Estação de tratamento de Esgoto

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1 INTRODUÇÃO
O Brasil tem vivenciado uma situação de, ao mesmo tempo, preocupar-se com o seu crescimento populacional e seu desenvolvimento tecnológico e, também, dedicar-se à preservação e à recuperação de seu meio natural. O acesso aos recursos de saneamento básico é uma necessidade humana e a sua utilização tem aumentado devido ao acelerado crescimento populacional. 
Atualmente, as cidades devem seguir parâmetros para conseguir empregar o tratamento de água, tratamento de esgoto e o descarte de resíduos sólidos necessários para manter a qualidade nos corpos receptores e nas bacias de abastecimento, conforme exigido por normas ambientais.
Este trabalho busca apresentar uma alternativa para o tratamento de esgoto da cidade de Pitangui, situada em Minas Gerais. O município apresenta número de habitantes inferior a 50 mil, sendo considerada, devido a isso, uma cidade de pequeno porte. 
O estudo realiza-se a partir de dados do Projeto Básico e Executivo do Sistema de Esgotamento de Pitangui, e do Plano de Saneamento Básico de Pitangui, dados estatísticos do IBGE, documentos e arquivos cedidos pela Prefeitura Municipal de Pitangui e cartas hidrográficas da região de Pitangui, como também do conhecimento de normas técnicas e de uma lista estruturada de livros, entre outros documentos referentes às Estações de Tratamento de Esgoto.
Inicialmente, este trabalho apresenta as informações básicas referentes aos aspectos físicos, bióticos e antrópicos do município de Pitangui, além de informações técnicas sobre os sistemas de saneamento existentes na cidade.
Os métodos de tratamento de esgoto citados são direcionados somente para o esgoto sanitário doméstico. O efluente sanitário doméstico compõe-se basicamente de líquidos de hábitos higiênicos e das necessidades fisiológicas, como urina, fezes, restos de comida e lavagem de áreas comuns. A composição do esgoto doméstico inclui sólidos suspensos, sólidos dissolvidos, matéria orgânica, nutrientes e patógenos. As características dos efluentes industriais variam conforme a produção da indústria, e, consequentemente, o tratamento do esgoto industrial difere-se para cada tipo de produto existente no líquido recolhido.
As etapas, os tratamentos e os elementos para concepção de um sistema de tratamento de esgoto são apresentados de forma sucinta e objetiva, mostrando suas vantagens e desvantagens de acordo com a necessidade de cada cidade. A pesquisa dos tipos de unidades de tratamento do efluente sanitário doméstico foi direcionada de acordo com os dados adquiridos nos arquivos e da necessidade de aquisição do tratamento de esgoto na cidade de Pitangui.
Ao final, foi apresentada uma alternativa possível de tratamento de esgoto, como também as considerações e conclusões que os estudos apontaram, além de uma justificativa plausível para a adoção deste sistema hipotético a ser implantado na cidade de Pitangui.
2 DADOS GERAIS DO MUNICÍPIO
Inicialmente serão tratadas informações básicas referentes aos aspectos físicos, bióticos e antrópicos do município de Pitangui, além de informações técnicas sobre os sistemas de saneamento existentes na cidade. Os aspectos aqui apresentados proporcionam um conhecimento do cenário que influenciam na implantação da Estação de Tratamento de Esgoto. 
As informações citadas a seguir são provenientes de dados coletados em órgãos públicos municipais, particulares, sites governamentais e em parcela significativa do Plano Municipal de Saneamento Básico (PMSB) de Pitangui.
2.1 Localização
O município de Pitangui localiza-se no Estado de Minas Gerais, Região Sudeste do Brasil. Pitangui situa-se na mesorregião geográfica Metropolitana de Belo Horizonte e microrregião de Pará de Minas, e possui área de 569,636 Km². (IBGE,2015).
Situada a 892 metros de altitude, Pitangui tem as seguintes coordenadas geográficas: Latitude: 19°40’58”S, Longitude: 44°53’25”O. Pitangui está limitada ao Norte por Papagaios e Pompéu, ao Oeste por Martinho Campos e Leandro Ferreira, ao Leste por Maravilhas e Onça do Pitangui e ao Sul por Conceição do Pará.
2.2 Acessos
Os principais acessos ao município se dão através das Rodovias: BR-262, BR-352 e BR-494. Pitangui está a aproximadamente 125 km de Belo Horizonte, 571 km de São Paulo, 554 km do Rio de Janeiro e 736 de Brasília. A Figura 1 apresenta a localização do município de Pitangui no mapa do Estado de Minas Gerais, e a Figura 2 os municípios que limitam Pitangui. 
FIGURA 01: Localização de Pitangui em Minas Gerais
Fonte: site IBGE, 2015
FIGURA 02: Cidades que limitam Pitangui
Fonte: site IBGE, 2015
2.3 Aspectos do Meio Natural
2.3.1 Relevo
O relevo do município de Pitangui possui subidas, descidas, ladeiras, picos, montanhas e alguns morros. Conforme o Plano Municipal de Saneamento Básico (PMSB) de Pitangui, o relevo do município destaca-se em áreas onduladas e montanhosas.
2.3.2 Geologia
Altitude máxima 1074m na Serra do Jaguará e a mínima de 672m na Foz do Rio do Peixe. 
2.3.3 Vegetação
As condições climáticas, o relevo e as condições do solo determinam diferentes tipos de vegetação em Minas Gerais. O bioma Cerrado constitui a principal tipologia vegetal, associada às áreas de chapadas. No município de Pitangui predomina, também, esse tipo de vegetação. A Mata Atlântica constitui outro importante bioma ocorrente em Minas Gerias, porém vem sofrendo forte depredação. Ocorre principalmente na região leste do Estado, e mesmo Pitangui estando no Centro-Oeste mineiro sofre consequências geomorfológicas por essa depredação, e é caracterizado pelo alto índice de espécies na fauna e na flora. Originalmente ocupava a segunda maior área de vegetação do estado, mas atualmente restringe-se a pequenos fragmentos florestais. (Embrapa, 2010)
2.3.4 Hidrologia
A rede Hidrográfica do Município de Pitangui é composta pela bacia do Rio São Francisco, e tem como principais rios o Rio São João e o Rio Pará, e alguns ribeirões: Córrego Lavrado, Córrego Santo Antônio, Córrego Cachoeira, Córrego da Lagoa, Córrego Água Suja e Córrego Olaria que recebem descarte do esgoto no estado bruto, conforme se pode notar na Figura 3.
A vazão média da Bacia do Rio São Francisco, na região da cidade de Pitangui, é de 18 m³/s. (Agência Nacional de Águas)
FIGURA 03: Bacias Hidrográficas de Minas Gerais
Fonte: Jornal Estado de Minas
2.3.5 Clima
Pitangui possui duas estações muito bem definidas, invernos frios e secos e verões quentes e chuvosos. Seu clima é classificado como Tropical de Altitude. A temperatura supera os 30°C durante o verão e, raramente, cai para menos de 18°C. No inverno a temperatura mínima pode ser inferior a 10°C. O clima da região representa chuvas bem distribuídas ao longo do ano. 
O índice médio pluviométrico anual é de 1230,3 mm, e temperatura média anual de 22,1°C. (FONTE: almg.gov.br)
A Tabela 01 apresenta as taxas pluviométricas de Pitangui, no ano de 2010, e têm seus valores em mm.
	Jan
	Fev
	Mar
	Abr
	Mai
	Jun
	Jul
	Ago
	Set
	Out
	Nov
	Dec
	Anual
	272
	191
	151
	49
	32
	12
	11
	11
	39
	108
	191
	262
	1336
TABELA 01: Índices Pluviométricos
Fonte: Embrapa, 2010
2.4 Aspectos socioeconômicos
2.4.1 População 
Em 2000 a população de Pitangui era de 22.269 habitantes, e em 2010 esse número subiu para 25.311 habitantes. Na Tabela 2 é possível observar que Pitangui teve uma porcentagem maior de crescimento nesses 10 anos do que o Estado de Minas Gerais, e na Tabela 3 a pirâmide etária do município.
TABELA 02: Evolução Populacional
Fonte: IBGE,1991,1996,2000,2007,2010
TABELA 03: Pirâmide Etária
Fonte: IBGE 2010
2.4.2 Uso e Ocupação do Solo
Em 2010, o Censo Estatístico do IBGE registrou 25.311 habitantes no Município de Pitangui, sendo que 89,38% desses se concentravam na área urbana. Sua densidade demográfica média era de 44,44 hab/km² (25.311 hab/ 569,636 km²). 
2.4.3 Desenvolvimento Regional
Descoberta por bandeirantes paulistas, chefiados por Bartolomeu Bueno da Siqueira, foi a Sétima Vila criada no Estado, em 1715, no ciclo do ouro, e elevada à cidadeem 1855. Pertence hoje à Associação das Cidades Históricas de Minas Gerias e ainda, ao Circuito Verde – Trilha dos Bandeirantes.
Terra-mãe do Centro-Oeste Mineiro, por ser a cidade mais antiga da região, é berço de mais de 40 municípios de Minas Gerais.
A luta pela Independência do Brasil nasceu e culminou com a presença ativa de personagens de sua história.
Entre 1713 e 1720, aconteceram as primeiras revoltas pitanguienses contra as imposições da Coroa Portuguesa, sendo a primeira, a Sublevação da Cachaça. A Revolta de 1720, liderada por Domingos Rodrigues do Prado, contra a cobrança do quinto do ouro, conclamava que ‘quem pagasse, morria’. Apesar da derrota da Vila de Pitangui, os pitanguienses não pagaram e o Conde de Assumar, então governador de Capitania, teve, contrariamente à sua vontade, que anistiar a dívida, dizendo que ‘essa Vila deveria ser queimada para que dela não se tivesse mais memória’, chamando a população local de ‘mulatos atrevidos’. Foi a primeira grande revolta contra a Coroa, antes mesmo da de Felipe dos Santos, em Ouro Preto.
