estadual”, nós acertamos, pois neste caso sempre deve ser respeitada a legislação MAIS RESTRITIVA! valendo para qualquer parâmetro analisado. 
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O SISTEMA DE CLASSIFICAÇÃO DOS RIOS:
Classe especial
a) destinada ao abastecimento para consumo humano, com desinfecção;
b) à preservação do equilíbrio natural das comunidades aquáticas; e
c) à preservação dos ambientes aquáticos em unidades de conservação de proteção integral.
CLASSIFICAÇÃO DOS RIOS
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II. Classe 1
Águas que podem ser destinadas:
a) ao abastecimento para consumo humano, após tratamento simplificado;
b) à proteção das comunidades aquáticas;
c) à recreação de contato primário, tais como natação, esqui aquático e mergulho, conforme Resolução CONAMA no 274, de 2000;
d) à irrigação de hortaliças que são consumidas cruas e de frutas que se desenvolvam rentes ao solo e que sejam ingeridas cruas sem remoção de película; 
e) à proteção das comunidades aquáticas em Terras Indígenas.
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III. Classe 2
Águas que podem ser destinadas:
a) ao abastecimento para consumo humano, após tratamento convencional;
b) à proteção das comunidades aquáticas;
c) à recreação de contato primário, tais como natação, esqui aquático e mergulho;
d) à irrigação de hortaliças, plantas frutíferas e de parques, jardins, campos de esporte e lazer, com os quais o público possa vir a ter contato direto; e
e) à aquicultura e à atividade de pesca.
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IV. Classe 3
Águas que podem ser destinadas:
a) ao abastecimento para consumo humano, após tratamento convencional ou avançado;
b) à irrigação de culturas arbóreas, cerealíferas e forrageiras;
c) à pesca amadora;
d) à recreação de contato secundário; e
e) à dessedentação de animais.
Ex.: rio Pirapó.
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V. Classe 4
Águas que podem ser destinadas:
a) à navegação; e
b) à harmonia paisagística.
 
A qualidade das águas dos rios é afetada por vários fatores, tais como o uso de produtos industriais e a produção agrícola. Esses fatores podem comprometer o corpo d'água dependendo do tratamento aplicado e sua capacidade de purificação.
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AS DIVERSAS OPÇÕES DE TRATAMENTO DE ESGOTO PRIMÁRIO
Como e quando se deve tratar o esgoto sanitário:
Como vimos, o lançamento de esgoto sanitário sem prévio tratamento, num determinado corpo de água, pode causar a deterioração da qualidade desta água.
Mas, isso nem sempre é verdade. Vai depender da relação entre a carga poluente lançada e a vazão deste corpo, e a variação pode não ser significativa.
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AS DIVERSAS OPÇÕES DE TRATAMENTO DE ESGOTO PRIMÁRIO
Como e quando se deve tratar o esgoto sanitário:
EX: Manaus – Rio Negro. 
	Com certeza, as vazões máximas de esgoto sanitário daquela cidade são infinitamente menores do que as vazões daquele rio. Neste caso, não seria aconselhável a construção de ETE, uma vez que não iria afetar a qualidade da água. O mesmo poderia dizer das cidades a beira mar, que são lançadas ao mar por emissários após tratamento.
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Tanto num caso, quanto noutro, é aconselhável que o lançamento seja feito de forma criteriosa, após um pré-tratamento (remoção de sólidos grosseiros e areia), e levados até um local onde seu lançamento não prejudique estética e sanitariamente o eventual uso destas águas para lazer e consumo humano.
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	Do ponto de vista técnico, há inúmeras opções de tratamento de esgoto. Cada um com suas vantagens e/ou desvantagens, sob o ponto de vista de áreas, da eficiência prometida/calculada, utilização de equipamentos eletromecânico, com consumo altíssimo de energia elétrica, sofisticação na implantação e uso de mão de obra especializada.
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LODO ATIVADO – alta eficiência – consome energia – mão de obra especializada. São as ETE.
LAGOAS DE ESTABILIZAÇÃO – média e boa eficiência, não consome energia, operação simples, mas exigem grandes áreas para implantação.
RAFA – REATOR ANAERÓBICO DE FLUXO ASCENDENTE e manto de lodo, apresentam baixa eficiência, mas de baixo custo de implantação e operação, podem ser implantados como tratamento precedente a sistemas aeróbios. 
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RAFA – efluentes industriais; alta concentração de bactérias; a biomassa cresce dispersa no meio formando pequenos grânulos; efluente entra por baixo; saída de biogás acima. A empresa Coca-Cola mantém esse sistema.
FAFA – filtro anaeróbio de fluxo ascendente.
Fossa séptica de câmara única.
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FOSSAS SÉPTICAS DE CÂMARA ÚNICA
	Para atender sistemas isolados, individuais, tais como residências ou condomínios isolados, há a opção de usar fossas sépticas (FS), também chamados de decantadores-digestores. O efluente poderá ser lançado em sumidouros (SU), valas de infiltração (VI) ou passar antes por valas de filtração (VF) ou por filtros anaeróbicos de fluxo ascendente (FAFA), antes da disposição final.
	As FS consistem geralmente de uma câmara, cuja função é permitir a sedimentação, o armazenamento dos sólidos sedimentáveis (lodo) e sua digestão, que ocorre em ambiente anaeróbico. 
