SANEAMENTO_08_Quantidade e qualidade dos esgotos

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FACULDADE DE ENGENHARIA 
 
DEPARTAMENTO DE ENHENHARIA SANITÁRIA E DO MEIO AMBIENTE 
 
 
 
DISCIPLINA: 
 
SANEAMENTO GERAL 
 
 
 
PROFESSORA: 
 
CAMILLE MANNARINO 
 
 
AULA: 
 
QUANTIDADE E QUALIDADE DOS ESGOTOS 
CARACTERIZAÇÃO DA QUANTIDADE 
DE ESGOTO 
 Sistemas individuais: 
 Solução no local 
 Atendimento unifamiliar ou a um pequeno número de residências próximas 
 Soluções que envolvem infiltração no solo 
 Excretas  privadas higiênicas 
 Esgotos  fossas sépticas, sumidouros 
 Dependem de alguns fatores para uma boa eficiência: 
 Baixa densidade de ocupação da área 
 Boa capacidade de infiltração do solo 
 Nível d’água subterrâneo a razoável profundidade 
 
 Sistemas coletivos: 
 Utilizados em locais com elevada densidade populacional 
 Envolvem canalizações que transportam os esgotos das fontes geradoras até os locais de 
tratamento e daí ao destino final 
CARACTERIZAÇÃO DA QUANTIDADE 
DE ESGOTO 
 Sistemas coletivos: 
 Sistema unitário (ou combinado)  os esgotos e as águas de chuva são 
transportados dentro da mesma canalização 
 Exigem grandes dimensões das tubulações 
 Custos iniciais elevados 
 As ETE’s não podem ser dimensionadas para tratar toda a vazão afluente no período de chuva 
 Riscos de refluxo de esgoto para o interior das residências durante as cheias 
 
 Sistema separador  os esgotos e as águas de chuva são transportados em 
canalizações separadas 
 Exigem menores dimensões das tubulações de coleta e transporte dos esgotos 
 Possibilidade de existência de diversos pontos de descarte das águas pluviais, sem necessidade 
de transporte a longas distâncias 
 Menores custos de execução 
 Possibilidade de uso de diversos materiais para as tubulações (concreto, PVC, ferro fundido, etc) 
 Melhoria das condições de tratamento dos esgotos 
 Não ocorrência de extravasamentos em períodos de chuvas intensas 
CARACTERIZAÇÃO DA QUANTIDADE 
DE ESGOTO 
 Os esgotos oriundos de uma cidade e que contribuem às estações de tratamento 
são basicamente originados de três fontes distintas: 
 Esgotos domésticos 
 Águas de infiltração 
 Despejos industriais 
 
 Vazão doméstica 
 Engloba os esgotos provenientes de residências, de instituições e de atividades 
comerciais 
 A vazão de esgoto doméstica é calculada com base no consumo de água da localidade 
 A vazão de água consumida é função do consumo per capta e da população de projeto 
 O índice de atendimento do sistema depende de: 
 Condicionantes físicas, geográficas ou topográficas da localidade 
 Adesão da população ao sistema de coleta (% que se liga efetivamente à rede coletora) 
 Etapas de implantação da rede coletora e dos interceptores 
CARACTERIZAÇÃO DA QUANTIDADE 
DE ESGOTO 
 Vazão doméstica (cont.) 
 De forma geral, a produção de esgotos corresponde aproximadamente ao consumo de 
água 
 As variações na quantidade de esgoto devem-se a: 
 Incorporação de parte da água consumida à rede pluvial (atividades externas às residências) 
 Ligações clandestinas de esgotos à rede pluvial 
 Ligações clandestinas de água de chuva à rede de esgotos 
 Infiltração 
 A fração da água fornecida que retorna como esgoto à rede coletora é chamada de 
coeficiente de retorno  varia entre 40 e 100%  valor usual: 80% 
 A vazão de água a ser considerada é a vazão consumida e não a produzida pelas ETA’s 
 a produção é maior do que o consumo efetivo devido às perdas no sistema de abastecimento 
 A geração de esgotos, bem como o consumo de água, sofre variações ao longo do dia e 
ao longo do ano  necessidade de se adotar coeficientes de correção de vazão 
 Coeficiente do dia de maior consumo k1=1,2 
 Coeficiente da hora de maior consumo k2=1,5 
 Coeficiente da hora de menor consumo k3= 0,5 
CARACTERIZAÇÃO DA QUANTIDADE 
DE ESGOTO 
 Vazão de infiltração 
 Ocorre através de tubulações defeituosas, conexões, juntas ou paredes de poços de 
visita 
 A quantidade de água infiltrada depende de fatores como: 
 Na ausência de dados específicos, a taxa de infiltração pode ser calculada pela extensão 
da rede ou por área servida. Exemplo: 
 A extensão da rede coletora 
 Diâmetro das tubulações 
 Área servida 
 Tipo de solo 
 Profundidade do lençol freático 
 Topografia 
 Densidade populacional 
CARACTERIZAÇÃO DA QUANTIDADE 
DE ESGOTO 
 Vazão industrial 
 É função do tipo e porte da indústria, processo, grau de reciclagem, adoção de práticas 
de conservação da água, existência de pré-tratamento, etc. 
 As águas residuárias industriais podem influenciar significativamente o projeto e a 
operação de ETE’s 
 Deve-se procurar obter dados específicos de cada indústria mais significativa 
 Volume de água consumido 
 Recirculações internas 
 Eventuais sistemas de tratamento internos 
 Vazão de despejos 
 Pontos de lançamento de efluentes (na rede coletora e em cursos d’água) 
 Regime de lançamento de efluentes (contínuo ou intermitente; duração e freqüência) 
 No caso de não se dispor de dados específicos sobre a indústria, deve-se consultar 
literatura que refira-se ao processo industrial em foco 
 Deve-se lembrar que o padrão de lançamento dos efluentes industriais, ao longo do dia, 
não segue a variação da vazão doméstica 
CARACTERIZAÇÃO DA QUALIDADE 
DOS ESGOTOS 
 Esgotos domésticos contêm aproximadamente 99,9% de água 
 A fração restante inclui sólidos orgânicos e inorgânicos, suspensos e dissolvidos e 
microorganismos  É devido a essa fração de 0,1% que é preciso se tratar os esgotos 
 As características dos esgotos são função dos usos aos quais a água foi submetida 
 No projeto de uma ETE, normalmente não há interesse em se determinar os diversos 
compostos constituintes dos esgotos  utiliza-se parâmetros indiretos (físicos, químicos e 
biológicos), que traduzem o seu potencial poluidor 
 
