ETE GERAL

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ETE 
ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ESGOTO 
ENG. ANTONIO CARLOS NACCARATO 
CARACTERIZAÇÃO DAS AGUAS RESIDUARIAS 
1. CARACTERIZAÇÃO DA QUANTIDADE DE ESGOTO 
1.1. PRELIMINARES 
Os esgotos de uma cidade e que contribuem à estação de tratamento de esgoto são 
basicamente originados de 3 fontes distintas: 
- Esgotos domesticos 
No Brasil se adota o sistema SEPARADOR de esgotamento sanitario o qual separa as 
aguas pluviais m linhas de drenagem independentes e que não contribuem à ETE. 
- Aguas de infiltração 
- Despejos industriais 
1.2. VAZÃO DOMESTICA 
Engloba usualmente os esgotos oriundos dos domicilios, bem como atividades 
comerciais e institucionais normalmente componentes de uma localidade. 
Porte da comunidade
 
Faixa da população 
(hab) 
Consumo per capita 
QCP (l/hab.dia) 
Povoado rural <5.000 90 - 140 
Vila 5.0000 – 10.000 100 – 160 
Pequena localidade 10.0000 – 50.000 110 - 180 
Cidade media 50.0000 – 250.000 120 - 220 
Cidade grande >250.000 150 - 300 
1.2.1. PRELIMINARES 
1.2.2. CONSUMO MEDIO DE AGUA 
Engloba usualmente os esgotos oriundos dos domicilios, bem como atividades 
comerciais e institucionais normalmente componentes de uma localidade. 
1.2.3. VAZÃO MEDIA DE ESGOTOS 
Q dmed = Pop x QCP x R / 1000 (m
3/dia) 
Q dmed = Pop x QCP x R / 86400 
(l/s) 
Onde: 
Q dmed = vazão domestica media de esgoto 
QPC = quota per capita de agua 
Pop = População 
R = Coeficiente de retorno esgoto/agua = 0,8 
1.2.4. VARIAÇÃO DE VÃZÃO 
Q dmax. = Q dmed X k1 X k2 
Onde: 
Q dmed = vazão domestica media de esgoto 
K1 = coeficiente do dia de maior consumo = 1,2 
K2 = coeficiente da hora de maior consumo = 1,5 
K3 = coeficiente da hora de menor consumo = 0,5 
1.2.4.1. VAZÃO MAXIMA 
1.2.4.2. VAZÃO MINIMA 
Q dmin. = Q dmed X k3 
1.3. VAZÃO DE INFILTRAÇÃO 
Ocorre atraves de tubos defeituosos, conexões, juntas e paredes de poços de visita. 
Valor medio adotado = 0,3 A 0,5 l/s.km 
1.4. VAZÃO INDUSTRIAL 
Advindas dos despejos industriais 
OPÇÕES PARA O TRATAMENTO DE ESGOTOS 
Os processos de tratamento de esgotos em cadeia constituem um sistema integral, e este 
tem como base a presença de microorganismos que são oriundos da própria rede inicial de 
coleta de esgotos chegando finalmente até a jusante do sistema que é a estação de 
tratamento de esgotos. 
Na estação de tratamento o processo biológico instaurado é responsável pelo tratamento 
do esgoto (tratamento biológico de esgotos) se assemelhando de certa forma aos processos 
biologicos naturais que ocorrem num corpo dágua após o lançamento do esgoto 
A DBO – Demanda Bioquímica de Oxigênio é a medida da quantidade de oxigênio 
necessária para estabilizar uma determinada quantidade de matéria orgânica 
biodegradável. 
Isto significa que a DBO é um indicador e não um elemento ou substância. 
A DQO – Demanda Química de Oxigênio, mede a quantidade de oxigênio necessária para 
estabilizar determinada quantidade de matéria orgânica pela oxidação química, através de 
um forte produto oxidante como o permanganato de potássio. 
Esta reação oxida não só a fração biodegradável, superestimando a demanda de oxigênio 
necessária à depuração biológica do despejo. 
Os sistemas de tratamento que serão estudados são descritos a seguir: 
 Esse tratamento destina-se principalmente à remoção de sólidos grosseiros e areia. 
1. PRIMARIO 
1.1. TRATAMENTO PRELIMINAR 
Os mecanismos utilizados por esse tratamento são de ordem física, com peneiramento e 
sedimentação. 
Além disso é comum a instalação de medidor de vazão também na entrada do sistema. 
A composição mais comum para o tratamento é uma grade para retenção dos sólidos 
grosseiros, depois tem um desarenador seguido por um medidor de vazão. 
A principal função do tratamento preliminar é a proteção dos dispositivos subseqüentes, 
sejamtubulações, bombas, etc. 
O tratamento primário destina-se à remoção de sólidos em suspensão sedimentáveis e 
sólidos flutuantes. 
1.1. TRATAMENTO PRIMARIO 
Os esgotos após passarem pelo tratamento preliminar ainda contêm sólidos em 
suspensão não grosseiros, que podem ser removidos em unidades de decantação. 
Uma parte significativa desses sólidos em suspensão é compreendida pela matéria orgânica 
em suspensão. 
Assim, a sua remoção por processos simples como a sedimentação implica na redução da 
carga de DBO dirigida ao tratamento secundário, onde a sua remoção é de certa forma 
mais custosa. 
As fossas sépticas são também uma forma de tratamento a nível primário mas como 
poderá ser observado não será aplicado em todos os processos de tratamento devido a 
particularidade de cada tipo de tratamento. 
