Lagoas de Estabilização Completo UFMG

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LAGOAS DE ESTABILIZALAGOAS DE ESTABILIZAÇÇÃOÃO
Marcos von SperlingMarcos von Sperling
Universidade Federal de Minas Gerais
TEMASTEMAS
• Visão geral
• Lagoas facultativas
• Lagoas anaeróbias
• Lagoas de maturação
• Lagoas de polimento
• Lagoas aeradas
• Aeração do efluente
• Remoção de nutrientes
Em todos os sistemas: conhecimento do processo para 
projeto e operação
LAGOAS DE ESTABILIZALAGOAS DE ESTABILIZAÇÇÃOÃO
Sem aeração
LAGOAS DE ESTABILIZALAGOAS DE ESTABILIZAÇÇÃOÃO
Facultativa
CE
LAGOAS DE ESTABILIZALAGOAS DE ESTABILIZAÇÇÃOÃO
Facultativa
ETE Parque Fluminense - CE
LAGOAS DE ESTABILIZALAGOAS DE ESTABILIZAÇÇÃOÃO
Anaeróbia - Facultativa
ETE Jales - SP (21 ha, 60 L/s, 2 sistemas)
LAGOAS DE ESTABILIZALAGOAS DE ESTABILIZAÇÇÃOÃO
Anaeróbia - Facultativa
ETE Brazlândia - DF (43.000 hab)
LAGOAS DE ESTABILIZALAGOAS DE ESTABILIZAÇÇÃOÃO
Anaeróbia
ETE Maracanaú - CE
LAGOAS DE ESTABILIZALAGOAS DE ESTABILIZAÇÇÃOÃO
Facultativa
ETE Maracanaú - CE - 1 LAn + 1 LF + 3 LM (100 ha)
LAGOAS DE ESTABILIZALAGOAS DE ESTABILIZAÇÇÃOÃO
Com aeração mecanizada
LAGOAS DE ESTABILIZALAGOAS DE ESTABILIZAÇÇÃOÃO
Lagoa aerada
ETE Sul da França
LAGOAS DE ESTABILIZALAGOAS DE ESTABILIZAÇÇÃOÃO
Lagoa aerada
ETE Tupamirim - CE
LAGOAS DE ESTABILIZALAGOAS DE ESTABILIZAÇÇÃOÃO
Lagoa aerada
ETE em Bangoc, tailândia, tratando água de rio poluído
LAGOAS DE ESTABILIZALAGOAS DE ESTABILIZAÇÇÃOÃO
Lagoa aerada
ETE Vale do Amanhecer - DF (15.000 hab): Reator UASB - lagoas aeradas
LAGOAS DE ESTABILIZALAGOAS DE ESTABILIZAÇÇÃOÃO
Lagoa aerada
Reator UASB
LAMC
LAF
ETE Recanto das Emas - DF (100.000 hab):
Reator UASB - lagoas aeradas de mistura completa - lagoa aeradas facultativas
LAGOAS DE ESTABILIZALAGOAS DE ESTABILIZAÇÇÃOÃO
Com lagoas de maturação
LAGOAS DE ESTABILIZALAGOAS DE ESTABILIZAÇÇÃOÃO
Facultativa + maturação
Nova Zelândia 
LAGOAS DE ESTABILIZALAGOAS DE ESTABILIZAÇÇÃOÃO
Com lagoas de maturação
Ceará
LAGOAS DE POLIMENTO / FACULTATIVASLAGOAS DE POLIMENTO / FACULTATIVAS
Pós-tratamento de efluentes anaeróbios
REATORES ANAERREATORES ANAERÓÓBIOSBIOS
Reator UASB
Amostragem
e retirada
do lodo
Reator de 
FC
Coifa
Saída biogás
Selo hídrico
LAGOAS DE POLIMENTOLAGOAS DE POLIMENTO
Comparação de sistemas com e sem reator UASB
REATOR UASB REATOR UASB -- LAGOA FACULTATIVALAGOA FACULTATIVA
LAGOA FACULTATIVAREATOR UASB
CORPO RECEPTOR
Itabira (7.000 hab)
REATOR UASB REATOR UASB -- LAGOA FACULTATIVALAGOA FACULTATIVA
Itabira (7.000 hab)
REATOR UASB REATOR UASB -- LAGOA FACULTATIVALAGOA FACULTATIVA
Juramento (1.500 hab)
REATOR UASB REATOR UASB -- LAGOA FACULTATIVALAGOA FACULTATIVA
Samambaia (180.000 hab)
Reator UASB -
Lagoa facultativa -
Lagoa de alta taxa -
