2 Caracterização qualitativa de águas residuárias.

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SISTEMA DE ESGOTOS SANITÁRIOS
Definição
Conjunto de obras e instalações destinadas a 
propiciar a coleta, transporte, tratamento e 
disposição final das águas residuárias da 
comunidade, de uma forma adequada do ponto de 
vista sanitário.
Caracterização Quantidade e Qualitativa de Esgotos
�esgotos domésticos 
�águas de infiltração
�efluentes industriais
SISTEMA DE ESGOTOS SANITÁRIOS
SISTEMAS DE COLETA E TRANSPORTE DE ESGOTOS
Sistemas individuais: são adotados normalmente para o 
atendimento unifamiliar e é constituído por uma fossa séptica e um 
dispositivo de infiltração no solo que poderá ser um poço negro 
(sumidouro) ou outro dispositivo de irrigação sub-superficial (valas).
Para que estes sistemas funcionem satisfatoriamente:
�as habitações tem que ser esparsas (lotes grandes com elevada 
percentagem de área livre)
�o solo deverá apresentar boas condições de infiltração,
�o lençol freático deve estar em uma profundidade adequada para 
não haver risco de contaminação por microorganismos transmissores 
de doenças (microorganismos patogênicos).
SISTEMA DE ESGOTOS SANITÁRIOS
SISTEMAS DE COLETA E TRANSPORTE DE ESGOTOS
Sistemas individuais:
SISTEMA DE ESGOTOS SANITÁRIOS
SISTEMAS DE COLETA E TRANSPORTE DE ESGOTOS
Sistemas coletivos: são adotados para o atendimento de uma 
comunidade e são constituídos de canalizações que recebem os 
esgotos para transportar adequadamente ao destino final.
O atendimento de uma comunidade, como por exemplo: uma vila ou 
um loteamento, poderá ser feita com uma fossa séptica coletiva que 
terá também a função de tratamento dos esgotos, desde que exista 
área disponível e que as características do solo e de nível de lençol 
subterrâneo permitam a infiltração dos esgotos sem riscos de 
contaminação.
SISTEMA DE ESGOTOS SANITÁRIOS
SISTEMAS DE COLETA E TRANSPORTE DE ESGOTOS
Sistemas coletivos:
SISTEMA DE ESGOTOS SANITÁRIOS
SISTEMAS DE COLETA COLETIVOS E TRANSPORTE DE ESGOTOS
SISTEMA UNITÁRIO (COMBINADO).
Este sistema coleta os esgotos juntamente com as águas pluviais e 
normalmente não é utilizado por exigir investimentos iniciais maiores, 
devidos principalmente ao grande diâmetro das canalizações.
Inconvenientes:
� problemas em regiões onde as precipitações são muito intensas (regiões 
tropicais);
� poluição dos corpos receptores porque os sistemas de tratamento não 
podem ser dimensionados para tratar toda a vazão (vazão dos esgotos e 
vazão da chuva), logo, uma parcela destes esgotos, em períodos 
críticos, extravasa para o corpo receptor sem tratamento; 
� problemas de mau cheiro em certas partes do sistema (bocas de lobo).
SISTEMA DE ESGOTOS SANITÁRIOS
SISTEMAS DE COLETA COLETIVOS E TRANSPORTE DE ESGOTOS
SISTEMA SEPARADOR
O sistema separador tem o objetivo de coletar exclusivamente os esgotos 
sanitários e apresentam como grande vantagem o reduzido custo 
(canalizações de menor diâmetro), o que já justifica o seu emprego.
Vantagens:
� o afastamento das águas pluviais em separado - vários lançamentos ao 
longo dos cursos de água, evitando-se o transporte das águas pluviais a 
longa distância;
� possibilidade de planejamento das obras para a execução em etapas, de 
acordo com a sua importância e as disponibilidades econômicas da
comunidade;
� permite o emprego de vários materiais para as tubulações de esgotos 
(tubos de cerâmica, tubos de concreto, tubos de PVC, tubos de ferro 
fundido).
SISTEMA DE ESGOTOS SANITÁRIOS
SISTEMAS DE COLETA COLETIVOS E TRANSPORTE DE ESGOTOS
�Os sistemas normalmente não são totalmente separadores, pois no 
próprio conceito de esgoto sanitário já estão incluídas parcelas de esgoto 
industrial (admissível a tratamento juntamente com o esgoto doméstico), 
águas de infiltração e a contribuição pluvial parasitária (proveniente do 
encaminhamento acidental ou clandestino das águas pluviais).