 São lagoas para tratamento de esgotos, é de grande facilidade construtiva já que se baseia 
na movimentação de terra e preparação de taludes, levando-se em consideração uma boa 
compactação deste solo e se necessário a impermeabilização destas lagoas. 
2. SECUNDARIO 
2.1. LAGOAS DE ESTABILIZAÇÃO E VARIANTES 
2.1.1. LAGOA FACULTATIVA 
Dentre as lagoas este é o processo mais simples dependendo exclusivamente de 
fenômenos naturais. 
Neste tratamento a hidráulica é muito importante pois o esgoto entra por uma 
extremidade e sai pela outra, sendo necessário um controle deste tempo de 
autodepuração para que neste período os agentes biológicos se encarregam de estabilizar 
a matéria orgânica. 
Uma ressalva, entretanto, é que devido ao tempo de tratamento ser da ordem de 20 dias 
dentro da lagoa, esta requer um espaço considerável para sua construção. 
A DBO solúvel e finamente particulada é estabilizada por bactérias dispersas no meio 
líquido, ao passo que a DBO suspensa tende a se sedimentar, sendo estabilizada 
anaerobiamente por bactérias no fundo da lagoa. 
O oxigênio requerido pelas bactérias aeróbias é fornecido pelas algas, através da 
fotossíntese. 
De outra forma a decomposição da matéria se dá através de bactérias facultativas (daí o 
nome do tipo de lagoa) que têm a capacidade de sobreviver tanto na presença quanto na 
ausência de oxigênio sendo estas bactérias facultativas responsáveis pelo sucesso do 
tratamento na fase anaeróbia. 
Essas bactérias utilizam a própria matéria como fonte de energia. 
Há entre as bactérias e as algas uma “troca”, a bactéria consome oxigênio e produz gás 
carbônico e a alga produz oxigênio e consome gás carbônico, portanto, completando um 
ciclo de tratamento de esgotos através de lagoas facultativas. 
Esse sistema também conhecido como sistema australiano tem como característica a 
existência de duas lagoas que apresentam sistemas biológicos de tratamento distintos. 
2.1.2. SISTEMAS DE LAGOAS DE ANAERÓBIAS-LAGOAS FACULTATIVAS 
Na primeira lagoa de menor dimensão predomina o sistema anaeróbio fazendo assim um 
tratamento parcial que alivia sobremaneira o tratamento da segunda lagoa que é uma 
lagoa facultativa. 
O sistema mencionado pode reduzir para cerca de 1/3 a área requerida pelo sistema 
tradicional de lagoas facultativas, entretanto a existência de uma etapa anaeróbia pode 
ocasionar a liberação de gás sulfídrico, responsável pelos odores fétidos, provocando mau 
cheiro. 
É um sistema simples que não requer mão-de-obra especializada sendo esta de simples 
execução. 
Esse sistema é uma solução no caso de se querer ter um sistema totalmente aeróbio. 
2.1.3. LAGOA AERADA FACULTATIVA 
Nele há introdução de aeradores que são suficientes para injetar oxigênio (através do 
turbilhamento) em maior quantidade, se comparado ao processo biológico tradicional, 
entretanto não é suficiente para fazer com que os sólidos em suspensão da matéria 
orgânica fique na massa líquida ocasionando assim, o tratamento do sólido no fundo da 
lagoa, daí o nome facultativo. 
A introdução desse tipo de equipamentose justifica na medida em que a aeração 
provocada permite que o tempo de detenção do esgoto para o tratamento seja em torno 
de 5 a 10 dias, no tratamento por lagoas facultativas este tempo é da ordem de 20 dias, 
requisitando uma área bem menor para a instalação do tratamento. 
Esse tipo de lagoa, devido a mecanização, é menos simples de operar e fazer 
manutenção, além do custo com energia elétrica. 
Uma forma de se reduzir ainda mais o volume da lagoa aerada é de se aumentar o nível de 
aeração, fazendo com que haja uma turbulência grande o suficiente para que todo o sólido 
fique em suspensão no meio líquido. 
2.1.4. SISTEMA DE LAGOAS AERADAS DE MISTURA COMPLETA – LAGOAS DE 
DECANTAÇÃO 
A denominação mistura completa vem do fato de toda matéria orgânica além das 
bactérias ficarem no meio líquido propiciando uma maior concentração das bactérias, 
aumentando o contato bactérias-matéria orgânica. 
Devido a esse fato e eficiência no tratamento é aumentada permitindo que o volume da 
lagoa aerada seja bastante reduzido. 
O tempo de detenção na lagoa aerada fica bastante reduzido, em torno de 2 a 4 dias. 
Apesar da elevada eficiência no tratamento um novo problema passou a ser criado. 
A biomassa permanece em suspensão e sai juntamente com o efluente para o corpo 
receptor. 
Ainda que tratada, a biomassa é matéria orgânica, ocasionando no corpo receptor uma 
demanda por oxigênio, degradando a qualidade das águas. 
Para que este fato não ocorra é introduzido a este sistema uma lagoa de decantação onde 
esta biomassa com o tempo possa decantar no fundo da lagoa onde são acumulados e 
removidos depois de alguns anos de utilização da lagoa. 
A área requerida por este sistema é a menor dentre os sistemas de lagoas, os requisitos de 
energia são similares aos demais sistemas de lagoas aeradas, um dos problemas 
encontrados neste sistema é a remoção do lodo que é trabalhosa e cara e deve ocorrer no 
período de 2 a 5 anos. 