Lagoa de maturação -
REATOR UASB REATOR UASB -- LAGOA DE POLIMENTO TIPO LAGOA DE POLIMENTO TIPO 
MATURAMATURAÇÇÃOÃO
ETE Experimental UFMG/COPASA - 250 hab
LAGOAS DE ESTABILIZALAGOAS DE ESTABILIZAÇÇÃOÃO
Comparação entre as variantes
Item específico Sistema de lagoas
Facultativa Anaeróbia -
facultativa
Aerada
facultativa
Aerada de
mistura completa
- decantação
DBO (%) 75 - 85 75 - 85 75 - 85 75 – 85
DQO (%) 65 - 80 65 - 80 65 - 80 65 – 80
SS (%) 70 - 80 70 - 80 70 - 80 80 - 87
Amônia (%) < 50 < 50 < 30 < 30
Nitrogênio (%) < 60 < 60 < 30 < 30
Fósforo (%) < 35 < 35 < 35 < 35
Coliformes (%) 90 - 99 90 - 99 90 - 99 90 – 99
Á 2
Eficiência de remoção
LAGOAS DE ESTABILIZALAGOAS DE ESTABILIZAÇÇÃOÃO
Comparação entre as variantes
Remoção de organismos patogênicos
Eficiência típica de remoção (% ou unidades log removidas) (*)Parâmetro
Lagoa
facultativa
Lagoas
anaeróbia –
facultativa
Lagoas
facultativa –
maturação
Lagoas
anaeróbia –
facultativa -
maturação
Reator UASB –
lagoa de
polimento
Coliformes 1 – 2 log 1 – 2 log 3 – 6 log 3 – 6 log 3 – 6 log
Bactérias patogênicas 1 – 2 log 1 – 2 log 3 – 6 log 3 – 6 log 3 – 6 log
Vírus ≤ 1 log ≈ 1 log 2- 4 log 2- 4 log 2- 4 log
Cistos de protozoários ≈ 100% ≈ 100% 100% 100% 100%
Ovos de helmintos ≈ 100% ≈ 100% 100% 100% 100%
(*) 1 log = 90%; 2 log = 99%; 3 log = 99,9%; 6 log = 99,9999%
LAGOAS DE ESTABILIZALAGOAS DE ESTABILIZAÇÇÃOÃO
Parâmetros de projeto 
Parâmetro de projeto Lagoas
anaeróbias
Lagoas
facultativas
Lagoas
aeradas
facultativas
Lagoas
aeradas de
mistura
completa
Lagoas de
decantação
Lagoas de
maturação
Tempo de detenção t (d) 3 - 6 15 - 45 5 - 10 2 - 4 ≈ 2 (b)
Taxa de aplicação superficial LS (kgDBO5/ha.d) - 100 - 350 - - - -
Taxa de aplicação volumétrica LV (kgDBO5/m3.d) 0,10 - 0,35 - - - - -
Profundidade H (m) 3,0 - 5,0 1,5 – 2,0 2,5 - 4,0 2,5 - 4,0 3,0 - 4,0 0,8 – 1,2
Relação L/B (comprimento/largura) usual 1 a 3 2 a 4 2 a 4 1 a 2 - (c)
Coef. K rem. DBO (mist. completa) (20oC) (d-1) - 0,25 - 0,40 0,6 - 0,8 1,0 - 1,5 - -
Coef. temperatura θ (mist. completa) - 1,05 - 1,085 1,035 1,035 - -
Coef. K rem. DBO (fluxo disperso) (20oC)(d-1) - 0,13 - 0,17 - - - -
Coef. temperatura θ (fluxo disperso) - 1,035 - - - -
Número de dispersão d (L/B=1) - 0,4 - 1,3 - - - 0,4 - 1,1
Número de dispersão d (L/B=2 a 4) - 0,1 - 0,7 - - - 0,1 - 0,5
Número de dispersão d (L/B≥5) - 0,02 - 0,3 - - - 0,03 - 0,23
DBO particulada efluente (mgDBO5/mgSS) - 0,3 - 0,4 0,3 - 0,4 0,3 - 0,6 - -
Requisitos médios de O2 (kgO2/kgDBO5 remov) - - 0,8 - 1,2 1,1 - 1,4 - -
Densidade de potência (W/m3) - - < 2,0 ≥ 3,0 - -
Taxa de acúmulo de lodo (m3/hab.ano) 0,01 - 0,04 0,03 - 0,08 0,03 - 0,08 - (a) -
Coef. decaim. colif. Kb (mist. compl.) (20oC) (d-1) - 0,4 – 5,0 - - - 0,6–1,2 (d)