 As principais características físicas ligadas aos esgotos domésticos são: 
 Temperatura: a temperatura do esgoto é, em geral, pouco superior à das águas de abastecimento. 
A velocidade de decomposição do esgoto é proporcional ao aumento da temperatura (influencia na 
atividade microbiana e nas reações químicas); 
 Odor: os odores característicos do esgoto são causados pelos gases formados no processo de 
decomposição. O odor de mofo, típico do esgoto fresco é razoavelmente suportável e o odor de ovo 
podre, insuportável, é típico do esgoto velho ou séptico, em virtude da presença de gás sulfídrico; 
 Cor e turbidez: a cor e turbidez indicam de imediato o estado de decomposição do esgoto. A 
tonalidade acinzentada acompanhada de alguma turbidez é típica do esgoto fresco e a cor preta é 
típica do esgoto velho; 
CARACTERIZAÇÃO DA QUALIDADE 
DOS ESGOTOS 
 Os principais parâmetros químicos para a caracterização de esgotos domésticos são: 
 Sólidos 
 Matéria orgânica 
 Nitrogênio 
 Fósforo 
 
 Sólidos 
 Distribuição aproximada 
de sólidos no esgoto bruto: 
 
Totais 
(ST) 
1000 mg/L 
Em suspensão 
(SST) 
350 mg/L 
Dissolvidos 
(SDT) 
650 mg/L 
Fixos 
(SSF) 
50 mg/L 
Voláteis 
(SSV) 
300 mg/L 
Fixos 
(SDF) 
400 mg/L 
Voláteis 
(SDV) 
250 mg/L 
CARACTERIZAÇÃO DA QUALIDADE 
DOS ESGOTOS 
 Matéria orgânica 
 Responsável pelo principal problema de poluição para os corpos d’água: o 
consumo de oxigênio dissolvido pelos microorganismos nos seus processos 
metabólicos de utilização e estabilização da matéria orgânica 
 Os grupos de substâncias orgânicas nos esgotos são constituídos por: 
 Compostos de proteínas (40% a 60%), carboidratos (25% a 50%), gorduras e óleos (8 a 12%) 
e uréia, surfactantes,fenóis, pesticidas, etc. 
 Determinação da matéria orgânica através de: 
 Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO) 
 Demanda Química de Oxigênio (DQO) 
 Carbono Orgânico Total (COT) 
 Para esgotos domésticos, a relação DBO/DQO varia em torno de 0,4 e 0,6 (DQO/DBO 
entre 1,7 a 2,4) 
 Relação DBO/DQO elevada: 
 a fração biodegradável é elevada 
 provável indicação para tratamento biológico 
 Relação DBO/DQO baixa: 
 a fração inerte (não biodegradável) é elevada 
 possível indicação para tratamento físico-químico 
CARACTERIZAÇÃO DA QUALIDADE 
DOS ESGOTOS 
 Nitrogênio 
 No meio aquático, o nitrogênio pode ser encontrado nas seguintes formas: 
 Nitrogênio orgânico (dissolvido e em suspensão) 
 Amônia (NH3) ou íon amônio (NH4
+) 
 Nitrito (NO2
-) 
 Nitrato (NO3
-) 
 Nitrogênio molecular (N2) 
 Nos esgotos domésticos brutos, as formas predominantes são o nitrogênio 
orgânico e a amônia (a maior parte de origem fisiológica) 
 NTK= amônia + nitrogênio orgânico (nitroênio total kjeldahl) 
 NT = NTK + NO2
- + NO3
- (nitrogênio total) 
 Em termos de tratamento de águas residuárias, é necessário um adequado balanço 
C:N:P no esgoto para o desenvolvimento dos microrganismos 
 Geralmente, é utilizada proporção DBO:N:P de 100:5:1 
 Padrões de lançamento de efluentes são estabelecido em termos de amônia 
 Conversão da amônia a nitrito e deste a nitrato (nitrificação), implica no consumo de 
oxigênio dissolvido do meio 
 Elevadas concentrações de nitrogênio em lagos e represas podem conduzir a um 
crescimento exagerado de algas (eutrofização) 
CARACTERIZAÇÃO DA QUALIDADE 
DOS ESGOTOS 
 Fósforo 
 O fósforo total nos esgotos domésticos apresenta-se na forma de fosfatos: 
 Forma inorgânica (polifosfatos e ortofosfatos)  origem principal nos detergentes e outros 
produtos químicos domésticos 
 Foma orgânica (ligada a compostos orgânicos)  origem fisiológica 
 Os ortofosfatos são diretamente disponíveis para o metabolismo biológico sem 
necessidade de conversões a formas mais simples 
 Os polifosfatos são moléculas mais complexas com dois ou mais átomos de fósforo 
 O fósforo orgânico é normalmente de menor importância 
 O fósforo oriundo dos detergentes em pó (tripolifosfato de sódio - STPP) pode 
representar até 50% da concentração de fósforo total nos esgotos domésticos 
 O fósforo é um nutriente essencial para o crescimento dos microrganismos responsáveis 
pela estabilização da matéria orgânica 
 O fósforo é um elemento indispensável para o crescimento de algas e, quando em 
elevadas concentrações em lagos e represas, pode conduzir a um crescimento exagerado 
desses organismos (eutrofização) 
 