Em 1822, um vigário pitanguiense escreveria seu nome na história da Independência brasileira: padre Belchior Pinheiro de Oliveira. Este foi conselheiro e confidente de D. Pedro I. Durante a jornada do sete de setembro, padre Belchior aconselhou o imperador a proclamar a Independência do Brasil: “Se Vossa Alteza, não se fizer Rei do Brasil, será prisioneiro das Cortes e, talvez deserdado por elas. Não há outro caminho, senão a Independência e a separação”. Pitangui, hoje, ainda preserva o seu sobrado, que é tombado pelo IPHAN e o seu túmulo, este, localizado nas escadarias da Igreja Matriz Nossa Senhora do Pilar. 
Atualmente Pitangui contrasta suas características históricas com a modernização e desenvolvimento da cidade.
2.4.4 Perfil Sócio Econômico
A economia de Pitangui é apoiada basicamente em serviços, indústrias e atividades agropecuárias, conforme a Tabela 04.
TABELA 04: Produto Interno Bruto - PIB
Fonte: IBGE 2010
2.4.5 Perfil Industrial
Segundo dados obtidos no Plano Municipal de Saneamento Básico (PMSB) de Pitangui, possuem cadastros as seguintes empresas, comércios e indústrias com dez ou mais de dez empregados:
· Extração de Minerais Não-Metálicos: MINERAÇÃO NOSSA SENHORA DO PILARLTDA,
· Fabricação de Artigos de Borracha e Plástico: ILUTEX LTDA, SUFER PNEUS ERECAPAGEM;
· Fabricação de Móveis e Indústrias Diversas: ESPICHO MADEIRAS LTDA, MADEIREIRA ALVES, PITANGUI MÓVEIS LTDA;
· Fabricação de Produtos Alimentícios e Bebidas: COOPERATIVA AGROPECUÁRIA DE PITANGUI LTDA, REGINALDO DE FARIA DUARTE, ORGANIZAÇÃONUNES LTDA, FRIGORÍFICO ALVORADA LTDA;
· Fabricação de Produtos Minerais não-Metálicos: CERÂMICA VILAÇA LTDA;
· Metalurgia Básica: COMPANHIA SIDERÚRGICA PITANGUI;
2.4.6 Saúde e Qualidade de Vida
De acordo com o site da Prefeitura de Pitangui, a sua estrutura conta com serviços de saúde municipais e privados, conforme pode ser visto na Tabela 05. Consta que nos anos de 2014 e 2015 não houve surto epidemiológico no município, e apenas foram notificados casos de diarreia, sendo estes não comprovados se seria por veiculação hídrica. 
TABELA 05: Estabelecimentos de Saúde
Fonte: IBGE 2010
Segundo a Tabela 06, a taxa de mortalidade anual de Pitangui corresponde a apenas 0,14% da taxa de mortalidade do Estado de Minas Gerais, e o número de homens que vieram a óbito é quase 37% maior que o número de mulheres.
TABELA 06: Morbidade Hospitalar
Fonte: IBGE 2010
O índice de desenvolvimento humano (IDH) apresenta melhoras gradativas conforme a passagem dos anos. Em 1991 sua taxa era de 0,507; 2000 era de 0,646; e em 2010 esse valor saltou para 0,725.
TABELA 07: Índice de Desenvolvimento Humano Municipal
Fonte: DEEPASK 2010
2.4.7 Educação
O sistema educacional de Pitangui atende da pré-escola ao ensino médio, não possuindo curso superior presencial, e é constituído por redes de ensino municipal, estadual e particular.
A Tabela 08 está relacionando o número de pessoas inscritas na pré-escola, no ensino fundamental e no ensino médio, comparando os mesmos dados com Minas Gerais e o Brasil.
TABELA 08: Matrículas por nível
Fonte: IBGE 2010
A Tabela 09 relaciona o número de profissionais na área da educação, também classificado com níveis: pré-escolar, ensino fundamental e ensino médio.
TABELA 09: Docentes por nível
Fonte: IBGE 2010
2.5 Sistemas de Saneamentos Existentes no Município
Este tópico apresenta uma descrição de forma geral dos sistemas de saneamento existentes no município de Pitangui.
2.5.1 Sistema de abastecimento de água 
O serviço de abastecimento de água do município de Pitangui é prestado pela COPASA (Companhia de Saneamento de Minas Gerais), a mesma atende toda a zona urbana. É feita a captação superficial através de uma balsa instalada no Rio Pará. A captação é feita 20 horas por dia de segunda a segunda.
A água é captada por conjunto de moto bomba e transportada por adutora de ferro fundido até a ETA (Estação de tratamento de água). A COPASA capta e trata 75 l/s, cerca de 5.472.000 litros por dia. A água passa por etapas de coagulação, floculação, decantação, filtração, desinfecção, correção de pH e fluoretação. O município possui sete reservatórios e a rede de distribuição atende aproximadamente 25 mil habitantes na zona urbana. 
A zona rural de Pitangui não é atendida pela COPASA, os usuários utilizam alternativas tais como: poços tubulares, ribeirões, cisternas e outras fontes de água superficial. Estes usuários não são atendidos com nenhuma forma de tratamento de água, em sua maioria não possuem outorga para captação, não são controlados por hidrômetros - o que aumenta a possibilidade de desperdício d’agua - e nos períodos de estiagem geralmente necessitam do apoio de caminhões pipas. 
2.5.2 Sistema de Esgoto Sanitário
O município de Pitangui não possui ETE (Estação de tratamento de esgoto), o sistema de esgotamento sanitário é administrado pelo próprio município. O município não possui nenhum cadastramento de residências da cidade, não há interceptores, algumas edificações possuem a rede coletora ligada diretamente na rede pluvial, a zona rural e algumas edificações na zona urbana utilizam fossas negras, não há padronização das ligações e não há poço de inspeção.
2.5.3 Sistema de Drenagem 
Pitangui está situada em duas bacias hidrográficas: Rio São João e Rio Pará, sendo drenadas por outros córregos de menor vazão. Estes córregos cortam a cidade em pontos das zonas rurais, nos bairros e inclusive no centro do município. Os mananciais sofrem com o desmatamento ilegal, uso e ocupação irregular do solo, o que preocupa a administração e os órgãos ambientais do município. 
2.5.4 Limpeza urbana
A limpeza urbana da cidade de Pitangui é coordenada pela Secretaria Municipal de Meio Ambiente e Agricultura. A limpeza pública é feita pelo prestador de serviço Sulfox e Atual Service, os resíduos sólidos são coletados e transportados para o aterro. A equipe contabiliza oito varredores, equipada por carrinhos e sacos plásticos. 
A coleta seletiva de resíduos domiciliares é realizada pela Associação de Catadores de Recicláveis ASCAT, porém a coleta seletiva ainda não é aplicada em todos os bairros.
As praças da cidade, feiras de agricultores, cemitério e nos outros locais públicos são realizados serviços de limpeza, varrição, jardinagem, etc. A coleta de animais é realizada pelo caminhão caçamba aberto e encaminhado ao Aterro Controlado, sob responsabilidade pública.
Os resíduos hospitalares são repassados a uma rede terceirizada contratada pelo município, onde são incinerados. A empresa chama-se Ambientec, localizada em Iguatama. Os resíduos industriais são de responsabilidade das próprias empresas. 
O destino final dos resíduos sólidos é a área reservada ao aterro controlado, porém a área não está em boas condições de utilização. O aterro recebe basicamente todos os tipos de resíduos sólidos gerados pela cidade. Os resíduos são encaminhados sem tratamento prévio, e chegando ao aterro é feito umtratamento parcial através da cobertura dos mesmos com terra.
2.5.5 Resumo técnico 
A Tabela 10 cita alguns problemas identificados nos serviços de saneamento da cidade de Pitangui e propõe possíveis soluções.
	SISTEMA
	PROBLEMA DETECTADO
	SOLUÇÃO PROPOSTA
	Abastecimento de água
	Outorga de apenas um manancial;
Programa não atende a zona rural.
	Aumentar o poder de captação e possível outorga de outro manancial;
Expandir sistema para as áreas rurais, principalmente nas escolas e públicos.
	Tratamento de esgoto
	Falta de padronização na rede;
Falta de tratamento antes do descarte;
Utilização de fossas negras;
	Implantação de uma ETE (Estação de tratamento de esgoto) que atenda a área urbana; 
O uso de fossa sépticas seguido de filtro anaeróbio conforme a norma ABNT 7229/2003 para a área rural.
	Limpeza urbana
	Coleta seletiva não atende a toda população;
Aterro apenas com cobertura regular dos resíduos sólidos.
	Implantação e incentivo da coleta seletiva e reciclagem em toda cidade;
Implantação de um sistema de tratamento para os resíduos sólidos.
TABELA 10: Problemas detectados e soluções propostas
Fonte: Adaptado pelos autores
2.5.6 Aspectos Institucionais 
Os serviços de tratamento de água em Pitangui são executados pela Companhia de Saneamento de Minas Gerais – COPASA MG, como já citado anteriormente, uma empresa de economia mista. A COPASA foi criada a partir da COMAG (Companhia Mineira de Água e Esgotos), por intermédio da Lei Estadual nº 2.842, com o objetivo de definir e executar uma política ampla de saneamento básico para o Estado de Minas Gerais.
A COPASA de Pitangui conta com aproximadamente trinta funcionários. A empresa mantém boas condições de funcionamento, porém necessita de alguns investimentos preventivos, como a instalação de novos equipamentos hidráulicos, substituição de adutoras, instalações físicas e elétricas. Sua manutenção é periódica tanto da edificação quanto dos equipamentos. A estrutura tarifária existente está adequada para assegurar os serviços de abastecimento de água a todas as camadas sociais da população. As tarifas são diferenciadas, segundo as categorias de usuários e as faixas de consumo, de forma que os grandes consumidores subsidiam os pequenos e as demais categorias subsidiam a categoria residencial. A tarifa média praticada (R$/m3) R$3,19. A COPASA possui um gasto médio anual de R$ 52.563,78 por empregado (R$/empregado). O índice de perdas na distribuição chega a 25,34%.
A receita operacional direta de água (R$/ano) chega a R$ 3.953.449,37, tendo um crédito de contas a receber anual no valor de R$ 78.036,80, os demais gastos estão demonstrados na Tabela 11.
TABELA 11: Financeiro da COPASA em 2013
Fonte: Plano Municipal de Saneamento Básico (PMSB) de Pitangui
Os demais sistemas de saneamento são administrados pela Prefeitura Municipal de Pitangui, sendo assim carentes de padronização e cadastros atualizados.
