13 Esgotamento Sanitário

Prévia do material em texto

08/06/2017
1
ESGOTAMENTO SANITÁRIO
Saneamento Ambiental
Vera Christina Lanza
Sistemas de Esgotamento Sanitário
Águas de 
abastecimento Esgotos
Poluição do 
solo e água, 
foco de 
vetores.
DEJETOS HUMANOS 
Torna-se indispensável afastar as possibilidades de seu 
contato com o homem, águas de abastecimento, 
vetores e alimentos.
Veículos de germes patogênicos de várias doenças
Sistemas de Esgotamento Sanitário
CARÊNCIA DE SANEAMENTO E EDUCAÇÃO 
SANITÁRIA 
A população tende a lançar os dejetos nos cursos
d’água ou diretamente sobre o solo, criando
situações favoráveis à transmissão de doenças e à
contaminação do meio ambiente.
Sistemas de Esgotamento Sanitário
A solução recomendada é a construção de
instalações sanitárias com veiculação hídrica,
ligadas a um sistema público de esgotos, com
adequado tratamento final.
Sistemas de Esgotamento Sanitário
Essa solução é, quase
sempre, impraticável no
meio rural e às vezes difícil,
por razões principalmente
econômicas, em muitas
comunidades urbanas e
suburbanas.
Sistemas de Esgotamento Sanitário
08/06/2017
2
A implantação de sistemas de esgotamento
sanitário (S.E.S.) em uma comunidade tem como
objetivos:
� coleta dos esgotos individual ou coletiva;
� afastamento rápido e seguro dos esgotos, seja
por meio de fossas ou redes coletoras;
� tratamento e disposição sanitariamente
adequada dos esgotos tratados.
Sistemas de Esgotamento Sanitário
A implantação de S.E.S. em uma comunidade tem
como consequências:
� melhoria das condições sanitárias locais;
� conservação dos recursos naturais;
� eliminação de focos de poluição e contaminação;
� eliminação de problemas estéticos desagradáveis;
� redução de doenças e, consequentemente, dos
recursos aplicados em saúde;
� redução dos custos com tratamento de água.
Sistemas de Esgotamento Sanitário
Conceitos básicos:
� Águas residuárias: esgotos gerados por uma
comunidade ou por indústrias.
� Esgotos domésticos: despejos líquidos das
habitações, estabelecimentos comerciais,
instituições e edifícios públicos.
� Efluentes industriais: esgotos gerados pelas
indústrias.
� Esgoto bruto: esgoto não tratado.
� Esgoto tratado: esgoto após a etapa de
tratamento.
Sistemas de Esgotamento Sanitário
Conceitos básicos:
� Águas de infiltração: parcela das águas do
subsolo que penetra nas canalizações de esgotos
através das juntas, poços de visita e defeitos nas
estruturas do sistema.
� Águas pluviais: parcela das águas de chuva que
escoa superficialmente.
� Corpo receptor: corpo d’água que recebe o
lançamento de esgotos brutos ou tratados.
� Efluente: despejos, tratados ou não, de origem
agrícola, industrial ou doméstica, lançados no
ambiente.
Sistemas de Esgotamento Sanitário
Os esgotos produzidos em uma cidade são
basicamente originados de três fontes distintas:
� esgotos domésticos (residências, instituições e
comércios);
� águas de infiltração (falhas na tubulação e ou
conexões);
� efluentes industriais (diversos tipos de
indústrias).
Sistemas de Esgotamento Sanitário
VAZÕES DE ESGOTO
�Vazão doméstica: calculada em função do
consumo médio diário de água de um indivíduo.
�Vazão de infiltração: depende de fatores como
tipo de tubulação, tipo de junta, extensão da rede,
tipo de solo e profundidade do freático.
�Vazão industrial: calculada a partir de
levantamentos realizados junto às indústrias
(depende do porte, grau de recirculação e
existência de pré-tratamento).
Caracterização da quantidade
08/06/2017
3
Contribuição per capita
Abastecimento de Água:
� vazão de água captada no manancial;
� vazão de água produzida na ETA;
� vazão de água distribuída pelos reservatórios;
� vazão de água consumida nas residências.
