Apostila Saneamento - Professor Clodoveu

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SANEAMENTEO II 
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL-UEG 
 
PROF. CLODOVEU REIS PEREIRA 
 
Normas importantes para estudo de esgoto sanitário: 
 
NBR 9648 nov/1986 – Estudo de concepção de sistemas de esgoto sanitário 
NBR 7968 maio/1983 – Diâmetros nominais em tubulações de saneamento 
NBR 9649 nov/1986 – Projeto de redes coletoras de esgoto sanitário 
NB-568 nov/1989 – Projeto de interceptores de esgoto sanitário 
NBR 12208 ABR/1992 – Projeto de estações elevatórias de esgoto sanitário 
NB-570 MAR/1990 – Projeto de estações de tratamento de esgoto sanitário 
NBR 7367 DEZ/1988 – Projeto e assentamento de tubulações de PVC rígido para sistemas 
de esgoto sanitário 
NBR 7229 SET/1993 – Projeto, construção e operação de sistemas de tanques sépticos 
NBR 9814 Maio/1987 – Execução de rede coletora de esgoto sanitário 
NBR 12587 ABR./1982 – Cadastro de sistema de esgotamento sanitário 
EB-2065 SET./1990 – Agitadores mecânicos de baixa rotação, do tipo turbina 
EB-2185 DEZ/1991 – Grade de barras retas, de limpeza manual 
NBR 13160 JUN./1994 – Grade fixa de barras curvas, com limpeza mecanizada 
EB-2107FEV./1991 – Aerador mecânico de superfície, tipo escova. 
 
1 TRATAMENTO DO ESGOTO SANITÁRIO 
1.1 Conceitos Iniciais 
Sistema de esgotos sanitários é o conjunto de obras e instalações destinadas a 
propiciar a coleta, o transporte e o afastamento, bem como tratamento e a disposição final 
dos esgotos de forma ambientalmente correta. 
Os esgotos costumam ser classificados em dois grupos principais: os esgotos 
sanitários e os esgotos industriais. 
Os esgotos sanitários são constituídos de esgotos domésticos, uma parcela de 
água de chuva, água de infiltração e, eventualmente, uma parcela não significativa de 
 
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esgotos industriais com características bem definidas. São compostos principalmente de 
água (99,9%) e de sólidos (0,1%). 
Os esgotos domésticos provêm principalmente de residências, edifícios 
comerciais, instituições ou quaisquer edificações que contenham instalações de banheiros, 
lavanderias, cozinhas ou qualquer dispositivo de utilização de água para fins domésticos. 
Compõem-se essencialmente de água de banho, urina, fezes, papel, restos de comida, 
sabão, detergentes e águas de lavagem. 
1.2 Objetivos do tratamento do esgoto sanitário 
Os objetivos primordiais do tratamento do esgoto são a transformação de 
matérias orgânicas em matérias inorgânicas e a remoção dos microrganismos patogênicos e 
de matéria tóxica, a fim de garantir a saúde pública e a proteção do meio ambiente. A 
definição do tipo de tratamento depende dos padrões de emissão do tratamento do esgoto. 
O sistema deve produzir um efluente em consonância com os padrões exigidos pela 
legislação ambiental. Os requisitos a serem atingidos para o efluente são função de 
legislação específica, que prevê padrões de qualidade para o efluente e para o corpo 
receptor. 
1.3 Níveis de tratamento 
A remoção dos poluentes no tratamento, de forma a adequar o lançamento a 
uma qualidade desejada ou ao padrão de qualidade vigente está associada aos conceitos de 
nível de tratamento e eficiência do tratamento. 
Tendo por referencial os padrões de eficiência, Sperling (1996a, p.169) propõe a 
seguinte classificação para as formas de tratamento do esgoto sanitário: 
 tratamento preliminar – objetiva a remoção dos sólidos grosseiros, a fim de 
evitar danos a equipamentos e as unidades subseqüentes e aos corpos 
receptores; 
 3 
 tratamento primário – visa à remoção de sólidos sedimentáveis 
remanescentes e parte da matéria orgânica; é a fase em que predominam os 
mecanismos físicos; 
 tratamento secundário – apresenta maior eficiência para remoção da matéria 
orgânica e sólidos em suspensão; nesta fase, predominam os mecanismos 
biológicos; as bactérias que efetuam o tratamento se reproduzem e têm a sua 
massa total aumentada em função da quantidade de matéria degradada; 
 tratamento terciário (avançado) – objetiva a remoção de nutrientes, de 
coliformes e de uma parte complementar de demanda bioquímica de 
oxigênio (DBO). 
Segundo Jordão e Pessoa (2005) os condicionamentos aplicados aos esgotos são 
comumente denominados de processos de tratamento. Os processos de tratamento dos 
esgotos são formados, em última análise, por uma série de operações unitárias, empregadas 
para a remoção de substâncias indesejáveis, ou para a transformação destas substâncias em 
outras de forma aceitável. 
As mais importantes destas operações unitárias, empregadas nos sistemas de 
tratamento são: 
● Troca de gás: operação pela qual gases são adicionados ao esgoto ou tomados em solução 
pelo esgoto a ser tratado, pela sua exposição ao ar sob condição elevada, redução normal de 
pressão. Exemplos: a adição de oxigênio ou ar ao esgoto, para criar ou manter condições 
aeróbias, a adição de cloro por meio de cloradores gasosos, para a inativação de 
microrganismos. 
● Gradeamento: operação pela qual o material flutuante e a matéria em suspensão que for 
maior que as aberturas das grades, são retidos e removidos. Exemplo: a remoção de sólidos 
grosseiros do esgoto por meio de grades de barras, desintegradores, ou peneiras. 
● Sedimentação: operação pela qual a capacidade de carreamento e de erosão da água é 
diminuída, até que as partículas em suspensão sedimentem pela ação da gravidade e não 
possam mais ser relevantadas pela ação de correntes. Exemplos: a retirada de areias do 
esgoto através das caixas de areia; a remoção de sólidos não sedimentáveis, mas que se 
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tornaram sedimentáveis pela ação de coagulação; as substâncias que se sedimentaram são 
chamadas , genericamente, de “lodo”. 
● Flotação: operação pela qual a capacidade de carreamento da água é diminuída e sua 
capacidade de empuxo é então aumentada, às vezes até pela adição de agentes flotantes: as 
substâncias naturalmente mais leves que a água, ou que pela ação destes agentes flotantes 
são tornadas mais leves, sobem à superfície, e são então raspadas. Exemplo: a remoção de 
gordura e óleo do esgoto, com uso ou não de aeração. 
● Coagulação química: operação pela qual substâncias químicas formadoras de flocos – 
coagulantes – são adicionadas ao esgoto com a finalidade de se juntar ou combinar com a 
matéria em suspensão sedimentável e, particularmente, com a não sedimentável e com a 
matéria coloidal; com isto forças de atração maiores que as forças de repulsão entre as 
partículas se formam rapidamente, unindo-as e formando flocos em suspensão que 
sedimentam melhor. Embora solúveis, os coagulantes se precipitam depois de reagir com 
outras substâncias do meio. Exemplo: adição de cloreto férrico ao esgoto para coagulação e 
floculação. 
● Precipitação química: operação pela qual substâncias dissolvidas são retiradas de 
solução; as substâncias químicas adicionadas são solúveis e reagem com as substâncias 
químicas do esgoto, precipitando-as. Exemplo: adição de cal ao esgoto rico em ferro, 
produzindo flocos que sedimentam. 
● Filtração: operação pela qual os fenômenos de coar, de sedimentação, e de contato 
interfacial combinam-se para transferir a matéria em suspensão para grãos de areia, carvão, 
ou outro material granular, de onde deverá ser removida. Exemplo: a filtração lenta do 
esgoto através de leitos de areia. 
● Desinfecção: operação pela qual os organismos vivos infecciosos em potencial são 
inativados. Exemplo:cloração, ozonização, ação de raios ultravioleta sobre o esgoto. 
● Oxidação biológica: operação pela qual os microrganismos decompõem a matéria 
orgânica contida no esgoto ou no lodo e transformam substâncias complexas em produtos 
simples. Exemplos: a aeração dos esgotos, a filtração biológica, a depuração nas lagoas de 
estabilização.5 
 
 
 O quadro 1 mostra uma síntese dos três primeiros níveis de tratamento de esgoto 
e de suas características. 
 
Quadro 1 – Características dos principais níveis de tratamento dos esgotos 
 
NÍVEL DO TRATAMENTO(1) 
Preliminar Primário Secundário 
Poluentes removidos -Sólidos grosseiros 
-Sólidos sedimentáveis 
-DBO em suspensão 
-Sólidos não sedimentáveis 
-DBO em suspensão fina 
-DBO solúvel 
-Nutrientes (parcialmente) 
-Patogênicos 
(parcialmente) 
Eficiência de 
remoção 
 
-Sólidos em suspensão: 
 60% - 70% 
-DBO: 30 - 40% 
-Coliformes: 30 - 40% 
-DBO: 60% - 99% 
-Coliformes: 60% - 99%(3) 
-Nutrientes: 10% - 55%(3) 
Mecanismo 
de tratamento 
predominante 
Físico Físico Biológico 
Cumpre o padrão de 
lançamento? (2) 
Não Não Usualmente sim 
Aplicação 
-Montante de 
elevatória 
-Etapa inicial de 
tratamento 
-Tratamento parcial 
-Etapa intermediária de 
tratamento mais completo 
-Tratamento mais completo 
para matéria orgânica e 
sólidos em suspensão (para 
nutrientes e coliformes, 
com adaptações ou 
inclusão de etapas 
específicas) 
Fonte: Sperling (1996a) 
(1) Uma ETE de nível secundário usualmente tem tratamento preliminar, mas pode ou não ter 
tratamento primário (depende do processo). 
(2) O padrão de lançamento tal como expresso na legislação. O órgão ambiental poderá autorizar outros 
valores para o lançamento, caso estudos ambientais demonstrem que o corpo receptor continuará 
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enquadrado dentro da sua classe. 
(3) A eficiência de remoção poderá ser superior, caso haja alguma etapa de remoção específica. 
 
A porcentagem ou eficiência de remoção de determinado poluente no tratamento ou 
em uma etapa do mesmo é dada pela fórmula: 
E = (Co – Ce) / Co . 100 
Onde: 
E = eficiência de remoção (%0 
Co = concentração afluente do poluente (mg/L) 
Ce = concentração efluente do poluente (mg/L) 
 O quadro 2 apresenta um resumo das unidades empregadas na remoção de 
diversos tipos de sólidos no esgoto. 
Quadro 2 – Produtos gerados em uma estação de tratamento de esgoto 
TRATAMENTO PROCESSOS E OPERAÇÕES PRODUTOS GERADOS 
Preliminar •Gradeamento 
 
•Remoção de areia 
•Separação de óleo 
•Material gradeado: madeira, trapos, folhas, 
e outros 
•Areia, silte etc. 
•Óleo e escuma oleosa 
Primário •Sedimentação 
•Flotação por ar dissolvido 
•Coagulação e sedimentação 
•Sólidos orgânicos, escuma 
•Matéria graxa, escuma 
•Sólidos orgânicos, precipitados químicos, 
escuma. 
Secundário •Lodos ativados em geral, filtros 
biológicos, com sedimentação final. 
•Sólidos gerados no processo 
biológico 
Terciário •Coagulação química e sedimentação 
 
•Filtração em areia 
•Adsorção em carvão ativado 
•Sólidos da precipitação química, 
hidróxidos 
•Sólidos na água de lavagem 
•Carvão ativado para ser regenerado 
Lagoas de 
estabilização 
•Lagoas fotossintéticas 
 
•Lagoas aeradas 
•Lagoas de decantação 
•Sólidos acumulados no fundo, algas no 
efluente. 
•Sólidos em suspensão no efluente 
•Sólidos gerados na lagoa aerada. 
Aplicação no terreno •Tratamento primário ou secundário •Sólidos em suspensão no efluente do pré-
tratamento 
Adensamento do 
lodo 
•Adensamento por gravidade, por flotação, 
filtros de esteira, centrífugas 
•Lodo concentrado 
Tratamento do lodo •Digestão anaeróbia, aeróbia, 
compostagem. 
•Sólidos orgânicos parcialmente 
estabilizados, gás 
Remoção da 
umidade do lodo 
•Leitos de secagem, desidratação mecânica •Torta de lodo seco 
Disposição final do 
lodo 
•Aterros 
 
•Incineração 
 
•Sólidos secos espalhados e compactados 
•Cinzas 
•Vários produtos sólidos rapidamente 
dispersados e diluídos 
Fonte: Jordão e Pessoa (1995), com adaptações. 
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1.3.1 Tipos de sistemas de esgotos 
 Os sistemas de esgotos urbanos podem ser de três tipos: 
a) Sistemas de esgotamento unitário, onde as águas residuárias (domésticas e 
industriais), águas de infiltração e águas pluviais veiculam por um único sistema. 
b) Sistema separador parcial; 
c) Sistema separador absoluto, em que as águas residuárias (domésticas e 
industriais) e as águas de infiltração que constituem o esgoto sanitário, veiculam 
em um sistema independente, denominado sistema de esgoto sanitário. 
No Brasil, basicamente utiliza-se o sistema separador absoluto. 
1.4 Características qualitativas do esgoto sanitário 
1.4.1 Características físicas 
 As principais características físicas dos esgotos domésticos são: matéria sólida, 
temperatura, cor, odor e turbidez. A cor e a turbidez são provocadas pela presença de 
sólidos dissolvidos e em suspensão respectivamente. 
 A concentração de sólidos presentes no esgoto afluente é de grande relevância 
em seu tratamento. As partículas apresentam-se em suspensão ou dissolvidas, são 
sedimentáveis ou não, orgânicas ou minerais. Quantificar e qualificar os sólidos presentes 
no esgoto é importante para o dimensionamento e controle das unidades de tratamento de 
esgoto, assim como para a avaliação da quantidade de material retido. 
 8 
 Formam os resíduos sólidos do tratamento de esgoto o material retido no 
gradeamento, o material retido no desarenador, a escuma e o lodo. Esse último é o principal 
subproduto, em razão dos maiores volumes e massas produzidas na ETE. 
 Os sólidos totais que compõem o esgoto, em média, não ultrapassam de 0,09% 
da massa dos esgotos, dos quais 70% são constituídos de matéria orgânica e 30% de 
matéria inorgânica . Podem ser definidos como a matéria que permanece na forma de 
resíduo após a evaporação a 1030C. Se esse resíduo é calcinado a 6000C, as substâncias 
orgânicas volatilizam-se e as minerais permanecem sob a forma de cinza, compondo, 
assim, a matéria sólida volátil e a matéria fixa. O conhecimento da fração de sólidos 
voláteis apresenta particular interesse nos exames do lodo do esgoto para se saber sua 
estabilidade biológica e composição orgânica. 
 Os sólidos totais classificam-se ainda em matéria em suspensão e dissolvida. Os 
sólidos em suspensão compõem a parte que é retida, quando um volume da amostra de 
esgoto é filtrada através de um filtro de tamanho especificado correspondente aos sólidos 
dissolvidos. A fração que passa pelo filtro compõe a matéria sólida dissolvida e que está 
presente em solução ou sob a forma coloidal. Define-se ainda como sólido sedimentável a 
fração das partículas em suspensão que sedimentam por ação da gravidade num recipiente 
apropriado de um litro (cone “Imhoff”), após o tempo de uma hora (JORDÃO, PESSOA, 
1995). A quantidade de sólido sedimentável é uma indicação do volume de lodo que poderá 
ser removida por sedimentação nos decantadores. De acordo com Lettinga e Haandel 
(1994), é procedente esperar que, no esgoto bruto, aproximadamente 1/3 dos sólidos 
presentes sejam suspensos e sedimentáveis, 1/3 sejam suspensos, mas não sedimentáveis, e 
1/3 sejam dissolvidos. 
 Na tabela 1, são apresentados valores de concentrações de sólidos típicas do 
esgoto sanitário e de duas ETEs estudadas no Rio de Janeiro. 
 
 
 
 
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Tabela 1 – Características típicas de sólidos no esgoto bruto 
MATERIA SÓLIDA 
ESGOTO MÉDIO 
(mg/L) 
ETE DE SANTA 
MARIA (mg/L) 
ETE ILHA 
GOVERNADOR (mg/L) 
Totais 
Voláteis 
Fixos 
Suspensos totais 
Suspensos voláteis 
Suspensos fixos 
Dissolvidos totais 
Dissolvidos voláteis 
Dissolvidos fixos 
500 
350 
150 
300 
250 
50 
200 
100 
100 
741 
460 
281 
366 
284 
82 
375 
176 
199 
485 
185 
360 
173 
103 
70 
312 
82230 
Fonte: Jordão e Pessoa (1995) (com adaptações) 
Sperling (1996a) classifica como sólidos dissolvidos aqueles com diâmetro inferior a 10-3 
m, como sólidos coloidais aqueles com diâmetro entre 10-3 e 100 m e como sólidos em 
suspensão aqueles com diâmetro superior a 100 m. 
 