2.5.7 Conclusões
Com o estudo dos itens anteriores conclui-se que Pitangui ainda tem muito a fazer quando o assunto é saneamento. O abastecimento de água na área urbana é satisfatório, porém nas zonas rurais não há nenhum tipo de tratamento prévio antes do consumo humano. Os serviços de coleta de lixo, jardinagem, limpeza de praças são realizados regularmente, no entanto o destino final dos resíduos ainda é inadequado. Não há coleta seletiva em todos os bairros e muito menos incentivo por parte da Prefeitura para a implantação da mesma em sua totalidade. Para finalizar, notamos a total falta de padronização no sistema de esgotamento sanitário. O esgoto bruto é lançado sem nenhum tipo de tratamento em córregos que cortam os bairros da cidade.
Assim, o sistema de saneamento de Pitangui, para se tornar eficaz em aspectos ambientais, econômicos e sociais, precisaria de efetivas melhorias, como a implantação de uma ETE (Estação de tratamento de esgoto), implantação de um sistema de tratamento para resíduos sólidos e expansão da população atendida pela COPASA.
3 FUNDAMENTOS PARA CONCEPÇÃO DA ETE
3.1 Projeto do Sistema de Esgotamento de Pitangui
Para elaboração deste trabalho consideramos a base de dados apresentada em um projeto anterior: “O Projeto Básico e Executivo do Sistema de Esgotamento de Pitangui”, que foi contratado pela FUNASA - Fundação Nacional de Saúde - e executado pela SANAG Engenharia de Saneamento Ltda, no âmbito do Contrato n°08/2012, e ordem de serviço (OS) n°08/2012/TUP/SED-SUED-MG-017º, através do Consórcio OeM-SANAG.
O projeto foi apresentado em definitivo em 2016 e se subdivide em seis partes, sendo: Parte 1 - Relatório Técnico Preliminar; Parte 2 - Levantamentos de Campo; Parte 3 - Projeto Básico; Parte 4 - Especificações e Orçamentos; Parte 5 - Projeto Elétrico, de Automação e Controle; Parte 6 - Projeto Estrutural.
Para a proposta de Estação de Tratamento de Esgoto serão utilizados os dados que constituem as Partes 1 e 2 deste projeto, que correspondem as partes de levantamento estatístico de Pitangui, visando propor um sistema diferente do apresentado na Parte 3. As demais partes tratam de assuntos que não serão abordados.
A Parte 1 - Relatório Técnico Preliminar, refere-se às características do Município de Pitangui, dados estatísticos de cálculo e levantamento das infraestruturas existentes. Pode-se encontrar:
· Área de abrangência do sistema;
· Alcance de atendimento do projeto (20 anos);
· Projeção Populacional;
· Índice de atendimento necessário;
· Cota per capita de consumo de água;
· Coeficiente de retorno de água/esgoto;
· Coeficiente de variação de vazão;
· Taxa de infiltração;
· Carga unitária de DBO (Demanda Bioquímica de Oxigênio);
· Carga unitária de sólidos suspensos;
· Carga unitária de fósforo (P);
· Contribuição per capita de micro-organismos;
· Contribuição industrial (não serão recebidos no sistema de tratamento);
· Sistemas existentes;
· Coleta de lixo;
· Normas técnicas;
· Legislações;
· Estudo de autodepuração.
Na Parte 2 - Levantamento de Campo, análises são realizadas in loco com relação a questões topográficas, com finalidade de definir a localização da estação bem como a extensão da rede. Pode-se encontrar dados pertinentes, tais como:
· Corpos receptores prováveis e suas classificações;
· Localização dos afluentes e suas classificações;
· Natureza das camadas constituintes do subsolo;
· Níveis de lençol freático;
· Mapas geológicos;
· Mapas hidrográficos;
· Mapa de declividade;
· Mapa de vulnerabilidade;
· Plano de mitigação;
· Acessos.
A Parte 3 - Projeto Básico compila as informações obtidas nas Partes 1 e 2 e define o sistema de tratamento. O sistema de esgotamento sanitário projetado é composto de coleta e transporte de esgoto e Estação de Tratamento de Esgotos.
O sistema de coleta e transporte consiste em: rede coletora, cinco estações elevatórias em linha, interceptadores e emissário final. A ETE é de nível terciário, sendo tratamento preliminar, um reator anaeróbio de fluxo ascendente seguido de filtro biológico percolador e decantador lamelar, com adição de produto químico para remoção de fósforo, desinfecção por radiação ultravioleta e aerador de cascata para aumentar o nível de oxigênio antes do lançamento final. Em tese temos: interceptadores e ligações prediais; seis estações elevatórias, sendo uma a estação final; tratamento preliminar; Estação de Tratamento de Esgoto - ETE; Aerador em cascata e Emissário final.
O esgoto tratado será lançado no Córrego Água Suja, próximo a confluência com o Rio Pará pelo emissário.
FIGURA 04: Fluxograma do sistema proposto pela SANAG
Fonte: FUNASA 2015
Na Figura 4 pode-se observar o Fluxograma representando as etapas propostas da estação de tratamento de esgoto pela empresa FUNASA. Atualmente, após todas as análises e aprovações preliminares, este projeto encontra-se arquivado, aguardando a liberação da verba necessária para sua implantação.
3.2 Plano de Saneamento Básico
Além do projeto apresentado pelo consórcio OeM-SANAG, descrito anteriormente, utilizamos também como base de dados as diretrizes estabelecidasno Plano de Saneamento Básico de Pitangui-MG.
Este plano, que se encontra em versão preliminar, foi executado pela empresa de consultoria Alfa Consultoria e Empreendimentos a pedido da Prefeitura Municipal de Pitangui e teve como gerenciador a Secretaria Municipal de Meio Ambiente e Agricultura, sob contrato N°181/2015, firmado em 24/09/2015.
A metodologia adotada para a concepção do plano foi de participação popular. Através de reuniões em forma de seminários e debates, os moradores de Pitangui auxiliaram o desenvolvimento e acompanhamento das ações, visando elaborar diversas situações e seus impactos diretos nas condições de vida da população, criar prognósticos e análise de alternativas para gestão, definir ações de emergência e contingência e propor mecanismos e procedimentos para avaliação da eficiência, eficácia e efetividade das ações tomadas.
Esta participação popular foi fundamental nos diagnósticos físicos, sociais, de água e esgoto, drenagem urbana e resíduos sólidos. Por sua vez, possibilitaram a quantificação e qualificação das diversas realidades do município em relação ao saneamento básico, permitindo assim a elaboração de estudos de planejamento, planos de trabalho e instrumentos de regulação para o setor.
Vários temas abordados por este plano contribuíram para realização deste trabalho. Tais como:
· Histórico do município;
· Localização;
· Clima;
· Geologia;
· Relevo;
· Hidrologia;
· Temperatura;
· Legislações;
· Dados populacionais;
· Indicadores sociais;
· Equipamentos públicos;
· Sistemas de tratamento e abastecimento de água existente;
· Demanda anual de água e esgoto;
· Diagnostico do setor de esgotamento sanitário;
· Diagnósticos dos resíduos sólidos.
O Plano de Saneamento Básico foi elaborado em substituição ao plano vigente, desde 27/12/2012, pois o mesmo não abrange de forma ampla, clara e eficaz todas as questões relacionadas ao saneamento básico do município, se prendendo apenas em análises de água e esgoto. Atualmente ele está na Câmara Municipal para ser votado e implantado.
3.3 Concepção do Sistema
Alguns parâmetros são de fundamental importância para definir as etapas de tratamento a serem escolhidas em uma ETE (Estação de Tratamento de Esgoto), aspectos como a localização, o consumo diário de água da população, a estimativa populacional, as características do corpo receptor influenciarão em uma escolha melhor das técnicas a serem implantadas.
3.4 Estimativa populacional
De acordo com o Projeto Básico - Memória Descritiva e de Cálculo de Pitangui, elaborado pela SANAG Engenharia de Saneamento Ltda no âmbito do consórcio O&M/SANAG para a FUNASA, dentro do contrato de prestação de serviços nº 08/2012, temos o resultado do estudo populacional representado na Tabela 12.
TABELA 12: Projeção populacional
Fonte: Projeto Básico - Memória Descritiva e de Cálculo de Pitangui
3.5 Parâmetros e critérios de projeto
Os parâmetros adotados neste projeto foram também os definidos no Projeto Básico - Memória Descritiva e de Cálculo de Pitangui, elaborado pela SANAG no âmbito do consórcio O&M/SANAG para a FUNASA, dentro do contrato de prestação de serviços nº 08/2012, como já apresentado anteriormente, sendo estes os seguintes:
· Índice de atendimento: 92% em 2018 até 2021; 96% de 2022 a 2024; e 100% a partir de 2025 até o final de plano.
· Cota per capita de consumo de água: q = 146,1 L/habitante. Dia;
· Coeficiente de retorno água/esgoto: kr = 0,80;
· Coeficientes de variação de vazão: k1 = 1,2; k2 = 1,5; k3 = 0,5;
· Taxa de infiltração: i = 20% da vazão média, 
· Carga unitária de DBO: Co = 54 gDBO/hab. dia, conforme preconizado NBR 12.209;
· Carga unitária de sólidos suspensos: SS = 60gSS/hab.dia;
· Carga unitária de fósforo: P = 1,2 gP/hab.dia;
· Contribuição per capita de micro-organismos: Cf = 1.109 org/hab.dia;
· Contribuição industrial: qi = 0, não há contribuição significativa, digna de registro. Efluentes de processos industriais não serão recebidos.
Recobrimento da tubulação (sobre a geratriz superior da tubulação):
· Nos logradouros pavimentados ≥ 0,90 m;
· Nos passeios ≥ 0,65 m.
Em logradouros não pavimentados: ≥ 1,10 m.
Distância máxima entre PVs:
· DN ≤ 375mm = 80m;
· 400mm < DN ≤ 600mm = 120m.