CARACTERIZAÇÃO DA QUALIDADE 
DOS ESGOTOS 
 Parâmetros biológicos 
 Os microrganismos desempenham diversas funções de fundamental importância, 
principalmente as relacionadas com a transformação da matéria dentro dos ciclos 
biogeoquímicos  base do tratamento biológico de esgotos 
 Outro aspecto de grande relevância em termos da qualidade biológica da água é o 
relativo à possibilidade da transmissão de doenças 
 Bactérias, vírus e protozoários: sobrevivência limitada na água, podendo, no entanto, alcançar o 
ser humano por meio da ingestão ou contato com a água, causando-lhe doenças 
 A detecção dos agentes patogênicos, principalmente bactérias, protozoários e vírus, em 
uma amostra d'água é extremamente difícil, em razão das suas baixas concentrações, o 
que demandaria o exame de grandes volumes da amostra para que fosse detectado um 
único ser patogênico 
 A determinação da potencialidade de uma água transmitir doenças pode ser efetuada de 
forma indireta, através dos organismos indicadores de contaminação fecal, 
pertencentes principalmente ao grupo de coliformes 
 Entre as bactérias do grupo coliforme, a mais usada como indicadora da poluição fecal é a 
Escherichia coli 
VALORES TÍPICOS DE 
CARACTERIZAÇÃO DE ESGOTOS 
VALORES TÍPICOS DE 
CARACTERIZAÇÃO DE ESGOTOS 
CARACTERIZAÇÃO DA QUALIDADE 
DOS ESGOTOS 
 Relações dimensionais entre carga e concentração: 
 
 Carga = população x carga per capta 
 carga per capta  contribuição de cada indivíduo (expressa em massa do poluente) 
 
 Carga = concentração x vazão 
 
 Concentração = carga / vazão 
 
 
 O controle de poluição é realizado, usualmente, em termos de concentração de poluentes 
 Entretanto, é importante ressaltar que o que polui é a carga de poluentes 
Um pequeno rio recebe o lançamento de uma bacia contribuinte através de uma Estação de Tratamento de 
Esgoto (ETE) e de uma indústria cujos despejos são tratados em um reator anaeróbio de fluxo ascendente. 
A bacia contribuinte tem 5000 habitantes e apresenta uma vazão correspondente de esgoto doméstico de 
1000 m3/dia. Os despejos da indústria apresentam vazão de 200 m3/dia e DBO de 1000 mg/L. 
 
Considere as informações: 
• o tratamento dos despejos industriais reduz em 90% a poluição orgânica; 
• o rio, antes de receber as contribuições poluentes da bacia e da indústria, tem vazão de 1 m3/s e DBO de 
1 mg/L; 
• a concentração de DBO da mistura não deve ultrapassar 3,0 mg/L. 
 
Determine a máxima concentração de DBO do esgoto doméstico a ser lançada no rio. 
 
Dados / Informações técnicas 
 
 
sendo: 
C = concentração do parâmetro na mistura 
Ci = concentrações no esgoto lançado e no curso de água antes do lançamento de esgotos 
Qi = vazões do esgoto lançado e do curso de água antes do lançamento de esgotos 
Questão ENADE 2005