 
 
 10 
 
 
1.4.2 Características químicas do esgoto sanitário 
a) Matéria orgânica 
 Considerando que 70% dos sólidos presentes no esgoto doméstico são de 
origem orgânica, Metcalf e Eddy (1991) afirmam que as substâncias orgânicas presentes 
nos esgotos são constituídas principalmente por: 
 compostos de proteínas (40% a 60%); 
 carboidratos (25% a 50%); 
 gordura e óleos (8% a 12%); 
 uréia, surfactantes, fenóis, pesticidas, metais e outros (menor quantidade). 
 A matéria orgânica carbonácea (baseada no carbono orgânico) presente no 
esgoto nos esgotos afluentes a uma estação de tratamento divide-se nas seguintes frações: 
 ●classificação quanto à forma e tamanho 
 -em suspensão (particulada) 
 -dissolvida (solúvel) 
 ●classificação quanto à biodegradabilidade 
 -inerte 
 -biodegradável. 
 Em termos práticos, usualmente não há necessidade de se caracterizar a matéria orgânica 
em termos de proteínas, gorduras, carboidratos etc. 
 O principal efeito ecológico da poluição em um curso d`água é o decréscimo 
dos teores de oxigênio dissolvido. A concentração dos esgotos é indicada pela quantidade 
de matéria orgânica presente em um determinado despejo e é medida principalmente pela 
DBO5 (demanda bioquímica de oxigênio aos cinco dias), que é a quantidade de oxigênio 
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necessária para a oxidação da matéria orgânica existente na água residuária, a qual pode ser 
oxidada pelas bactérias. Convencionou-se proceder à análise no 50 dia. Para esgotos 
domésticos típicos, esse consumo do quinto dia pode ser correlacionado com o consumo 
total final (DBOu), determinou-se que o teste fosse efetuado à temperatura de 20
0C, já que 
temperaturas diferentes interferem no metabolismo bacteriano, alterando as relações entre a 
DBO de 5 dias e a DBO última. 
 Simplesmente, o teste da DBO pode ser entendido da seguinte maneira: no dias 
da coleta, determina-se a concentração de oxigênio dissolvido (OD) da amostra. Cinco dias 
após, com a amostra mantida em um frasco fechado e incubada a 200C, determina-se a nova 
concentração, já reduzida, devido ao consumo de oxigênio durante o período. A diferença 
entre o teor de OD no dia zero e no dia 5 representa o oxigênio consumido para a oxidação 
da matéria orgânica, sendo portanto, a DBO5. 
 Os esgotos domésticos possuem uma DBO da ordem de 300 mg/L, ou seja, 1 
litro de esgoto consome aproximadamente 300 mg de oxigênio, em 5 dias, no processo de 
estabilização da matéria orgânica carbonácea. 
 Demanda Última de Oxigênio (DBOu) _ A DBO5 corresponde ao consumo de 
oxigênio durante os primeiros 5 dias. No entanto, ao final do quinto dia a estabilização da 
matéria orgânica não está ainda completa, prosseguindo, embora em taxas mais lentas, por 
mais um período de semanas ou dias. Após tal, o consumo de oxigênio pode ser 
considerado desprezível. Neste sentido, a Demanda Última de Oxigênio corresponde ao 
consumo de oxigênio exercido até este tempo, a partir do qual não há consumo 
representativo. 
 Vários autores adotam, de maneira geral, a relação DBOu/DBO5 igual a 1,46. 
Isto quer dizer, caso se tenha uma DBO5 de 300 mg/L, a DBOu será igual a 1,46 x 300 = 
438 mg/L. 
 Outra forma para verificar a concentração dos esgotos é através da DQO 
(demanda química de oxigênio), que corresponde à quantidade de oxigênio requerida para 
oxidar a fração orgânica de uma amostra que seja oxidável pelo permanganato ou 
dicromato de potássio. Uma das vantagens da DQO sobre a DBO é que permite respostas 
em tempo muito menor. O teste gasta de 2 a 3 horas para ser realizado. O teste de DQO 
 12 
engloba não somente a demanda satisfeita biologicamente, mas tudo o que susceptível de 
demandas de oxigênio, em particular os sais minerais oxidáveis, (JORDÃO, PESSOA, 
1995). Sperling (1996a) considera que a concentração média de DBO5 dos esgotos 
domésticos seja da ordem de 300 mg/L e a concentração de DQO na ordem de 600 mg/L. 
 Para esgotos domésticos brutos,, a relação DQO/DBO5 varia em torno de 1,7 a 
2,4. 
● relação DQO/DBO5 baixa: ( menor cerca de 2,5) 
-a fração biodegradável é elevada, - provável indicação para tratamento biológico. 
● relação DQO/DBO5 intermediária (entre 2,5 e 3,5): 
-a fração biodegradável não é elevada, - estudos de tratabilidade para verificar viabilidade 
do tratamento biológico 
● relação DQO/DBO5 elevada: ( cerca de 3,5 ou 4,0) 
-a fração inerte (não biodegradável) é elevada; 
-se a fração não for importante em termos de poluição do corpo receptor: possível indicação 
para tratamento biológico; 
 -se a fração não biodegradável for importante em termos de poluição do corpo receptor: 
provável indicação para tratamento físico-químico. 
 Em vários casos, a quantificação de poluentes deve ser apresentada em termos 
de carga. A carga é expressa em termos de massa por unidade de tempo, podendo ser 
calculado pela equação: . 
 Carga = concentração x vazão / 1.000 
 Em que: 
 Carga (kg/dia) 
 Concentração (g/m3) 
 Vazão (m3/dia) 
 Valores de DBO do esgoto afluente e efluente da ETE-Anápolis (2005) 
fornecidos pela SANEAGO, são apresentados na tabela 2. 
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Tabela 2 – Resultados de DBO – ETE Anápolis 
Mês DBO Afluete (mg/L) DBO efluente(mg/L) 
Junho 270 22 
Julho 320 34 
Agosto 290 68 
Setembro 360 52 
Outubro 344 61 
Média 316 47 
 
Caracterização da matéria carbonácea (baseada no carbono orgânico) 
-Inerte não biodegradável, pode ser solúvel e sai do reator do jeito que entrou ou pode ser 
particulada e removida com o lodo. 
Biodegradável, sofre alteração na sua passagem pelo sistema. Pode ser rapidamente 
biodegradável (usualmente solúveis) ou lentamente biodegradáveis (usualmente 
particulada). 
Caracterização da matéria nitrogenada 
-Inorgânica, amônia, sob a forma livre NH3 ou sob a forma ionizada NH4†; 
-Orgânica, semelhante a matéria orgânica carbonácea. Quanto a biodegradabilidade pode 
ser inerte ou biodegradável. 
A DBO se refere a estabilização da matéria orgânica carbonácea. 
 
b) Nível de pH 
 O pH representa a concentração de íons hidrogênio, dando uma indicação de 
acidez, neutralidade ou alcalinidade da água natural ou esgoto (SPERLING, 1996a). 
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Valores de pH altos ou baixos podem afetar o crescimento dos microrganismos e tornar 
impossível o tratamento biológico do esgoto. A presença de algas pode elevar os valores de 
pH, no caso de lagoas de estabilização. 
 
 
c) Alcalinidade 
 Alcalinidade corresponde à medição da capacidade da água de neutralizar os 
ácidos (capacidade de resistir às mudanças de pH: capacidade tampão). A alcalinidade é 
devida a presença de hidróxidos, carbonatos e bicarbonatos. Tem importância no 
tratamento de esgotos, pois a redução do pH pode afetar os microrganismos 
responsáveis pela depuração. O esgoto sanitário é geralmente alcalino, em razão da 
presença de materiais adicionados no trato doméstico (SPERLING, 1996a). 
 
d) Acidez 
 Acidez é a capacidade da água em resistir às mudanças de pH causadas pelas 
bases (SPERLING, 1996a). 
 
e) Dureza 
 A dureza representa a concentração de cátions multimetálicos em solução. Os 
cátions mais freqüentemente associados à dureza são os cátions divalentes Ca2+ e Mg2+. 
A dureza tem pouca relevância no tratamento de esgoto sanitário (SPERLING, 1996a). 
 
f) Ferro, manganês e cloretos 
 No tratamento de águas residuárias,deve ser observada a legislação sobre 
padrões de lançamento de elementos como ferro, manganês e cloretos (SPERLING, 
1996a). 
 
g) Nitrogênio 
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 No meio aquático, o nitrogênio pode ser encontrado nas seguintes formas: 
nitrogênio molecular, nitrogênio orgânico, amônia, nitrito e nitrato. No esgoto 
doméstico bruto, as formas predominantes são: o nitrogênio orgânico e a amônia. 
A presença do nitrogênio no esgoto, em qualquer uma de suas diversas formas, é um 
dado importante, porque: 
 certas doenças como a metahemoglobinia são associadas a algumas 
formas do nitrogênio; 
 o nitrogênio é um elemento indispensável para o crescimento de algas; 
 o nitrogênio, nos processos bioquímicos de conversão da amônia em 
nitrito e deste em nitrato, implica o consumo de oxigênio dissolvido no 
meio; 
 o nitrogênio é um elemento indispensável ao crescimento dos 
microrganismos responsáveis pelo tratamento de esgotos; 
 os processos de conversão do nitrogênio têm implicações na operação das 
estações de tratamento de esgotos; 
 é necessário o balanço da relação C: N: P (carbono, nitrogênio e fósforo) 
no esgoto para o desenvolvimento dos microrganismos. A relação em 
peso DBO/N/P pode indicar a viabilidade do tratamento biológico 
100/5/1 como necessária para manter um balanço, matéria orgânica e 
nutrientes para o tratamento biológico. 
Em cursos d’água ou em estações de tratamento de esgotos a amônia pode 
sofrer transformações posteriores. No processo de nitrificação a amônia é 
oxidada a nitrito e este a nitrato. No processo de desnitrificação os nitratos 
são reduzidos a nitrogênio gasoso. 
Nitrogênio Total: O nitrogênio total inclui o nitrogênio orgânico, amônia, 
nitrito e nitrato. Ë um nutriente indispensável para o desenvolvimento dos 
microrganismos no tratamento biológico. O nitrogênio orgânico e a amônia 
compreendem o denominado Nitrogênio Total Kjeldahl (NTK) 
 16 
Principais formas encontradas de Nitrogênio: 
Nitrogênio molecular N2 
Nitrogênio orgânico variável (nitrogênio na forma de proteínas, aminoácidos e uréia. 
Amônia livre-NH3 Produzida como primeiro estágio da decomposição do nit. Orgânico 
Íon amônia NH4† 
Ion nitrito NO2- Estágio intermediário da oxidação da amônia. Praticamente ausente no 
esgoto bruto. 
Ion nitrato NO3- Produto final da oxidação da amônia. Praticamente ausente no esgoto 
bruto. 
h) Fósforo: O fósforo é indispensável ao crescimento de algas e outros 
microrganismos responsáveis pela estabilização da matéria orgânica. As algas, cuja 
presença é fundamental para o bom desempenho de uma lagoa facultativa, quando em 
elevadas concentrações em lagoas e em represas, podem conduzir a um fenômeno 
denominado eutrofização. 
i) Oxigênio dissolvido 
 O oxigênio dissolvido é o principal parâmetro para se avaliar o efeito do 
lançamento de matéria orgânica em um corpo receptor. O oxigênio é essencial para a 
respiração de microrganismos aeróbios. 
 Na tabela 3 são apresentados valores médios de vários parâmetros 
encontrados em estação de tratamento de esgoto. 
 17 
 
 
1.4.3 Características biológicas 
 Existem, nos intestinos do homem e dos animais, bactérias, vírus, 
protozoários e helmintos transmissores de doenças, chamados de organismos 
patogênicos. Muitos desses microrganismos, depois de excretados com as fezes podem 
sobreviver no meio ambiente (água, lodo, esgoto, solo) e até mesmo multiplicar-se. 
Alguns deles podem ainda voltar ao organismo humano ou animal, penetrando 
através do sistema respiratório ou de escoriações na pele. 
 As bactérias são os microrganismos mais importantes numa ETE, por serem 
as principais responsáveis pela decomposição e estabilização da matéria orgânica. 
Silva e Mara (1979) avaliam que, do ponto de vista do tratamento de águas 
 18 
residuárias, as bactérias podem ser consideradas em si mesmas como minúsculos e 
automáticos reatores químicos. 
 Para se indicar a poluição de origem humana e para medir a magnitude 
dessa contribuição, costuma-se adotar como indicadores os microrganismos do grupo 
coliforme. As bactérias coliformes são típicas do intestino do homem e de outros 
animais de sangue quente. E, justamente por estarem presentes no excremento humano 
(100 a 400 bilhões de coliformes/hab.dia) e serem de simples determinação, são 
adotadas como referência na determinação da grandeza da poluição. 
 A medida dos coliformes é dada por uma estimativa estatística de sua 
concentração, conhecida como o número mais provável de coliformes (NMP/mL ou 
NMP/100 mL), determinada por técnicas próprias de laboratório. 
 Jordão e Pessoa (1995) consideram que o esgoto bruto contém cerca de 109 
a 1010 NMP/100 mL de colis totais, e de 108 a 109 NMP/100 mL de colis fecais. 
 Do ponto de vista do controle de microrganismos, Mendonça (1990) 
considera que, o controle bacteriológico, é fundamental na avaliação da eficiência de 
uma ETE. Com os resultados da remoção desses organismos patogênicos, pode-se 
analisar o perigo potencial associado com a descarga de efluentes no corpo receptor, 
quando se deseja avaliar a possibilidade de reuso de efluentes para irrigação, 
dessedentação de gado e aqüicultura. 
 A presença de microrganismos implica riscos de saúde para o pessoal que 
trabalha no campo, para o que manuseia os alimentos e para o consumidor final. São 
numerosas as doenças que seguem a via oral-fecal provocadas por microrganismos, 
que, em muitas situações, podem levar o paciente a óbito. São famosas as epidemias 
de febre tifóide e cólera na história da humanidade. 
 Os helmintos ou vermes que parasitam o intestino humano apresentam 
morfologias variadas e ciclos complexos de reprodução. A transmissão de doenças por 
helmintos ocorre por meio de diversas matérias contaminadas com ovos ou larvas 
eliminados com as fezes de doentes. Mendonça (1990) relata que os ovos podem 
sobreviver por tempo bastante prolongado (até vários meses ou anos) em diferentes 
ambientes, especialmente em solos úmidos e com temperaturas médias de 28oC. Como 
 19 
exemplo do ciclo de vida dos helmintos, pode-se citar o ciclo do Ascaris 
lombricóides: (homem-solo-homem). Alimentos contaminados são ingeridos e passam 
pelo aparelho digestivo. Os ovos maduros são eliminados através das fezes. Esses 
ovos amadurecem no solo em uma ou duas semanas, originando as formas 
embrionárias infecciosas. O ovo embrionário permanece viável por meses e até anos 
em alimentos contaminados, solo e água. 
 Em caso de reuso do esgoto tratado na agricultura, na avaliação do risco de 
contaminação, é importante comparar o tempo de sobrevivência do patógeno com a 
duração do ciclo de crescimento do vegetal. Konig (2001) afirma que há um risco real 
quando o tempo de sobrevivência superar o tempo de crescimento e de colheita da 
planta 
 A simples presença, nos esgotos de patógenos que contaminam a água ou o 
solo não implica a sua imediata transmissão ou a infecção de novos indivíduos. 
Resultados de diversas pesquisas sugerem como parâmetro para reuso irrestrito as 
recomendações da WHO (1973), assim definidas: número de coliformes 
termotolerantes menor ou igual a 103 por 100 mL e menor ou igual a 1 ovo viável de 
helminto perfeitamente alcançada (lombricóides). Essa concentração é alcançada após 
tratamento dos esgotos em lagoas de estabilização com tempos de detenção hidráulica 
entre 10 e 25 dias (KONIG, 2001). Em lagoas de estabilização, devido ao grande 
tempo de detenção do esgoto nos reatores, propicia a decantação da maioria dos ovos 
de helmintos e a destruição dos cistos de protozoários. Ainda segundo a mesma 
autora, o longo tempo de detenção em lagoasde estabilização favorece também a ação 
sinérgica do conjunto de fatores bactericidas e virucidas (pH elevado, toxidez do 
oxigênio, toxinas das algas, luz solar etc.). 
 As algas são muito importantes nos processos de tratamento de esgoto, 
quando se adotam como sistema de tratamento lagoas de estabilização do tipo 
facultativa, pois produzem oxigênio por meio da fotossíntese. No entanto em lagos e 
represas, podem proliferar em excesso, causando deterioração da qualidade da água. 
 