Coef. temperatura θ (mist. completa) - 1,07 - - - 1,07
Coef. decaim. colif. Kb (fluxo disp.) (20oC) (d-1) - 0,2 – 0,3 - - - 0,4 – 0,7
Coef. temperatura θ (fluxo disp.) - 1,07 - - - 1,07
LAGOAS FACULTATIVASLAGOAS FACULTATIVAS
LAGOAS FACULTATIVASLAGOAS FACULTATIVAS
Princípios de funcionamento
LAGOAS FACULTATIVASLAGOAS FACULTATIVAS
Princípios de funcionamento
bactérias --> respiração:
 · consumo de oxigênio
· produção de gás carbônico
algas --> fotossíntese:
· produção de oxigênio
· consumo de gás carbônico
• Fotossíntese:
CO2 + H2O + Energia → Matéria orgânica + O2
• Respiração:
Matéria orgânica + O2 → CO2 + H20 + Energia
LAGOAS FACULTATIVASLAGOAS FACULTATIVAS
Princípios de funcionamento
LAGOAS FACULTATIVASLAGOAS FACULTATIVAS
Princípios de funcionamento
LAGOAS FACULTATIVASLAGOAS FACULTATIVAS
Princípios de funcionamento
Sobrecarga orgânica
(bactérias oxidadoras de sulfeto)
Carga orgânica adequada
(cor verde)
LAGOAS FACULTATIVASLAGOAS FACULTATIVAS
Princípios de funcionamento
LAGOAS FACULTATIVASLAGOAS FACULTATIVAS
Estratificação e mistura
Temperatura Diurna (10 h) no Verão - Médias por Ponto e
Profundidade
21,3
21,4
21,5
21,6
21,7
21,8
21,9
22
22,1
22,2
22,3
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
Ponto da Lagoa
T
(o
C)
0,20 m
0,60 m
1,0 m
Temperatura Noturna (23 h) no Verão - Médias por Ponto e
Profundidade
20
21
22
23
24
25
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
Ponto da Lagoa
T
(o
C)
0,20 m
0,60 m
1,0 m
LAGOAS FACULTATIVASLAGOAS FACULTATIVAS
Equipamento para mistura
LAGOAS FACULTATIVASLAGOAS FACULTATIVAS
Relação entre a temperatura da água e do ar
CORRELAÇÕES ENTRE TEMPERATURA DO AR E DA ÁGUA
15,0
20,0
25,0
30,0
35,0
15,0 20,0 25,0 30,0 35,0
T ar (oC)
T
 
á
g
u
a
 
(
o
C
)
Bras il 1
Peru 1
Peru 2
Jordania
Bras il 2
Média
Média: Tágua = 12,7 + 0,54xTar
Temperatura do ar
(oC)
Temperatura do líquido média
(oC)
15
20
25
30
35
20,8
23,5
26,2
28,9
31,6
LAGOAS FACULTATIVASLAGOASFACULTATIVAS
Critérios de projeto
• Taxa de aplicação superficial
• Profundidade
• T empo de detenção
• Geometria (relação comprimento / largura)
LAGOAS FACULTATIVASLAGOAS FACULTATIVAS
Parâmetros de projeto
Taxa de aplicação superficial - Ls
Ls = carga DBO / área superficial Æ
Área superficial = carga DBO / Ls
• Regiões com inverno quente e elevada insolação: Ls = 240 a 350 kgDBO5/ha.d
• Regiões com inverno e insolação moderados: Ls = 120 a 240 kgDBO5/ha.d
• Regiões com inverno frio e baixa insolação: Ls = 100 a 180 kgDBO5/ha.d
LAGOAS FACULTATIVASLAGOAS FACULTATIVAS
Parâmetros de projeto
Taxa de aplicação superficial
Mara: Ls = 350 x (1,107 - 0,002.T) (T-25)
(T = temperatura média do ar no mês mais frio)
Taxa de aplicação superficial em função da 
temperatura
0
100
200
300
400
T (oC)
L
s
 
(
k
g
D
B
O
/
h
a
.