�Em princípio as águas pluviais não deveriam chegar aos coletores de 
sistemas separadores, mas na prática isto ocorre devido a defeitos nas 
instalações e ligações clandestinas (lançamento de águas de chuva nos 
sistemas de esgotos), mas estas ligações clandestinas deverão ser 
fiscalizadas e controladas porque poderão dificultam as operações dos 
sistemas.
CARACTERIZAÇÃO QUANTITATIVA DOS
ESGOTOS SANITÁRIOS
VAZÃO DOMÉSTICA
Estimativa da vazão
�base no consumo de água – Quota Per Capita (QPC)
�Valores padrões de geração de esgotos
Vazões mínimas, médias e máximas
�Hidráulica
�Processo
150 - 300> 250.000Cidade grande
120 - 22050.000 – 250.000Cidade média
110 - 18010.000 – 50.000Cidade pequena
100 - 1605.000 – 10.000Vila
090 - 140< 5.000Povoado rural
QPC (L/hab.d)População (hab.)Porte
Valores típicos da QPC para ligações domiciliares 
CARACTERIZAÇÃO QUANTITATIVA DOS
ESGOTOS SANITÁRIOS
25-50Veículo servidoPosto de gasolina
1.600-2.400
30-50
5-12
Banheiro
Empregado
m2 de área
Loja de departamento
1.000-2.000
30-50
Banheiro
Empregado
Loja
1.500-2.500MáquinaLavanderia-automática
2.000-4.000MáquinaLavanderia-comercial
4-20FreguêsLanchonete
50-80EmpregadoIndustria (esgotos sanit. apenas)
100-200
30-50
Hóspede
Empregado
Hotel
30-70EmpregadoEscritório
2-10AssentoCinema/teatro
5-15FreguêsBar
10-25UsuárioBanheiro público
80-150ResidenteAlojamento
8-15PassageiroAeroporto
Faixa de Vazão
(L/unid.d)UNIDADEESTABELECIMENTO
Consumo de água 
típico de alguns 
estabelecimentos 
comerciais
CARACTERIZAÇÃO QUANTITATIVA DOS
ESGOTOS SANITÁRIOS
Consumo de água 
típico de alguns 
estabelecimentos 
comerciais
30-50
4-10
Empregado
m2 de área
Shopping center
15-30RefeiçãoRestaurante
200-500
20-60
Detento
Empregado
Prisão
300-1000
20-60
Leito
Empregado
Hospital
50-100
40-80
20-60
Estudante
Estudante
Estudante
Escola
-com lanchonete, ginásio, chuveiros
-com lanchonete, sem ginásio e 
chuveiros
-sem lanchonete, ginásio e 
chuveiros
200-450
20-60
Residente
Empregado
Clinica de repouso
Faixa de 
Vazão
(L/unid.d)
UNIDADEESTABELECIMENTO
CARACTERIZAÇÃO QUANTITATIVA DOS
ESGOTOS SANITÁRIOS
VAZÃO DOMÉSTICA
Fatores de Influência no Consumo de Água 
Custo mais elevado reduz o consumo (-)Custo da água
Inibição do consumo (-)Medição do consumo 
Necessidade de maior produção de água (+)Perdas dos sistemas
Elevada pressão induz a maiores gastos (+)Pressão da água
Localidades mais industrializadas (+)Grau de industrialização
Melhor nível econômico (+)Condições econômica
Cidades maiores (+)Porte da comunidade
Climas mais quentes e secos (+)Clima
ComentárioFator de influência
CARACTERIZAÇÃO QUANTITATIVA DOS
ESGOTOS SANITÁRIOS
VAZÃO DOMÉSTICA 
�Cálculo da vazão doméstica - Coeficiente de Retorno (R)
Relação com o consumo de água 60 – 100 % 
Valor usual 80 % ou R = 0,80
�Cálculo da vazão doméstica – Norma ABNT - NBR7229 (1993)
)d/m(
1000
R.QPC.PopQ 3dmédia =
)s/L(
86400
R.QPC.PopQdmédia =
Padrão socio-econômico:
Baixo: 100 L/dia.hab
Médio: 130 L/dia.hab
Alto: 160 L/dia.hab
Geração de 
esgotos
CARACTERIZAÇÃO QUANTITATIVA DOS
ESGOTOS SANITÁRIOS
VAZÃO DOMÉSTICA 
�Coeficientes de variação de vazão
K1 = 1,2 (coef. do dia de maior consumo)
K2 = 1,5 (coef. Da hora de maior 
consumo)
K3 = 0,5 (coef. Da hora de menor 
consumo
�Qdmax = Qdmédio.K1.K2 = 1,80. Qdmédio
�Qdmin = Qdmédio.K3 = 0,5. Qdmédio
Variações de vazão - Vazões 
máxima e mínima
⇒Variações ao longo do dia 
(variações horárias)
⇒Variações ao longo da semana 
(variações diárias)
⇒Variações ao longo do ano 
(variações sazonais)
CARACTERIZAÇÃO QUANTITATIVA DOS
ESGOTOS SANITÁRIOS
VAZÃO DE INFILTRAÇÃO
Origem
Tubos defeituosos, conexões, juntas ou paredes de poços 
de visitas
Fatores Influentes
�Extensão da rede coletora
�Área servida
�Tipo de solo
Profundidade do lençol freático�Topografia
�Densidade populacional
Estimativa da Vazão de infiltração
0,3 – 0,5 L/s.km
Vazão máxima: considerar a vazão média
Vazão mínima: desconsiderar a vazão de infiltração
CARACTERIZAÇÃO QUANTITATIVA DOS
ESGOTOS SANITÁRIOS
VAZÃO INDUSTRIAL
Esta vazão é função do tipo e porte da indústria, processo, 
grau de reciclagem da água, existência de pré-tratamento.