 
 20 
1.5 Autodepuração dos cursos d’água 
 
 A introdução de matéria orgânica em um corpo d’água resulta, indiretamente, no 
consumo de oxigênio dissolvido. Tal se deve aos processos de estabilização da matéria 
orgânica realizados pelas bactérias decompositoras, as quais utilizam o oxigênio disponível 
no meio líquido para a sua respiração (SPERLING, 2005). Dentro de um enfoque prático, 
deve-se considerar que uma água esteja depurada quando as suas características não mais 
sejam conflitantes com a sua utilização prevista em cada trecho do curso d’água. Dentro de 
uma visão essencialmente prática, pode-se considerar que a capacidade que um corpo 
d’água tem de assimilar os despejos, sem apresentar problemas do ponto de vista ambiental, 
é um recurso natural que pode ser explorado. Esta visão realística é de grande importância 
em países em desenvolvimento, em que a carência de recursos justifica que se utilizem os 
cursos d’água como complementação dos processos que ocorrem no tratamento de esgotos 
(desde que feito com parcimônia e dentro de critérios técnicos seguros e bem defenidos. 
 Desta forma, a capacidade de assimilação do corpo d’água pode ser utilizada até 
um ponto aceitável e não prejudicial, não sendo admitido o lançamento de cargas 
poluidoras acima deste limite (SPERLING, 2005). Afigura 1 apresenta a trajetória dos três 
principais parâmetros (matéria orgânica, bactérias decompositoras e oxigênio dissolvido. 
 
1.5.1 - Cinética da desoxigenação 
 O principal efeito ecológico da poluição orgânica em um curso d’água é o 
decréscimo dos teores de oxigênio dissolvido. Este decréscimo está associado à Demanda 
Bioquímica de Oxigênio (DBO). O conceito de DBO, representando tanto a matéria 
orgânica, quanto o consumo de oxigênio, pode ser entendido por estes dois ângulos 
distintos, ambos tendo como unidade massa de oxigênio por unidade de volume (ex: 
mgO2/L): 
● DBO remanescente: concentração de matéria orgânica remanescente na massa líquida em 
um dado instante 
● DBO exercida: oxigênio consumido para estabilizar a matéria orgânica até este instante. 
 A progressão da DBO ao longo do tempo, segundo estes dois conceitos, pode ser 
vista na figura 2. 
 21 
ZONAS DE AUTODEPURAÇÃO 
 
 
 
 22 
 
 
 As duas curvas são simétricas, em imagem de espelho. No tempo igual a zero, a 
matéria orgânica se apresenta em sua concentração total, enquanto o oxigênio consumido é 
zero. Com o passar do tempo, a matéria orgânica remancescente vai se reduzindo, 
implicando no aumento do consumo acumulado de oxigênio. Após um período de vários 
dias, a matéria orgânica está praticamente toda estabilizada (DBO remanescente igual a 
zero), ao passo qua o consumo de oxigênio está praticamente todo exercido (DBO 
totalmente exercida). (SPERLING, 2005) 
 A cinética da reação da matéria orgânica remanescente (DBO remanescente) se 
processa segundo uma reação de primeira ordem. Uma reação de primeira ordem é aquela 
na qual a taxa de mudança da concentração de um substância é proporcional à primeira 
potência da concentração. As equações abaixo, podem ser aplicadas para a matéria 
carbonácea (considerando a base 10 
 DL/dt = -k1 L 
 L = La (10
-K
1
t) 
Y = La (1 – 10 –k1t) 
 
Sendo: 
L – DBO remanescente no tempo t, mg/L 
 23 
La – DBO total de 10 estágio, mg/L 
K1 – constante de desoxigenação, d-1 
t – o tempo decorrido, d 
y – DBO exercida no tempo t, mg/L 
 Quanto maior a concentração de DBO, mais rapidamente se processará a 
desoxigenação. 
 A equação acima não leva em conta o efeito dos bancos de lodo e dos sólidos 
do fundo que também consomem DBO (demanda bentônica), mas imagina um rio 
relativamente profundo, grande, e sem depósitos importantes de lodo. 
 As equações acima poderiam estar referenciadas à base e, 
 L = La (e
-k
1e 
t) 
 k1e (base e) = ln (10) x K1 (base 10) 
 k1e = 2,3 k1 
Exemplo 1. 
A interpretação de análises de laboratório de uma amostra de água de um rio a jusante de 
um lançamento de esgotos conduziu aos seguintes valores: a) Coeficiente de 
desoxigenação: k1 = 0,25 d
-1 ; b) demanda última L0 = 100 mg/L. Calcular DBO exercida a 
1,5 e 20 dias. 
1.5.2 Coeficiente de desoxigenação k1 
 O coeficiente K1 depende das características da matéria orgânica, além da 
temperatura e da presença de substâncias inibidoras. Valores médios de K1 encontram-se 
apresentados no quadro 3 
 
 
 
 
 24 
Quadro 3 – valores para o coeficiente K1 
Origem K1 (dia –1) 
Esgoto bruto concentrado 0,35-0,45 
Esgoto bruto de baixa concentração 0,30-0,40 
Efluente primário 0,30-0,40 
Efluente secundário 0,12-0,24 
Curso d’água com águas limpas 0,08-0,20 
Fonte: Adaptado de Fair et al (1973) e Arceivala 
1.5.3 A influência da temperatura 
 A temperatura tem uma grande influência no metabolismo microbiano, 
afetando, por conseguinte, as taxas de conversão da matéria orgânica. A relação empírica 
entre a temperatura e a taxa de desoxigenação pode ser expressa da seguinte forma: 
K1T = K1 20 . Ө(T – 20) 
Onde: 
K1T = K1 a uma temperatura T qualquer (d
-1) 
K1 20 = K1 a uma temperatura T = 20
oC (d-1) 
T = temperatura do líquido (oC) 
Ө = coeficiente de temperatura 
 Um valor usualmente empregado de Ө para K1 é de 1,047 (EPA,1987). A 
interpretação deste valor, com relação à equação anterior é de que o valor de K1 aumenta 
4,7% a cada acréscimo de 1oC na temperatura da água. Um outro aspecto a ser comentado é 
o de que a elevação da temperatura aumenta o K1, mas não altera o valor da demanda 
última Lo, que passa a ser apenas mais rapidamente satisfeita. 
1.5.4 As equações da mistura 
 As condições no ponto de lançamento dos esgotos, ou seja, da mistura esgoto-
rio, são as condições iniciais dos modelos de qualidade das águas. A partir do ponto de 
mistura, os modelos assumem o início do cálculo das reações físicas e bioquímicas. A 
 25 
concentração de um constituinte qualquer (OD, DBO, N, P, CF etc) pode ser obtida por 
meio de: 
Co = (Qr.Cr + Qe.Ce) / Qr + Qe 
Onde: 
Co = concentração do constituinte na mistura (mg/L ou g/m
3) 
Cr = concentração do constituinte no rio, imediatamente a montante do ponto de mistura 
(mg/L ou g/m3) 
Ce = concentração do constituinte no esgoto, imediatamente a montante do ponto de mistura 
(mg/L ou g/m3) 
Qr = vazão do rio (L/s ou m
3/s) 
Qe = vazão do esgoto (L/s ou m
3/s) 
 
1.6 Padrões de qualidade para efluentes e corpos d’água 
Tipos de padrão ou diretriz de interesse direto dentro da Engenharia Ambiental no que 
tange à qualidade da água em corpos d’água e ao reuso de efluentes tratados: 
● Padrões de lançamento no corpo receptor 
● Padrões de qualidade do corpo receptor 
● Padrões ou diretrizes de qualidade para determinado uso do efluente tratado (ex: 
irrigação) 
1.7 Padrões de lançamento e de qualidade do corpo receptor no Brasil 
 No Brasil, a resoluçãoCONAMA no 357 de 2005, dividiu as água do território 
nacional em água doces (salinidade < 0,05 %), salobras (salinidade entre 0,05 % e 3%) e 
salinas (salinidade > 3,0 %). Em função dos usos previstos, foram criados nove classes. O 
quadro 6, apresenta um resumo dos usos preponderantes em cada classe, em que a Classe 
especial pressupõe os usos mais nobres, e a Classe 4 (águas doces), os menos nobres. As 
classes 5 e 6 são relativas às águas salinas e as Classes 7 e 8 às águas salobras (SPERLING, 
2005) 
 
 
 
 
 26 
 
 
 
 A cada uma dessas classes corresponde uma determinada qualidade a ser mantida 
no corpo d’água. Esta qualidade é expressa na forma de padrões, através da referida 
Resolução CONAMA. Além dos padrões de qualidade dos corpos receptores, a resolução 
CONAMA apresenta ainda padrões para o lançamento de efluentes nos corpos d’água. Os 
principais padrões de qualidade associados às diversas classes dos corpos d’água doce 
encontram-se no Quadro 7, conjuntamente com os padrões de lançamento. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 27 
 
 
 
2.0 PERAÇÕES FÍSICAS ENVOLVIDAS NO TRATAMENTO PRELIMINAR DO 
ESGOTO SANITÁRIO 
 2.1 Gradeamento 
 Gradeamento é a operação em que o material flutuante e a matéria em suspensão 
maior em tamanho do que as aberturas das grades são retidos e removidos. As grades de 
barras destinam-se a reter sólidos grosseiros em suspensão e corpos flutuantes, e constituem 
a primeira unidade de uma ETE. As grades são utilizadas para proteger tubulações, 
válvulas, registros, bombas e equipamentos de tratamento contra obstruções. 
 De acordo com a EB 2185 (ABNT,1991), as grades podem ser classificadas em: 
● grade fina - de 10 mm a 20 mm 
● grade média - de 20 mm a 40 mm 
● grade grosseira - de 40 mm a 100 mm 
 
 De uma maneira geral, as grades são constituídas de barras de ferro ou aço, 
dispostas paralelamente, em posição perpendicular ou inclinada, de modo a permitir o fluxo 
normal dos esgotos e reter o material grosseiro transportado sem grandes perdas de carga. 
As grades inclinadas têm mostrado melhor rendimento do que as grades verticais, pois a 
inclinação evita que o material desprenda-se facilmente do ancinho e retorne à canalização. 
O espaçamento entre as barras é determinado em função dos resíduos que se deseja reter e, 
em regra, adotam-se inclinações de 45o ou 60o com a horizontal, para grades finas, e de 30o 
ou 45o, para grades grosseiras (JORDÃO, PESSOA, 1995). 
 O peneiramento é utilizado para remoção de sólidos muito finos ou fibrosos. 
Podem substituir os decantadores primários em sistemas de tratamento de resíduos 
 28 
industriais, onde os sólidos separados, provenientes das operações industriais, podem ser 
reaproveitáveis. Utilizado em indústria agro-alimentícia, têxtil, celulose, curtume, química, 
etc, em estação de esgoto de pequeno porte. 
Tipos de peneiras está em função das dimensões dos sólidos removidos. 
Peneira estática média - 250 a 1500 µm 
Peneira vibratória: grosseira- 0,8 a 2,4 mm média- 100 a 1000 µm 
Tambor rotativo: grosseiro- 0,8 a 2,4 mm médio- 250 a 1500 µm fino 15 a 60 µm 
2.2 Quantidade de material retido no gradeamento 
 A quantidade de material gradeado sofre a influência das condições locais, dos 
hábitos da população, da época do ano etc., e depende muito da abertura da grade 
especificada. Metcalf e Eddy (1991) afirmam, ainda, que há um aumento considerável de 
material retido nos períodos de grandes chuvas. 
 Os dados apresentados na tabela 4 mostram a variação volume de material retido 
em relação às aberturas das grades, mostrando que menores espaçamentos entre barras 
representa maiores volumes retidos. 
Tabela 4 – Quantidade de material retido nas grades conforme a abertura entre 
barras 
ABERTURA (cm) QUANTIDADES (L/m3) 
Fonte (1) Fonte (2) 
1,0 - 0,058 
2,0 0,038 0,029 
2,5 0,023 0,020 
3,5 0,012 - 
4,0 0,009 0,009 
5,0 - 0,006 
6,0 - 0,005 
FONTE: (1) SCHROEPFER apud AZEVEDO NETTO et al.( 1977, p. 266.) 
 (2) TSUTIYA et al. apud Tsutya e Sobrinho (1999). 
 
 29 
 
Tabela 4 (cont) – Volume de material retido nas grades 
TAXA DE MATERIAL RETIDO(1) 
TIPO DE GRADE REFERÊNCIA 
L/m3 (1) L/hab.ano 
0,040 - - Jordão e Pessoa (1995) 
- 5 a 15 fina Imhoff (1996) 
- 5 a 15 grosseira Imhoff (1996) 
0,01 a 0,025 - média Azevedo Neto et al. (1977) 
0,0375 a 0,225 - - Metcalf e Eddy (1991) 
(1) Volume de material retido por volume de esgoto tratado 
 
 A tabela 5 resume, na forma de média, os dados relativos ao volume de 
material retido no tratamento preliminar dos esgotos de diversas cidades brasileiras, 
apresentados de modo completo no apêndice E. 
 
Tabela 52 – Média dos volumes de material retido nas grades em cidades do Brasil 
(2005) (continua) 
CIDADE 
NÚMERO DE 
ETEs 
AVALIADAS 
ESPAÇAMENTO 
ENTRE BARRAS 
(cm) 
VOLUME DE 
MATERIAL 
GRADEADO 
/VOLUME 
TRATADO 
(L/m3) 
DESTINO DADO 
AO MATERIAL 
GRADE 
GROSSA 
GRADE 
FINA 
Belo Horizonte 05 NE 2,0 0,005 Aterro sanitário 
Belo Horizonte 01 10,0 1,5 0,005 Aterro sanitário 
Brasília 04 5,0 1,5 0,013 Aterro sanitário 
Brasília 05 5,0 0,5 0,033 Aterro sanitário 
 
 
 
 30 
Tabela 5 – Média dos volumes de material retido nas grades em cidades do Brasil 
(2005) (conclusão) 
CIDADE 
NÚMERO DE 
ETEs 
AVALIADAS 
ESPAÇAMENTO 
ENTRE BARRAS 
(cm) 
VOLUME DE 
MATERIAL 
GRADEADO 
/VOLUME 
TRATADO 
(L/m3) 
DESTINO DADO 
AO MATERIAL 
GRADE 
GROSSA 
GRADE 
FINA 
Curitiba 01 NE 2,0 0,028 Aterro sanitário 
Goiânia 01 7,5 1,3 0,005 Aterro sanitário 
Palmas 
 
04 NE 2,0 0,018 
Vala sanitária no 
local da ETE 
S.Paulo 04 10,0 1,0 0,002 Aterro sanitário 
Uberlândia 01 10,0 1,0 0,018 Aterro sanitário 
NE – Não existene 
N.I – Não informado 
Nota: Todos os dados em que se baseiam as médias, bem como os que são apresentados extensivamente no 
apêndice E foram obtidos das Empresas de Saneamento Básico. 
 
2.3 Natureza do material retido no gradeamento 
 O material que chega a ETE e é retido nas grades apresenta uma variação imensa. 
Inclui desde utensílios domésticos até animais mortos. Entre os materiais mais comuns 
encontrados, encontram-se papel, estopas, trapos, detritos vegetais, pedaços de madeira, 
rolhas, latas, materiais plásticos, escovas, etc. A composição e o percentual gravimétrico do 
Tabela 6 – Quantidade proporcional de material retido nas grades de ETEs do Estado 
de São Paulo 
ARTIGO PORCENTAGEM DE MATERIAL RETIDO NAS GRADES (%) 
Papéis 10 a 70 
Estopa 10 a 20 
Trapos e panos 5 a 15 
Para essas três parcelas 40 a 80 (média: 60) 
Materiais diversos 20 a 60 (média: 40) 
Fonte: Azevedo Netto et al. (1977) 
 
 31 
 Metcalf e Eddy (1991) consideram que grande parte do material retido nas 
grades é muito volátil (80% a 90%), que a quantidade de sólidos secos encontrados no 
material retido varia de 15% a 25% e, ainda, que as características do material retido 
dependem do tipo de barras e espaçamentos usados, do sistema de esgotos adotado e da 
localização geográfica. Já Mendonça (1990) calcula que a composição física do material 
gradeado é da ordem de 70% a 90% de água, pesando de 0,70 kg a 1,00 kg por litro. 
3.4 Inclinação das grades 
 As grades podem ser instaladas verticalmente ou inclinadas. Geralmente as 
grades de limpeza manual são inclinadas, para facilitar a operação de limpeza, e as 
mecanizadas podem ser inclinadas ou verticais. 
 As grades grosseiras são normalmente de limpeza manual e inclinadas, mas 
podem ser instaladasna vertical, desde que sejam dotadas de mecanismos de limpeza. 
 As grades médias e finas de limpeza manual, geralmente possuem inclinações 
de 45o a 60o com a horizontal. Inclinações menores, em torno de 30o , acarretam grandes 
extensões do canal da grade. (JORDÃO, PESSOA, 2005). 
 