d
)
Ls 100 124 152 183 217 253 291 331 350 350 350
10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30
LAGOAS FACULTATIVASLAGOAS FACULTATIVAS
Fatores climáticos no Brasil
LAGOAS FACULTATIVASLAGOAS FACULTATIVAS
Taxa de aplicação superficial
Mara: Ls = 350 x (1,107 - 0,002.T) (T-25)
TEMPERATURAS MÉDIAS NO MÊS DE JULHO
E TAXAS DE APLICAÇÃO SUPERFICIAL
(segundo equação de Mara)
21 a 24 oC
270 a 330 kgDBO/ha.d
18 a 21 oC
220 a 270 kgDBO/ha.d
18 a 21 oC
220 a 270 kgDBO/ha.d
Fonte: INMET (médias de 1931 a 1990)
12 a 15 oC
120 a 170 kgDBO/ha.d
12 a 15 oC
120 a 170 kgDBO/ha.d
9 a 12 oC
90 a 120 kgDBO/ha.d
15 a 18 oC
170 a 220 kgDBO/ha.d
LAGOAS FACULTATIVASLAGOAS FACULTATIVAS
Fatores climáticos no Brasil
LAGOAS FACULTATIVASLAGOAS FACULTATIVAS
Fatores climáticos no Brasil
LAGOAS FACULTATIVASLAGOAS FACULTATIVAS
Fatores climáticos no Brasil
LAGOAS FACULTATIVASLAGOAS FACULTATIVAS
Fatores climáticos no Brasil
LAGOAS FACULTATIVASLAGOAS FACULTATIVAS
Parâmetros de projeto
Profundidade: H = 1,5 m a 2,0 m
Tempo de detenção hidráulica resultante: t = 15 a 45 d
t = V/Q
LAGOAS FACULTATIVASLAGOAS FACULTATIVAS
Parâmetros de projeto
Balanço hídrico
Qmédia = (Qafl – Qefl)/2
Qefl = Qafl + Qprecipitação – Qevaporação – Qinfiltração
 
Entrada
99%
1%
Afluente Precipitação
Saída
15%
30%
55%
Infiltração Evaporação Efluente
Exemplo de uma lagoa com alta infiltração, no semi-árido de MG
LAGOAS FACULTATIVASLAGOAS FACULTATIVAS
Parâmetros de projeto
Relação comprimento / largura: L/B = 2 a 4
• lagoas facultativas primárias: usualmente não são 
projetadas aproximando-se de reatores de fluxo em pistão 
(elevada relação comprimento/largura) com a introdução de 
chicanas
• lagoas facultativas secundárias: maior flexibilidade com 
relação à forma
• lagoas de maturação ou de polimento, após reatores UASB: 
após a remoção prévia de grande parte da matéria orgânica, há
menos preocupações com sobrecarga nos trechos iniciais, e as 
lagoas podem ser alongadas ou com chicanas
LAGOAS FACULTATIVASLAGOAS FACULTATIVAS
Forma da lagoa
Terra Roxa - SP
Serra Azul - SP
Discutir implicações destas formas
LAGOAS FACULTATIVASLAGOAS FACULTATIVAS
Forma da lagoa
Terra Roxa - SP
Franca - SP
LAGOAS FACULTATIVASLAGOAS FACULTATIVAS
DBO efluente
DBO total = DBO solúvel + DBO particulada
LAGOAS FACULTATIVASLAGOAS FACULTATIVAS
DBO efluente
DBO total = DBO solúvel + DBO particulada
DBO solúvel: função do tipo de reator
DBO particulada: função da quantidade de SS (algas) na lagoa
DBO
0
50
100
150
200
250
300
350
400
Bruto UASB L1 L2 L3 L4
C
o
n
c
 
(
m
g
/
L
)
DBOpart
DBOfilt
ETE Experimental Arrudas: reator UASB + 4 lagoas de polimento (250 hab)
LAGOAS FACULTATIVASLAGOAS FACULTATIVAS
Modelos hidráulicos de reatores
Fluxo em pistão Mistura completa
Células em série Fluxo disperso
LAGOAS FACULTATIVASLAGOAS FACULTATIVAS
Fluxo em pistão - reação de 1a ordem
LAGOAS FACULTATIVASLAGOAS FACULTATIVAS
Mistura completa - reação de 1a ordem
LAGOAS FACULTATIVASLAGOAS FACULTATIVAS
Concentração de DBO solúvel efluente
Fluxo em pistão Mistura completa
K.t+1
S
=S 0-K.t0eS=S
Células em série Fluxo disperso
n
0
)
n
tK+(1
S
=S
4K.t.d1a
ea)(1ea)(1
4ae.SS
a/2d2a/2d2
1/2d
0
+=
−−+
= −
LAGOAS FACULTATIVASLAGOAS FACULTATIVAS
Concentração de DBO solúvel efluente
Mistura completa:
•Lagoas primárias: K = 0,30 a 0,40 d-1
•Lagoas secundárias: K = 0,25 a 0,32 d-1
Correção para a temperatura: KT = K20. θ(T-20)
Coeficiente de temperatura: θ=1,05
LAGOAS FACULTATIVASLAGOAS FACULTATIVAS
Concentração de DBO solúvel efluente
LAGOAS FACULTATIVASLAGOAS FACULTATIVAS
Concentração de DBO solúvel efluente
Fluxo disperso:
K = 0,132.logLs - 0,146
Ls
(kgDBO5/ha.d)
120 140 160 180 200
K (d-1) (20oC) 0,128 0,137 0,145 0,152 0,158
Correção para a temperatura: KT = K20. θ(T-20)
Coeficiente de temperatura: θ=1,035
LAGOAS FACULTATIVASLAGOAS FACULTATIVAS
Número de dispersão
Fluxo disperso
Estimativa do número de dispersão
• Agunwamba et al (1992):
d
B H t
L B H
H
L
H
B
H B= + − − +0 102 3 2
4
0 410 0 981 1 385, .(
.( . ). .