Devido as perdas, a vazão total de água consumida
é apenas uma fração do total de água captada.
� A vazão de esgoto representa 80% da vazão total
de água consumida nas residências;
� A fração de água que adentra a rede coletora na
forma de esgoto é denominada Coeficiente de
Retorno (R);
� 20% da água perdida: evaporações, lavagem de
carro e passeios, irrigação de jardins, ligações
clandestinas às redes pluviais, infiltrações;
� A contribuição “per capita” de esgoto doméstico:
100 a 500 L/hab (Brasil = 150 L/hab.).
Contribuição per capita
O consumo de água e a geração de esgotos em
uma localidade variam:
• Ao longo do dia (variações horárias);
• Ao longo da semana (variações diárias);
• Ao longo do ano (variações sazonais).
Variações de vazão 
Acréscimos de vazão
Os acréscimos do valor médio para determinação
das máximas ou mínimas descargas são proporcionais
aos registrados para a água.
� K1: coeficiente do dia de maior descarga
(K1 = 1,2 – NBR 9648 ABNT)
� K2: coeficiente da hora de maior descarga
(K2 = 1,5 – NBR 9648 ABNT)
Acréscimos de vazão
Determinação da vazão de esgoto
Pop= população
qpc = vazão “per capita” (água consumida)
K1 = coeficiente do dia de maior vazão
K2 = coeficiente da hora de maior vazão
R = coeficiente de retorno
I = vazão de infiltração
Q= (Pop. qpc. K1. K2. R) + I
86400
08/06/2017
4
Acréscimos devido à infiltração
� NBR 9649: 0,05 a 1,00 L/s.Km
Valores Típicos de Infiltração
ESGOTO DOMÉSTICO: Contém cerca de 99,9%
de água e apenas 0,1% de sólidos.
A característica dos esgotos pode variar em
função dos usos da água, clima, hábitos da
população, situação social e econômica.
Caracterização da qualidade do esgoto
99,9% Água
0,1% Sólidos
sólidos orgânicos e inorgânicos, suspensos
e dissolvidos e microorganismos.
ESGOTO INDUSTRIAL: Os esgotos industriais
podem exercer grande influência no projeto
dos sistemas de esgotos sanitários e na
operação das estações de tratamento.
Para que o tratamento seja eficaz deve ser avaliada
a possível presença de contaminantes tóxicos que
causem problemas no sistema de tratamento
(toxidez aos microorganismos decompositores,
contaminantes que não possam ser removidos,
riscos à segurança dos trabalhadores, etc).
Caracterização da qualidade do esgoto
Para os esgotos industriais
são possíveis as seguintes
soluções:
�Tratamento na indústria e
lançamento no corpo
receptor.
� Pré-condicionamento dos
efluentes e encaminhamento
à rede pública.
Caracterização da qualidade do esgoto
Caracterização da qualidade :
Poluentes Parâmetro de 
caracterização
Tipo de 
efluentes
Consequências
Sólidos em 
suspensão
Sólidos em 
suspensão 
totais
-Domésticos
- Industriais
-Problemas 
estéticos
- Depósitos de 
lodo
- Adsorção de 
poluentes
- Proteção de 
patogênicos
Sólidos
flutuantes
Óleos e graxas -Domésticos
- Industriais
- Problemas 
estéticos
Caracterização da qualidade do esgoto
Caracterização da qualidade :
Poluentes Parâmetro de 
caracterização
Tipo de 
efluentes
Consequências
Matéria orgânica 
biodegradável
Demanda 
Bioquímica de 
Oxigênio 
(DBO)
-Domésticos
- Industriais
- Consumo de 
oxigênio
- Mortandade de 
peixes
Patogênicos Coliformes -Domésticos - Doenças de 
veiculação hídrica
Nutrientes Nitrogênio e 
Fósforo
-Domésticos
- Industriais
-Crescimento 
excessivo de algas
- Toxicidade aos 
peixes 
Caracterização da qualidade do esgoto
08/06/2017
5
Caracterização da qualidade :Poluentes Parâmetro de caracterização
Tipo de 
efluentes
Consequências
Compostos não 
biodegradáveis
Pesticidas, 
detergentes e 
outros
- Industriais
- Agrícolas
- Toxicidade
- Espumas
- Maus odores
Metais pesados - Elementos 
específicos 
(arsênio, 
cádmio, cromo, 
mercúrio etc)
- Industriais -Toxicidade
- Inibição do 
tratamento biológico 
dos esgotos
- Contaminação água 
subterrânea
Caracterização da qualidade do esgoto
Soluções para esgotamento sanitárioA coleta do esgoto sanitário
que sai das residências,
instituições, comércio e
indústria é feita por meio de
sistemas de redes coletoras.