O sistema de lodos ativados consiste em se fazer retornar ao tanque de aeração parte da 
matéria orgânica que será decantada no decantador secundário, fazendo assim com que 
haja também uma circulação das bactérias aumentando a concentração destas no tanque 
de aeração. 
 
 
2.2. SISTEMAS DE LODOS ATIVADOS E VARIANTES 
2.2.1. LODOS ATIVADOS CONVENCIONAL 
As unidades essenciais nesse sistema são: 
- o tanque de aeração, 
- tanque de decantação (decantador secundário), 
- elevatória de recirculação de lodo. 
A concentração de sólidos em suspensão no tanque de aeração é mais de 10 vezes superior 
à de uma lagoa aerada de mistura completa. 
Com um baixo tempo de detenção esse sistema requer uma área bem pequena para a 
implantação, o tempo de detenção é da ordem de 6 a 8M horas. 
Com a recirculação, entretanto, os sólidos permanecem por mais tempo, na ordem de 4 a 
10 dias. 
Esse tempo dos sólidos no sistema garante ao lodo ativado a elevada eficiência. 
Para se economizar em termos de energia para aeração, parte da matéria orgânica é 
retirada dos esgotos antes do tanque de aeração através do decantador primário. 
Devido a alta recirculação dos sólidos com o aumento das bactérias, é necessário a 
presença de mecanismos de controle para fazer com que o sistema fique em equilíbrio, já 
que o aumento descontrolado das bactérias ocasionaria uma demanda excessiva por 
oxigênio fazendo com que o sistema não tratasse satisfatoriamente os sólidos. 
Esse sistema de controle pode ser a retirada do lodo biológico que pode ser extraída 
diretamente do reator o da linha de recirculação. 
O sistema de lodos ativados convencional ocupa áreas bem inferiores às do sistema de 
lagoas, no entanto o fluxograma do sistema é bastante complicado exigindo mão-de-obra 
especializada para a sua operação, e os gastos com energia elétrica são um pouco 
superiores aos de lagoas aeradas 
No sistema de lodos ativados convencional o lodo permanece no sistema de 4 a 6 dias, 
com esse período a biomassa retirada no lodo excedente requer ainda uma etapa de 
estabilização no tratamento do lodo, por conter um elevado teor de matéria orgânica na 
composição de suas células. 
 
 
2.2.2. AERAÇÃO PROLONGADA 
Caso a biomassa permaneça no sistema mais tempo, na ordem de 20 a 30 dias (daí o 
nome aeração prolongada), recebendo a mesma carga de DBO do esgoto bruto, haverá 
uma menor disponibilidade de alimento para as bactérias. 
Para que a biomassa permaneça mais tempo no sistema é necessário que o aerador seja 
maior. 
Portanto há menos matéria orgânica por unidade de volume do tanque de aeração. 
As bactérias para sobreviver passam a utilizar nos seus processos metabólicos a própria 
matéria orgânica componente das suas células. 
Essa matéria orgânica é convertida em gás carbônico e água através da respiração, isto 
corresponde a uma estabilização da biomassa ocorrendo no próprio tanque de aeração. 
Com isso não se utiliza o decantador primário simplificando assim, o fluxograma. 
O preço a ser pago na adoção deste sistema é o aumento com energia para a aeração, já 
que o lodo é estabilizado aerobiamente no aerador. 
Por causa do tipo de processo adotado, este é o tratamento mais eficiente na remoção de 
DBO. 
O princípio do processo de lodos ativados com operação intermitente consiste na 
incorporação de todas as unidades constituintes e operações do sistema convencional de 
lodos ativados, quais sejam, decantação primária, oxidação biológica e decantação 
secundária, em um único tanque. 
 
 
2.2.3. FLUXO INTERMITENTE (BATELADA) 
Utilizando um tanque único, esses processos e operações passam a ser simplesmente 
seqüências no tempo, e não unidades separadas como ocorrem nos processos 
convencionais de fluxo contínuos. 
O processo de lodos ativados com fluxo intermitente pode ser utilizado também na 
modalidade de aeração prolongada, quando o tanque único passa a incorporar também a 
unidade de digestão do lodo. 
O processo consiste em 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), reação (aeração/mistura da massa líquida contida no reator), sedimentação 
(sedimentação e separação dos sólidos em suspensão o esgoto tratado), esvaziamento 
(retirada do esgoto tratado do reator), repouso (ajuste de ciclos e remoção do lodo 
excedente). 
A duração usual de cada ciclo pode ser alterada de acordo com as características do 
tratamento e afluente. 
O fluxograma do processo é grandemente simplificado, devido à eliminação de diversas 
unidades, se comparado ao sistema de lodo ativado de fluxo contínuo. 
Fluxo intermitente (batelada) 
O processo tem um conceito bem diferente dos processos anteriores. 
 
 
2.3. SISTEMAS AERÓBIOS COM BIOFILMES 
2.3.1. FILTROS BIOLÓGICOS DE BAIXA CARGA 
Ao invés da biomassa crescer dispersa em um tanque ou lagoa, ela cresce aderida a um 
meio suporte. 
Um filtro biológico consiste, basicamente em um leito de material grosseiro, tal como 
pedras, ripas ou material plástico, sobre a qual os esgotos são aspergidos. 
Após aplicação os esgotos percolam em direção aos drenos de fundo. 