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FOSSAS SÉPTICAS DE CÂMARA ÚNICA
De acordo com a NBR 7.229 (ABNT, 1993), o volume total de uma FS é a somatória dos volumes de sedimentação, digestão e de armazenamento de lodo, e por ser calculado pela expressão:
V = 1.000 + N ( C. + K.)
onde:
V = volume útilem litros;
N = número de pessoas ou unidades de contribuição;
C = contribuição de despejos em litros/pessoa.dia ou litro/unidade – tab. 9.1);
 = tempo de detenção em dias – tab. 9.2;
K = taxa de acumulação de lodo digerido em dias (tab.9.3);
 = contribuição do lodo fresco, em litros/pessoa.dia ou litro/unidade – tab. 9.1)
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FOSSAS SÉPTICAS DE CÂMARA ÚNICA
OBS: deve-se prever caixa de gordura, na saída tubulação das cozinhas, construída antes da F.S e justamente para reter gorduras.
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FOSSAS SÉPTICAS DE CÂMARA ÚNICA
Tanque séptico de câmara única preconizada pela NBR 7229 (ABNT, 1993).
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FOSSAS SÉPTICAS DE CÂMARA ÚNICA
Funcionamento geral de um tanque séptico NBR 7229 (ABNT, 1993).
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FOSSAS SÉPTICAS DE CÂMARA ÚNICA
Funcionamento geral de um tanque séptico NBR 7229 (ABNT, 1993).
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FOSSAS SÉPTICAS DE CÂMARA EM SÉRIE
Funcionamento geral de um tanque séptico NBR 7229 (ABNT, 1993).
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Profundidade útil em função do volume útil do tanque séptico
	Volume útil (m³)	Profundidade útil (m)
 Mínima Máxima
	Até 6,0	 1,20 2,20
	De 6,0 a 10,0	 1,50 2,50 
	Mais que 10,0	 1,80 2,80
Tab. 9.4
Fonte: NBR 7229 (ABNT, 1993).
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TAXA DE INFILTRAÇÃO:
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CORTE ESQUEMÁTICO DE FOSSA SÉPTICA
Liquido efluente altamente contaminado por coliformes fecais.
DBO solúvel relativamente alta. A F.S remove de 40 a 60% somente a DBO.
DQO – remove de 30 a 60% somente.
Sólidos sedimentáveis – 50 a 70% de remoção.
Óleos e Graxas – 70 a 90% de remoção.
EFICIÊNCIA:
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SISTEMA FOSSA SÉPTICA + FILTRO + SUMIDOURO
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EXERCÍCIO 01:
Num condomínio fechado, com 10 casas de alto padrão, resolve-se construir um sistema dotado de fossa séptica, a ser limpa anualmente. Determinar inicialmente o volume da F.S, sabendo-se que a temperatura média local no inverno é de 15°C. Verificar depois o melhor destino para o efluente da FS.
Melhor destino: avaliar taxa de infiltração do esgoto (permeabilidade do solo); inclinação do terreno; profundidade do lençol freático; natureza e profundidade do leito rochoso; distancias das águas superficiais e poços.
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SUMIDOUROS:
	O efluente de uma FS pode ser lançado em sumidouros, quando a taxa de absorção do solo for igual ou superior a 40 l/m². dia. São os solos argilas arenosas e/ou siltosas. Esses sumidouros podem ser construídos com alvenaria de tijolos, blocos de concreto, pedras ou ainda com anéis pré-moldados de concreto, com furos na lateral e fundo livre para infiltração. Devem ser cobertos com laje de concreto armado com furo para inspeção de, no mínimo, 60 cm. 
	Devem se distanciar dos poços de água de abastecimento, no mínimo, 20 metros, e 3 acima do lençol freático.
	 Em casos de solos arenosos as distâncias devem ser maiores. 
DISPOSIÇÃO E/OU TRATAMENTO DO EFLUENTE DAS FOSSAS SÉPTICAS
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No exercício resolvido, e se considerarmos que a taxa de absorção para este tipo de solo, para um tempo de 3 minutos é de 80 litros/m².dia, a área total necessária para este sumidouro será:
N = 50 pessoas e C = 160 litros/pessoa. Assim a vazão diária é de 8.000 litros/dia. Teremos, então, a área do sumidouro:
Área total = 8.000 l/dia 80 l/m².dia = 100 m²
Pode ter seus formatos em: RETANGULARES e CIRCULARES
Pela tabela 9.4 – e para volume de 9 m³ - a profundidade mínima é de 1,50 metros. 
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VALAS DE INFILTRAÇÃO
	São utilizadas quando a taxa de absorção do solo estiver entre 20 l/m².dia a 40 l/m².dia. São solos argilosos de cor amarela, vermelha ou marrom.
	A NBR 7.229/93 sugere que se execute no mínimo duas valas de infiltração, com profundidades na faixa de 0,60 m a 1,00 m e largura entre 0,50 e 1,00 m, e espaçamento mínimo entre elas de 1,00 m e comprimento máximo de 30 metros, cada. 
	Na média, deve-se estimar a extensão das valas de infiltração em 6m/pessoa.
Exercicio resolvido
DISPOSIÇÃO E/OU TRATAMENTO DO EFLUENTE DAS FOSSAS SÉPTICAS
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SUMIDOUROS
DISPOSIÇÃO E/OU TRATAMENTO DO EFLUENTE DAS FOSSAS SÉPTICAS
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VALAS DE INFILTRAÇÃO
DISPOSIÇÃO E/OU TRATAMENTO DO EFLUENTE DAS FOSSAS SÉPTICAS
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SISTEMA DE LODO ATIVADO
LAGOAS DE ESTABILIZAÇÃO
LAGOAS AERADAS
Fonte: NUVOLARI, ARIOVALDO (Organizador). Esgoto Sanitário. Blucher: São Paulo, 2014, 2ª. Edição.
A SEGUIR:
DISPOSIÇÃO E/OU TRATAMENTO DO EFLUENTE DAS FOSSAS SÉPTICAS