Essas redes correm para as
partes mais baixas de uma
sub-bacia, onde estão
instalados os interceptores
e/ou os emissários.
Os interceptores correm nos fundos de vale,
margeando os cursos d´água ou canais. São
responsáveis pelo transporte dos esgotos
gerados na sua sub-bacia, evitando que os
mesmos sejam lançados nos corpos d´água.
Os emissários são iguais aos interceptores, com
a diferença de que não recebem contribuições
ao longo do seu percurso. Sua função é
transportar os esgotos até a estação de
tratamento de esgotos - ETE.
Interceptores e emissários
Interceptores e emissários
Como o escoamento é feito por gravidade, as
canalizações necessitam de uma determinada
declividade que possibilite o transporte dos esgotos
até o seu destino final.
O dimensionamento das canalizações é feito de forma
que o esgoto não chegue a ocupar todo o espaço
interno da tubulação, sem exercer pressões sobre a
parede interna do tubo.
Interceptores e emissários de esgoto
Emissários e interceptores de esgoto
08/06/2017
6
Sistema de esgotamento sanitário
Poços de Visita
São estruturas destinadas a permitir o ingresso do
operador para efetuar serviços de inspeção e
manutenção dos coletores.
Poços de Visita
Poços de Visita
Os PV’s devem ser previstos nas seguintes situações:
� intercessão de dois ou mais coletores;
� mudança na direção do coletor;
� mudança na declividade do coletor;
� mudança no diâmetro do coletor;
� mudança no material da canalização;
� no início dos coletores;
� no ingresso e na saída das travessias;
� as distâncias entre os PV´s são: 80m (diâmetro de até
100 e 150mm) e 100m (diâmetros maiores).
Poços de Visita
Estruturas do Sistema 
08/06/2017
7
Projeto
Traçado da rede coletora
ERRADO!
Traçado da rede coletora
CERTO!
Traçado da rede coletora
ERRADO!
Traçado da rede coletora
CERTO!
Tipos de Sistemas de Coleta e Transporte
� Sistema individual
Sistema unitário ou
combinado
� Sistema coletivo
Sistema separador
ou convencional
08/06/2017
8
Sistemas Individuais
Adotados para atendimento
unifamiliar.
Consistem no lançamento dos
esgotos domésticos gerados
em uma unidade habitacional,
usualmente em fossa séptica
seguida de dispositivo de
infiltração no solo.
Sistemas Individuais
Sistemas Individuais
Localização de fossas sépticas:
• Lugares livres de enchentes e acessíveis aos usuários.
• Distante de poços e fontes e em cota inferior a esses
mananciais, a fim de evitar a contaminação dos mesmos
(distância mínima de segurança, estimada em 15 metros).
Sistemas Individuais
Sistema Unitário ou Combinado
Os esgotos sanitários e as águas de chuva são
conduzidos ao seu destino final, dentro da
mesma canalização.
Não são usados no Brasil, devido aos seguintes
inconvenientes:
� grandes dimensões das canalizações;
� custos iniciais elevados;
� riscos de refluxo do esgoto sanitário para as
residências no período de cheias;
� problemas no dimensionamento de ETE´s.
� ocorrência de mau cheiro proveniente de
bocas de lobo.
Sistema Unitário ou Combinado
08/06/2017
9
Sistema unitário em Paris.
Sistema Unitário ou Combinado
Sistema Separador ou Convencional
Os esgotos sanitários e as águas de chuva são
conduzidos em tubulações distintas.
São adotados no Brasil, devido às seguintes
vantagens:
� menores dimensões das canalizações;
� redução dos custos e prazos de construção;
� possibilidade de utilização de diversos
materiais para as tubulações de esgoto;
� melhor dimensionamento de ETE´s.