 
 2.5 Limpeza das grades 
 Jordão e Pessoa (1995) sugerem que o material retido nas grades deve ser 
removido tão rapidamente, quanto possível, de modo a evitar que a perda de carga 
localizada cresça, progressivamente, causando o represamento dos esgotos no canal a 
montante e aumente demasiadamente a velocidade do líquido entre as barras, arrastando 
alguns materiais que se pretenda reter. O material removido deverá ser imediatamente 
encaminhado ao seu destino final, de modo a evitar inconvenientes nas instalações de 
tratamento. 
 O material removido deve receber operações de acondicionamento e 
higienização , a fim de facilitar seu manejo, e ser encaminhado para locais adequados 
 32 
conforme estabelece a legislação ambiental pertinente. Em muitas ETEs, como a de 
Anápolis, o material é enterrado em terreno próximo às grades, na área da ETE. Na tabela 
7, são apresentados, sinteticamente, diversos destinos aplicados ao material retido nas 
grades em várias ETEs do País. 
 Azevedo Netto et al. (1977) recomendam que, nas pequenas instalações a 
limpeza seja feita por rastelos manuais e o material retirado ser enterrado ou incinerado. 
Em instalações grandes, os detritos devem ser removidos mecanicamente, incinerados, 
digeridos ou triturados. Em último caso, devem ser devolvidos aos esgotos. Para evitar o 
problema do mau cheiro, o material, quando enterrado, deve ser recoberto com uma camada 
de terra de pelo menos, 0,30 m. 
 Pelo Decreto n. 1.745, de 1979, A Agência Goiana do Meio Ambiente 
estabeleceu a proibição de “depositar, dispor, descarregar, enterrar, infiltrar, ou acumular, 
no solo, resíduos em qualquer estado de matéria, desde que sejam poluentes”. 
 2.6 Perda de carga 
 Admite-se, para efeito de manutenção da velocidade e perfil hidráulico, a 
obstrução de até 50% da lâmina d’água no canal da grade, nas unidade de limpeza manual. 
Para perdas de carga, os seguintes valores mínimos são indicados: 
● grade de limpeza manual: 0,15 m 
● grade de limpeza mecanizada: 0,10 m (JORDÃO, PESSOA, 2005) 
2.7 Dimensionamento 
 O dimensionamento das partes componentes da unidade de gradeamento deverá 
ter a seguinte sequência de procedimentos: 
● seleção do tipo de grade; ● dimensionamento do canal da grade; e ● avaliação da perda 
de carga 
2.8 Eficiência da grade 
 O termo “eficiência da grade” tem sido expresso pela fórmula: 
E= a /(a + t) 
 33 
Onde: 
E = eficiência da grade; 
a = espaçamento entre as barras; e 
t = espessura das barras. 
2.9 Dimensionamento do canal afluente à grade 
 A área útil (Au) na seção da grade, representada pela área livre entre as barras, é 
limitada pelo nível d’água, e correspondente à velocidade de passagem (v) e à vazão de 
projeto (Q), podendo ser avaliada pela fórmula conhecida: 
Au = Q/v 
 A seção (S) do canal junto à grade, necessária para o escoamento, é determinada 
pela expressão: 
S = Au/E = Au x (a+ t)/ a 
A largura do canal afluente à grade poderá ser aumentada para atender a velocidade de 
passagem entre as barras resultando daí uma velocidade de aproximação vo, na seção 
imediatamente antes da grade, menor do que a velocidade v fixada para projeto, tal que: 
Vo = Q/S 
 
2.9.1 Dimensionamento da perda de carga na grade 
 A perda de carga pode ser calculada considerando-se que o comportamento 
hidráulico é idêntico ao escoamento através de orifício. A fórmula simplificada tem a 
seguinte expressão: 
hf = 1,43 x (v2 – vo2 )/2g 
Onde: 
hf = perda de carga, m 
v = velocidade do fluxo através das barras, m/s 
vo = velocidade imediatamente a montante da grade, m/s 
 34 
g = aceleração da gravidade, igual a 9,8 m/s2 
 Recomendações da ABNT 
● o dimensionamento das grades de barras deverá ser em função da vazão máxima afluente 
a cada unidade 
● em elevatórias de pequeno porte (até 50 L/s), nas quais não seja prevista grande 
incidência de sólidos de porte maior que os permitidos pelas passagens da bomba, e quando 
o coletor descarregar diretamente no poço de sucção, o gradeamento poderá ser processado 
através de cesta removível por içamento, colocada na altura da boca de descarga do coletor; 
● em elevatórias de pequeno porte (até 50 L/s), cujas profundidades dos canais não 
excedam a 4 metros e onde a necessidade de limpeza não seja contínua, se deverá optar por 
grades de limpeza manual; 
● tratando-se de elevatórias médias, entre (50 a 500 L/s), com profundidades maiores ou 
com elevado índice de sólidos grosseiros, será obrigatório instalar grades com remoção 
mecânica dos materiais retido; 
● deverá ser previsto passagem para locomoção adequada dos carrinhos carregados, ou 
acesso para aproximação de viaturas que transportarão o material removido; 
● o uso de trituradores está condicionado ao tipo de sólidos carregados pelo esgoto e à 
instalação de um ou mais canais de reserva, com capacidade para escoar a vazão máxima 
de projeto, equipados com trituradores ou grades; e 
● as grades deverão ser fixadas em quadros ou suportes para facilitar a sua retirada. Nunca 
deverão ser chumbadas na estrutura de concreto do canal. 
 
 35 
2.10 Caixas de areia 
 2.10.1 Conceito, funcionamento e finalidades das caixas de areia 
 As caixas de areia ou desarenadores são unidades destinadas a reter areia e os detritos 
minerais inertes e pesados presentes nos esgotos. Geralmente, ficam localizadas entre as grades e 
o decantador primário ou as lagoas de estabilização como acontece na ETE de Anápolis. 
 Designa-se genericamente como “areia” todo o material mineral pesado contido nos 
esgotos, tais como: pedriscos, silte, escórias, cascalhos e areia (fragmentos/partículas de 
rocha/rocha decomposta). Esse material arenoso contém também uma reduzida quantidade de 
matéria orgânica putrescível. Entre estas temos vegetais, tal como: grãos de café, grãos de feijão, 
milho, frutas e verduras. Também aparecem cascas de ovos e pedaços de ossos e penas de aves. É 
comum a presença de pêlos, cabelos, plásticos e fibras. Esse material é oriundo das atividades 
domésticas, das águas provenientes do lançamento inadequado nas instalações de esgotamento 
sanitário, das ligações clandestinas de águas pluviais, de lavagem de pisos, de despejos industriais 
ou comerciais e infiltrações na rede coletora. 
 A remoção de areia dos esgotos tem por finalidade eliminar o material inorgânico não 
putrescível, que se caracteriza por constituir-se de partículas que não floculam, de tamanho em 
geral superior a 0,2mm, e por uma velocidade de sedimentação maior que a das partículas 
orgânicas, em geral de 0,02 m/s (AZEVEDO NETTO et al., 1977). 
 A remoção de areia objetiva: 
 evitar abrasão nos equipamento e nas tubulações; 
 eliminar ou reduzir a possibilidade de obstruções nas unidades dos sistemas, tais 
como: tubulações, tanques, orifícios, sifões, etc.; 
 facilitar o transporte líquido do sistema, principalmente a transferência de lodos, 
em suas diversas fases. Essa operação facilita o tratamento subseqüente dos 
esgotos. 
 
 36 
 Se o material removido tem o tamanho e a velocidade de sedimentação de 
acordo as referências citadas anteriormente, a caixa de areia funciona com eficiência. 
Portanto, para controle de operação, deve-se medir: 
 a quantidade de matéria sólida removida por unidade de volume de esgoto 
tratado; 
 a percentagem de sólidos voláteis presentes na matériasólida removida; 
 o teor de umidade; e 
 a granulometria da areia removida, no caso de estações de grande porte. 
 
 Segundo Metcalf e Eddy (1991) a umidade da areia pode variar de 13% a 65% e 
o material volátil de 1% a 56%. Enquanto o peso específico da areia pode variar de 1.300 
kg/m3 a 2.700 kg/m3. É comum usar o valor de 1.600 kg/m3 como peso específico da areia. 
 2.10.2 Princípio e funcionamento das caixas de areia 
 Azevedo Netto et al. (1977) observam que as condições hidrodinâmicas de uma 
corrente líquida, notadamente a turbulência, são responsáveis pelo transporte de partículas 
sólidas mais densas do que a água. Essas partículas são conduzidas em suspensão ou são 
arrastadas por tração junto ao fundo dos canais ou das canalizações. 
 Em canais ou tanques apropriados, reduz-se a velocidade de escoamento das 
águas a valores que permitam a deposição das partículas. A velocidade de sedimentação é 
função do diâmetro das partículas, como evidencia a tabela 7. 
 
 
 
 
 
 37 
Tabela 7 – Velocidade de sedimentação em função do tamanho da partícula 
TAMANHO DAS 
PARTÍCULAS (mm) 
VELOCIDADE DE SEDIMENTAÇÃO (cm/s)(1) 
0,3 4,3 
0,2 2,4 
0,1 0,9 
Fonte: Azevedo Netto et al. (1977) 
(1) valores para grãos de areia de peso específico 2,65 g/ml a 200 C em água tranqüila 
 
 
 A NB-570 (ABNT, 1990) recomenda que, no caso de desarenador do tipo canal, 
a velocidade de escoamento para a vazão média seja igual a 0,30 m/s, não sendo superior a 
0,40 m/s para a vazão máxima. 
 A vazão numa ETE varia continuamente, alterando-se em conseqüência, a altura 
da lâmina de água no canal da caixa de areia. Para se manter a velocidade dentro dos 
limites desejáveis, projeta-se a caixa de areia com seção adequada, e a jusante constrói-se 
um dispositivo capaz de manter a velocidade com pequenas variações. No caso da ETE- 
Anápolis foi construído um vertedor. 
 2.10.3 Deposição de matéria orgânica nas caixas de areia 
 O tratamento preliminar em uma ETE é previsto com a finalidade de reter 
sólidos grosseiros e areia. A matéria orgânica deve ser encaminhada às fases seguintes, 
unidades de tratamento biológico que terão como principal finalidade a remoção da matéria 
orgânica. A presença de matéria orgânica nas caixas de areia resulta em que o material 
retido nessa fase seja ainda instável para efeito de disposição no meio ambiente. 
 A deposição das partículas minerais pesadas deve-se à velocidade de 
sedimentação. Por isso é impossível evitar a presença de certa quantidade de matéria 
orgânica nas caixas de areia. 
 A condição mais desfavorável para se remover partículas de areia é a da 
superfície das águas. A unidade para remoção da areia é projetada com dimensões que 
 38 
correspondem ao tempo necessário para essas partículas se depositarem, mantendo-se ainda 
uma certa folga. Porém, em pontos mais baixos da lâmina líquida também são transportadas 
partículas de matéria orgânica. Estas, por se encontrarem mais próximas do fundo, elas 
poderão em parte, depositar-se, em parte, juntamente com as partículas de areia. 
 2.10.4 Quantidade de material retido nas caixas de areia 
 A quantidade de material retido nas caixas de areia é função dos costumes locais 
e do sistema de retenção desse material. Conforme explica Azevedo Netto et al. (1977), a 
quantidade de material removida pelas caixas de areia depende do sistema de esgotos 
(unitário ou separador), do tipo de área servida (industrial, residencial, pavimentada ou 
não), do tipo de coleta e transporte do esgoto e de outros fatores. 
 Quando não é possível remover areia por carga hidráulica, deve-se observar que 
a canaleta onde se acumula areia, tenha, pelo menos, o espaço suficiente para arrastar a 
areia por meio de pás, enxadas ou outros tipos de ferramentas (JORDÃO, PESSOA, 1995). 
 Na tabela 10 estão apresentados valores referentes a quantidade de areia retida 
em diversas ETEs do país e no apêndice E (tabela E1), estão expostas as quantidades de 
areia retida nos desarenadores da ETE Hélio de Brito de Goiânia. Os valores apresentados 
pela SANEAGO, estão expressos em kg/mês; para transformá-los em volume retido, foi 
utilizada, para peso específico da areia, a referência de 1.300 kg/m3. Os dados apresentados 
na tabela 8 mostram valores bem diferentes para ETEs de Brasília e Curitiba que merecem 
ser melhor estudados. 
 
 
 
 
 
 
 39 
Tabela 8 – Média dos volumes de material retido nos desarenadores em cidades do 
Brasil (2005) 
Cidade 
No etes 
Avaliadas 
Tipo de Caixa de 
Areia 
Volume de Areia/Volume 
de Esgoto (L/ 1.000 m3) 
Destino Dado ao 
Material 
Belo Horizonte 06 NI 20 Aterro sanitário 
Brasília 14 Gravidade (natural) 117 Aterro sanitário 
Curitiba 01 NI 147 Aterro sanitário 
Goiânia 01 Aerada 19 Aterro sanitário 
Palmas 04 NI N.I 
Vala sanitária no 
local da ETE 
S.Paulo 04 Aerada 22 Aterro sanitário 
Uberlândia 01 NI 15 Aterro sanitário 
N.I – Não informado 
Nota: Os dados foram obtidos das Empresas de Saneamento Básico 
 
Ainda conforme Azevedo Netto et al. (1977), nos meses de elevada precipitação 
atmosférica, são maiores os volumes de areia retida, podendo-se admitir, com segurança, de 
30 L a 40 L por 1.000 m3 de águas de esgotos. 
 
 A tabela 9 apresenta valores referentes à remoção de areia medidos nas ETEs 
Pinheiros e Vila Leopoldina, em São Paulo, durante 15 meses consecutivos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 40 
 
Tabela 9 – Remoção de areia nas ETEs de Pinheiro e Vila Leopoldina 
MÊS/ANO 
QUANTIDADE (L/1000m3) 
ETE Pinheiros ETE Vila Leopoldina 
Janeiro/1976 
Fevereiro 
Março 
Abril 
Maio 
Junho 
Julho 
Agosto 
Setembro 
Outubro 
Novembro 
Dezembro 
340 
282 
132 
230 
216 
318 
499 
732 
528 
489 
356 
567 
49 
29 
152 
139 
77 
112 
85 
217 
203 
167 
134 
104 
Janeiro/1977 
Fevereiro 
Março 
395 
318 
710 
70 
192 
131 
Extremos 
Média 
132 x 732 
407 
29 x 217 
124 
Fonte: Jordão e Pessoa (1995), com adaptações 
 
 
 Segundo Jordão e Pessoa (1995, p. 39) a caixa de areia funcionará bem se o 
valor do material removido tiver os seguintes resultados: 
 quantidade de areia cujo valor médio do volume de areia removida-VA em 
função do volume de esgoto tratado-VE (VA/VE) deve estar compreendido 
entre 2/100.000 a 4/100.000, ou seja, 0,002 m3 a 0,004 m3 de areia por 1.000 
m3 de esgoto tratado; 
 quantidade de areia com valores acima de 15/100.000 indica prováveis 
infiltrações excessivas na rede de esgoto contribuinte ou outros fatores 
irregulares influentes ao longo da rede, tais como: avarias, ligações 
clandestinas de esgotos pluviais e industriais; 
 valores abaixo de 1/100.000 indicam prováveis falhas de projeto ou 
operação inadequada ou outros fatores influentes; 
 41 
 o limite tolerado para teor de sólidos voláteis é de 30%; valores acima desse 
limite indicam excesso de lodo sedimentado devido a problemas 
operacionais ou falha de projeto; 
 o teor de umidade deve esta compreendido entre 30% e 20% e o peso 
específico da areia removida deve estar entre 1.400 kg/m3 a 1.700 kg/m3. 
 
2.10.5 Disposição final da areia 
 Segundo Metcalf e Eddy (1991), em algumas ETEs a areia é incinerada com o 
lodo, mas, na maioria dos casos, ela é levada para o aterro sanitário. Toda disposição deve 
ser feita em conformidade com a regulamentação ambiental. Várias práticas realizadas no 
Brasil podem ser observadas na tabela 10. Segundo Jordão e Pessoa (1995), se a areia sofre 
alguma operação de lavagem, esse material poderá ter o destino que o seu grau de limpeza 
permitir.2.10.5.1 Dimensionamento da caixa de areia 
a) Comprimento da caixa de areia 
 Para dimensionamento é importante lembrar que, para partículas de diâmetros 
iguais ou maiores do que 0,2 mm, a velocidade de sedimentação adquire valores em torno 
de 0,02 m/s. Ver figura 3 
 
 
 
 
 42 
 
v 1 = L/t1 e v 2 = h / t2 
onde: 
v1 = velocidade do fluxo, geralmente em torno de 0,30 m/s; a Norma Brasileira determina 
este valor para a vazão média, limitando em 0,40 m/s para vazão máxima, indicando ainda 
que deve ser evitada velocidade inferior a 0,20 m/s. 
v2 = velocidade de sedimentação, cujo valor médio para partículas de 0,2 mm é 0,02 m/s 
L = comprimento da caixa de areia h = altura d’água na caixa (câmara de sedimentação. 
 Como t1 = t2, pois o tempo gasto para a partícula percorrer as distâncias h e L é 
o mesmo: 
 V1 . h = L. v2 
Substituindo-se os valores de v1 e v2, obtém-se a seguinte relação: 
L = 15 . h 
Para segurança, devido ao efeito de turbulência, adota-se um fator de garantia de até 50%: 
L = 22,5.h 
b) Largura da caixa de areia 
Conhecendo-se os valores: 
Q = vazão dos esgotos (m3/s); 
h = altura d`água (m) 
v1 = velocidade de fluxo (m/s) 
Q = S.v = b.h.v 
Sendo b = largura do canal para seção retangular (S): 
b = Q/ v.h 
c) Taxa de escoamento superficial 
 43 
 Denomina-se taxa de escoamento superficial a relação entre a vazão dos esgotos 
afluentes (Q) e a área em planta da caixa (A). Esta relação deve variar na prática entre 600 
e 1.300 m3/m2.d. 
 