Essa percolação permite o crescimento bacteriano na superfície da pedra ou do material 
sintético (material não muito utilizável devido ao alto custo material), promovendo o 
contato entre os microorganismos e o material orgânico. 
Os filtros biológicos são sistemas aeróbios, pois o ar circula nos espaços vazios entre as 
pedras, fornecendo oxigênio para a respiração dos microorganismos. 
A funçãodo meio é de oferecer suporte para a formação da película microbiana, a 
medida que a biomassa cresce na superfície o espaço vazio tende a diminuir, fazendo 
com que a velocidade de escoamento nos poros aumente. 
Ao atingir um valor determinado, esta velocidade causa uma tensão de cisalhamento, que 
desaloja parte do material aderido, essa é uma forma natural de controle da população 
microbiana no meio. 
O lodo desalojado deve ser removido nos decantadores secundários, de forma a diminuir o 
nível de sólidos em suspensão no efluente final. 
Nos sistemas de filtros biológicos de baixa carga, a quantidade de DBO aplicada é menor. 
Com isso, a disponibilidade de alimentos é menor, o que resulta numa estabilização parcial 
do lodo (autoconsumo de matéria orgânica celular) e numa maior eficiência do sistema na 
remoção da DBO. 
O sistema de baixa carga é simples conceitualmente, embora a eficiência comparável à do 
sistema de lodos ativados convencional, a operação é mais simples, porém menos flexível. 
Os filtros biológicos de alta carga são conceitualmente similares aos de baixa carga. 
 
 
2.3.2. FILTROS BIOLÓGICOS DE ALTA CARGA 
No entanto, por receberem uma maior carga de DBO por unidade de volume de leito, o 
requisito de área é menor. 
Uma outra diferença diz respeito à existência de recirculação do efluente. 
Essa é feita com os objetivos de: manter a vazão constante durante todo o período, 
equilibrar a carga afluente e possibilitar uma nova chance de contato matéria-efluente. 
Outra forma de se melhorar a eficiência dos filtros biológicos, ou de se tratar esgotos mais 
concentrados em matérias orgânicos, é através da utilização de dois filtros em série, 
denominado como um sistema de filtros biológicos de dois estágios. 
Há várias possíveis configurações, com diferentes formas de recirculação do efluente. 
Neste tipo de tratamento o material utilizado no filtro é muito importante, o material mais 
utilizado ainda é a brita, porém esta apresenta inconvenientes (limitação de espaços 
vazios, restringindo a circulação de oxigênio disponível para os microorganismos), 
materiais sintéticos no entanto representam boa solução para o problema pois 
apresentam maior área de contato (aproximadamente o dobro das pedras típicas), além 
de aumentarem significativamente os espaços vazios para a recirculação de ar e serem 
cerca de 30 vezes mais leves que a brita. 
Isto proporciona a elaboração de filtros com o dobro da altura dos filtros convencionais com 
britas. 
O processo de biodiscos é fisicamente diferente dos outros processos, ele consiste de uma 
série de discos espaçados, montados num eixo horizontal. 
 
 
2.3.3. BIODISCOS 
Os discos giram devagar, e mantêm, em cada instante, cerca de metade da área superficial 
imersa no esgoto, e o restante exposto ao ar. 
Os discos têm usualmente cerca de 3,6 m diâmetro, sendo constituído de plástico de baixo 
peso. 
O processo de tratamento está em que os microorganismos dos esgotos começam a 
aderir aos biodiscos, e ali crescem até que toda superfície dos biosdiscos estejam cobertas 
por uma fina camada biológica. 
Com o giro do disco é permitida a absorção de oxigênio que é locado com os esgotos 
parcialmente tratados. 
Quando a camada biológica atinge determinada espessura ela se desgarra dos discos mas 
se mantêm em suspensão devido a rotatividade do discos, aumentando a eficiência dos 
sistemas. 
Os sistemas de biodiscos são utilizados principalmente para o tratamento dos esgotos de 
pequenas comunidades. 
O nível operacional é moderado, e os custos de implantação ainda são elevados. 
O sistema de fossas seguidas de filtros anaeróbios tem sido amplamente utilizado em 
nosso meio rural e em comunidades de pequeno porte. 
 
 
2.4. TRATAMENTO ANAERÓBIO 
2.4.1. SISTEMA FOSSA SÉPTICA - FILTRO ANAERÓBIO 
A fossa séptica, usualmente do tipo tanque Imhoff, remove a maior parte dos sólidos em 
suspensão, os quais sedimentam e sofrem o processo de digestão anaeróbia no fundo do 
tanque. 
A matéria orgânica efluente da fossa séptica se dirige ao filtro anaeróbio, onde ocorre a 
sua remoção, também em condições anaeróbias. 
O filtro anaeróbio apresenta alguma igualdade conceitual com os filtros biológicos 
aeróbios: 
 em ambos os casos, a biomassa cresce aderida a um meio suporte (pedras). 
No entanto, o filtro anaeróbio apresenta algumas importantes diferenças: 
- entrada do afluente na parte inferior do filtro, 
- o filtro trabalha submerso, 
- a carga de DBO aplicada por unidade de volume é bastante elevada, o que garante as 
condições anaeróbias e repercute na redução de volume do reator, 
- a unidade é fechada. 
A eficiência é usualmente inferior à dos processos aeróbios. 
A produção de lodo é bem baixa e este já sai estabilizado. 