Sistema Separador
Sistema Separador – Unidades 
constituintes
Sistema Separador – Unidades 
constituintes
• Diâmetro mínimo da rede: 100 mm
• Profundidades da vala: mínima de 1,0m;
máxima de 4,5m e desejável entre 1,5 a
2,5m.
Localização das redes coletoras
• Ideal na parte mais baixa.
• Quando houver interferências, relocar
para o local mais conveniente.
• Ruas largas (>18m): dois coletores.
08/06/2017
10
Bacias sanitárias – tratamento 
descentralizado
Bacias sanitárias – tratamento centralizado
Para concepção e dimensionamento do tratamento
de esgotos sanitários, deve-se caracterizar:
� objetivos do tratamento;
� nível do tratamento;
� impacto ambiental no
corpo receptor.
Sistemas de Tratamento de Esgoto
O sistema de tratamento de esgoto tem por
finalidade atender aos padrões legais de lançamento e
de qualidade das águas do corpo d’água receptor.
A qualidade dos esgotos tratados que se deve
alcançar no tratamento deve satisfazer à
legislação ambiental vigente:
� RESOLUÇÃO CONAMA 357/2005: Dispõe
sobre a classificação dos corpos de água e
diretrizes ambientais para o seu enquadramento,
bem como estabelece as condições e padrões de
lançamento de efluentes, e dá outras
providências.
Sistemas de Tratamento de Esgoto
Níveis de tratamento:
O grau de remoção dos poluentes no tratamento,
de forma a adequar o lançamento a uma qualidade
desejada ou ao padrão de qualidade do corpo
receptor está associado aos conceitos de nível de
tratamento e eficiência do tratamento.
Níveis de tratamento:
� Preliminar
� Primário
� Secundário
� Terciário
Sistemas de Tratamento de Esgoto
Tratamento preliminar:
Destina-se à remoção de sólidos em suspensão
grosseiros (materiais de maiores dimensões e areia),
com a utilização de mecanismos físicos como
método de tratamento.
grade caixa de areia medidor de vazão
Fase sólida: Disposição final adequada.
Sistemas de Tratamento de Esgoto
08/06/2017
11
Tratamento preliminar:
Sistemas de Tratamento de Esgoto
Grade
Sistemas de Tratamento de Esgoto
Desarenador
Sistemas de Tratamento de Esgoto
Calha Parshall
Sistemas de Tratamento de Esgoto
Principais finalidades da remoção de sólidos grosseiros:
� Proteção das unidades de tratamento subsequentes.
� Proteção de bombas e tubulação.
� Proteção dos corpos receptores (aspectos estéticos).
Principais finalidades da remoção de areia:
� Evitar abrasão nos equipamentos e tubulações.
� Facilitar o transporte do líquido.
� Eliminar ou reduzir a possibilidade de obstrução em
tubulações e unidades do sistema.
Sistemas de Tratamento de Esgoto
Tratamento primário:
Destina-se à remoção de sólidos em suspensão
sedimentáveis, materiais flutuantes (óleos e graxas) e
parte da matéria orgânica em suspensão, com a
utilização de mecanismos físicos como método de
tratamento.
lodo primário
Sistemas de Tratamento de Esgoto
08/06/2017
12
Tratamento primário:
Nesta fase do tratamento o esgoto, após passar
pelo tratamento preliminar, ainda contém sólidos
em suspensão não grosseiros, que são mais
pesados que a parte líquida. Esses sólidos se
sedimentam, indo para o fundo dos
decantadores, formando o lodo primário bruto.
Os materiais flutuantes como óleos e graxas, tendo
uma densidade menor, tendem a flutuar, sendo
removidos na superfície.
Sistemas de Tratamento de Esgoto
Os tanques sépticos são também uma forma de
tratamento primário. Como a eficiência da remoção de
matéria orgânica é baixa, frequentemente utiliza-se uma
forma complementar de tratamento (sumidouros, filtros
anaeróbios, valas de infiltração e valas de filtração).