2.10.6 Caixa de areia prismática quadrada por gravidade (JORDÃO, PESSOA, 2005). 
 As caixas de areia por gravidade quadradas consistem de tanques de formatos 
quadrado em planta, geralmente de pouca profundidade (entre 1,1 e 1,60 m), de limpeza 
mecanizada, onde o fenômeno da separação da areia se baseia fundamentalmente nos 
princípios da sedimentação. 
 Estas unidades são dimensionadas com base na taxa de aplicação superficial 
(que a Norma Brasileira recomenda estar entre 600 e 1.300 m3/m2.d), e têm operado muito 
bem nas estações de tratamento em que se acham instaladas. 
2.10.7 Caixas de areia tipo “Vortex” 
 Este tipo de unidade se baseia na formação de um “vortex” (movimento de 
fluxo em espira-cônico) a partir da entrada do esgoto tangencialmente á parede da caixa de 
areia, de formato cônico, que faz com que o material a ser retido se acumule no fundo em 
um poço central da caixa de areia. Uma vez acumulada neste poço central a areia é 
removida pela ação de um sistema de “air-lift”. 
 A caixa de areia tipo “vortex” apresenta as vantagens de ocupar pouco espaço 
(tempo de detenção da ordem de apenas meio minuto), ter uma perda de carga mínima, e 
remover muito bem a areia, inclusive a de granulometria mais fina. 
 
2.10.8 Caixa de areia aerada 
 As unidades aeradas são caracterizadas pela introdução de um dispositivo de 
aeração, através de ar comprimido, com aspersores localizados próximo ao fundo do 
tanque, com a finalidade de promover um fluxo helicoidal, de velocidade padrão, com eixo 
paralelo ao escoamento do esgoto na câmara de sedimentação. As partículas com 
velocidade de sedimentação maior sedimentam na câmara de acumulação de areia. A 
matéria orgânica e as demais partículas são arrastadas no fluxo efluente do tanque. 
Obviamente estas unidades são influenciadas pela forma, dispositivo de aeração e tipo de 
mecanismo de remoção do material retido. 
2.11 Calhas Parshall 
 As calhas Parshall são medidores de vazão que através de estrangulamento 
ressaltos, estabelecem, para um determinada seção vertical a montante, uma relação entre a 
vazão do fluxo e a lâmina dágua naquela seção. São medidores de regime crítico, 
largamente utilizados nas estações de tratamento de águia e de esgotos. (JORDÃO , 
PESSOA, 2005). 
 44 
 A cada largura W de garganta correspondem as demais dimensões da unidade, 
existindo uma faixa de vazões aplicável para cada garganta (tabela 13).O fundo é em nível 
na primeira seção, em declive na garganta, e em aclive na seção divergente. 
 A leitura da profundidade da lâmina d`água deve ser feita na seção convergente, 
em um ponto localizado a 2/3 do fim desta seção (2/3 A, sendo A o comprimento da seção 
convergente). 
 Assim, estas unidades são identificadas pela menos largura do estrangulamento, 
W, a garganta, cuja relação com a altura da lâmina dágua h, no ponto de medição é a 
seguint: 
Q = K.hn 
 Os valores de K e n para as diversas larguras de garganta figuram na Tabela 10, 
sendo Q em m3/s. Assim, medida a profundidade da lâmina h, pode-se imediatamente 
calcular a vazão Q correspondente. 
 
Tabela 10 – Expoente n e Coeficiente K 
Garganta W W(m) Expotente n Coeficiente K 
3” 0,076 1,547 0,176 
6” 0,152 1,580 0,381 
9” 0,229 1,530 0,535 
1’ 0,305 1,522 0,690 
2’ 0,610 1,550 1,426 
3’ 0,915 1,566 2,182 
4’ 1,220 1,578 2,935 
6’ 1,830 1,595 4,515 
8’ 2,440 1,606 6,101 
Fonte: Jordão e Pessoa,(2005) 
 
 
 45 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 46 
 
 
 
 
 
 
 
 
 3.0 LAGOAS DE ESTABILIZAÇÃO 
 3.1 Definição e vantagens das lagoas de estabilização 
 Lagoas de estabilização são bacias de terra rasas nas quais águas residuárias são 
tratadas mediante processos biológicos que se desenvolvem espontaneamente. (LETTINGA 
e HAANDEL, 1994). 
 As lagoas de estabilização constituem o mais simples método de tratamento de 
esgotos que existe e que mais se aproxima do ambiente natural. Sistemas de Lagoas de 
Estabilização têm como principal objetivo a transformação da matéria orgânica, em 
produtos mineralizados, utilizando processos de tratamento baseados no metabolismo dos 
microrganismos. 
 Vantagens das lagoas de estabilização: 
 consomem pouca ou nenhuma energia no processo; 
 não necessitam de aparelhos eletromecânicos, apenas as lagoas aeradas 
precisam de aeradores; 
 47 
 oferecem facilidade na operação; 
 produzem pouco lodo; 
 propiciam más condições de sobrevivência para os microrganismos. 
 
 Principais tipos de lagoas de estabilização 
3.2 Lagoas anaeróbias 
 O processo de tratamento de esgotos por meio de lagoas anaeróbias consiste na 
utilização de diques naturais para estabilização da matéria orgânica, nos quais a existência 
de condições estritamente anaeróbias é essencial. Nesse tipo de lagoa, a DBO supera a 
capacidade de produção de oxigênio dissolvido-OD. Essas condições de anaerobiose 
permitem que esse tipo de lagoa seja eficiente para tratar esgotos domésticos e industriais 
predominantemente orgânicos com altos teores de DBO. 
 De acordo com Konig (2001, p. 41) 
 
nas lagoas anaeróbias, a degradação de matéria orgânica é realizada 
pelas bactérias formadoras de ácidos orgânicos (bactérias 
acidogênicas) e as formadoras do gás metano (bactérias 
metanogênicas). As primeiras convertem os compostos orgân icos 
complexos presentes no esgoto em moléculas orgânicas simples. Os 
carboidratos como a celulose, o amido são convertidos em ácidos 
orgânicos, aldeídos e álcoois; os lipídios em glicerol e ácidos graxos 
que posteriormente serão transformados em álcoois, aldeídos e 
ácidos; as proteínas são degradadas em aminoácidos que por sua vez 
são convertidos em ácidos orgânicos, mercaptanas e aminas. Estes 
produtos de degradação ácida, principalmente o ácido acético, são 
substratos para a ação das bactérias metanogên icas, que convertem 
este material para metano e dióxido de carbono. 
O sucesso de lagoas anaeróbias depende do equilíbrio entre as duas 
populações bacterianas (a formadora de ácidos orgânicos e a 
formadora do metano), para que aconteça isso, as temperaturasdevem 
permanecer acima de 15 o e o pH entre 6,8 e 7,4 . 
 
 
 Segundo Campos et al. (1999), deve-se usar o parâmetro de carga orgânica em 
relação ao volume para o dimensionamento de lagoas anaeróbias. A relação entre a carga 
 48 
orgânica afluente e o volume da lagoa é conhecida como taxa de aplicação volumétrica e é 
obtida pela equação (SPERLING, 1996b). 
 LV = L/V 
 
 Em que: 
 LV = taxa de aplicação volumétrica (kgDBO5/m
3.dia) 
 L = carga de DBO total afluente (kgDBO5/dia) 
 V = volume requerido para a lagoa (m3) 
 
 Cargas acima de 1.000 kg DBO5/ha.dia garantem, de forma efetiva, condições 
anaeróbias em toda a massa líquida das lagoas. A tabela 11 apresenta a faixa de valores 
recomendados para a taxa de aplicação de carga orgânica, em função da temperatura média 
do mês mais frio do ano, e valores conservativos de remoção de DBO5, para tratamento de 
esgotos sanitários. 
 
Tabela 3 – Valores de taxa de aplicação de carga orgânica e remoção de DBO5 em 
lagoas anaeróbias 
TEMPERATURA MÉDIA 
MENSAL (OC) 
TAXA DE APLICAÇÃO 
ORGÂNICA (g DBO5 . m3 . dia-1) 
REMOÇÃO DE DBO5 (%) 
<10 100 40 
10-20 20.T – 100 2.T + 20 
>20 300 60 
Fonte: Mara e Pearson ( apud CAMPOS et al., 1999, p. 111) 
T: Temperatura (oC) 
 
 O tempo de detenção hidráulica-TDH para lagoa anaeróbia situa-se na faixa de 
3,0 a 6,0 dias e pode ser calculado pela equação: 
 TDH = V/Q 
 
 49 
 Em que: 
 TDH = tempo de detenção hidráulica (dias) 
 V = volume da lagoa (m3) 
 Q = vazão afluente (m3/dia) 
 
 Entretanto, nas lagoas anaeróbias, ocorre contínua interação entre os 
organismos presentes no banco de lodos e a camada líquida devido à produção de gases. 
Isso pode explicar o bom desempenho verificado em lagoas anaeróbias operadas com TDH 
inferior a 3 dias (até um dia, na Região Nordeste), o que corresponde ao tempo mínimo de 
reprodução de bactérias metanogênicas responsáveis pela conversão de ácido acético em 
biogás. 
 A eficiência de remoção de DBO nas lagoas anaeróbias para esgotos sanitários é 
da ordem de 50%. O efluente das lagoas anaeróbias sai com muita matéria orgânica o que 
implica a necessidade de unidades de tratamento complementares. Para Lettinga e Haandel 
(1994), embora a taxa de remoção de matéria orgânica na lagoa anaeróbia seja bem mais 
alta do que nos outros tipos de lagoas de estabilização, a sua aplicabilidade em regiões 
urbanas é restrita por causa dos maus odores que ao menos ocasionalmente dela se 
desprendem. 
 As lagoas de estabilização de Anápolis estão situadas numa área afastada, a 4 
km do centro urbano mais próximo. A literatura especializada recomenda que só se 
construam lagoas anaeróbias à distância mínima de 500 m de aglomerados urbanos, pois 
há sempre a possibilidade, especialmente em tarde de muito calor, de sentir os odores que 
emanam das lagoas em regiões vizinhas. As distâncias preconizadas têm o escopo de evitar 
essa inconveniência. 
3.2.1 Critérios de projeto para lagoas anaeróbias 
-Tempo de detenção; 
-Taxa de aplicação volumétrica 
 50 
a) Tempo de detenção é o tempo necessário para reprodução das bactérias 
anaeróbias; 
 Td = 3,0 d a 6,0 d Vol = t.Q 
Onde Vol = volume requerido para lagoa (m3 ) , tempo de detenção(d), Q = vazão média 
afluente (m3/d). 
b) Taxa de aplicação volumétrica (Lv) é estabelecida em função da necessidade de 
um volume da lagoa anaeróbia para estabilização da carga de DBO aplicada. 
Carga = concentração x vazão 
Lv = 0,1 a 0,3 kg DBO5 / m
3.d 
V= L/Lv 
V = volume requerido para lagoa (m3); 
L = carga de DBO5 afluente (solúvel mais particulada) kg DBO5/d 
Ls = Txa de aplicação volumétrica (kg DBO5/m
3 d) 
 
c)profundidade H (4,0m a 5,0m) 
 
 
3.3 Lagoas facultativas 
 Sperling (1996b) refere-se a lagoas facultativas como a variante mais simples 
dos sistemas de lagoas de estabilização. O processo consiste na utilização de grandes 
tanques que garantem a permanência dos esgotos por um período de tempo longo, durante o 
qual ocorre a estabilização natural da matéria orgânica. 
 Nas lagoas facultativas os processos de oxidação bacteriana convertem o 
material orgânico em dióxido de carbono, amônia e fosfatos. A presença desses nutrientes 
(NH4 e PO4) proporciona um ambiente adequado ao desenvolvimento das algas. E estas, 
 51 
através de sua atividade fotossintética, produzem oxigênio, que ficará disponível para as 
bactérias continuarem a oxidação aeróbia de matéria orgânica. O suprimento de oxigênio na 
camada aeróbia de lagoas facultativas depende principalmente da atividade fotossintética de 
algas e da reaeração superficial através da interface ar-água. 
 A DBO total do esgoto efluente é causada por duas fontes: a DBO remanescente 
do tratamento (DBO solúvel) e a DBO causada pelos sólidos em suspensão no efluente 
(DBO particulada). Os sólidos em suspensão são predominantemente algas, que poderão ou 
não exercer alguma demanda de oxigênio no corpo receptor, dependendo das suas 
condições de sobrevivência no mesmo (ARCEIVALA, 1981). 
 Mara (1995) considera que os sólidos em suspensão nas lagoas facultativas são 
aproximadamente de 60% a 90% algas. Cada 1 mg de algas gera uma DBO 5 em torno de 
0,45 mg. 
 O efluente de uma lagoa facultativa possui as seguintes características 
principais, segundo a Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental (CETESB, 
1989): 
 cor verde devido às algas; 
 elevado teor de oxigênio dissolvido; 
 sólidos em suspensão, embora poucos sejam sedimentáveis (as algas, por 
exemplo, praticamente não se sedimentam no teste do cone Imhoff). 
 
CRITÉRIO DE PROJETO 
-Taxa de aplicação superficial (TAS) 
-Tempo de detenção 
a) TAS – necessidade de área superficial, exposição a luz solar na lagoa para que haja 
fotossíntese, relaciona-se a atividade das algas. 
b) Td – tempo necessário para que os microrganismos procedam a estabilização da matéria 
orgânica. 
 52 
A = L/Ls, onde 
A – área requerida para a lagoa (há) 
L- carga DBO total (solúvel mais particulada) afluente ( kg DBO5 /d) 
Ls- taxa de aplicação superficial kg DBO5 /há.d) 
 
Regiões com inverno quente e elevada insolação Ls = 240 a 350 kg DBO5/há d 
Regiões com inverno e insolação moderada Ls = 120 a 240 kg DBO5/há d 
Regiões com inverno frio e baixa insolação Ls = 100 a 180 kg DBO5/há d 
 
V = t. Q , onde 
Volume requerido para lagoa (m3) 
T = tempo detenção (d) 
Q = vazão média afluente m3/d 
T = 15 a 45 dias 
Profundidade H = 1,5 a 3,0 m 
 Estimativa da concentração efluente de DBO 
Influência do regime hidráulico: a remoção da DBO processa-se segundo uma reação de 
primeira ordem ( a taxa de reação é diretamente proporcional à concentração do substrato). 
Reator de fluxo de pistão – maior concentração de DBO na entrada do reator 
Reator de mistura completa, Há uma equalização da DBO em todo reator; 
Não existe reator totalmente ideal, como o reator de mistura completa é menos eficiente, se 
adotar este modelo o cálculo estará a favor de segurança. Veja folha seguinte síntese dos 
regimes hidráulicos para os reatores. 
Mistura completa: S = So / 1 + Kt 
So = concentração total da DBO afluente mg/L 
 53 
S = concentração da DBO solúvel efluente mg/L 
K = coeficiente remoção DBO (d-1) 
T = tempo de detenção total (d) 
 
 
 54 
 
 
 55 
A DBO afluente So é admitida como a DBO total solúvel mais particulada; 
-a DBO total efluente é causada por duas fontes; 
a) DBO remanescente do tratamento (DBO solúvel) e b) DBO causada pelos sólidos em 
suspensão no efluente (DBO particulada– quase sempre alga); 
Os sólidos em suspensão de lagoas facultativas são em torno de 60 a 90 %algas. Cada 1 
mg de algas gera uma DBO em torno de 0,45 mg. 
1 mg SS/L = 0,3 a 0,4 mg DBO/ L 
 
3.4 Lagoas aeradas facultativas 
 Nas lagoas aeradas facultativas, o oxigênio é obtido principalmente através de 
aeradores. A lagoa é denominada “facultativa” porque o nível de energia introduzido pelos 
aeradores é suficiente apenas para a oxigenação, mas não para manter os sólidos em 
suspensão. na massa líquida. Assim, os sólidos sedimentáveis vão para o fundo da lagoa 
formando a camada de lodo que será decomposta anaerobiamente. Na lagoa facultativa o 
oxigênio tem origem na fotossíntese, e, na lagoa aerada facultativa, o oxigênio é obtido 
principalmente através dos aeradores. Com a transferência mecânica de oxigênio no meio 
líquido, a decomposição da matéria orgânica acontece mais rapidamente e, em 
conseqüência, a área necessária para a lagoa passa a ser menor. 
 O efluente das lagoas aeradas facultativas é constituído de matéria orgânica 
dissolvida (DBO solúvel) e matéria orgânica em suspensão, (DBO particulada) a qual não é 
mais composta predominantemente por algas. 
 A capacidade de mistura nas lagoas aeradas facultativas é medida pela 
densidade de potência (Φ), que é a relação entre a energia introduzida pelos aeradores por 
unidade de volume do reator. O mesmo autor considera razoável adotar valores em torno de 
0,75 W/m3 de densidade de potência para lagoas aeradas facultativas. 
 Φ = Pot/ V 
 
 56 
 Em que: 
 Φ = densidade de potência (W/m3) 
 Pot = potência instalada (W) 
 V = volume do reator (m3) 
 
Pela norma de lagoas, sugere que a massa de oxigênio a ser fornecida seja igual a 60% da 
carga de DBO aplicada 
RO = a Q (So – S) /1000 
RO = requisito de oxigênio (kg O2/d) 
a = coeficiente , variando de 0,8 a 1,2 kg O2 /kg DBO 
So = concentração de DBO total (solúvel + particulada) afluente (g/m
3) 
S = concentração de DBO solúvel efluente (g/m2) 
1000 = CONVERSÃO KG PARA g 
 
Requisito Energético 
O parâmetro que converte o consumo de O2 em consumo de energia é a eficiência de 
oxigenação (E.O) Kg O2 /kWh 
Fabricante – condições padrão (20C, ausência de O2 dissolvido, salinidade nula, nível do 
mar, água limpa. 
EO = 1,5 a 2,0 Kg O2/ KW.h (padrão) 
EO campo = 55 % a 65% da EO padrão (condição real) 
Requisito energético RE = RO/ 24 EO campo. 
RE = requisito energético (KW) 
 57 
24 conversão de dias para hora (24 h/d) 
 3.5 Lagoas aeradas de mistura completa seguida de lagoas de decantação 
 Essas lagoas funcionam de forma totalmente aeróbia. Os aeradores, além de 
garantir o oxigênio necessário no meio, servem também para manterem os sólidos em 
suspensão. Como as lagoas aeradas de mistura completa mantêm os sólidos em suspensão, 
é necessário que haja uma outra unidade para sedimentação desses sólidos, que é a lagoa de 
decantação. No projeto e na execução da ETE-Anápolis foram previstas e construídas duas 
lagoas de decantação. Segundo Sperling (1996b), há necessidade de proceder à remoção de 
lodo, a cada período de um a cinco anos, nessas lagoas de decantação. 
 Para se assegurar uma dispersão completa dos sólidos em suspensão na lagoa 
aerada, deve-se ter uma densidade de potência superior a 3,0 W/m3 (SPERLING, 1996b). 
3.6 Desempenho de lagoas de estabilização 
 As lagoas de estabilização têm-se apresentado como excelente processo de 
tratamento de esgoto sanitário por causa dos resultados alcançados, tanto na estabilização 
da carga orgânica como na eliminação considerável de organismos patogênicos. Além 
disso, esse tipo de lagoas possibilita a remoção parcial de nutrientes. 
 A tabela 12 registra a performance de uma série de lagoas que tratam esgoto 
sanitário da cidade de Campina Grande, na Paraíba. 
 