�Avaliação adequada da vazão
�Dados específicos de cada indústria
Maior segurança da estimativa
CARACTERIZAÇÃO QUANTITATIVA DOS
ESGOTOS SANITÁRIOS
EXEMPLO:
Calcular a vazão média, mínima e máxima de uma 
comunidade com as seguintes características:
População: 1200 habitantes (60 % baixo; 40 % médio)
EXERCÍCIO:
1 – Estimar a vazão de esgoto de um hotel com uma 
capacidade de 80 hospedes e que necessitará de uma 
equipe de 15 pessoas para o funcionamento.
2 - Calcular a vazão média, mínima e máxima de uma 
comunidade com as seguintes características:
População: 16245 habitantes (75 % baixo; 20 % médio; 5 
% alto)
Comprimento da rede: 12575 metros.
CARACTERIZAÇÃO QUALITATIVA DOS
ESGOTOS SANITÁRIOS
COMPOSIÇÃO
Função dos usos a qual a água é submetida e forma com 
que são exercidos.
�Variação com o clima
�Situação social e econômica
�Hábitos da população
TRATAMENTO
POLUIÇÃO
Esgoto
ÁGUA
SÓLIDOS
� Orgânicos
� Inorgânicos
� Suspensos
� Dissolvidos
� Microrganismos
�Água: 98 – 99,9 %
�Sólidos: 2 – 0,1 % 
CARACTERIZAÇÃO QUALITATIVA DOS
ESGOTOS SANITÁRIOS
-Causada por uma grande variedade de SS
-Esgotos mais frescos ou mais concentrados (+)
Turbidez
-Esgoto fresco: odor oleoso, relativamente desagradável
-Esgoto séptico: odor fétido, devido ao H2S e outros
-Despejos industriais: odores característicos
Odor
-Esgoto fresco: ligeiramente cinza
-Esgoto séptico: cinza escuro ao preto
Cor
-Ligeiramente superior à da água de abastecimento
-Variação conforme as estações (mais estável ar)
-Influência na atividade microbiana
-Influência na solubilidade dos gases
-Influência na viscosidade do líquido
Temperatura
DescriçãoParâmetro
Principais Características Físicas dos Esgotos Domésticos 
CARACTERIZAÇÃO QUALITATIVA DOS
ESGOTOS SANITÁRIOS
Principais Características Químicas dos Esgotos Domésticos 
Mistura heterogênea de diversos compostos orgânicos: proteínas,
carboidratos e lipídios
-Está associada a fração biodegradável dos componentes orgânicos 
carbonàceos. Medida do oxigênio consumido após 5 dias pelos 
microrganismos na estabilização bioquímica da matéria orgânica
-Representa a quantidade de oxigênio requerida para estabilizar 
quimicamente a matéria orgânica carbonácea. Utiliza fortes agentes 
oxidantes em condições ácidas
-Representa o consumo total de oxigênio, ao final de vários dias, 
requeridos pelos microrganismos para a estabilização bioquímica 
Matéria Orgânica
• DBO5
• DQO
• DBOu
Orgânicos e inorgânicos: suspenso e dissolvidos; sedimentáveis
-Fração dos sólidos orgânicos e inorgânicos que não são filtráveis
-Componentes minerais inertes dos sólidos em suspensão
-Componentes orgânicos dos sólidos em suspensão
-Fração dos sólidos orgânicos e inorgânicos que são filtráveis
-Componentes minerais inertes dos sólidos dissolvidos
-Componentes orgânicos dos sólidos dissolvidos
-Fração dos sólidos orgânicos e inorgânicos que sedimentam 
em 1 hora no cone Imhoff.