. . .
) .( ).( ), ( , , . / )
υ
• Yanez (1993):
2)1,014x(L/B)0,254x(L/B0,261 
(L/B)d ++−=
• Von Sperling (1999):
(L/B)
1d =
L = comprimento da lagoa (m)
B = largura da lagoa (m)
H = profundidade da lagoa (m)
t = tempo de detenção (d)
ν = viscosidade cinemática da água (m2/d)
LAGOAS FACULTATIVASLAGOAS FACULTATIVAS
Concentração de DBO particulada efluente
1 mgSS/L = 0,3 a 0,4 mgDBO/L
1 mgSS/L = 1,0 a 2,0 mgDQO/L
Efluentes de lagoas: 60 a 100 mgSS/L (para projeto)
LAGOAS FACULTATIVASLAGOAS FACULTATIVAS
Polimento do efluente de lagoas
• filtros de areia intermitentes
• filtros de pedra
• micropeneiras
• lagoas com macrófitas flutuantes
• aplicação em solos com gramíneas
• banhados construídos
• processos de coagulação e clarificação
• flotação
• biofiltros aerados
LAGOAS FACULTATIVASLAGOAS FACULTATIVAS
Polimento do efluente de lagoas
Filtro grosseiro, de escória de alto-forno (Nova Zelândia)
LAGOAS FACULTATIVASLAGOAS FACULTATIVAS
Polimento do efluente de lagoas
Filtro grosseiro: uma lagoa 
com brita 3 e uma lagoa com 
pedra de mão (ETE 
Experimental UFMG-
COPASA)
LAGOAS FACULTATIVASLAGOAS FACULTATIVAS
Polimento do efluente de lagoas
Escoamento
superficial
Itabira
LAGOAS FACULTATIVASLAGOAS FACULTATIVAS
Polimento do efluente de lagoas
Terras úmidas construídas (Nova Zelândia)
LAGOAS FACULTATIVASLAGOAS FACULTATIVAS
Polimento do efluente de lagoas
Terras úmidas construídas (Nova Zelândia)
LAGOAS FACULTATIVASLAGOAS FACULTATIVAS
Polimento do efluente de lagoas
Macrófitas flutuantes (lentilhas d´água)
ETE Experimental Arrudas
LAGOAS FACULTATIVASLAGOAS FACULTATIVAS
Polimento do efluente de lagoas
Desinfecção por UV (Nova Zelândia)
LAGOAS FACULTATIVASLAGOAS FACULTATIVAS
Acúmulo de lodo
0,03 a 0,08 m3/hab.ano
2 a 3 cm por ano
• possível operação sem remoção de lodo durante 
todo o horizonte de projeto
• areia: pouca quantidade, caso haja boa 
desarenação; acúmulo próximo à entrada; 
necessidade de desarenação
GERENCIAMENTO DO LODOGERENCIAMENTO DO LODO
Acúmulo excessivo de lodo / areia
LAGOAS PRIMLAGOAS PRIMÁÁRIASRIAS
Acúmulo de areia
ETE Estrela do Norte - SP
LAGOAS PRIMLAGOAS PRIMÁÁRIASRIAS
Acúmulo de areia
ETE Tarabaí - SP
GERENCIAMENTO DO LODOGERENCIAMENTO DO LODO
Acúmulo excessivo de lodo
ETE em usina de açúcar - Colômbia
GERENCIAMENTO DO LODOGERENCIAMENTO DO LODO
Características do lodo
ST> 15% (após 1 ano: 4 a 6%)
SV/ST< 50% (após 1 ano: 60%)
CF: 102 a 104 CF/gST
Ovos de helmintos: 30 a 800ovos/gST
GERENCIAMENTO DO LODOGERENCIAMENTO DO LODO
Características do lodo
Parâmetro de projeto Lagoas
anaeróbias
Lagoas
facultativas
primárias
Lagoas
facultativas
secundárias
Lagoas de
maturação
Lagos de
polimento (a)
Taxa de acúmulo de lodo (m3/hab.ano) 0,02 - 0,10 0,03 - 0,09 0,03 – 0,05 - -
Intervalo de remoção (anos) < 7 > 15 > 20 > 20 > 20