 
 
 
 
 
 58 
Tabela 4 – Desempenho de lagoas em Campina Grande – PB 
Amostra 
TEMPO DE 
RETENÇÃO 
(dias) 
DBO5 
(mg/L) 
SÓLIDOS EM 
SUSPENSÃO 
(mg/L) 
COLIFORMES 
TERMOTOLERA
NTES FECAIS 
(por 100 ml) 
OVOS DE 
NEMATÓIDE 
(por litro) 
Esgoto bruto 
Efluente de: 
Lagoa Anaeróbia 
Lagoa facultativa 
Lagoa maturação 1 
Lagoa maturação 2 
Lagoa maturação 3 
- 
 
6,8 
5,5 
5,5 
5,5 
5,8 
240 
 
63 
45 
25 
19 
17 
305 
 
56 
74 
61 
43 
45 
4,6 x 107 
 
2,9 x 106 
3,2 x105 
2,4 x 104 
450 
30 
804 
 
29 
1 
0 
0 
0 
MARA E SILVA (1986), com adaptações 
 
Lodos gerados em sistemas de tratamento de esgotos 
 
LODOS ATIVADOS 
 
1.0- Introdução. 
 
É um dos sistemas mais utilizado por todo mundo, para tratamento de despejos domésticos e 
industriais. O sistema inclui um índice de mecanização ao de outros sistemas de tratamento. 
 No reator ou tanque de aeração ocorrem as reações bioquímicas de remoção da matéria 
orgânica e, em determinadas condições, da matéria nitrogenada. A biomassa se utiliza do 
substrato presente no esgoto bruto para se desenvolver. No decantador secundário ocorre a 
sedimentação dos sólidos (biomassa). Os sólidos sedimentados no fundo do decantador 
secundário são recirculados para o reator, aumentando a concenatração de biomassa no mesmo, 
o que é responsável pela elevada eficiência do sistema. 
A biomassa consegue ser facilmente separada no decantador secundário devido à sua 
propriedade de flocular. O floco formado no decantador, possui maiores dimensões, o que facilita 
a sedimentação. 
Nos sistemas de lodos ativados, o tempo de detenção do líquido é bem baixo, da ordem de 
horas, implicando em que o volume do tanque de aeração seja bem reduzido. No entanto, devido 
a recirculação dos sólidos, estes permanecem no sistema por um tempo superior ao do líquido. O 
tempo de retenção dos sólidos é denominado idade do lodo. É esta maior permanência dos 
sólidos no sistema que garante a elevada eficiência dos sistemas de lodos ativados, já que a 
biomassa tem tempo suficiente para metabolizar praticamente toda a matéria organica dos 
esgotos. 
No tanque de aeração, devido à entrada contínua de alimento, na forma de DBO dos esgotos, 
os microrganismos crescem e se reproduzem continuamente. Para manter o sistema em 
equilíbrio, é necessário que se retire aproximadamente a mesma quantidade de biomassa que é 
aumentada por reprodução. Este é, portanto, o lodo biológico excedente, que pode ser extraído 
diretamente do reator ou da linha de recirculação. 
 59 
Com relação à remoção de coliformes, devido aos reduzidos tempos de detenção das 
unidades do sistemas de lodos ativados, tem-se que a eficiência é baixa e usualmente insuficiente 
para atender aos requisitos de qualidade dos corpos receptores. 
 
Existem diversas variantes do processo de lodos ativados. 
•Divisão quanto a idade do lodo: 
-Lodo ativado convencional; 
-aeração prolongada 
•Divisão quanto ao fluxo 
-Fluxo contínuo 
-Fluxo intermitente (batelada) 
 
 Os sistemas mais utilizados são os de lodos ativados convencional e os de aeração 
prolongada. 
 Deve-se destacar ainda que os sistemas de lodos ativados podem ser integrados a 
outros sistemas de tratamento, tais como filtros biológicos e reatores anaeróbios. Neste 
último caso, têm ganhado crescente importância sistemas constituídos por reatores UASB 
seguidos por lodos ativados para remoção de nutrientes e remoção adicional de DBO e SS. 
Os reatores UASB substituem os decantadores primários, efetuando a remoção de grande 
parte de DBO e dos sólidos afluentes, permitindo um sistema de lodos ativados de menor 
porte, com menor consumo de energia e com menorprodução de lodo excedente. 
 
 
 Lodos ativados convencional (Fluxo contínuo) 
 No sistema convencional, para se economizar energia para a aeração, parte da 
matéria orgânica (em suspensão, sedimentável) dos esgotos é retirada antes do tanque de 
aeração, através do decantador primário. Assim, os sistemas de lodos ativados convencional 
têm como parte integrante também o tratamento primário. 
 
 
 
 
 
 
 60 
 
 
 No sistema convencional, a idade do lodo é usualmente da ordem de 4 a 10 dias, e o 
tempo de detenção hidráulica, da ordem de 6 a 8 horas. Com esta idade de lodo, a 
biomassa retirada do sistema no lodo excedente requer ainda uma etapa de estabilização no 
tratamento do lodo, por conter ainda um elevado teor de matéria orgânica armazenada nas 
células. 
 
 Aeração prolongada (fluxo contínuo) 
 Caso a biomassa permaneça no sistema por um período mais longo, da ordem de 18 
a 30 dias (daí o nome aeração prolongada), recebendo a mesma carga de DBO do esgoto 
bruto que o sistema convencional, haverá uma menor disponibilidade de alimento para as 
bactérias. Para que a biomassa permaneça mais tempo no sistema, é necessário que o reator 
seja maior ( o tempo de detenção do líquido é em torno de 16 a 24 horas). Portanto, há 
menos matéria orgânica por unidade de volume do tanque de aeração. Em decorrência, as 
bactérias, para sobreviver, passam a utilizar nos seus processos metabólicos a própria 
matéria orgânica componente das suas células. Esta matéria orgânica celular é convertida 
em gás carbônico e água através da respiração. Isto corresponde a uma estabilização da 
biomassa, ocorrendo no próprio tanque de aeração. Enquanto no sistema convencional a 
estabilização do lodo é feita conjuntamente, no próprio reator. 
 Já que não há a necessidade de se estabilizar o lodo biológico excedente, procura-se 
evitar no sistema de aeração prolongada também a geração de alguma outra forma de lodo, 
que venha a requerer posterior estabilização. Deste modo, os sistemas de aeração 
prolongada usualmente não possuem decantadores primários, para evitar a necessidade de 
se estabilizar o lodo primário. Com isto, obtém-se uma grande simplificação no fluxograma 
do processo: não há decantadores primários nem unidades de digestão de lodo. 
 
 
 
 
 
 
 O preço desta simplificação do sistema é o gasto com energia para aeração, já que o 
lodo é estabilizado aerobiamente no reator. Por outro lado, a reduzida disponibilidade de 
alimento e a sua praticamente total assimilação fazem com que a aeração prolongada seja o 
processo de tratamento dos esgotos mais eficiente na remoção de DBO. 
 61 
 Há uma variante do sistema de lodos ativados com operação em fluxo intermitente. 
O princípio do processo de lodos ativados com operação intermitente consiste na 
incorporação de todas as unidades , processos e operações normalmente associados ao 
tratamento convencional de lodos ativados, quais sejam, decantação primária, oxidação 
biológica e decantação secundária, em um único tanque. Utilizando um tanque único, esses 
processos e operações passam a ser simplesmente sequências no tempo, e nào unidades 
separadas como ocorre nos processos convencionais de fluxo contínuo. O processo de lodos 
ativados com fluxo intermitente pode ser utilizado tanto na modalidade convencional 
quanto na prolongada. Nesta última, o tanque único passa a incorporar também a unidade 
de digestão do lodo. 
 O processo consiste de um reator de mistura completa onde ocorrem todas as etapas 
do tratamento. Isso é conseguido através do estabelecimento de ciclos de operação com 
durações definidas. A massa biológica permanece no reator durante todos os ciclos, 
eliminando dessa forma a necessidade de decantadores separados. Os ciclos normais de 
tratamento são: 
•Enchimento (entrada de esgoto bruto ou decantado no reator); 
•Reaçào (aeração/mistura da massa líquida contida no reator); 
•Sedimentação (sedimentação e separação dos sólidos em suspensão do esgoto tratado); 
•Esvaziamento (retirada do esgoto tratado do reator); 
•Repouso (ajuste de ciclos e remoção do lodo excedente). 
 
 
 
 
 
 62 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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 95 
 
 
 
 
 
 
 
4.0 SISTEMA COLETOR DE ESGOTO SANITÁRIO 
 Tipos de sistemas de esgotos: 
Os sistemas de esgotos urbanos podem ser de três tipos: 
a) Sistema de esgotamento unitário, em que as águas residuárias(domésticas e 
industriais) , águas de infiltração e águas pluviais veiculam por um único sistema. 
b) Sistema de esgotamento separador parcial, em que uma parcela das águas pluviais 
são misturadas ao esgoto sanitário; 
c) Sistema de separador absoluto: As águas pluviais sào separadas do esgoto sanitário. 
 
4.1 INTRODUÇÃO 
 Os condutos que recolhem e transportam as águas residuárias são denominados de 
coletores e os mesmos compõem a rede coletora. A rede coletora, os interceptores, os 
emissários, as unidades de tratamento, etc, compõem o que é denominado de sistema de 
esgotos sanitários. 
 
4.2 TERMINOLOGIA BÁSICA 
 
- Bacia de Drenagem:área delimitada pelos coletores que contribuem para um determinado 
ponto de reunião das vazões finais coletadas nessa área. 
-Caixa de Passagem (CP): câmara subterrânea sem acesso, localizada em pontos singulares 
por necessidade construtiva e econômica de projeto. 
- Coletor de Esgoto: tubulação subterrânea da rede coletora que recebe contribuição de 
esgotos em qualquer ponto ao longo de seu comprimento, também chamado de coletor 
público. 
- Coletor principal: coletor de esgotos de maior extensão dentro de uma mesma bacia. 
- Coletor tronco: tubulação do sistema coletor que recebe apenas as contribuições de outros 
coletores. 
- Corpo receptor: curso ou massa de água onde é lançado o efluente final do sistema de 
esgotos. 
- Diâmetro Nominal (DN): simples número que serve para indicar as dimensões da 
tubulação e acessórios. 
- Emissário: canalização que recebe esgoto exclusivamente em sua extremidade de 
montante, pois se destina apenas ao transporte das vazões de esgotos coletados a montante. 
 96 
- Estação Elevatória: (EEE): conjunto de equipamentos, em geral sob o abrigo de uma 
edificação subterrânea, destinado a promover o recalque das vazões de esgotos coletados a 
montante. 
- Estação deTratamento de Esgotos (ETE): unidade destinada a dar condições ao esgoto 
recolhido de ser devolvido a natureza sem prejuízo ao meio ambiente. 
- Inteceptor: canalização que recolhe contribuições de uma séria de coletores de modo a 
evitar que desaguem em uma localidade a proteger, por exemplo, uma praia, um lago, umrio,etc. 
- Ligação predial: trecho do coletor predial compreendido entre o limite do lote e o coletor 
público. 
- Órgãos Acessórios: dispositivos fixos desprovidos de equipamentos mecânicos (definição 
da NBR 9649/86 – ABNT) 
- Passagem Forçada: trecho com escoamento sob pressão, sem rebaixamento. 
- Poço de Visita (PV): câmara visitável destinada a permitir a inspeção e trabalhos de 
manutenção preventiva ou corretiva nas canalizações – é um exemplo de órgão acessório. 
- Profundidade do Coletor: a diferença de nível entre a superfície do terreno e a geratriz 
superior externa do coletor. 
- Rede coletora: conjunto de canalizações e órgãos acessórios destinado a coleta dos 
despejos gerados nas edificações, através dos coletores ou ramais prediais. 
- Sifão Invertido: trecho rebaixado com escoamento sob pressão, cuja finalidade é transpor 
obstáculos que não podem ser transpassados em linha reta. 
- Sistema Coletor: conjunto constituído pela rede coletora, interceptores, estações 
elevatórias e órgãos complementares acessórios. 
- Tanques fluxíveis: reservatórios subterrâneos de água destinados a fornecerem descargas 
periódicas sob pressão em trechos de coletores sujeitos a sedimentação de material sólido, 
para prevenção contra entupimentos por sedimentação progressiva. 
- Terminal de Limpeza (TL): dispositivo que permite introdução de equipamentos de 
limpeza, localizado na extremidade de montante dos coletores. 
- Trecho: segmento de coletor, interceptor ou emissário compreendido entre duas 
singularidades consecutiva, por exemplo, dois poços de visita. 
- Tubo de Inspeção e Limpeza (TIL): dispositivo não visitável que permite a inspeção e a 
introdução de equipamentos de limpeza. 
- Tubo de Queda (TQ): dispositivo instalado no PV de modo a permitir que o trecho de 
coletor a montante deságüe no fundo do poço. 
 
4.3 Estimativa de população 
 
 Normalmente costuma-se estimar a população, para efeito de projetos de 
Saneamento básicos, por um período de 20 anos. 
 Os fatores demográficos fundamentais na evolução de certa população, P, são 
natalidade, mortalidade, emigração e imigração. Portanto, a expressão geral da população, 
em função do tempo, pode ser assim representada: 
 
P = PO + (N – M) + (I – E) 
Onde: 
P = população na data t; 
Po = população na data inicial to; 
 97 
N = nascimentos ( no período t-to); 
M = óbtos ( no período t-to); 
I = imigrantes ( no período t – to); 
E = emigrantes (no período t – to); 
(N-M) = crescimento vegetativo ou saldo vegetativo no período; 
(I-E) = crescimento social ou saldo migratório no período. 
 
 Este método baseia-se no crescimento vegetativo e social. Para poder aplica-lo é 
necessário ter controle dos diversos parâmetros. 
 
 Embora, até hoje, não se tenha conseguido um método ideal para estimativa de 
população, vários métodos matemáticos e gráficos são usados, os principais segundo 
Mendonça(1997) são: 
Crescimento aritmético, crescimento geométrico, logística de Verhulst, crescimento com 
percentagem decrescente, prolongamento manual, extrapolação gráfica, método dos 
mínimos quadrados. 
 