Por ser anaeróbio, corre-se sempre o risco de maus odores que podem ser bastante 
reduzidos por uma boa fase de projetos. 
Os reatores anaeróbios de manta de lodo são também conhecidos como reatores 
anaeróbicos de fluxo ascendente (RAFA ou UASB). 
 
 
2.4.2. REATOR ANAERÓBIO DE MANTA DE LODO 
Nesses reatores a biomassa cresce dispersa no meio líquido, mas com a alta concentração 
desta biomassa no meio há tendência de se aglutinarem formando pequenos grânulos, 
que serviram de suporte para o crescimento de bactérias. 
Devido há grande concentração, a área do reator pode ser bem pequena 
O fluxo do líquido é ascendente, como resultados da atividade anaeróbia são formados 
gases (principalmente metano e gás carbônico), as bolhas apresentam também uma 
tendência ascendente. 
De forma a reter biomassa no sistema, impedindo com que ela saia com o efluente, a parte 
superior dos reatores de manta de lodo apresentam uma estrutura que possibilita as 
funções de separação e acúmulo de gás e de separação e retorno dos sólidos (biomassa). 
O gás é recolhido na parte superior para reaproveitamento ou queima. 
Os sólidos sedimentam na parte superior desta estrutura cônica ou piramidal escorrendo 
pelas suas paredes, até retornarem ao corpo do reator. 
A produção de lodo é bem baixa e o lodo já sai estabilizado 
Como em todo processo anaeróbio há sempre o risco da liberação de maus odores, que 
podem ser minimizados por um bom projeto. 
Na irrigação lenta, os esgotos são aplicados no solo para fornecer a água e os nutrientes 
necessários para aumentar o crescimento das plantas. 
2.5. DISPOSIÇÃO DE EFLUENTES NO SOLO 
2.5.1. INFILTRAÇÃO LENTA (IRRIGAÇÃO) 
Algum líquido pode ser perdido por evaporação ou percolado além do alcance das raízes 
das plantas, mas a maior parte é incorporada ao tecido vegetal ou transpirado para a 
atmosfera, os tipos comuns de infiltração lenta são: aspersão, alagamento, crista e vala. 
Este é o sistema que requer a maior área superficial por unidade de esgoto tratado. 
Na infiltração rápida, os esgotos são dispostos em bacias construídas em terra, rasas e sem 
revestimento, o líquido passa através do fundo poroso e percola em direção à água 
subterrânea, a aplicação é feita de forma intermitente, para permitir um período de 
descanso para o solo. 
2.5.2. INFILTRAÇÃO RÁPIDA 
Neste período, o solo seca e restabelece as condições aeróbias. 
Devido a taxas de aplicação serem mais elevadas, as perdas por evaporação são pequenas, 
e a maior parte do líquido percola pelo solo, sofrendo assim o tratamento. 
Nos sistemas de infiltração subsuperficial, o esgoto pré-tratado é aplicado abaixo do nível 
do solo. 
2.5.3. INFILTRAÇÃO SUBSUPERFICIAL 
Os locais de infiltração são preparados em escavações enterradas, preenchidas com um 
meio poroso. 
O meio de enchimento mantém a estrutura da escavação, permite o livre fluxo dos esgotos 
e proporcionem o armazenamento dos mesmos durante vazões de pico.O esgoto penetra no solo, onde ocorre o tratamento complementar. 
Ao final, os esgotos tratados juntam-se à água subterrânea local, fluindo com a mesma. 
Os tipos de infiltração variam conforme o nível da superfície de aplicação: 
- superfície abaixo do nível do terreno (sistema convencional), 
- superfície acima do nível do terreno encobertas por uma elevação (sistema de elevação 
artificial). 
Geralmente este sistema é ligado a um sistema primário de fossas sépticas. 
Os esgotos são distribuídos ao longo de uma faixa superior de terrenos com uma certa 
declividade, através do qual escoam, até serem coletados por valas na parte inferior. 
2.5.4. APLICAÇÃO COM ESCOAMENTO ARTIFICIAL 
Os terrenos utilizados possuem normalmente uma baixa permeabilidade. 
A percolação pelo solo é, portanto, baixa, com a maior parte do líquido escoando 
superficialmente. 
Parte do líquido é também perdida por evapotranspiração. 
A aplicação dos esgotos é intermitente. 
Os tipos de aplicação são: 
- aspersores de alta pressão, 
- aspersores de baixa pressão, 
- tubulações ou 
- canais de distribuição com abertura intervalada. 
TRATAMENTO DE ESGOTOS SANITÁRIOS 
1. TRATAMENTO PRELIMINAR DE ESGOTOS 
1.1. GRADEAMENTO 
Os dispositivos de remoção de sólidos grosseiros (grades) são constituídos de barras 
de ferro ou aço paralelas, posicionadas transversalmente no canal de chegada dos 
esgotos na estação de tratamento, perpendiculares ou inclinadas, dependendo do 
dispositivo de remoção do material retido. 
1.1.1. Classificação das Grades 
As grades podem ser classificadas de acordo com o espaçamento entre as barras 
Tipo Espaçamento (cm) 
grade grosseira 4 - 10 
grade media 2 - 4 
grade fina 1 - 2 
É conveniente quando se tem a necessidade de recalque dos esgotos para a estação de 
tratamento, que o tratamento preliminar seja posicionado à montante da estação 
elevatória, visando a proteção dos rotores das bombas de corrosão por abrasão. 