Concentração de sólidos totais no lodo (% ST) > 10% (d) > 10% (d) > 10% (d) - -
Relação SV/ST < 50% < 50% < 50% - -
Concentrações de coliformes no lodo (CF/gST) 102 - 104 102 - 104 102 - 104 102 - 104 102 - 104
Concentração de ovos de helmintos no lodo (ovos/gST) 101 - 103 101 - 103 101 - 103 101 - 103 101 - 103
Tratamento adicional requerido Secagem (a) Secagem (a) Secagem (b) - -
Formas de disposição final (c) (c) (c) - -
Obs: é essencial a presença de desarenação
(a) No caso de lagoas de polimento, deve-se acrescentar ainda os valores correspondentes ao lodo retirado do reator
UASB
(b) Higienização (usualmente adição de cal) no caso de disposição para reúso agrícola do lodo)
(c) Formas de disposição final similares aos lodos dos demais sistemas de tratamento biológico de esgotos (reúso
agrícola, aterro, outros)
 (d) Ao ser removido por dragagem hidráulica (bombeamento) a concentração pode se reduzir a 5 a 7%
GERENCIAMENTO DO LODOGERENCIAMENTO DO LODO
Retirada de lodo
ETE Estrela do Norte - SP
GERENCIAMENTO DO LODOGERENCIAMENTO DO LODO
Técnicas para remoção do lodo
Técnicas de remoção com desativação da lagoa
• Remoção manual 
• Remoção mecânica do lodo (uso de tratores)
• Raspagem mecanizada e bombeamento
Técnicas de remoção com a manutenção da lagoa em funcionamento
• Sistema de vácuo com caminhão limpa fossa
• Tubulação de descarga hidráulica
• Dragagem 
• Bombeamento a partir de balsa
• Sistema robotizado
GERENCIAMENTO DO LODOGERENCIAMENTO DO LODO
Técnicas para remoção do lodo
Técnica Desempenho Facilidade deoperação
Tempo de
execução
Volume de
lodo Custo
Remoção manual * * * * * * * * * * * * *
Remoção mecânica
(uso de tratores) * * * * * * * * * * * * *
Raspagem mecanizada
e bombeamento * * * * * * * * * * * *
Sistema de vácuo com
caminhão limpa-fossa * * * * * * * * * * * * *
Tubulação de descarga
hidráulica * * * * * * * * * * *
Dragagem * * * * * * * * * * * * *
Bombeamento a partir
de balsa * * * * * * * * * * *
Sistema robotizado * * * * * * * * * * * * *
LAGOAS FACULTATIVASLAGOAS FACULTATIVAS
Arranjos de lagoas
• Células em série
• Células em paralelo
• Sobrecarga orgânica na primeira célula
LAGOAS FACULTATIVASLAGOAS FACULTATIVAS
Direção dos ventos
LAGOAS FACULTATIVASLAGOAS FACULTATIVAS
Taludes
LAGOAS FACULTATIVASLAGOAS FACULTATIVAS
Taludes
ETE Jales - SP
LAGOAS FACULTATIVASLAGOAS FACULTATIVAS
Taludes
LAGOAS FACULTATIVASLAGOAS FACULTATIVAS
Taludes
Evitar lona terreiro
LAGOAS FACULTATIVASLAGOAS FACULTATIVAS
Dimensões da lagoa
LAGOAS FACULTATIVASLAGOAS FACULTATIVAS
Canteiros divisores
ETE Jales - SP
LAGOAS FACULTATIVASLAGOAS FACULTATIVAS
Drenagem pluvial
ETE Jales - SP
LAGOAS FACULTATIVASLAGOAS FACULTATIVAS
Fundo das lagoas
Mococa - SP
LAGOAS FACULTATIVASLAGOAS FACULTATIVAS
Fundo das lagoas
k > 10-6 m/s: o solo é muito permeável e o fundo deve ser protegido