Crescimento aritmético 
No processo aritmético admite-se que a população varie linearmente com o tempo, 
podendo-se pois, aplicar a fórmula de juros simples (linha reta). Método utilizado para 
estimativas de menor prazo. 
A taxa de crescimento populacional, r, será: 
r = (P2 – P0)/ t2 – t0 
A expressão para a determinação da população é dada por: 
Pt = P0 + r (t – t0) 
Crescimento geométrico 
Crescimento populacional função da população a cada instante. Utilizado para estimativa 
de menor prazo, as equação são: 
R = ( log P2 – log P1) / t2 – t1 
Pt = P0 10
r.(t
2- 
t
1
) 
 
Exemplo : Com base nos dados censitários apresentados a seguir, fazer a projeção 
populacional, utilizando-se os métodos (aritmético e geométrico) 
 
4.4 Densidade populacionais 
 
Valores típicos de densidades populacionais estão apresentados no quadro 6. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 98 
Quadro 6 - Densidades populacionais típicas em função do uso do solo 
Uso do solo Densidade populacional 
 (hab/há) (hab/km2) 
Áreas residenciais 
Residências unifamiliares; lotes 
grandes 
12-36 1.200-3.600 
Residenciais unifamiliares; lotes 
pequenos 
36-90 3.600-9.000 
Residências multifamiliares; lotes 
pequenos 
90-250 9.000-25.000 
Apartamentos 250-2.500 25.000-250.000 
Áreas comerciais sem predominância 
de prédios 
36-75 3.600-7.500 
Áreas industriais 12-36 1.200-3.600 
Total(excluindo-se parques e outros 
equipamentos de grande porte) 
25-125 2.500-12.500 
Fonte: Sperling (2005) 
 
4.5 Vazão de esgoto sanitário 
 Inúmeros fatores influenciam a contribuição dos esgotos domésticos. Contudo, 
esta depende fundamentalmente do consumo de água pela população. Em regra, ela tem 
origem na utilização da água do sistema público de abastecimento. Parte da água 
consumida pela população será encaminhada ao sistema de coleta de esgoto e, 
posteriormente ao sistema de tratamento quando este existir. Há uma relação muito 
próxima entre o consumo per capita de água e a contribuição per capita de esgoto por dia. 
A vazão adotada nos projetos de esgoto sanitário é função direta da população a ser 
atendida no projeto. 
 Segundo Fernandes (1997), no Brasil adota-se um valor per capita da ordem de 
150 L/hab.dia a 200 L/hab.dia, parâmetro coerente com valores utilizados em projetos da 
empresa Saneamento de Goiás S.A. ― (SANEAGO). A NBR 7229 (ABNT, 1993) indica 
valores entre 120 L/hab.dia a 200 L/hab.dia. 
 Tsutya e Sobrinho (1999), ao tratar de consumo médio per capita e 
contribuições de esgotos, consideram que o consumo per capita adotado em projetos visa 
atender ao consumo doméstico, ao consumo comercial das indústrias que não utilizam 
águas em seus processamentos, ao consumo público e às perdas. Frisam, entretanto, que 
para o dimensionamento do sistema de esgotos, deve ser utilizado o consumo de água 
efetivo per capita, sem incluir as perdas de água. 
 99 
 No quadro 5, são apresentados valores de produção de esgoto por pessoa 
conforme o tipo de atividade de ocupação. Estes dados se constituem em parâmetro para o 
cálculo de vazão de projeto de redes coletoras e sistema de tratamento de esgotos. 
 Entretanto nem toda a água consumida retorna para a rede de esgoto. É o que 
ocorre, por exemplo, com a água de lavagem de quintal. Por esse motivo, a relação esgoto 
― água, denominada pela NBR 9649 (ABNT, 1986) coeficiente de retorno é sempre menor 
que a unidade. A maioria dos projetistas acatam orientação da NBR 9649 e adotam o valor 
0,80 para esse parâmetro. 
Quadro 5 – Produção de esgotos por atividade e usuário 
ATIVIDADE/USUÁRIO UNIDADE ESGOTO (L/d) 
Residência (urbana) 
Residência (popular ou rural) 
Apartamento 
Escola (internato) 
Escola (externato) 
Hotel (sem coz.e lavanderia) 
Hospital 
Alojamento (provisório) 
Fábrica (em geral) 
Escritório e edifício público 
Restaurante ou similar 
Cinema, teatro e templo 
Pessoa 
Pessoa 
Pessoa 
Pessoa 
Pessoa 
Pessoa 
Leito 
Pessoa 
Pessoa 
Pessoa 
Refeição 
Lugar 
150 
120 
200 
150 
50 
120 
250 
80 
70 
50 
25 
2 
Fonte: NBR 7229 (ABNT, 1993) 
 
 Entre os outros fatores que interferem na contribuição de esgotos, destacam-
se como os mais importantes: a região atendida, o clima, as atividades desenvolvidas, o 
tipo de atividade industrial, os hábitos de higiene,o nível socioeconômico, o nível cultural, 
além de inúmeras variáveis comportamentais. 
 A figura 1 mostra um hidrograma característico da vazão afluente a uma ETE, 
ao longo do dia. Esse hidrograma pode sofrer pequenas variações de acordo com a distância 
média das redes coletoras em relação à ETE. 
 100 
 
Figura 1 – Hidrograma típico de uma ETE 
Fonte: Sperling (1996a) 
 
 À vazão a ser considerada no dimensionamento do sistema deve ser 
acrescentada da vazão de infiltração de água através das juntas e paredes das canalizações, 
caixas de passagem e poços de visita. Esse parâmetro é adotado em função da extensão da 
rede coletora, não recebendo influência do fator população atendida. Metcalf e Eddy (1991) 
avaliam que a quantidade de água infiltrada depende de diversos fatores, como a extensão 
da rede coletora, a área servida, o tipo de solo, a profundidade do lençol freático, a 
topografia e a densidade populacional (número de conexões por unidade de área). Quando 
não se dispõe de dados específicos definidos, a NBR 9649 recomenda adotar valores de 
0,05 L/s.km a 1,0 L/s.km, dependendo das condições locais. Metcalf e Eddy (1991) 
sugerem coeficientes de infiltração, em função do diâmetro da tubulação, de 0,01 m3/d.km 
a 1,0 m3/d.km por mm. Por exemplo: para um tubo de diâmetro de 200 mm, a taxa de 
infiltração variará entre 2 a 200 m3/d.km. 
4.7 Coeficientes de variação de vazão de esgoto 
 O consumo de água e a geração de esgoto por uma comunidade variam ao longo 
do dia e ao longo do ano. Jordão e Pessoa (1995) afirmam que a variação horária de vazão 
 101 
tem menor amplitude depois de meia-noite e torna-se máxima entre 7 h e 15 h. Algumas 
cidades apresentam valores para vazão máxima de 50% a 200% da vazão média. 
 Na prática, têm-se adotado alguns coeficientes representativos da variação da 
vazão média; k1, k2 e k3, que podem ser vistos nas equações 1.1, 1.2, 1.3: 
 Coeficiente do dia de maior consumo (K1): 
 K1 = (consumo máximo diário) / (consumo médio diário); (1.1) 
 Coeficiente da hora de maior consumo (K2) : 
K2 = (maior vazão horária observada em um dia) / (vazão média horária no 
mesmo dia); (1.2) 
 Coeficiente da hora de menor consumo (K3) : 
K3 = (menor vazão observada em um dia) / (vazão média horária no mesmo 
dia). (1.3) 
 Na falta de valores obtidos através de medição, a NBR 9649 da ABNT 
recomenda o uso de K1 = 1,2, K2 = 1,5 e K3 = 0,5. 
 Esses valores são admitidos constantes ao longo do tempo, independentemente 
da população existente na área. Assim, as vazões média, máxima e mínima de água podem 
ser obtidas, respectivamente pelas equações 1.4, 1.5 e 1.6 (SPERLING, 1996a). 
Qmédio = pop.QPC.R / 86.400 (L/s) (1.4) 
Em que: 
Q médio = vazão doméstica média de esgotos (L/s) 
QPC = quota per capita de água (L/hab.dia) 
R = coeficiente de retorno esgoto/água 
Qmáximo = Qmédio.K1.K2 = 1,8 Qmédio (1.5) 
Qmínimo = Qmédio.K3 = 0,5 Qmédio (1.6) 
 
 102 
Observação ― para efeito de projeto, o valor da vazões totais será o resultado das vazões 
médias anteriores acrescido das vazões de infiltrações. 
A vazão média de projeto passa a ser: 
 Qmédio = pop. QPC. R/ 86.400 + Q inf. (L/s) 
 A flutuação da variação horária da vazão de esgoto é amortecida ao longo da 
rede coletora. É fácil conceber-se que quanto maior a rede ou a população, menores serão 
as chances de as vazões de pico se superporem na entrada da estação. Assim, o tempo de 
residência na rede coletora tem uma grande influência no amortecimento dos picos de 
vazão. 
 As águas de chuva que se agregam ao esgoto sanitário proveniente de ligações 
clandestinas, poços de visitas e redes coletoras provocam grandes alterações nos 
hidrogramas típicos das ETEs. 
4.8 Vazão industrial 
 A vazão de esgotos dos despejos industriais é função do tipo e porte da 
indústria, grau de reciclagem, existência de pré-tratamento etc. Os despejos industriais 
podem exercer grande influência no projeto e operação da ETE. Deve-se procurar obter 
dados específicos de cada indústria mais significativa, através de cadastros industriais 
orientados no sentido de extrair dados de interesse para o projeto. Com relação ao consumo 
de água e à geração de despejos, deve-se obter, pelo menos, as seguintes informações das 
indústrias principais (SPERLING, 1996): 
● Consumo de água: volume consumido total (por dia ou mês), volume consumido nas 
diversas etapas do processamento, recirculações internas, origem da água (abastecimento 
público, poços etc), eventuais sistemas de tratamento da água internos; 
● Produção de despejos: vazão total, número de lançamento (contínuo ou intermitente, 
duração e freqüência) de cada ponto de lançamento, ponto(s) de lançamento (rede coletora, 
curso d’água), eventual mistura dos despejos com esgotos domésticos e águas pluviais. 
 O padrão de lançamento dos despejos industriais, ao longo do dia, não segue o 
hidrograma da vazão doméstica, variando substancialmente de indústria. 
 103 
 
4.9 SEQUÊNCIA DE CÁLCULO PARA REDES COLETORAS 
 
Estudo Preliminar 
Para lançamento dos coletores, normalmente, utilizam-se plantas em escala 1:2.000 
com curvas de nível separadas de um (1,0) metro. De posse da planta topográfica, com os 
respectivos arruamentos e pontos notáveis, elabora-se um traçado para a rede dentro de uma 
concepção mais adequada da situação (FERNANDES, 1997). 
 A seguir procura-se identificar a declividade natural do terreno, pois esta será a 
referência inicial para o posicionamento em perfil dos trechos. Feito isto são localizadas 
todas as ruas onde a existência ou passagem de coletores for indispensável para, em 
seqüência, lançarem-se os poços de visita necessários. 
Deve-se, também, observar uma proximidade lógica e prática nesta numeração, para o 
conjunto de coletores. Numeram-se todos os trechos, no sentido crescente das vazões em 
cada coletor, e identificam-se as cotas do terreno sobre os poços de visita, determinando-se, 
a seguir, a declividade média do terreno em cada trecho. 
 Localizam-se os pontos de contribuições concentradas, bem como o volume de cada 
uma dessas contribuições, calculam-se as populações de projeto e, em seguida, as 
contribuições lineares dos diversos setores da área edificada e de expansão prevista, para 
início e fim de plano. 
 
Planilhas de cálculo 
 
 Os modelos de planilha encontradas na literatura sobre o assunto são inumeráveis e 
variam inclusive entre projetistas, de acordo com o tipo e o número de informações que 
cada um entenda como conveniente e necessário. (ver modelo na figura XX) 
 
Critérios Hidráulicos para o dimensionamento das tubulações de esgoto ( Prof. Dr. 
Pedro Além Sobrinho) 
 
 O projeto hidráulico-sanitário das tubulações de esgoto envolve considerações sobre 
três aspectos principais: 
-hidráulico: as tubulações funcionando como condutos livres deverão transportar as vazões 
máximas e mínimas no projeto; 
-reações bioquímicas: controle de sulfeto de hidrogênio; e 
-deposição de materiais sólidos encontrados nos esgotos – ação de auto limpeza. 
 
 As tubulações dos coletores e interceptores de esgoto devem ser projetadas para 
funcionarem sempre como conduto livre; os sifões invertidos e linha de recalque das 
estações elevatórias funcionam como condutos forçados. Os emissários podem funcionar 
como condutos livres ou forçados, não recebendo contribuições em marcha. São condutos 
forçados no caso de linhas de recalque e emissários submarinos. 
 Devido ao fato de queo mecanismo básico da ação de auto limpeza é uma força 
hidrodinâmica exercida sobre as paredes do conduto pelo escoamento de esgotos, a 
tendência atual é usar a tensão trativa para o dimensionamento da tubulações do esgoto, em 
substituição ao critério da velocidade de auto limpeza. 
 
 104 
Metodologia de cálculo 
 
 Após identificadas as cotas do terreno, CTm e CTj, nos pontos extremos dos trechos 
e sua extensão, L, calcula-se a declividade média do terreno, It, para cada trecho. Definida a 
vazão de dimensionamento, Qf, para o trecho, identificam-se os limites de declividade Io, 
min e Io, max, para esta vazão, através das expressões correspondentes: (para n=0,013) 
 
Io min = 0,055 Qi-0,47 Io, min em m/m e Qi em L/s, não sendo recomendável 
declividades inferiores a 0,0005 m/m. 
Iom Max = 4,26 Qf0,67 para Vf = 5,0 m/s. 
 
Para n = 0,010 (tubos de PVC) 
Io min = 0,0062 Qi-0,47, e Io max = 2,52 Q-0,67 
 
Se a declividade do terreno for inferior a declividade mínima calculada, então o trecho será 
dimensionado com Io = Io,min. Se It estiver contida no intervalo calculado, então o trecho 
deverá ser implantado com Io = It. Caso It seja superior a Io,max então Io = Io,max. 
 Sempre que houver encontro de trechos essa reunião dar-se-á através de uma 
unidade de acesso para inspeção e limpeza, um poço de visita por exemplo, e caso esta 
reunião ocorra com um diferença superior a 0,50m, serão instalados tubos de queda. 
 Determinada a declividade do trecho segue-se a determinação do diâmetro 
adequado. ( Fórmula de Manning). 
 No caso de vazões variáveis, Qf > Qi, torna-se mais prático elaborar o 
dimensionamento para a vazão maior e testar o diâmetro encontrado para a condição inicial 
do projeto. È aconselhável que se adote diâmetro mínimo de 150 mm para rede coletora, 
atualmente, nos projetos, tem-se utilizado tubos de PVC com diâmetros de 100 mm, para os 
trechos iniciais, fazendo-se redes dos dois lados da rua. 
 
 Vazão para dimensionamento da rede coletora (vazão máxima horária) 
 
qL = (Cr.P.q.K1.K2)/86.400.Lt + qinf 
Onde: 
ql = vazão linear (L/s) 
Cr = coeficiente de retorno (0,8) 
P = população de projeto em habitantes 
q = consumo per capita (L/hab.dia) 
K1 = coeficiente do dia de maior consumo (1,2) 
K2 = coeficiente da hora de maior consumo (1,5) 
qinf = vazão de infiltração ao longo do tubo (L/s) 
 
Vazão no trecho: qL onde L comprimento do trecho estudado. 
 
4.10 Tensão trativa (σ) 
 
 105 
σ = γ.RH.I 
 
Onde: 
σ = tensão trativa média, Pa; 
γ = peso específico do líquido, 104 N/m3 para o esgoto; 
I = declividade da tubulação, m/m. 
 
 A maioria das pesquisas realizadas a respeito da tensão trativa crítica para a auto 
limpeza em coletores de esgoto indica valores variando entre 1,0 a 2,0 Pa. 
 
0,1 kgf/m2 = 1 Pa 
σ  0,10 kgf/m2 (1 Pa) 
 
 
 
Tratando-se de redes de esgoto sanitário a tensão trativa varia de 1 a 2 N/m2. Tensão 
trativa igual a 1 N/m2 (1 Pa) pode remover partículas de até 1,5 mm de diâmetro. 
 
4.10.3 Lâmina Líquida 
A lâmina líquida deve ser igual ou menor que 75 % do diâmetro para vazão final de projeto. 
De acordo com a NB-567 quando a velocidade final Vf for super a velocidade crítica Vc, a 
maior lâmina admissível deve ser 50% do diâmetro do coletor, assegurando a ventilação na 
rede. Sendo Vc a velocidade crítica para que ocorra entrada de ar em um tubo parcialmente 
cheio 
 
Vc = Va = 6.(gR)1/2 
g = aceleração da gravidade (m/s2) 
R = raio hidráulico, em m 
 
 A PNB-567/75 recomenda que, para velocidade inicial variando entre 0,50 a 0,60 
m/s, a relação Y/D deverá ser superior a 20%, sendo Y a lâmina correspondente à vazão de 
dimensionamento para início de plano. Para velocidades superiores a 0,60 m/s, podem ser 
tolerados enchimentos menores que 20%. 
 
4.10.4 Critérios específicos a serem atendidos em projeto 
- conhecimento prévio das interferências (galerias de águas pluviais, cabos telefônicos e 
elétricos, adutoras, redes de água); 
- profundidade dos coletores; 
- tráfego; 
-largura da rua; 
-soleiras dos prédios. 
 106 
 Dependendo das condições da via pública, pode-se pode-se assentar uma tubulação 
rede (simples), ou até duas tubulações (rede dupla). 
 