Os cálculos hidráulicos foram realizados utilizando a fórmula de Manning, adotando coeficiente de rugosidade n = 0,013, e considerando os seguintes parâmetros de verificação:
· Tensão trativa: Tt > 1,0 Pa;
· Vazão mínima de cálculo: 1,5 L/s
· Declividade mínima, para DN 150 mm: 0,35 %
· Velocidade máxima: 5,0 m/s
· Lâmina máxima: 75%
Diâmetro mínimo: 150 mm
· Material: PVC
· Profundidade mínima da rede (rua de terra): 1,25 m
· Profundidade mínima da rede (rua pavimentada):1,05 m
3.6 Localização da ETE
A escolha da localização da ETE é de suma importância para os cálculos e definições das etapas de tratamento. Condicionantes significativas como a área disponível em função do volume e do custo de desapropriação, dos fatores ligados ao meio ambiente, o fácil acesso, a possibilidade de se trabalhar com a gravidade a favor tem que ser analisadas com total atenção. 
De acordo com o Projeto Básico - Memória Descritiva e de Cálculo de Pitangui, a ETE de Pitangui será implantada em uma área de propriedade da Prefeitura Municipal, situada ao oeste da cidade, a menos de 500m da malha urbana, na margem direita do Córrego Água Suja e abaixo da Rodovia MG 305 e ao lado de um matadouro.
A área foi escolhida considerando a sua extensão aproximada de 1,8 ha e o fato de já ser de propriedade do município, reduzindo assim gastos com desapropriações.
FIGURA 05: Terreno para implantação da ETE
Fonte: Google Earth, adaptado pelos autores.
3.7 Características do corpo receptor
O esgoto, após o tratamento, será despejado no rio Pará, que segundo o IGAM (Instituto Mineiro de Gestão das Águas) é classificado como classe II. O CONAMA - Conselho Nacional do Meio Ambiente - prevê que estas águas podem ser usadas para consumo humano após um tratamento convencional, podem ser utilizadas para recreação primária, natação ou mergulho, para atividades agropecuárias, criação e/ou proteção de peixes.
3.8 Coeficiente de retorno Esgoto/água
Não se espera que toda a água fornecida para a cidade volte em forma de esgoto, já que devemos considerar a lavagem de carros, a cultivação de pequenas hortas em residências, dentre algumas outras coisas impedem que isso aconteça, entretanto algumas fontes de água podem levar mais água para o esgoto, como um bom exemplo, casas que armazenam a água da chuva para usos posteriores.
Como não há informações precisas desta relação no Brasil, usa-se a faixa de 75% a 85%, logo adotaremos o valor de C = 0,8. Sendo assim, a produção de esgoto será considerada 144 L/hab x dia. (consumo de água 180L x coeficiente de retorno de esgoto 0,8).
3.9 Coeficiente de vazão mínima
Como não há informações precisas que possibilitem a avaliação desta relação, adotaremos o valor de K3 = 0,5.
3.10 Características qualitativas dos Esgotos Sanitários
O esgoto sanitário, quase que em sua totalidade, vem da rede doméstica, porém, devido à falta de fiscalização, algumas empresas fazem seu descarte sem qualquer tipo de tratamento prévio. 
O esgoto doméstico compõe-se basicamente de fezes, urina, gordura, papel, comida, detergente e sabão, entre outras coisas do ambiente residencial. Quanto aos resíduos comerciais e industriais não há monitoramento.
O esgoto só poderá ser liberado no corpo receptor quando o mesmo apresentar características compatíveis com a capacidade de depuração do rio, além de ter que atender a legislação ambiental que esteja em vigor, dando ênfase a atenuação dos coliformes fecais.
3.11 Estudos de demanda
As vazões e cargas orgânicas ao longo do alcance do projeto foram definidas de acordo com o Projeto Básico - Memória Descritiva e de Cálculo de Pitangui. As vazões de contribuição já consideram as parcelas devidas ao esgoto doméstico e à infiltração, totalizando no final do plano uma vazão máxima de 82,86 e média de 49,72 L/s.
4 AVALIAÇÃOAMBIENTAL
4.1 Legislação ambiental
Saneamento básico segundo a Lei Federal nº 11.445/2007 é “o conjunto de serviços, infraestruturas e instalações operacionais de abastecimento de água, esgotamento sanitário, drenagem urbana e resíduos sólidos”. 
A lei em questão estabelece diretrizes nacionais e, dentre suas definições, determina que o titular do serviço é responsável por planejar a universalização do saneamento básico, permitindo o acesso aos serviços a todos os domicílios ocupados. 
A elaboração de um planejamento é obrigatória para o acesso a recursos federais, destinado às melhorias e expansões para o alcance da universalização (inciso I do art. 2º de Lei Federal nº 11.445/2007), condição para validar contratos cujo objeto envolva serviços públicos de saneamento básico, não estando condicionado apenas a recursos, como também a renovação de contratos de concessão, garantindo o cumprimento da Lei 11.445/2007, priorizando o acesso universalizado da população aos quatro eixos do saneamento básico, sendo o Plano Municipal de Saneamento Básico (PMSB) uma ferramenta importante para que o Município alcance tal objetivo. 
A adoção de um conjunto de ações normativas, técnicas, operacionais, financeiras e de planejamento, se faz necessária para garantir a eficácia do PMSB de Pitangui que terá como objeto gerenciar, de forma adequada, a infraestrutura sanitária do saneamento básico, para a prevenção de doenças, a melhoria da salubridade ambiental, a proteção dos recursos hídricos e a promoção da saúde pública. 
4.2 Legislação Ambiental Federal 
A Lei Federal nº 11.445/2007, conhecida como a Lei de Política Nacional de Saneamento Básico (LPNSB), regulamentada pelo Decreto Federal nº 7.217/2010, estabelece, entre seus princípios fundamentais, “a universalização e a integralidade da prestação dos serviços” (art. 2º). A universalização é conceituada como a “ampliação progressiva do acesso de todos os domicílios ocupados ao saneamento básico”. Já a integralidade é compreendida como o conjunto de todas as atividades e componentes de cada um dos serviços de saneamento básico, propiciando à população o acesso aos mesmos, em conformidade com suas necessidades e maximizando a eficácia das suas ações e resultados. 
Portanto, a Política Pública de Saneamento Básico do Município de Pitangui deve ser formulada, visando à universalização e à integralidade da prestação dos serviços, tendo o Plano Municipal de Saneamento Básico (PMSB) como instrumento de definição de diretrizes e estratégias. 
Conforme o art. 3º da LPNSB, o saneamento básico é entendido como “o conjunto de serviços, infraestruturas e instalações operacionais de abastecimento de água, esgotamento sanitário, resíduos sólidos e drenagem urbana, definidos como: 
· Abastecimento de água potável: constituído pelas atividades, infraestruturas e instalações necessárias ao abastecimento público de água potável, desde a captação até as ligações prediais e os respectivos instrumentos de medição; 
· Esgotamento sanitário: constituído pelas atividades, infraestruturas e instalações operacionais de coleta, transporte, tratamento e disposição final adequados dos esgotos sanitários, desde as ligações prediais até o seu lançamento final no meio ambiente; 
· Limpeza urbana e manejo de resíduos sólidos, conjunto de atividades, infraestruturas e instalações operacionais de coleta, transporte, transbordo, tratamento e destino final do resíduo doméstico e do resíduo originário da varrição, e limpeza de logradouros e vias públicas; 
· Drenagem e manejo das águas pluviais urbanas, conjunto de atividades, infraestruturas e instalações operacionais de drenagem urbana de águas pluviais de transporte, detenção ou retenção para o amortecimento de vazões de cheias, tratamento e disposição final das águas pluviais drenadas nas áreas urbanas. ”
Ao Município de Pitangui, titular dos serviços públicos de saneamento, se atribui a obrigatoriedade de formular a política de saneamento, devendo, para tanto, entre outras competências, elaborar o Plano de Saneamento Básico, de acordo com o art. 9º da Lei de Política Nacional de Saneamento Básico (LPNSB). 
O Decreto nº 7.217/2010, em seu art. 26, vincula, a partir do ano de 2014, o acesso a recursos públicos federais orçamentários ou financiados, para o setor de saneamento, à existência de PMSB, elaborado pelo titular dos serviços.
A aprovação da Lei Federal nº 12.305/2010, conhecida como a Lei de Política Nacional de Resíduos Sólidos (LPNRS), estabelece, entre seus princípios norteadores, a visão sistêmica, envolvendo diversas variáveis, como ambiental, social, econômica e de saúde pública. O art. 9º da LPNRS dispõe sobre as diretrizes da gestão e do gerenciamento dos resíduos sólidos e traz, em ordem de prioridade, as seguintes ações: não geração, redução, reutilização, reciclagem, tratamento e disposição final dos rejeitos, de modo ambientalmente adequado e indicado aos municípios. 
Entre os objetivos básicos da LPNRS, tem-se a proteção da saúde pública e da qualidade ambiental. A saber, o art. 10 incumbe ao Município a gestão dos resíduos gerados em seu território.
4.3 Legislação normativa
Para a elaboração de um Plano Municipal de Saneamento Básico (PMSB), são observadas as normas técnicas inerentes às unidades do sistema, listadas a seguir:
· Deliberação Normativa Conjunta COPAM/CERH – MG Nº 1, de 5 de maio de 2008, que dispões 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; 
· Resolução CONAMA nº 356 prorroga, por mais um ano, o prazo estabelecido no art. 15 da Resolução CONAMA nº 289, de 25 de outubro de 2001, que estabelece diretrizes para o Licenciamento Ambiental de Projetos de Assentamentos de Reforma Agrária; 
· NBR 9649/1986 – Projeto de Redes Coletoras de Esgoto Sanitário, esta Norma fixa as condições exigíveis na elaboração de projeto hidráulico-sanitário de redes coletoras de esgoto sanitário, funcionando em lâmina livre, observada a regulamentação específica das entidades responsáveis pelo planejamento e desenvolvimento do sistema de esgoto sanitário;
· NBR 12207/2016 – Projeto de Interceptores de Esgoto Sanitário, esta Norma especifica os requisitos para a elaboração de projeto hidráulico sanitário de interceptores de esgoto sanitário, observada a regulamentação específica das entidades responsáveis pelo planejamento e desenvolvimento do sistema de esgoto sanitário;
· NBR 12208/1992 – Projeto de Estações Elevatórias de Esgoto Sanitário, esta Norma fixa as condições exigíveis para a elaboração de projeto hidráulico sanitário de estações elevatórias de esgoto sanitário com emprego de bombas centrífugas, observada a regulamentação específica das entidades responsáveis pelo planejamento e desenvolvimento do sistema de esgoto sanitário;
· NBR 12209/2001 – Projeto de Estações de Tratamento de Esgoto Sanitário, esta Norma apresenta as condições recomendadas para a elaboração de projeto hidráulico e de processo de Estações de Tratamento de Esgoto Sanitário (ETE), observada a regulamentação específica das entidades responsáveis pelo planejamento e desenvolvimento do sistema de esgoto sanitário;
· NBR 9800/1987 – Critérios para Lançamento de Efluentes Líquidos de Indústrias na Rede Pública de Esgoto Sanitário, esta Norma estabelece critérios para o lançamento de efluentes líquidos industriais no sistema coletor público do esgoto sanitário;
· NBR 7229/2003 – Projeto Construção e Operação de Sistemas de Tanques Sépticos, esta Norma fixa as condições exigíveis para projeto, construção e operação de sistemas de tanques sépticos, incluindo tratamento e disposição de afluentes e lodo sedimentado. Tem por objetivo preservar a saúde pública e ambiental, a higiene, o conforto e a segurança dos habitantes de áreas servidas por estes sistemas. 