k > 10-7 m/s: alguma infiltração pode ocorrer, mas não o suficiente 
para impedir o enchimento da lagoa
k < 10-8 m/s: o fundo da lagoa se impermeabilizará naturalmente
k < 10-9 m/s: não há risco de contaminação
k > 10-9 m/s: se houver utilização da água subterrânea para 
abastecimento doméstico, estudos hidrogeológicos devem ser 
efetuados
LAGOAS FACULTATIVASLAGOAS FACULTATIVAS
Detalhe da entrada
LAGOAS FACULTATIVASLAGOAS FACULTATIVAS
Detalhe da entrada
LAGOAS FACULTATIVASLAGOAS FACULTATIVAS
Detalhe da entrada
LAGOAS FACULTATIVASLAGOAS FACULTATIVAS
Detalhe da entrada
ETE Nova Vista - Itabira, MG
LAGOAS FACULTATIVASLAGOAS FACULTATIVAS
Detalhes da saída
LAGOAS FACULTATIVASLAGOAS FACULTATIVAS
Detalhes da saída
LAGOAS FACULTATIVASLAGOAS FACULTATIVAS
Detalhes da saída
ETE Jales - SP
LAGOAS FACULTATIVASLAGOAS FACULTATIVAS
Detalhes da saída
ETE Nova Vista
Itabira, MG
LAGOAS FACULTATIVASLAGOAS FACULTATIVAS
Detalhes da saída
ETE Sul da França
LAGOAS FACULTATIVASLAGOAS FACULTATIVAS
Aeração do efluente em escadas
ETE Jales - SP
LAGOAS FACULTATIVASLAGOAS FACULTATIVAS
Aeração do efluente em escadas
Ce = Co + K.(Cs – Co)
Co
déficit de oxigênio
(Cs - Co)
K.Cs
Ce acréscimo da
concentração
(Ce - Co)
Cs
Cs
LAGOAS FACULTATIVASLAGOAS FACULTATIVAS
Aeração do efluente em escadas
K: coeficiente de eficiência
Autor Coeficiente K Coeficientes da equação
Barret,
Gameson e
Ogden
K = P.(1+0,046.T).H P=0,45 (água limpa)
P=0,36 (água poluída)
P=0,29 (esgoto)
Kroon e Schram K=R.H R = 0,40
R=0,64 (no caso de vertedores com mais de 4 jatos por metro
linear, e quedas inferiores a 0,70 m)
Pomeroy K=1-e -F.H F=0,53 m-1 (água limpa sobre vertedores e comportas)
F=0,41 m-1 (água ligeiramente poluída, em vertedores)
F=0,28 m-1 (efluentes de tratamento, em vertedores)
K global em função do K de cada degrau: K = 1 – (1-K1)n
LAGOAS FACULTATIVASLAGOAS FACULTATIVAS
Aeração do efluente na canaleta de saída
ETE Jales - SP
LAGOAS ANAERLAGOAS ANAERÓÓBIASBIAS
LAGOAS ANAERLAGOAS ANAERÓÓBIASBIAS
Fundamentos
Conversão anaeróbia
• Hidrólise
• Formação de ácidos
• Formação de metano
Requisitos
• ausência de oxigênio dissolvido (bactérias metanogênicas 
são anaeróbias estritas)
• temperatura do líquido adequada (acima de 15°C)
• pH adequado (próximo ou superior a 7)
LAGOAS ANAERLAGOAS ANAERÓÓBIASBIAS
Critérios de projeto
• Taxa de aplicação volumétrica
• Tempo de detenção
• Profundidade
• Geometria (relação comprimento / largura)
LAGOAS ANAERLAGOAS ANAERÓÓBIASBIAS
Parâmetros de projeto
Taxa de aplicação volumétrica
Temperatura média do ar no
mês mais frio - T (°C)
Taxa de aplicação volumétrica
admissível – LV (kgDBO/m3.d)
10 a 20
20 a 25
> 25
0,02T – 0,10
0,01T + 0,10
0,35
Taxa de aplicação volumétrica em função da temperatura
0,350,35
0,3
0,2
0,1
0
0,1
0,2
0,3
0,4
10 15 20 25 30
Temperatura (oC)
L
v
 
(
k
g
D
B
O
/
m
3
.