1.1.2. Dimensões das Barras e Inclinações das Grades 
As barras das grades são construídas pelos fabricantes segundo dimensões 
padronizadas, sendo que; 
- a menor dimensão da secção, que é posicionada frontalmente ao escoamento, 
varia em média de 5 a 10 mm e 
- A maior dimensão, paralela ao escoamento, varia entre 3,5 e 6,5 cm, 
aproximadamente. 
As grades com dispositivo de remoção mecanizada de material retido são 
implantadas com inclinações que variam de 70 a 90º. 
 
As grades com dispositivo de remoção manual possuem inclinações variando 
geralmente na faixa de 45 a 60o (ângulo formado pela grade e o fundo do canal a 
jusante. 
O projeto de Norma Brasileira PNB - 570 impõe que para vazões de 
dimensionamento superiores a 250 l/s as grades deverão possuir dispositivo de 
remoção mecanizada do material retido. 
1.1.3. Dispositivos de Remoção 
Nas estações de grande porte, as grades devem possuir dispositivo mecanizado de 
remoção do material retido, que é constituído de um rastelo mecânico tipo pente 
cujos dentes se entrepõem nos espaços entre barras da grade. 
O rastelo é acionado por um sistema de correntes sendo que a remoção se dá no 
sentido ascendente e na parte superior o material é depositado sobre esteira rolante 
que o descarrega em caçamba. 
Nas grades manuais, o operador remove o material retido através de ancinho, 
quando a secção obstruída atinge cerca de 50% do total. 
O material removido é depositado em tambores ou caçambas possuindo orifícios no 
fundo para o escoamento da água. 
Quantidade de material retido nas grades 
Espaçamento (cm) 2,0 2,5 3,0 4,0 
Quantidade (l/m3) 0,038 0,023 0,012 0,009 
1.1.4. Dimensionamento das Grades 
As grades são projetadas para que ocorra uma velocidade de passagem entre 0,6 e 
1,0 m/s, tomando-se por referência a velocidade máxima horária de esgotos 
sanitários. 
A obstrução máxima admitida é de 50% da área da grade, devendo-se adotar como 
perdas de cargas mínimas os valores de: 
- 0,15 m para grades de limpeza manual e 
- 0,10 m para grades de limpeza mecanizada. 
Para o cálculo da perda de carga nas grades, pode-se utilizar a fórmula de Metcalf & 
Eddy: 
 
ΔH = 1,43 . (v2 – vo
2) /2g , 
 
onde: 
v - velocidade de passagem pela grade 
vo - velocidade de aproximação. 
A relação entre a área da secção transversal do canal e a área útil da grade é dada 
por: 
S = Au. (a + t) /a 
onde: S = área da secção transversal do canal, até o nível de água. 
Au = área útil da grade. 
a = espaçamento entre as barras. 
t = espessura das barras. 
A relação a / (a + t) é chamada de eficiência (E) da grade e representa a fração de 
espaços vazios em relação à área total. 
Além das grades anteriormente descritas, as grades de barras curvas, as peneiras 
estáticas e as peneiras rotativas podem também serem usadas para a remoção de 
sólidos grosseiros dos esgotos sanitários. 
As peneiras estáticas são bastante utilizadas no pré condicionamento de esgotos antes do 
lançamento em emissários submarinos e também no tratamento de efluentes de 
matadouros e frigoríficos, dentre outras aplicações. 
As peneiras rotativas também são bastante utilizadas no tratamento de efluentes líquidos 
industriais. 
Para a observação de detalhes a respeito do projeto e construção dos sistemas de 
gradeamento, recomenda-se consultar a NB - 569 e a NB – 570 da ABNT. 
2. DESARENAÇÃO (CAIXAS DE RETENÇÃO DE AREIA) 
2.1. Características do Material Removido 
A "areia" que infiltra no sistema de esgotos sanitários e que danifica 
equipamentos eletromecânicos é constituída de partículas com diâmetro de 0,2 a 
0,4 mm e massa específica ρ = 2,54 ton/m3. 
Estas partículas sedimentam-se individualmente nas caixas com velocidade média 
de 2 cm/s. 
2.2. Dispositivos de Remoção de Areia 
De acordo com a NB-570, as caixas de areia de sistemas com remoção manual, 
devem-se ser projetados dois canais desarenadores paralelos, utilizando-se um 
deles enquanto que o outro sofre remoção de areia. 
Na remoção mecanizada utilizam-se bandejas de aço removidas por talha e 
carretilha, raspadores, sistemas de air- lift, parafusos sem fim, bombas, etc. 
A "areia" retida deve ser encaminhada para aterro ou ser lavada para outras 
finalidades. 
Para redes de esgotos novas e não imersas no lençol freático a quantidade de areia 
retida é estimada em 30 litros por 1000 m3 de esgotos. 
Para situações desfavoráveis recomenda-se adotar 40L/1000m3. 
2.3. Características Operacionais 
As caixas de areia são projetadas para uma velocidade média dos esgotos de 0,30 
m/s. 
Esta velocidade é mantida aproximadamente constante apesar das variações de 
vazão, através da instalação de uma calha Parshall a jusante. 
Velocidades baixas, notadamente as inferiores a 0,15 m/s provocam depósito de 
matéria orgânica na caixa, indicado pelo aumento da relação SSV/SST do material 
retido e que provoca exalação de maus odores devido à decomposição. 
Velocidades superiores a 0,40 m/s provocam arraste de areia e redução da 
quantidade retida. 