5 LEVANTAMENTO BIBLIOGRÁFICO SOBRE TÉCNICAS DE TRATAMENTO 
Este item apresenta alternativas de processo de tratamento estudadas em função das áreasdisponíveis e condições locais.
A rede coletora de esgotos existente abrange a quase totalidade da parcela urbana da cidade de Pitangui e é administrada pelo próprio município, que vem implantando o sistema ao longo dos anos, na área central e alguns bairros. Pitangui não possui Estação de Tratamento de Esgoto, sendo todo o esgoto coletado em redes interligadas, encaminhando todos os resíduos em estado bruto (sem nenhum tratamento prévio) para o Rio do Peixe, Córrego Mascarenhas e Brumado. O bairro Judith de Abreu/Penha lança o esgoto diretamente em fossa negra, que está perfurada e atinge o Córrego Lava Pés.
A descarga de esgotos brutos nos rios tem degradado de forma bruta a qualidade de suas águas e também prejudicado o uso a jusante do lançamento. 
É de grande importância que a solução para o sistema de depuração de esgotos sanitários de Pitangui leve em consideração a manutenção da qualidade de água dos rios, propondo-se uma estrutura que garanta flexibilidade para variação de vazão e eficiência do tratamento. Esses aspectos, aliados às condições socioeconômicas da população, indicarão a escolha de um sistema viável do ponto de vista econômico, financeiro, técnico, ambiental e social para a cidade.
Atualmente, a escolha sobre a melhor técnica tem sido facilitada, a administração da cidade precisa ter em suas mãos ferramentas nas quais poderá se basear nas tomadas de decisões; o Estudo de Impacto Ambiental (EIA) e o Relatório de Impacto ao Meio Ambiente (RIMA) são instrumentos obrigatórios pela Resolução do Conselho Nacional do Meio Ambiente - CONAMA 001/86, quando se pretende a construção de uma Estação de Tratamento de Esgoto (ETE). Ressaltando que os estudos devem englobar o destino final do lodo.
Com objetivo de dinamizar a seleção do tipo do sistema de depuração dos esgotos domésticos de Pitangui, as alternativas de solução foram divididas em fases, ou seja, alternativas de Tratamento Preliminar (remoção de materiais grosseiros como estopa, plástico, lixo, areia, graxa, etc.), Tratamento Primário (remoção de sólidos suspensos), Tratamento Secundário (com o objetivo principal de remoção de matéria orgânica dissolvida) e Desinfecção. Serão descritas alternativas mais utilizadas no mercado e inovações, comparando-as até encontrar uma alternativa de tratamento vantajosa para o município.
5.1 Tratamento Preliminar
O sistema preliminar equivale à primeira fase de separação de sólidos. Nela é que se removem sólidos grosseiros, detritos minerais (areia), materiais flutuantes, carreados e por vezes, óleos e graxas, estes que foram indevidamente lançados nos efluentes líquidos. Ainda nessa etapa de tratamento tem-se um medidor de vazão capaz de indicar as quantidades de efluentes líquidos que chegam a ETE.
Uma das etapas do tratamento preliminar se dá pelo gradeamento, onde grades metálicas são posicionadas paralelamente para reter os sólidos grosseiros em suspensão e corpos flutuantes no canal de chegada dos esgotos e estações de tratamento. A finalidade dessa etapa é proteger tubulações, válvulas, registros, bombas e equipamentos de tratamento contra obstruções e entupimentos. A etapa é subdividida em gradeamento fino, médio e grosseiro. 
No gradeamento grosseiro a espessura da grade varia de 40(quarenta) a 100(cem) milímetros e é onde retêm materiais grandes, como galhos de árvore, restos de mobília, garrafas pet, etc. No gradeamento médio, a espessura varia de 20(vinte) a 40(quarenta) milímetros e impossibilita passagens de materiais como latinhas de alumínio, plásticos, madeiras, papel, panos, etc. Já no gradeamento fino, é retido materiais como fibras de tecido, cabelo, etc. e a grade possui espessura de 10(dez) a 20(vinte) milímetros. A limpeza do gradeamento pode ser feita manualmente, com rastelos, ou mecanizada, com rastelos acionados por motores. Esta limpeza deve ser feita no mínimo diariamente, pois a remoção dos materiais que podem prejudicar o sistema é fundamental para o sucesso do tratamento. 	
O peneiramento tem objetivo de remover sólidos com diâmetros maiores que 1(um) milímetro, pois estes também podem causar entupimentos. É mais usual, peneiras com barras triangulares com espaçamento variando entre 0,5(meio) e 2(dois) milímetros. No caso de serem utilizadas peneiras em efluentes gordurosos ou com presença de óleos minerais devem-se utilizar as peneiras com limpeza mecanizada por escovas. O peneiramento é mais utilizado e imprescindível em tratamento de efluentes de indústrias de refrigerantes, têxtil, pescado, abatedouros e frigoríficos, curtumes, cervejarias, sucos de frutas e outras indústrias de alimentos. 
A caixa de areia também é uma das alternativas para tratamento preliminar. Ela se resume em uma caixa utilizada para reter a areia e outros detritos minerais inertes e pesados que passarem da etapa do gradeamento. Consiste em um canal com velocidade controlada ou tanque com área adequada para sedimentação de partículas. Esta etapa retém a areia e outros materiais inertes e pesados, por isso a velocidade de vazão deve ser condicionada a 0,30m/s, velocidades maiores do que esta poderá resultar em arraste de partículas e velocidades inferiores em deposição de matéria orgânica, podendo causar mau cheiro devido à decomposição do lodo. Com a remoção da areia, pode se evitar a abrasão nos equipamentos e tubulações e também evitar entupimentos. A limpeza na caixa de areia deve acontecer com frequência, dependendo da quantidade de areia no esgoto afluente. 
Outra etapa do tratamento preliminar é o tanque de remoção de óleos e graxas. O acumulo de gorduras pode gerar obstruções de coletores, odores e aspectos desagradáveis. O processo de remoção é feito por diferença de densidade, sendo as gorduras mais leves recolhidas na superfície. Essa etapa é mais utilizada no tratamento preliminar de indústrias de frigoríficos, curtumes, laticínios, matadouros, enfim, indústrias que exercem atividades que utilizam óleo.
Nesta etapa preliminar também é usado o medidor de vazão. O mais comum em ETE’s é do tipo Calha Parshall, equipamento bastante utilizado, pois tem capacidade de autolimpeza, baixa perda de carga e opera sob uma extensa faixa de vazão. O funcionamento do mesmo consiste na passagem do esgoto pela calha, causando uma variação na velocidade e no nível da água, com isso é possível que se determine a vazão instantânea por meio de uma relação empírica.
5.2 Tratamento Primário
O tratamento primário é constituído por processos físico-químicos. Utiliza-se um tanque para a equalização e adição de produtos químicos para a neutralização da carga do efluente. Em seguida ocorre a separação das partículas líquidas ou sólidas, através de processos de floculação e sedimentação.
Para o esgoto sanitário os chamados decantadores primários são os mais utilizados, sendo a separação de partículas nesta unidade feita por sedimentação. As unidades de flotação não são muito usuais no tratamento primário, sendo atualmente utilizado o adensamento do lodo secundário.
Apesar de ser a sedimentação a operação mais usual, cabe uma explicação dos demais modos:
· Floculação: consiste na adição de produtos químicos que promovem o agrupamento das partículas a serem removidas, tornando o peso específico da mesma maior que da água;
· Decantação primária: utiliza-se a sedimentação das partículas sólidas, possibilitando a separação do lodo e do líquido;
· Peneira rotativa: podem substituir o sistema de gradeamento e os decantadores primários, dependendo da natureza e da granulometria do sólido. O objetivo é que os sólidos com granulometria superior aos furos da tela fiquem retidos. 
Considerando o decantador primário sendo o método mais utilizado, daremos maior ênfase ao mesmo.
O decantador primário remove os sólidos que isoladamente ou em flocos podem sedimentar pelo seu próprio peso. As partículas se acumulam no fundo do decantador, formando o lodo primário. Aproveita-se para serem retirados os flutuantes (espumas, óleos e graxas) que ficam suspensos.
Os decantadores primários podem sercirculares, quadrados ou retangulares. A remoção do lodo que sedimenta pode ser mecanizada ou não. No caso de Pitangui, caso haja a necessidade de tratamento primário na alternativa escolhida, a remoção de lodos de forma mecanizada não é obrigatória e não é necessário mais de um decantador primário, sendo de acordo com a Norma da ABNT NBR 12209 obrigatório mais de um decantador primário apenas para vazões máximas maiores que 250 L/s.
Nos decantadores circulares e retangulares não mecanizados, normalmente o descarte do lodo se dá pelo efeito da própria carga hidráulica, acionando a válvula de descarte existente em uma tubulação, dotada de um respiro que serve também para possibilitar eventuais desentupimentos. 
Apesar de não ser obrigatório em ETEs de pequeno porte é recomendável ter duas ou mais unidades de decantação primária. Sendo comum antes dos decantadores prever um tanque de equalização, permitindo a alimentação dessas unidades de forma equilibrada.