Sólidos totais
• Em suspensão
-Fixos
-Voláteis
• Dissolvidos
-Fixos
-Voláteis
• Sedimentáveis
DescriçãoParâmetro
CARACTERIZAÇÃO QUALITATIVA DOS
ESGOTOS SANITÁRIOS
Principais Características Químicas dos Esgotos Domésticos 
Fração da matéria orgânica solúvel em hexanos..Óleos e graxas
Proveniente da água de abastecimento e dos dejetos humanos.Cloretos
Indicador da capacitade tampão do meio ( resistência às variações do pH).
Devido a presença de bicarbonatos, carnonatos e íon hidroxila.
Alcalinidade
Indicador das características ácidas ou básicas do esgoto. pH
Forma orgânica e inorgânica. 
-Combinado á matéria orgânica
-Ortofosfato e polifosfatos.
Fósforo Total
• Fósforo orgânico
• Fósforo inorgânico
Inclui o nitrogênio orgânico e amônia (NTK), nitrito e nitrato.
-Nitrogênio na forma de proteínas, aminoácidos e uréia.
-Produzida como primeiro estágio da decomposição do N orgânico
-Estágio intermediário da oxidação da amônia. 
- Produto final da oxidação da amônia.
Nitrogênio Total
• Nitrogênio orgânico
• Amônia
• Nitrito
• Nitrato
DescriçãoParâmetro
CARACTERIZAÇÃO QUALITATIVA DOS
ESGOTOS SANITÁRIOS
Principais Características Biológicas dos Esgotos Domésticos 
-Animais superiores
-Ovos de helmintos presentes nos esgotos podem causar doenças
Helmintos
-Organismos parasitas, formados pela associação de material genético (DNA ou 
RNA) e uma carapaça proteíca
-Causam doenças e podem ser de difícil remoção no tratamento da água ou 
esgoto..
Vírus
-Organismos unicelulares sem parede celular
-A maioria é aeróbia ou facultativa
-Alimentam-se de bactérias, algas e outros microrganismos
-São essenciais no tratamento biológico para a manutenção de um equilíbrio 
entre os diversos grupos
-Alguns são patogênicos
Protozoários
-Organismos aeróbios, multicelulares, não fotossintéticos, heterotróficos
-Também de grande importância na decomposição da MO
-Podem crescer em condição de baixo pH.
Fungos
-Organismos protistas unicelulares
-Apresentam-se em várias formas e tamanhos
-São os principais responsáveis pela estabilização da matéria orgânica
Bactérias
DescriçãoMicrorganismos
CARACTERIZAÇÃO QUALITATIVA DOS
ESGOTOS SANITÁRIOS
Principais Características Biológicas dos Esgotos Domésticos 
Indicadores de Contaminação Fecal
Difícil detecção dos agentes patogênicos em uma amostra 
d’água em razão das suas baixas concentrações (virus, 
bactéria, etc)
�Organismos indicadores de contaminação fecal.
�Não são necessariamente patogênicos
�Indicação da contaminação da água por fezes humanas ou 
animais de sangue quente
Potencialidade da água para transmitir doenças
CARACTERIZAÇÃO QUALITATIVA DOS
ESGOTOS SANITÁRIOS
Principais Características Biológicas dos Esgotos Domésticos 
Organismos utilizados – Bactérias do Grupo Coliformes
� Grande número nas fezes humanas (1010 a 1011 células por dia)
� Grande número apenas nas fezes humanas e animais de 
sangue quente
� Resistência aproximadamente similar à maioria das bactérias 
patogênicas intestinais
� Técnicas de detecção são rápidas e econômicas
Principais Indicadores de Contaminação Fecal
� Coliformes totais
� Coliformes fecais
� Estreptococos fecais
CARACTERIZAÇÃO QUALITATIVA DOS
ESGOTOS SANITÁRIOS
Características Químicas dos Esgotos Domésticos 
350
700
500
200–500
400–800
350–600
50
100
75
40–60
80–130
60–90
Matéria Orgânica
• DBO5
• DQO
• DBOu
1000
400
80
320
700
400
300
15
700–1350