Dimensionamento: NBR 7229 - ABNT
Sistemas de Tratamento de Esgoto
Sistemas de Tratamento de Esgoto
Funcionamento de um tanque séptico
SUMIDOURO
VALAS DE 
INFILTRAÇÃO
VALAS DE 
FILTRAÇÃO
Sistemas de Tratamento de Esgoto
Dimensionamento de tanques sépticos
Fórmula para tanque séptico de câmara única:
V = 1000 + N (C.T + K. Lf)
V =Volume útil, em litros
N = Número de pessoas ou unidades de contribuição
C = Contribuição de despejos (litro/pessoax dia) – Tabela
T = Período de detenção, em dias (Tabela)
K = Taxa de acumulação de lodo digerido em dias,
equivalente ao tempo de acumulação de lodo fresco
(Tabela)
Lf = Contribuição de lodo fresco, em litro/pessoa x dia ou
em litro/unidade x dia (Tabela)
08/06/2017
13
Dimensionamento de tanques sépticos
Tabela de contribuição diária de esgoto (C) e de lodo fresco 
(Lf) por tipo de prédio e de ocupante 
Dimensionamento de tanques sépticos
Tabela de período de detenção dos despejos (T) por faixa 
de contribuição diária
Dimensionamento de tanques sépticos
Tabela de taxa de acumulação total de lodo (K), em dias, por
Intervalo entre limpezas e temperatura do mês mais frio
Dimensionamento de tanques sépticos
Tabela de profundidade útil mínima e máxima por faixa de
volume útil
Tratamento secundário:
Destina-se à remoção de matéria orgânica dissolvida
e matéria orgânica em suspensão não removida no
tratamento primário (DBO).
matéria 
orgânica + H2Obactérias
mais 
bactérias
++ CO2
participação de 
microrganismos
contato entre os 
microrganismos e o 
material orgânico 
contido no esgoto
Sistemas de Tratamento de Esgoto
O tratamento secundário pressupõe uma etapa
de remoção biológica dos poluentes.
Em termos de eficiência, é o único capaz de
produzir um efluente de acordo com o padrão
de lançamento de legislação ambiental.
O tratamento secundário tenta reproduzir os
fenômenos naturais de estabilização da matéria
orgânica, que ocorrem no corpo receptor, com
a vantagem de ser feito mais rapidamente
(ocupando menos espaço) e em condições
controladas.
Sistemas de Tratamento de Esgoto
08/06/2017
14
Métodos de tratamento em nível secundário:
Sistemas simplificados:
� lagoas de estabilização;
� disposição no solo;
� reatores anaeróbios.
Sistemas mecanizados:
� lagoas de estabilização com aeração;
� filtros biológicos;
� lodos ativados.
Sistemas de Tratamento de Esgoto
Lagoas de estabilização: são grandes bacias rasas
com diques de terra nas quais o esgoto bruto é
tratado por processos completamente naturais, que
envolvem algas e bactérias.
Existem três tipos
principais de lagoas de
estabilização:
anaeróbias, facultativas
e de maturação.
Sistemas de Tratamento de Esgoto
Lagoas facultativas: o esgoto entra em uma
extremidade da lagoa e sai na extremidade oposta.
Ao longo desse percurso, que demora vários dias,
uma série de eventos contribui para a melhoria da
qualidade dos esgotos, pela estabilização da
matéria orgânica.
Sistemas de Tratamento de Esgoto
Lagoas facultativas 
Sistemas de Tratamento de Esgoto
Lagoas anaeróbias: modalidade de lagoa que recebe
mais esgoto por área do que os outros tipos de
lagoas, tendo dimensões menores e profundidade
maiores que as demais. Nelas ocorrem,
simultaneamente, os processos de sedimentação e
digestão anaeróbia, na ausência de oxigênio.
São utilizadas em
conjunto com outras
lagoas de forma a
reduzir a área
demandada para a
ETE.
Sistemas de Tratamento de Esgoto
Sistemas de Tratamento de Esgoto
08/06/2017
15
Sistemas anaeróbios: o tratamento é realizado por
bactérias que não necessitam de oxigênio para a
sua respiração.
Filtro anaeróbio: a matéria orgânica é estabilizada por
bactérias aderidas ao meio de suporte (pedras) em um
tanque. O tanque trabalha afogado e o fluxo de líquidos é de
baixo para cima. O sistema requer decantação primária
(fossas sépticas).