De acordo com a NBR 12209 o lodo primário é o lodo resultante da remoção de sólidos em suspensão do esgoto afluente à ETE e recomenda-se a instalação de dispositivo para a medição da vazão do lodo removido do decantador primário.
O lodo primário é um líquido com viscosidade maior que a água, e apresenta grande porcentagem de matéria orgânica ainda não estabilizada, necessitando passar por processos de digestão.
FIGURA 06: Tratamento preliminar
Fonte: Adaptado de Marcos Von Sperling
5.3 Tratamento Secundário 
A principal referência deste texto é a obra do Professor do Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental da escola de Engenharia da Universidade Federal de Minas Gerais, Marcos Von Sperling, intulada “Introdução à Qualidade das Águas e do Tratamento de Esgoto”.
O tratamento do esgoto sanitário em nível secundário destina-se à remoção de sólidos não sedimentáveis, de matéria orgânica em suspensão fina ou solúvel e eventualmente a remoção de nutrientes e de organismos patogênicos, através de mecanismos biológicos de tratamento.
O fluxo principal de uma ETE corresponde à fase líquida, sendo que nessa fase podem ser empregados diferentes tipos de sistemas ou processos de tratamento. No caso da ETE de Pitangui, os principais poluentes a serem removidos nessa fase do tratamento são os sólidos suspensos e a matéria orgânica.
Segue explicação dos diferentes tipos de tratamento secundário. 
5.3.1 Lagoas de Estabilização
O sistema de tratamento de esgosto constituído por lagoas de estabilização é um recurso muito utilizado, pelas condições climáticas do país, quase sempre favoráveis, o baixo custo de implantação e o método construtivo simples, baseado praticamente em escavações e taludes, viabilizam a utilização deste processo.
Neste tipo de sistema, o tratamamento ocorre de forma natural e espontânea, onde há a reciclagem natural da matéria orgânica através de fenômenos bioquímicos e ecológicos provido pela grande diversidade de seres vivos presentes no meio.
As lagoas podem ser aeradas, anaeróbias e facultativas, sendo, no Brasil, mais comum a utilização de lagoas anaeróbias, seguido de facultativas e por fim aeradas.
A qualidade do efluente gerado é garantida em função do tempo de detenção hidráulica, absorção, insolação, sedimentação, entre outros. Este sistema apresenta-se como um dos principais métodos de tratamento para diversos tipos de utilização da água, como aquacultura e cultura de irrigações.
5.3.1.1 Lagoas Facultativas
O sistema de lagoas facultativas é o mais simples dentre todos os tipos de lagoas de estabilização, pois seu processo de tratamento é puramente natural. O esgoto afluente entra por uma das extremidades da lagoa, onde, por vários dias, sofre a influência de uma série de eventos que purificam o esgoto, em seguida o efluente sai pela outra extremidade e volta ao corpo receptor.
A DBO particulada, que corresponde a matéria orgânica em suspensão, se sedimenta e fica concentrada no fundo da lagoa, formando um lodo. Após um processo de decomposição provido por microorganismos anaeróbios, o lodo é convertido em gás carbônico, água, metano e outros, restando no fundo apenas a fração não biodegradável.
Já a DBO solúvel, que é a materia orgânica diluída, juntamente com a DBO finamente particulada, que representa as matérias orgânicas de menor dimensão em suspensão, não sedimentam e permanecem dispersas na matéria líquida. 
A decomposição deste material fica a cargo das bactérias facultativas, que sobrevivem com ou sem a presença de oxigênio. Estas bactérias utilizam a matéria orgânica como fonte de energia em seu processo respiratório. Para tal é necessário a presença de algas, que através da fotossíntese produzem o oxigênio que por sua vez será utilizado na respiração aeróbia das bactérias facultativas. Todos os processos trabalhando juntos proporcionam um sistema de equilíbrio perfeito entre consumo e produção de oxigênio e gás carbônico. 
FIGURA 07: Relação de Equilíbrio Entre o Consumo e a Produção de Oxigênio e Gás Carbônico
Fonte: Adaptado de Marcos Von Sperling (2014)
FIGURA 08: Esquema Simplificado de Uma Lagoa Facultativa
Fonte: Adaptado de Marcos Von Sperling (2014)
É importante que as lagoas sejam implantadas em locais com elevada radiação solar e pouca nebulosidade, porque o sol é a fonte de energia para realização da fotossíntese das algas.
A fotossíntese, justamente por necessitar diretamente da radiação solar, é maior próxima a superfície. Então quanto maior a profundidade da lagoa menor a quantidade de oxigênio, ocorrendo eventualmente sua ausência em certa profundidade, devido ao consumo na respiração das bactérias. Durante a noite, o ambiente prevalece com uma quantidade baixa de oxigênio, sendo importante a característica das bactérias facultivas que podem sobreviver e proliferar em um ambiente com ou sem oxigênio.
Como todo o processo de tratamento é natural, sem auxílio de nenhum equipamento, a estabilização da matéria orgânica acontece de forma mais lenta, exigindo um período de detenção hidráulica maior, geralmente acima de 20 dias. 
Para garantir a eficiência da fotossíntese a área de exposição deve ser o maior possível, além da necessidade de grandes quantidades de algas. Por estes motivos, a área para implantação deste sistema é a maior dentre todos os tipos de tratamento de esgoto.
FIGURA 09: Fluxograma Típico de uma Lagoa Facultativa
Fonte: Adaptado de Marcos Von Sperling (2014)
5.3.1.2 Lagoas Anaeróbias Facultativas
Apesar da boa eficiência do sistema de lagoas facultivivas ele exige uma área muito grande, como já citado, e que muitas vezes não está disponível na localidade em questão. Afim de reduzir esta área total de implantação, uma das soluções cabíveis é a implantação de lagoas anaeróbias seguidas de lagoas facultativas.
Neste processo o esgoto bruto entra em uma lagoa menor e de maior profundidade, devido suas dimensões a fotossíntese praticamente não existe. Desta forma não há um balaceamento das relações de produção e consumo de oxigênio, a predominância de reações anaeróbias define e nomeia este sisitema como lagoa anaeróbia.
No período entre 3 a 5 dias a lagoa anaeróbia contribui com a decomposição parcial da materia orgânica, porque as bactérias anaeróbias tem o metabolismo menor que as aeróbias. Esta contribuição representa de 50 a 60% de remoção de DBO, que mesmo insuficiente alivia bastante a carga de matéria orgânica que irá para a próxima lagoa, a lagoa facultativa, que por sua vez pode ter dimensões bem menores. O funcionamento desta é exatemente igual ao descrito no item anterior.
Este sistema é popularmente conhecido como Sistema Australino, e reduz a área total de implantação em 1/3, se comparado a uma lagoa facultativa única.
O sistema tem uma eficiência ligeiramente maior que um sistema constituido apenas por lagoas facultativas e o método operacional também é simples. Porém a presença de uma lagoa puramente anaeróbia, quando não há um equilíbrio correto do sistema, gera um odor fétido devido a liberção de gás sulfídrico(H2S),fazendo com que este sistema seja geralmente implantado em área afastadas de regiões residências.
FIGURA 10: Fluxograma Típico de um Sistema de Lagoas Anaeróbias Seguida por Lagoa Facultativa
Fonte: Adaptado de Marcos Von Sperling (2014)
5.3.1.3 Lagoas Aeradas Facultativas
	
As Lagoas Aeradas Facultativas são implantadas quando há necessidade de um sistema aeróbio com dimensões ainda menores. Este sistema se distingue da lagoa puramente facultativa convencional quanto a forma de suprimento de oxigênio, nas lagoas facultativas o oxigênio é proveniente puramente da fotossíntese enquanto nas aeradas o oxigênio é obtido através de equipamentos denominados aeradores.
Os aeradores mecânicos possuem um eixo vertical que gira em alta velocidade, turbilhando a água. Este turbilhamento injeta oxigêncio da atmosfera na matéria líquida, onde ele se disolve. Este processo acelera o tratamento, uma vez que existe uma quantidade bem maior de oxigênio. Com o tempo menor na decomposição da matéria orgânica, de 5 a 10 dias, o tempo de detenção hidráulica é menor e por sua vez a área necessária para a lagoa é reduzida.
A energia introduzida pelos aeradores é suficiente apenas para a oxigenação da matéria líquida, decompondo o DBO solúvel e finalmente particulado, ou seja, os sólidos se depositam no fundo, formando lodo e passando por processo anaeróbio. Sendo assim o sistema como um todo se comporta exatamente como uma lagoa facultativa convencional.
Apesar da redução da área da lagoa, o sistema é um pouco mais complexo em relação a manutenção e operação devido a presença de equipamentos mecânicos. Isto exige um grau operacional maior além do consumo de energia elétrica.
FIGURA 11: Fluxograma Típico de um Sistema de Lagoas Aeradas Facultativas
Fonte: Adaptado de Marcos Von Sperling (2014)
5.3.1.4 Lagoas de Decantação 
O Sistema de Decantação, que também recebe o nome de Lagoas Aeradas de Mistura Completa, consiste em misturar todos os constituintes da lagoa. Ao contrario do exemplo anterior, o volume de oxigenação inserido no meio é muito grande e faz com que os sólidos permaneçam em suspensão no meio líquido e não se depositem no fundo. Além da materia orgânica e do esgoto bruto, as bactérias também ficam presentes nesta mistura. O aumento do contato destas bactérias ao material orgânico acelera o processo de tratamento aumentando a eficiência garantindo que o volume da lagoa seja bem reduzido. O tempo de detenção nestes casos é de 2 a 4 dias.
Apesar da elevada eficiência no tratamento do material orgânico presente no esgoto, a biomassa gerada no processo permanece suspensa e caso fosse lançada no corpo receptor causaria a deteriorização da qualidade das águas, exigindo uma demanda grande de oxigênio.
Para sanar o problema é necessário que, após esta lagoa, haja uma lagoa de decantação, onde esta biomassa possa sedimentar e ser depositada no fundo.
A lagoa de decantação tem um tempo de detenção hidráulica de 2 dias, os sólidos que vão para o fundo são retirados periodicamente. A retirada depende da funcionalidade do sistema e pode ser realizada constantemente, através de bombas acopladas em balsas.