200–450
40–100
165–350
500–900
300–550
200–350
10–20
180
60
10
50
120
70
50
–
120–220
35–70
7–14
25–60
85–150
50–90
35–60
–
Sólidos totais
• Em suspensão
-Fixos
-Voláteis
• Dissolvidos
-Fixos
-Voláteis
• Sedimentáveis
TípicoFaixaTípicoFaixa
Concentração (mg/L)CPC (g/hab.d)Parâmetro
CARACTERIZAÇÃO QUALITATIVA DOS
ESGOTOS SANITÁRIOS
Características Químicas dos Esgotos Domésticos 
11055–1702010–30Óleos e graxas
3520–5064–8Cloretos
3520–502520–30Alcalinidade (mgCaCO3/L)
7,06,7–7,5––pH
14
4
10
5–25
2–8
4–17
2,5
0,8
1,7
1,0–4,5
0,3–1,5
0,7–3,0
Fósforo
• Fósforo orgânico
• Fósforo inorgânico
50
20
30
≈0
≈0
35–70
15–30
20–40
≈0
0–2
8,0
3,5
4,5
≈0
≈0
6,0–112,0
2,5–5,0
3,5–7,0
≈0
0,0–0,5
Nitrogênio total
• Nitrogênio orgânico
• Amônia
•Nitrito 
• Nitrato
TípicoFaixaTípicoFaixa
Concentração (mg/L)CPC (g/hab.d)ParâmetroCARACTERIZAÇÃO QUALITATIVA DOS
ESGOTOS SANITÁRIOS
Microorganismos presentes nos Esgotos Domésticos 
102-104105–107Vírus
<103<106Ovos de helmintos
<103<106Cistos de 
protozoários
105–106108–109Estreptococos fecais
105–108108–1011Coliformes fecais
106–109109–1012Coliformes totais
109–10101012–1013Bactérias totais
Concentração (org/100 mL)CPC (org/hab.d)Microorganismo
CARACTERIZAÇÃO QUALITATIVA DOS
ESGOTOS SANITÁRIOS
RELAÇÕES DIMENSIONAIS ENTRE CARGA E CONCENTRAÇÃO
Carga per capita (CPC)
Representa a contribuição de cada indivíduo (expressa em 
termos de massa do poluente) por unidade de tempo.
EX: Contribuição per capita de DBO é 54 g/dia.hab
Carga Poluidora (CP)
Corresponde a quantidade de poluente (massa) por unidade 
de tempo.
carga = população x carga per capita
carga = concentração x vazão
EX: CP = 120 kg/dia
Concentração (C)
corresponde a quantidade de poluente (massa) por unidade 
de volume.
EX: concentração = carga/vazão
concentração = carga per capita/quota per capita
EX: C = 200 mg/L (g/m3)
CARACTERIZAÇÃO QUALITATIVA DOS
ESGOTOS SANITÁRIOS
EXEMPLO 1: Os habitantes de uma cidade geram uma carga per capita de 
DBO de 54 g/hab.d, e uma contribuição per capita de esgotos de 180 L/hab.d.
Calcular a concentração de DBO nos esgotos.
EXEMPLO 2: Calcular a carga de nitrogênio total afluente a uma ETE, sendo 
dados:
Concentração de nitrogênio= 45 mg/L Vazão: 50 L/s
EXEMPLO 3: Qual a carga poluidora diária e “per capita” para o esgoto 
doméstico de uma cidade, admitindo-se os seguintes dados:
População: 10.000 habitantes
Contribuição per capita de esgoto: 160 L/hab.dia
Concentração de DBO: 300 mg/L (g/m³)
EXEMPLO 4: Qual a carga poluidora diária e “per capita” do esgoto doméstico 
de uma cidade, admitindo-se os seguintes dados;
População: 50.000 habitantes
padrão alto: 20 %
padrão médio: 30 %
padrão baixo: 50 %
Concentração de DBO no esgoto: 300 mg/L (g/m³)
CARACTERIZAÇÃO QUALITATIVA DOS
ESGOTOS SANITÁRIOS
EQUIVALENTE POPULACIONAL (EP)
Equivalência entre o potencial poluidor de uma indústria 
(comumente em termos de matéria orgânica) e uma 
determinada população, a qual produz essa mesma carga 
poluidora.
Geralmente utiliza-se CPC = 54 g DBO/hab.d
EXEMPLO 5: Calcular o equivalente populacional de uma 
indústria que possui os seguintes dados:
Vazão de efluentes: 120 m3/d
Concentração de DBO: 2000 mg/L
EXEMPLO 6: Calcular o equivalente populacional de uma 
indústria que possui os seguintes dados:
Vazão de efluentes: 5 L/s (considere que a indústria opere um 
processo contínuo)
Concentração de DBO: 3200 g/m3