Reator anaeróbio de manta de lodo (UASB): a matéria
orgânica é estabilizada por bactérias dispersas no tanque. O
fluxo do líquido também é de baixo para cima. Dispensa
decantação, mas necessita de unidade de pós-tratamento.
Sistemas de Tratamento de Esgoto
Reator anaeróbio 
Sistemas de Tratamento de Esgoto
Reator anaeróbio 
Sistemas de Tratamento de Esgoto
Lagoas de estabilização aeradas: utilizam
mecanismos similares aos da lagoa facultativa. No
entanto, o oxigênio é fornecido por equipamentos
mecânicos (aeradores).
Sistemas de Tratamento de Esgoto
Lodos ativados: a matéria orgânica é removida por
bactérias que crescem dispersas em um tanque (de
aeração). A biomassa (bactérias) do tanque de
aeração sedimenta em um decantador final
(secundário), permitindo que o efluente saia
clarificado para o corpo receptor. O lodo que se
sedimenta no fundo do decantador retorna ao
tanque de aeração, aumentando a eficiência do
sistema. O fornecimento de oxigênio é feito por
aeradores mecânicos superficiais ou tubulações de
ar no fundo do tanque.
Sistemas de Tratamento de Esgoto
Lodos ativados
tanque de 
aeração decantador 
secundário
adaptado de VON SPERLING, 1996
lodo secundário
linha de recirculação
Sistemas de Tratamento de Esgoto
08/06/2017
16
Lodos ativados
Tanque de aeração
Decantador secundário
Sistemas de Tratamento de Esgoto
Remoção de patogênicos
A remoção adicional de microorganismos
causadores de doenças pode ser alcançada por
meio de lagoas de maturação, disposição no solo,
cloração, ozonização e radiação ultra-violeta, entre
outros.
Sistemas de Tratamento de Esgoto
Todos os processos de tratamento de esgoto
resultam em subprodutos: material gradeado, areia,
escuma, lodo primário e lodo secundário, que devem
ser tratados para serem lançados no meio ambiente.
Sistemas de Tratamento de Esgoto
Sistemas de Tratamento de Esgoto
Tratamento Terciário: remove poluentes específicos
(micronutrientes e patogênicos), além de outros
poluentes não retidos nos tratamentos primário e
secundário.
Este tratamento é utilizado quando se deseja obter
um tratamento de qualidade superior para os
esgotos (reúso da água).
Sistemas de Tratamento de Esgoto
Tipo de 
tratamento
Eficiência Área
(m2/hab)
Custo
(US$/hab)Matéria 
Orgânica
Patogênicos
Preliminar 0-5 0 <0,001 2-8
Primário 35-40 30-40 0,03-0,05 20-30
Lagoas sem 
aeração
80-90 60-99,9 1,5-5,0 10-30
Sistemas 
anaeróbios
60-90 60-90 0,05-0,4 20-80
Lagoas com 
aeração
70-90 60-99 0,2-2,5 10-30
Filtros biológicos 80-93 69-90 0,15-0,7 40-120
Lodos ativados 85-98 60-90 0,2-0,35 40-120
Fonte: Von Sperling, 1996.
Sistemas de Tratamento de Esgoto
08/06/2017
17
Sistemas de Tratamento de Esgoto
Sistemas de Tratamento de Esgoto
Sistemas de Tratamento de Esgoto
Exercício 1
Fornecidas as seguintes informações sobre um
loteamento, calcule a vazão de esgoto.
- n° de lotes: 890
-densidade populacional: 5 hab/lote
- cota per capita: 200l/pessoa/dia
- coeficiente K1: 1,2
- coeficiente K2:1,5
- coeficiente de retorno R: 0,8
- extensão da re de: 2 Km
- taxa de infiltração I:0,00033l/s.m
Exercício II
Determine a vazão de esgoto para o loteamento
abaixo:
- População: 9200 habitantes
- cota per capita: 0,0017l/s por habitante
- coeficiente K1: 1,2
- coeficiente K2:1,5
- coeficiente de retorno R: 0,8
- extensão da rede: 3 Km
- taxa de infiltração I:0,00033l/s
- vazão de efluentes da indústria: 2,0 l/s