Este processo ocupa o menor espaço físico se comparado aos demais sistemas de lagoas e exige um grau de consumo de energia praticamente idêntico ao sistema aerado. O agravante é o manuseio do lodo que, em casos de retiradas periódicas, acontece aproximadamente de 2 a 5 anos, sendo um trabalho laborioso e caro.
FIGURA 12: Lagoa Aerada de Mistura Completa, seguida de Lagoa de Decantação
Fonte: Adaptado de Marcos Von Sperling (2014)
	
5.3.2 Reator Anaeróbio de Fluxo Ascendente ou Reator UASB
O Reator RAFA ou UASB, foi desenvolvido na Holanda na década de 80 e já possui grande aceitação no Brasil e em nível internacional. É um reator anaeróbio de alta taxa, ou seja, propicia o desenvolvimento de grandes quantidades de biomassa dentro do reator.
No UASB a matéria orgânica é estabilizada anaerobicamente por bactérias dispersas no reator. Na parte superior do reator há um dispositivo (cônico ou piramidal) que separa o líquido dos sólidos e dos gases formados durante o processo anaeróbio da biomassa. O líquido clarificado é recolhido em uma canaleta, seguindo para outra etapa de tratamento. 
Os sólidos, ou a biomassa, retornam à parte inferior do reator formando a manta e o leito de lodo. O biogás (aproximadamente 60% metano) que fica confinado é retirado pela tubulação de coleta de gás. A produção do lodo é baixa e este já sai estabilizado.
O tratamento anaeróbio gera dois subprodutos: o lodo biológico e o biogás. O lodo será disposto em leitos de secagem para desidratação, quanto ao biogás passará por um selo hídrico, por um medidor de gás e posteriormente por um queimador de gás. 
O processo anaeróbio através de reatores de manta de lodo apresenta inúmeras vantagens em relação aos processos aeróbios convencionais, notadamente quando aplicado em locais de clima quente, como no caso da maioria dos municípios brasileiros, pode-se esperar um sistema comas seguintes características principais:
· Sistema compacto, com baixa demanda de área e baixo custo de implantação e de operação;
· Baixa produção de lodo;
· Baixo consumo de energia (apenas para a elevatória de chegada, quando for o caso);
· Satisfatória eficiência de remoção de DBO/DQO, da ordem de 65-75%
· Possibilidade de rápido reinício, mesmo após longas paralisações;
· Elevada concentração do lodo excedente;
· Boa desidratabilidade do lodo.
Como pré-tratamento deve-se prever o gradeamento e a remoção de areias e gorduras. O reator consiste em uma coluna ascendente de um leito de lodo, uma zona de sedimentação, e o separador de fase.
Neste reator, a biomassa cresce dispersa no meio, formando pequenos grânulos. Há uma elevada concentração de bactérias formando uma manta de lodo. O efluente possui fluxo ascendente dentro do reator, desde sua parte mais baixa, atravessa a zona de digestão anaeróbia, e a zona de sedimentação (parte superior). No topo do reator há uma estrutura cônica ou piramidal. Esta possibilita separação dos gases resultantes do processo anaeróbio da biomassa, que sedimenta no cone sendo devolvida ao reator, e do efluente. 
O reator resulta em áreas bastante reduzidas, tornando-se atrativo quando comparado com lagoas anaeróbias, devido à alta concentração das bactérias. A produção de lodo é baixa e este já sai estabilizado. Com um projeto adequado, os maus odores podem ser evitados.
5.3.3 Método de Escoamento Superficial 
Antes de o esgoto passar pelo método da rampa é necessário que haja um pré-tratamento com gradeamento e/ou caixa de areia. É feito uma rampa de solo, preferencialmente argiloso, com uma inclinação de 2 a 8% de declividade. O solo argiloso é para evitar a grande absorção de água. Na rampa são plantadas gramíneas e a descarga deve ser controlada para evitar a erosão. 
Enquanto o esgoto escorre pela rampa parte da água evapora, outra é absorvida pelo solo, outra para a vida das gramíneas e o restante termina em uma vala coletora que deve ser instalada na base da rampa. Uma das grandes vantagens é que os sólidos já se prendem logo no início da rampa, são oxidados por microrganismos e posteriormente absorvidos pelas plantas, estas crescem rapidamente e necessitam de uma poda frequente. 
Este método pode ser utilizado no esgoto bruto ou com finalidade de polimento. A taxa de aplicação recomentada para melhor aproveitamento é de 60 a 240l/h/metro linear de rampa. O uso diário é de 6 a 12h de uso contínuo ou intermitente.
A eficiência na remoção do DBO, dos sólidos suspensos e do nitrogênio chega a 90%, enquanto a do fósforo apenas a 50%.
5.3.4 Filtros biológicos
O Filtro biológico é um sistema de tratamento aeróbio dos esgotos. Nele a matéria orgânica é estabilizada aerobicamente por bactérias que crescem aderidas a um meio suporte ou em seus interstícios. O esgoto é aplicado na parte superior do tanque por um distribuidor rotativo (aspersores). O esgoto percola pelo tanque, saindo pelo fundo, sendo que a matériaorgânica fica retida pelas bactérias que ficam aderidas ao meio suporte, formando uma camada biológica denominada biofilme. O ar circula pelos vazios existentes na camada suporte. As placas de biofilme que se desprendem do meio suporte serão removidas no Canal de Recirculação, voltando à etapa anterior. 
Sua eficiência fica em torno de 75% a 90% de remoção de DBO. Podem ser utilizados como meio suporte diferentes tipos de materiais inertes como pedregulhos, cascalhos, pedras britadas, escórias de fornos de fundição, plásticos, etc. A escolha depende principalmente de fatores como disponibilidade local, do material, custos de transporte, montagem, etc.
No meio filtrante, forma-se uma película de biomassa aderida, de forma que, ao passar o esgoto pelo leito em direção ao dreno de fundo, essa biomassa absorve a MO (matéria orgânica), e as bactérias promovem sua digestão mais lentamente. O filtro pode perder sua capacidade filtrante à medida que se forma uma película de biomassa mais espessa, os vazios diminuem de dimensão e aumenta a velocidade que o efluente passa.
FIGURA 13: Seção típica de um filtro biológico e seus componentes
Fonte: Adaptado de BENEFIELD & RANDALL (1987) e QASIM (1994)
5.3.5 Lodos Ativos
5.3.5.1 Tanques de Aeração
Consiste na introdução de oxigênio numa unidade especifica (tanques de aeração), permitindo assim que a comunidade de microrganismos aeróbios cresça em grande quantidade e assim promova, de forma rápida, a depuração da matéria orgânica presente no esgoto. É o processo que ocupa menor área para o tratamento, podendo-se obter uma remoção da carga orgânica bastante elevada, se bem projetado e operado. Tais processos apresentam taxas de 98% da remoção de DBO.
No tanque de aeração, há a formação de flocos contendo colônias de microrganismos, em meio a uma matriz de polissacarídeos, no qual a matéria orgânica vai aderindo e vai então sendo degradada. É necessário que se faça a remoção desses flocos (lodo secundário), numa unidade especifica (decantador secundário) ou, às vezes, na própria unidade de aeração. Parte do lodo retirado do fundo do decantador secundário retorna à unidade de aeração visando manter uma grande concentração de flocos biológicos nessa unidade, aumentando a sua eficiência na absorção da matéria orgânica.
Como já foi dito o sistema de lodos ativos resulta em menor área que as lagoas, porém, requer um alto grau de mecanismo e um elevado consumo de energia elétrica. Normalmente, procedem às unidades descritas (tanque de aeração e decantador secundário), as unidades de tratamentos preliminares e primários (grades, caixas de areia e decantadores primários).
A recirculação do lodo propicia o controle da concentração de bactérias em suspenção no tanque de aeração, acelerando o processo. Do lodo recirculado deve ser retirada uma taxa equivalente ao lodo biológico excedente, de forma a manter certa concentração de microrganismos no reator e garantir melhor eficiência. 
5.3.5.2 Reatores Anaeróbios operados em Bateladas 
O Reator Anaeróbio operado em Batelada surgiu como alternativa ao Processo Anaeróbio de Contato, já que, nesse sistema com mistura completa e fluxo contínuo, o biogás gerado provoca a flotação de parte do lodo contido no reator, implicando na utilização de decantador para possibilitar o retorno do lodo biológico descartado, juntamente com o efluente. (Artigo Tratamento de Esgoto Sanitário utilizando Reatores Anaeróbios operados em Bateladas Sequenciais)
No Regime por Batelada, todas as fases do processo de lodos ativados com remoção biológica de nutrientes ocorrem durante um ciclo de operação. Em um ciclo completo são previstas sete fases de processo.
A primeira fase caracteriza-se pelo enchimento do tanque com esgoto, sem a utilização de qualquer mecanismo de aeração. Os misturadores permanecem ligados para permitir a mistura do lodo com o esgoto afluente. Ocorre a liberação do fósforo mediante a assimilação de matéria orgânica facilmente biodegradável por parcela das bactérias presentes no lodo ativado.
A segunda fase trata-se da continuação do enchimento dos tanques, com o acionamento dos equipamentos de aeração. Nesta fase inicia-se a degradação aeróbia da matéria orgânica, a nitrificação e a acumulação de fósforo no lodo ativado. Tem duração variável em função da vazão afluente.
Na terceira fase com o tanque cheio, os aeradores são mantidos ligados, até que se obtenha a degradação desejada da matéria orgânica, incluindo ainda a nitrificação da amônia e a acumulação em excesso do fósforo no lodo ativado. Nesta fase uma parcela do tanque é mantida sem aeração visando obter na mesma uma condição anóxica, de forma a possibilitar a desnitrificação. A desnitrificação é dita simultânea por ocorrer na própria fase aeróbia do ciclo. 
O principal motivo de se utilizar a desnitrificação simultânea é a presença de matéria orgânica disponível no reator, que pode ser utilizada pare efetuar a desnitrificação. A circulação do esgoto entre as zonas aeróbias e anóxicas é feita pelos próprios aeradores em um esquema semelhante ao sistema carrossel. Tem duração prevista entre 3 a 4 horas, dependendo do tempo gasto no enchimento aeróbio. O número de aeradores ligados vai ser em função da demanda de oxigênio que se verificar, já que a central de controle operacional terá as informações de oxigênio dissolvido presente no tanque, podendo comparar as mesmas com os setpoints estabelecidos e atuar em decorrência nos aeradores. A desnitrificação pode ser complementada pela inclusão de fases anóxicas no período de aeração.