2.4. Dimensionamento 
O comprimento (L) da caixa de areia é determinado considerando-se a velocidade 
dos esgotos de 0,30 m/s e a velocidade de sedimentação da areia de 2 cm/s. 
Para que a partícula que passe sobre a caixa na linha de corrente mais alta atinja a 
câmara de estocagem de areia, é preciso que percorra “H” na vertical enquanto 
percorre “L” na horizontal: 
t1 = L/v1 
t = t1 = t2 
t2 = H/v2 
t = L/v1 = H/v2 => v1 = v2 x L/H 
para v1 = 0,3 m/s e v2 = 0,02 m/s => L = 15H 
Costuma-se introduzir um coeficiente de segurança de 1,5 devido ao efeito de turbulência 
e considerar-se L = 22,5.H ou L = 25 x H. 
A NB-570 recomenda que a taxa de escoamento superficial com base na vazão máxima 
resulte na faixade (700 a 1300) m3/m2.d. 
Controle da velocidade através de calha Parshall 
Para se manter a mesma velocidade na caixa de areia tipo canal com velocidade 
constante controlada por calha Parshall, para Qmín e Qmáx, tem-se: 
Q mín /Q máx = (H mín – Z)/ (H máx – Z) 
Fórmula da calha Parshall: 
Q = K.HN, 
onde: 
Q = vazão (m3/s) 
H = altura de água (m) 
Largura N K Capacidade (l/s) 
Nominal Min. Max. 
3" 1,547 0,176 0,85 53,8 
6" 1,580 0,381 1,52 110,4 
9" 1,530 0,535 2,55 251,9 
1" 1,522 0,690 3,11 455,6 
1/2" 1,538 1,054 4,25 696,2 
2" 1,550 1,426 11,89 936,7 
Valores de K e N 
EXEMPLO DO DIMENSIONAMENTO 
Ano População 
Atendida 
Qmin. 
(l/s) 
Qmed. (l/s) Qmax. (l/s) 
2000 45.000 41,67 83,33 150,00 
2010 54.200 50,19 100,38 180,00 
2020 68.350 63,29 126,58 227,83 
Dados 
a) Escolha da Calha Parshall: 
Para atender vazões de 41,67 l/s a 227,83 l/s a C. Parshall recomendada é a de LN = 9". 
Fórmula da Calha Parshall com LN = 9": 
Q = 0,535.H1,53 
Para Qmín. = 41,67 l/s ⇒ Hmín. = 0,189m 
Para Qmáx. = 227,83 l/s ⇒ Hmáx. = 0,572 m 
b) Cálculo do rebaixo “Z” à entrada da Calha Parshall: 
Q mín /Q máx = (H mín – Z)/ (H máx – Z) 
41,67 /227,83 = (0,189 – Z)/ (0,572 – Z) => Z = 0,1033 m 
c) Cálculo da grade 
Dados adotados: 
- barras de ferro 
- espessura (t) = 5 mm 
- espaçamento(a) = 15 mm 
c.1. Eficiência (E) 
E = a / (a + t) 
E = 15 / (15 + 5) => E = 0,75 
c.2. Área útil (A u) 
Adotando-se a velocidade de passagem v = 0,8m/s, tem-se: 
A u = Q máx / v 
A u = 0,22783m
3/s / 0,8m/s => A u = 0,285m
2 
c.3. Área da Secção do Canal (S) 
S = A u / E 
S = 0,285 / 0,75 => S = 0,38m2 
c.4. Largura do canal da grade (b) 
b = S / (Hmáx. – Z) 
b = 0,38 / (0,572. – 0,1033) => b = 0,81m 
c.5. Verificações para vazões intermediárias: 
Observa-se que para vazões intermediárias as velocidades não se alteram 
significativamente. 
c.6. Perda de Carga na Grade 
∆H = 1,43 (v2 – vo
2)/2g 
- Grade limpa: ∆H = 1,43 (0,82 – 0.62)/2x9.81 => ∆H = 0,02m 
- Grade 50% obstruída: ∆H = 1,43 ((2x0,8)2 – 0.62)/2x9.81 => ∆H = 0,16m 
Q H H - Z S Au V Vo 
(l/s) (m) (m) (m2) (m2) (m/s) (m/s) 
227,83 0,572 0,469 0,380 0,285 0,799 0,600 
180,67 0,492 0,389 0,315 0,236 0,765 0,574 
150,00 0,436 0,332 0,269 0,202 0,743 0,557 
63,29 0,248 0,145 0,117 0,088 0,721 0,541 
50,19 0,213 0,110 0,089 0,067 0,753 0,565 
41,67 0,189 0,085 0,069 0,052 0,804 0,603 
d) Cálculo da caixa de areia 
d.1) Cálculo da área da secção transversal (A) 
Adotando-se a velocidade sobre a caixa, v = 0,3 m/s, tem-se: 
A = 0,22783m3/s / 0,3 m/s => A = 0,7594 m2 
d.2.) Cálculo da largura (B): 
B = A / (Hmáx. – Z) 
B = 0,7594 / (0.572 – 0,1033) => B = 1.62 m 
d.3) Verificação: 
Para Q min. = 41,67 l/s => Hmin. = 0.189 m 
Hmin. – Z = 0.189 – 0.1033 = 0,0857 m 
A = Hmin. x B = 0,0857 x 1.62 = 0,1388 m2 
Portanto 
V = Q min. / A = 0,04167/ 0,1388 = 0,3m/s 
d.4) Cálculo do comprimento (L) 
L = 22,5 x (Hmin – Z) 
L = 22.5x(0.572 - 0,1033) => L = 10,55 m 
d.5) Taxa de escoamento superficial resultante: 
Q / As = 227,83x86.4/(10,55x1,62) = 11152 m
3 / m2.dia 
d.6) Cálculo do rebaixo da caixa de areia 
Para: 
- taxa de 30l/1000m3 
- vazão média de final de plano, Q = 126,58 l/s, 
tem-se o seguinte volume diário de areia retida na caixa: 
V = 0,03 l/m3 x 126,58 l/s x 86,4 = 328 l 
- altura diária de areia acumulada na caixa 
h = V/ L.B = 0,328/ 10,55x 1,62 = 0,02m 
Portanto, para um rebaixo de 20cm tem-se um intervalo de limpeza da caixa 
de aproximadamente 10 dias. 