4.10.5- Profundidade dos coletores 
Máximas – as profundidades máximas dos coletores quando assentadas nos passeios, 
deverão ficar em torno de 2,0 a 2,5 m dependendo do tipo de solo. 
 Normalmente, as profundidades máximas das redes de esgotos não ultrapassam 3,0 
a 4,0 m. Profundidades maiores só serão admitidas após justificativa técnico-econômica. 
 Para coletores situados abaixo de 4,0 m de profundidade, devem ser projetados 
coletores auxiliares mais rasos para receberem as ligações prediais. 
 
Mínimas – As profundidades mínimas são estabelecidas para atender as condições de 
recobrimento mínimo, para a proteção da tubulação e, também para permitir que a ligação 
predial seja executada adequadamente. Para o coletor assentado no leito da via de tráfego, o 
recobrimento da tubulação não deve ser inferior a 0,90m, ou 0,65m, para coletor assentado 
no passeio. 
 
4.10.6– Poços de visita (PV) 
Atualmente, nas cidades em que se dispõe de equipamentos adequados de limpeza das 
redes de esgotos, o poço de visita pode ser substituído por tubo de inspeção e limpeza 
(TIL), terminal de limpeza (TL) e caixas de passagem (CP). O PV não pode ser substituído 
por outro órgão acessório, nos seguintes casos: 
-na reunião de mais de dois trechos ao coletor, 
-na reunião que exige colocação de tubo de queda 
-nas extremidades de sifões invertidos e passagens forçadas; e 
-em profundidade maiores que 3,0 m. 
 
 
4.10.7 Distância entre singulares 
O espaçamento entre PV, TIL ou TL consecutivos deve ser limitado pelo alcance dos 
equipamentos de desobstrução. Normalmente, adota-se a distância de 100m entre 
singulares. 
 
 
 
 
 
 
 
 107 
 
 
 
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 143 
 
 
5.0 Lodos gerados em sistemas de tratamento de esgotos 
 O termo “lodo” tem sido empregado para definir os resíduos sólidos do 
tratamento de esgoto, sendo constituído por compostos orgânicos carreados pelo esgoto, 
microrganismos, e subprodutos da atividade dos microrganismos. Sperling (2001) 
considera apropriado o emprego do termo “biossólido” como forma de ressaltar os seus 
aspectos benéficos (lodo), valorizando a utilização produtiva do lodo, em comparação com 
a meradisposição final improdutiva, por meio de aterros, disposição superficial no solo ou 
incineração. 
 Todos os sistemas biológicos de tratamento de esgoto produzem lodo, que 
devem ser descarregados com uma determinada freqüência. Segundo Campos et al. (1999), 
dependendo da natureza e origem dos sólidos, distinguem-se lodo primário e lodo 
secundário. O lodo primário é gerado a partir da sedimentação de material particulado do 
esgoto bruto. O lodo secundário ou biológico é produzido no reator biológico do sistema de 
tratamento, constituindo-se da mistura de sólidos não biodegradáveis do afluente e, 
principalmente, massa bacteriana que cresce no reator. 
 Cassini et al. (2003) consideram que, no Brasil, sejam produzidas cerca de 
270 mil toneladas anuais de lodo por ano (expresso em matéria seca), das quais apenas 
cerca de 5% são reutilizadas em conformidade com as normas ambientais. 
 Dados apresentados por Cassini et al. (2003) dão conta de que os esgotos 
domiciliares produzem, no Brasil, cerca de 10.200 toneladas/dia de sólidos. Metade desse 
esgoto é recebida pelos sistemas individuais de tratamento e, depois de digerida, reduz-se a 
2.040 toneladas/dia, que são destinadas a terrenos nos limites da cidade, rios ou redes 
coletoras. A outra metade é recolhida pelo sistema de esgotamento sanitário, sendo que 
aproximadamente 3.825 toneladas/dia de esgotos são lançados diretamente nos cursos 
d’água. Outras 1.275 toneladas/dia são encaminhadas para as estações de tratamento, nas 
quais cerca de 255 toneladas/dia são despejadas com o efluente. Os sólidos restantes, 
acrescidos daqueles gerados no próprio processo pela produção microbiana, somam 
 144 
aproximadamente 803 toneladas/dia, as quais também necessitam ser dispostas de forma 
segura e ambientalmente aceitável. Esse volume, somado às 2.040 toneladas/dia geradas 
pelos sistemas individuais de tratamento, resulta em uma produção de lodo da ordem de 
2.843 toneladas/dia (em massa seca). Se todos os esgotos fossem coletados e tratados, esse 
número seria três vezes maior que o atual. 
 De acordo com Sperling (2001) em todos os sistemas de tratamento de esgotos, 
é necessário o descarte do lodo, ou seja, sua retirada da fase líquida, embora nem todos 
necessitem do descarte contínuo dessa biomassa. Alguns sistemas de tratamento 
conseguem armazenar o lodo por todo o horizonte de operação da estação (ex.: lagoas 
facultativas), outros permitem um descarte apenas eventual (ex.: reatores anaeróbios), mas 
há os que requerem uma retirada contínua ou bastante freqüente (ex.: lodos ativados). 
5.1 Composição físico-química típica do lodo de lagoas de estabilização 
a) Sólidos totais e voláteis 
 O lodo é composto por sólidos e por água. De acordo com a literatura específica 
consultada, o teor de umidade do lodo produzido e descartado da fase líquida geralmente 
está acima de 95%, o que determina uma densidade do lodo próxima à unidade (1,03). O 
teor de umidade do lodo tem grande influência no volume a ser manejado. 
 De acordo com Sperling (2001), a água presente no lodo pode ser distribuída em 
quatro classes distintas: água livre, água adsorvida, água capilar e água celular. A remoção 
da água livre pode-se dar por simples ação gravitacional ou por flotação. A eficiência do 
adensamento pode resultar na redução de volume do lodo da ordem de 60% com relação ao 
volume original. A remoção da água adsorvida proporciona teores de sólidos superiores a 
30%, resultando em um material denominado torta, de aparência semi-sólida, com 
consistência compatível com a manipulação por meio de pá ou o transporte através de 
roscas transportadoras. A remoção das águas livre, adsorvida e capilar do lodo 
(originalmente a 2% ST) pode resultar em uma redução do volume original de 90% a 95%. 
A remoção da água celular, que acontece principalmente através da evaporação, consiste é 
uma das formas mais eficientes de remoção de umidade de “tortas” oriundas do 
 145 
desaguamento de lodos orgânicos domésticos e industriais disponíveis atualmente em uso. 
Um teor de sólidos de até 95% pode ser obtido. Nesses casos, tendo como referência um 
lodo com 2% de ST, o volume final pode chegar a menos de 1% do volume original. 
Valores típicos para teor de sólidos totais e voláteis podem ser vistos na tabela 12. 
Tabela12 – Composição do lodo gerado em ETEs 
COMPOSIÇÃO TÍPICA DO LODO BRUTO E DIGERIDO 
Parâmetro 
Lodo bruto Lodo digerido 
Variação Valor típico Variação Valor típico 
Sólidos totais (ST), % 2,0 a 8,0 5 6,0 a 12,0 10 
Sólidos voláteis (% do ST) 60,0 a 80,0 65 30,0 - 60,0 40 
Graxas e gorduras solúveis (% do ST) 6,0 a 30,0 5,0 a 20,0 18 
Proteínas (% do ST) 20,0 a 30,0 25 15,0 a 20,0 18 
Fonte: Adaptado de Metcalf e Eddy (1991). 
 
 A concentração de sólidos voláteis é o melhor indicativo para se avaliar o teor 
de matéria orgânica e o nível de digestão do lodo. Em lodos não digeridos, as relação 
(SV/ST) situa-se entre 0,75 e 0,80; ao passo que, em lodos digeridos, esses valores situam-
se entre 0,60 e 0,65. Medidas de eficiências típicas de remoção de SV na digestão do lodo 
situam-se em torno de 40% a 45%. 
 Gonçalves et al. (2000) consideram que lodo com baixos tempos de retenção 
celular apresentam baixos teores de sólidos totais-ST e elevados percentuais de sólidos 
voláteis-SV, exigindo etapas de tratamento que realizem a estabilização complementar. O 
lodo de lagoas de estabilização apresentam características específicas devido ao longo 
tempo de permanência dentro dos reatores. A degradação dos sólidos por períodos 
superiores a um ano na camada de lodo permite até mesmo a decomposição do material 
orgânico de biodegradação muito lenta, conforme afirmou Sacar e Pescod (apud 
GONÇALVES et al. 2000). 
 De acordo com Silva (apud GONÇALVES et al. 2000), o lodo retirado de 
lagoas primárias, em geral, apresenta elevados teores de sólidos totais (ST ≥ 15%) e baixos 
teores de sólidos voláteis (SV ≤ 50% ST). O mesmo autor considera importante o efeito do 
tempo de residência do lodo no reator sobre suas características físico-químicas. 
 146 
 A tabela 13 registra características e a quantidade de lodo gerado em vários 
processos de tratamento de esgotos e apresenta também a produção per capita de lodo em 
vários tipos de tratamento. 
 
Tabela 13 – Características dos lodos produzidos em vários sistemas de tratamento de 
esgoto (SPERLING 2001) (continua) 
SISTEMAS 
CARACTERÍSTICAS DO LODO PRODUZIDO E 
DESCARTADO DA FASE LIQUIDA (dirigido à etapa de 
tratamento do lodo) 
KgSS/kgDQO 
aplicada 
Teor de sólidos 
Secos (%) 
Massa de lodo 
(gSS/hab.dia) 
 
Volume de 
lodo 
(L/hab.dia) 
 
Tratamento primário convencional 0,35-0,45 2-6 35-45 0,6-2,2 
Tratamento primário(tanques sépticos) 0,20-0,30 3-6 20-30 0,3-1,0 
Lagoa facultativa 0,12-0,32 5-15 12-32 0,1-0,25 
Lagoa anaeróbia-lagoa facultativa 
+Lagoa anaeróbia 
+Lagoa facultativa 
+Total 
 
0,20-0,45 
0,06-0,10 
0,26-0,55 
 
15-20 
7-12 
- 
 
20-45 
6-10 
26-55 
 
 
0,1-0,3 
0,05-0,15 
0,15-0,45 
Lagoa aerada facultativa 0,08-0,13 6-10 8-13 0,08-0,22 
Lagoa aerada mist. Comp.lagoa sed. 0,11-0,13 5-8 11-13 0,15-0,25 
Tanque séptico +filtro anaeróbio 
+Tanque séptico 
+Filtro anaeróbio 
+Total 
 
0,20-0,30 
0,07-0,09 
0,27-0,39 
 
3-6 
0,5-4,0 
1,4-5,4 
 
20-30 
7-9 
27-39 
 
0,3-1,0 
0,2-1,8 
0,5-2,8 
Lodos ativados convencional 
+Lodo primário 
+Lodo secundário 
+Total 
 
0,35-0,45 
0,25-0,35 
0,60-0,80 
 
2-6 
0,6-1 
1-2 
 
35-45 
25-35 
60-80 
 
0,6-2,2 
2,5-6,0 
3,1-8,2 
Lodos ativados-aeraçãoprolongada 0,50-0,55 0,8-1,2 40-45 3,3-5,6 
Filtro biológico de alta carga 
+Lodo primário 
+Lodo secundário 
+Total 
 
0,35-0,45 
0,20-0,30 
0,55-0,75 
 
2-6 
1-2,5 
1,5-4,0 
 
35-45 
20-30 
55-75 
 
0,6-2,2 
0,8-3,0 
1,4-5,2 
 
 
 
 
 
 147 
Tabela 13 – Características dos lodos produzidos em vários sistemas de tratamento de 
esgoto (SPERLING 2001) (conclusão) 
SISTEMAS 
CARACTERÍSTICAS DO LODO PRODUZIDO E 
DESCARTADO DA FASE LIQUIDA (dirigido à etapa de 
tratamento do lodo) 
KgSS/kgDQO 
aplicada 
Teor de sólidos 
Secos(%) 
Massa de lodo 
(gSS/hab.dia) 
 
Volume de 
lodo 
(L/hab.dia) 
 
Biofiltro aerado submerso 
+Lodo primário 
+Lodo secundário 
+Total 
 
0,35-0,45 
0,25-0,35 
0,60-0,80 
 
2-6 
0,6-1 
1-2 
 
35-40 
25-35 
3,1-8,2 
 
0,6-2,2 
2,5-6,0 
3,1-8,2 
Reator UASB 0,12-0,18 3-6 12-18 0,2-0,6 
UASB+ pós-tratamento aeróbio(c) 
+Lodo anaeróbio (UASB) 
+Lodo aeróbio(lodos ativados(d) 
+Total 
 
0,12-0,18 
0,08-0,14 
0,2-0,32 
 
3-4 
3-4 
3-4 
 
12-18 
8-14 
20-32 
 
0,3-0,6 
0,2-0,5 
0,5-1,1 
Fonte: Sperling (2001, p.31) 
 
b) Principais nutrientes presentes no lodo de lagoas de estabilização 
 O lodo de esgoto encerra em sua composição diversos nutrientes necessários ao 
desenvolvimento das plantas. Estes, por se encontrarem, em sua grande parte, na forma 
orgânica, são liberados no solo gradativamente, por meio de processos bioquímicos, o que 
aumenta a probabilidade de que sejam absorvidos pelo sistema radicular das plantas, conforme 
ensina Melo et al. (apud RIZO, 2005, p.16). 
 Os nutrientes encontrados em maior quantidade o lodo das lagoas de estabilização 
são o N e o P. Os elementos Ca e Mg são encontrados em pequenas quantidades e o K quase 
não aparece. No entanto, encontra-se em forma prontamente assimilável pelas plantas e 
normalmente é suplementado por fertilizantes químicos nos solos adubados com lodo. As 
quantidades de micronutrientes no lodo são variáveis (SPERLING, 2001). Ainda segundo o 
mesmo autor a quantidade de nutrientes pode não estar perfeitamente balanceada conforme a 
demanda das plantas, sendo necessária a complementação com outros fertilizantes de acordo 
com a cultura específica. 
Segundo Luchesi (apud GONÇALVES et al. 2000, p. 27): 
 
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O teor de nitrogênio nos lodos de ETE varia de 2% a 6%, principalmente sob a 
forma orgânica, do qual 10% a 40% mineralizam-se no primeiro ano de aplicação 
no solo. O fósforo apresenta-se no lodo também em maiores concentrações que 
em matérias orgânicas de uso habitual na agricultura e apresenta baixa 
solubilidade no solo. O potássio apresenta-se em níveis geralmente inferiores a 
1% no lodo, por esse elemento ser muito solúvel e não ficar retido no mesmo. No 
solo, 100% do potássio é considerado assimilável pelas plantas. 
c) Principais contaminantes do lodo de lagoas de estabilização 
 Alguns componentes do lodo tornam-se potencialmente perigosos para meio 
ambiente, impondo dificuldades ao se definir o destino do lodo retirado do sistema. São eles: 
metais pesados e poluentes orgânicos variados. 
 Segundo Gonçalves et al. (2000), os metais pesados, presentes no lodo, necessitam de 
atenção especial, pois não são biodegradados biologica ou quimicamente de forma natural. Os 
metais pesados são acumulados e, quando reagem com alguns componentes do solos, tornam-se 
ainda mais nocivos ao meio ambiente. A quantidade de elementos poluentes presentes no lodo, 
torna-se fator limitante para a quantidade de biossólido que se pode aplicar no solo. A 
concentração de metais em lodos depende, em grande parte, do tipo e quantidade de efluentes 
industriais lançados nos sistemas de tratamento de esgotos e é fundamental na definição de 
alternativa para disposição final. Os lotes de lodo de esgoto e de produtos derivados, para o uso 
agrícola, devem respeitar os limites máximos de concentração estipulados pelos órgãos 
ambientais. Os valores determinados para concentração de metais pesados no lodo segundo 
resolução no 375/2006 do CONAMA, são muito mais restritivos do que, por exemplo, os 
padrões estabelecidos nos EUA, como pode ser visto no quadro 6. Se o solo já possui teor 
elevado de metais pesados, é possível a adoção de técnicas de manejo que o tornem o menos 
disponível possível as plantas (TSUTIYA et al., 2002). 
 
 
 
 
 
 
 
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Quadro 6 – Padrões referentes a metais em lodo de esgoto utilizados na agricultura e 
nos solos agrícolas 
METAIS PESADOS 
CONCENTRAÇÃO MÁXIMA (mg/kg, base seca) 
CETESB(1999) 
CONAMA 
(2006) 
EUA-USEPA PART 503 
Arsênio 75 41 75 
Bário - 1.300 - 
Cádmio 85 39 85 
Chumbo 840 300 840 
Cobre 4.300 1.500 4.300 
Cromo - 1.000 3.000 
Mercúrio 57 17 57 
Molibdênio 75 50 75 
Níquel 420 420 420 
Selênio 100 100 100 
Zinco 7.500 2.800 7.500