A quarta fase é optativa e visa reduzir o nível de nitratos no reator, através do desligamento de todo o sistema de aeração, mantendo-se a mistura. Esta fase pode ser estabelecida durante o período de aeração, com pequenos intervalos anóxicos (ausência de oxigênio), ou depois da fase aeróbia, quando tem mais efeito em função da falta de matéria orgânica.
A quinta fase é a decantação, quando todos os equipamentos de aeração e mistura são desligados de forma a se obter a decantação do lodo ativado. 
A sexta fase é o descarte do lodo, onde o volume do lodo a ser descartado é estabelecido para uma idade de até 10 dias. O lodo de descarte é rico em fósforo e deve ser estabilizado aerobicamente de forma a impedir a liberação novamente do fósforo acumulado. 
A sétima, e última fase, é o descarte do efluente através de coletores flutuantes que acompanham o nível do tanque. Todo o ciclo tem uma duração prevista de 8 horas, variando de acordo com a vazão afluente. 
A Estação de Tratamento de Esgoto Batelada é vantajosa por ocupar uma pequena área, seu processo é totalmente automatizado, é de simples operação, é eficiente e flexível, possui capacidade de absorção de altas cargas orgânicas e vazões, o impacto ambiental é reduzido e elimina os decantadores secundários e sistemas de retorno de lodo. 
FIGURA 14: ETE Batelada
Fonte: site BioProject
5.3.5.3 Decantador Secundário 
O Decantador Secundário é uma etapa do Tratamento Secundário que visa à remoção da matéria orgânica e dos sólidos em suspensão.
Primeiramente há uma conversão da matéria orgânica em matéria inorgânica por bactérias aeróbicas, esse processo é chamado de oxidação biológica. Em seguida, o esgoto pode seguir para o decantador secundário, que promove a remoção dos sólidos descartáveis pela força da gravidade. Esses sólidos formam o lodo que será recirculado sendo que o excesso é encaminhado para o leito de secagem.
Em síntese, o decantador secundário cumpre a função de remover e recircular o lodo, onde parte do lodo é encaminhada para a aeração e o excesso para o adensamento. 
O comportamento da Figura 15 é similar ao comportamento de lodos ativados, o que o difere é a integração da câmera de reação com a câmera de decantação que são integradas pela parte inferior dos tanques. O filtro requer manutenção periódica.
FIGURA 15: Filtro Aerado de Leito Submerso – Decantador Secundário
Fonte: Fibrav Equipamentos em fibras de vidro.
FIGURA 16: Decantador SecundárioFonte: Bishen Ambiental
5.3.5.4 Digestor Anaeróbico
Sendo a técnica mais antiga para o tratamento de esgoto, a digestão anaeróbia tinha por finalidade separar e reter os sólidos.
Os digestores hoje são tanques cobertos onde há a entrada do lodo cru, de mistura de coleta de gases, de coleta de escumas, de coleta de sobrenadantes e de remoção do lodo digerido, em muitos casos também apresentam um dispositivo de aquecimento.
A digestão depende diretamente da temperatura do liquido em digestão, sendo que a velocidade de digestores anaeróbios é menor do que em ambientes aeróbios. 
Esse digestor pode ser classificado de acordo com sua concepção e operação: os de taxa convencional, os de alta taxa e os de duplo estágio. 
O digestor de taxa convencional é o mais simples de todos, não são projetados dispositivos para mistura e nem de aquecimento. Esse tipo de digestor é mais utilizado em pequenas instalações, já que a digestão se dá em cerca de 50% do volume útil total do mesmo, perdendo 50% do volume útil total.
O digestor de alta taxa se difere do convencional na taxa de aplicação de sólidos, onde há um eficiente sistema de mistura através do gás de recirculação; e no sistema de aquecimento, que tem por finalidade obter o máximo rendimento de digestão. 
Os digestores de duplo estágio é a junção do digestor de alta taxa seguindo de um digestor convencional. No primeiro digestor faz-se a mistura e o aquecimento, já no segundo ocorre separação dos sólidos. 
5.3.6 Outras técnicas de tratamentos mais recentes
5.3.6.1 Biodisco ou RBC (Rotating Biological Contactors)
Técnica aplicada ao tratamento de esgoto sanitário e a outros efluentes orgânicos industriais. Semelhante aos demais sistemas aeróbicos, seu princípio biológico consiste na criação de um ambiente propício ao crescimento de microrganismos que irão, ao seu turno, degradar a matéria orgânica presente na água residual. 
O Biodisco classifica-se como uma técnica de tratamento biológico com biomassa aderida. Formará um filme biológico e aderirá à superfície de um tambor rotativo parcialmente imerso num tanque por onde passa o efluente a ser tratado.
Normalmente os sistemas são formados por tanques em série, seguidos de tanque para sedimentação da biomassa que se desprende, mas não há necessidade de se fazer o retorno de lodo para o sistema. Para uma maior eficiência, contempla-se o retorno do lodo no projeto. 
O sistema é formado por uma série de discos ligeiramente espaçados, montados num eixo horizontal. Os discos giram vagarosamente, e mantém, em cada instante, cerca de metade da área superficial imersa no esgoto e o restante exposto ao ar. Usualmente, os discos têm menos de 3,6 m de diâmetro e são constituídos de plástico de baixo peso. Quando o mecanismo é colocado em operação, os microrganismos no efluente começam a aderir às superfícies rotativas, e ali crescem até que toda a superfície do disco esteja coberta por uma fina camada biológica. Esta população microbiana produz elevado grau de tratamento para um relativo pequeno tempo de detenção.
A película de microrganismos tem uma aparência rugosa, devido à ação da rotação, que se projeta para fora no sentido do filme adjacente de efluente, proporcionando uma área superficial biológica ativa muito maior que a área superficial do meio suporte. 
Conforme os discos giram, a parte exposta ao ar traz uma película de esgoto, permitindo a absorção de oxigênio através do gotejamento e percolação junto à superfície do disco. Quando os discos completam sua rotação, esse filme mistura-se com a massa líquida dos esgotos, trazendo ainda algum oxigênio e misturando os esgotos parcialmente e totalmente tratados. Com a passagem dos microrganismos aderidos à superfície do disco pelo esgoto, estes absorvem uma nova quantidade de matéria orgânica, utilizada para sua alimentação. 
Quando a camada assume uma espessura excessiva, ela se desprende do disco. Os organismos que se desprendem são mantidos em suspensão no meio líquido devido ao movimento dos discos, aumentando a eficiência do sistema. A rotação do meio também proporciona turbulência na interface entre a biomassa e o efluente, de maneira que o oxigênio dissolvido e o substrato solúvel estejam uniformemente disponíveis até na porção mais interna da camada de biomassa, seja através do mecanismo de mistura ou de difusão. 
Os discos possuem as seguintes finalidades: servir de superfície para o crescimento da película microbiana; promover o contato da película microbiana com o esgoto; manter a biomassa desgarrada dos discos em suspensão; promover a aeração do esgoto que se juntou ao disco em cada rotação e do esgoto situado na parte inferior responsável pela imersão do disco.
Cada estágio opera como um reator biológico de filme fixado completamente misturado no qual existe uma dinâmica de equilíbrio entre a razão de crescimento biológico e a razão de deslocamento da biomassa. O efluente tratado e a biomassa deslocada passam através de cada subsequente eixo de meio suporte. Como o efluente passa de estágio em estágio, ocorre um aumento progressivo do grau de tratamento pelas diferentes culturas que se desenvolvem nos sucessivos estágios.
No estágio inicial, que recebe a mais alta concentração de matéria orgânica, se desenvolve bactérias heterotróficas. Como a concentração de matéria orgânica decresce nos estágios subsequentes, bactérias nitrificantes começam a aparecer, tais como protozoários, rotíferos e outros predadores. 
A velocidade rotacional do meio é um importante critério de projeto. Testes realizados com variados diâmetros do suporte indicam que uma velocidade periférica fixada pode ser usada para determinar a velocidade de rotação requerida para um determinado diâmetro, de modo que não ocorra limitação de oxigênio para a remoção do substrato. 
A velocidade de rotação afeta o tratamento de efluente de variadas maneiras: promove o contato entre a biomassa e o efluente; possibilita a remoção do excesso de biomassa; e aera o efluente e produz a velocidade necessária para a mistura em cada estágio. O aumento da velocidade de rotação incrementa o efeito de cada um destes fatores. No entanto, existe uma velocidade rotacional ótima acima da qual a eficiência do tratamento não é significativamente elevada. Esta velocidade ótima varia em função das condições do efluente, isto é, a velocidade ótima é maior para efluentes industriais concentrados e menor para efluentes domésticos mais diluídos. 
Portanto, a velocidade de rotação irá decrescer de estágio para estágio com o decréscimo da concentração de DBO. Através de extensivos testes, determinou-se que quando todos os estágios na planta giram a uma mesma velocidade, a velocidade periférica é de 60 pés/min. Isto é válido para remoção de DBO e para nitrificação.
Vantagens do tratamento com biodiscos convencionais sobre sistemas similares: área de instalação relativamente baixa; facilidade operacional (não necessitando de mão de obra específica); não gera odores ou ruídos; baixo consumo de energia quando comparado com lodos ativados; possibilidade de reuso do efluente tratado para irrigação, sanitários e lavagens de pisos externos e estacionamentos, desde que o efluente seja devidamente desinfectado.
Desvantagens do tratamento com biodiscos convencionais sobre sistemas similares: custos de implantação relativamente altos; só se mostram adequados para pequenas populações; a cobertura dos discos usualmente é necessária para proteger contra chuvas, atos de vandalismo e crescimento de algas; relativa dependência da temperatura do ar; necessidade de tratamento complementar do lodo para possibilitar a sua disposição final.
5.3.6.2 Reator de Leito Móvel com Biofilme - MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor)
Tecnologia relativamente recente, variante adaptada do sistema de lodos ativados, usada no tratamento de esgoto sanitário e em outros efluentes industriais, tanto para remoção biológica da carga orgânica quanto na remoção biológica de nutrientes, como o nitrogênio e o fósforo. É um reator de leito móvel