DIMENSIONAR UM SISTEMA DE LAGOA ANAEROBIA + LAGOA FACULTATIVA 
População 20000 habitantes 
Vazão afluente 3000 m3/dia 
DBO afluente - So 350 mg/l 
Temperatura - T 23 oC 
Taxa de aplicação volumetrica Lv 0,1 kgDBO/m
3.dia 
Tempo de detenção 
Lagoas facultativas 
Lagoas anaerobias 3 dias < t < 6 dias 
15 dias < t < 45 dias 
Eficiencia de remoção de DBO - E = 50 % 
Taxa de acumulo de lodo 0,01 m3/hab.ano 
Taxa de aplicação superficial - Ls = 160 kgDBO5/hab.dia 
1. CALCULO DA CARGA AFLUENTE DE DBO5 
carga - Lo= concentração x vazão 
Lo = 1050 kg/dia 
2. DIMENSIONAMENTO DA LAGOA ANAEROBIA 
2.1. Calculo do volume requerido 
Volume = Carga afluente/Taxa de aplicação volumetrica 
Volume = 10500 m3/dia 
2.2. Verificação do tempo de detenção 
t= V/Q 
t= 3,5 dias OK 
2.3. Determinação da area requerida 
Profundidade - H= 4,5 m adotada 
Area = Volume/Profundidade 
Area = 2333,33 m2 
Adotando 2 lagoas 
Area de cada lagoa = 1166,67 m2 
Dimensões adotada B = 34 m 
L= 34 m 
H= 4,5 m 
Area total de cada lagoa= 1156,00 m2 
2.4. Concentração de DBO efluente 
S = So x ( 1- E/100) 
S = 175 mg/l 
2.5. Acumulo de lodo na lagoa anaerobia 
Acumulação anual = População x Taxa de acumulo de lodo 
Acumulação anual = 200 m3/ano 
Espessura em um ano = Acumulação anual / Area das lagoas 
Espessura em uma ano = 0,09 m/ano 
Considerando 20 anos de operação 
Espessura operação = 171 cm 1,71 m 
O lodo possivelmente deverá ser removido neste horizonte de 20 anos, o que 
coincide com aproximadamente com o horizonte do projeto. 
3. DIMENSIONAMENTO DA LAGOA FACULTATIVA 
L = (100-E)*Lo/100 
L= 525 kg/dia 
3.1. Carga afluente a lagoa facultativa 
3.2. Calculo da area requerida 
Area = Carga efluente / Taxa de aplicação superficial 
Area = 32813 m2 
3.3. Adoção de um valor para profundidade 
H = 2,00 m adotado 
3.4. Calculo do volume resultante 
V = Area requerida / profundidade adotada 
V = 65626 m3 
3.5. Calculo do tempo de detenção resultante 
t = Volume resultante / Vazão afluente 
t = 22,0 dias OK 
3.6. Adoção de um valor para coeficiente de remoção de DBO - K 
3.6.1. Regime de mistura completa a 20 oC 
K = 0,20 d-1 
3.6.2. Correção para a temperatura de 23 oC 
KT = K20x1,05
(T-20) 
KT = 0,23 d
-1 
3.7. Estimativa da DBO soluvel efluente 
S = So/(1+KT.t) 
S = 28,72 mg/l 
3.8. Estimativa da DBO particulada efluente 
DBO5 particulada = 35 mgDBO5/l 
Adotada 
3.9. DBO total efluente 
DBO total efluente = DBOsoluvel + DBOparticulada 
DBO total efluente = 63,72 mg/l 
3.10. Dimensões da lagoa 
Considerando: 
2 lagoas em paralelo 
Relação comprimento/largura em cada lagoa - L/B 2,5 
Teremos: 
Area de cada lagoa - A = 16500,00 m2 
Largura - B = 81,24 m 
Comprimento - L= 203,10 m 
Adotado 
Largura - B = 80 m 
Comprimento - L= 205 m 
Profundidade - H= 2,00 m 
Area total de cada lagoa= 16400 m2 
3.11. Eficiencia total do sistema 
E= (So - S))*100/So 
E= 81,79 % 
3.12. Area util total (lagoas anerobias + lagoas facultativas) 
Area util total = Area lagoa anaerobia + area lagoa facultativa 
Area util total = 35112 m2 
Adotando 30 % maior que area liquida 
Area total - Atotal = 45645,6 m2 
Area per capita = Atotal / População 
Area per capita = 2,3 m2/hab 
Area total - Atotal = 4.56 ha 
3.13. Arranjo do sistema