d
)V = L / Lv
LAGOAS ANAERLAGOAS ANAERÓÓBIASBIAS
Parâmetros de projeto
Tempo de detenção
t = V / Q
t = 3,0 d a 6,0 d
Recentemente: t = 1 a 2 d
LAGOAS ANAERLAGOAS ANAERÓÓBIASBIAS
Parâmetros de projeto
Profundidade
H = 3,0 a 5,0 m
Formato da lagoa
Relação L/B = 1 a 3
LAGOAS ANAERLAGOAS ANAERÓÓBIASBIAS
Eficiência na remoção de DBO
Temperatura média do ar
no mês mais frio - T (°C)
Eficiência de remoção
de DBO – E (%)
10 a 25
> 25
2T + 20
70
Eficiênc ia de remoção d e DBO e m funçã o da tempera tu ra
60
40
50
70 70
0
10
20
30
40
50
60
70
80
10 15 20 25 30
Temperatura (oC)
E
f
i
c
i
ê
n
c
i
a
 
(
%
)
LAGOA FACULTATIVA SECUNDLAGOA FACULTATIVA SECUNDÁÁRIARIA
Lagoa facultativa após lagoa anaeróbia
• Maior flexibilidade com relação à forma
• Dimensionamento similar à lagoa facultativa primária
K = 0,25 a 0,32 d-1
(20 oC, lagoas facultativas secundárias, mistura completa)
LAGOAS ANAERLAGOAS ANAERÓÓBIASBIAS
Acúmulo de lodo
0,03 a 0,10 m3/hab.ano
2 a 8 cm por ano
• remoção quando camada de lodo atingir 1/3 da altura
ou
• remoção anual sistemática
REMOREMOÇÇÃO DE ORGANISMOS ÃO DE ORGANISMOS 
PATOGÊNICOSPATOGÊNICOS
ORGANISMOS PATOGÊNICOSORGANISMOS PATOGÊNICOS
Remoção de bactérias e vírus 
Remoção de organismos patogênicos:• lagoas facultativas
• lagoas de maturação (de forma otimizada)
Fatores contribuintes:
• temperatura
• insolação
• pH
• escassez de alimentos
• organismos predadores
• competição
• compostos tóxicos
Fatores relacionados com a profundidade:
• penetração da radiação solar (UV)
• fotossíntese → pH
• fotossíntese → OD → fotooxid., comum. aerób.
ORGANISMOS PATOGÊNICOSORGANISMOS PATOGÊNICOS
Organismos indicadores 
ORGANISMOS PATOGÊNICOSORGANISMOS PATOGÊNICOS
Remoção de cistos de protozoários e 
ovos de helmintos 
Mecanismo: sedimentação
LAGOAS FACULTATIVAS E DE MATURALAGOAS FACULTATIVAS E DE MATURAÇÇÃOÃO
Requisitos de qualidade do efluente
Diretriz da OMS (1989)
Uso de efluentes tratados para irrigação
ategoria Condições de reúso Grupo exposto Ovos de
helmintos/l (b)
(média aritmética)
CF/100 mL(c)
(média geométrica)
A Irrigação de culturas que são
ingeridas cruas, campos de esporte e
parques públicos. (d)
Trabalhadores,
consumidores,
público
≤ 1 ≤ 1000 (d)
B Irrigação de culturas não ingeridas
cruas como cereais, para a industria,
pastos, forragem e árvores.
Trabalhadores ≤ 1 Não se recomenda
C Irrigação de culturas da categoria B
se o público e os trabalhadores não
ficam expostos
Nenhum Não se aplica Não se aplica
REMOREMOÇÇÃO DE ORGANISMOS PATOGÊNICOSÃO DE ORGANISMOS PATOGÊNICOS
T 2
T D H
O rg ./1 0 0 m L
1 0 1
1 0 2
1 0 3
1 0 4
1 0 5
1 0 6
1 0 7(c o lifo rm e s )
(s a lm o n e la )
T 1 (T D H n e c e s s á r io à r em o ç ã o d e s a lm o n e la )< T 2 ( tem p o d e d e te nç ão n e c e s s á r io p a ra p ro d u ç ã o d e
e f lu e n te c om 1 03 C F /1 0 0 m L
T 1
LAGOAS DE ESTABILIZALAGOAS DE ESTABILIZAÇÇÃOÃO
Eficiências de remoção típicas
Eficiência típica de remoção (% ou unidades log removidas)Parâmetro
Lagoa
facultativa
Lagoas
anaeróbia –
facultativa
Lagoas
facultativa –
maturação
Lagoas
anaeróbia –
facultativa -
maturação
Reator UASB –
lagoa de
polimento
Coliformes 1 – 2 log 1 – 2 log 3 – 6 log 3 – 6 log 3 – 6 log
Bactérias patogênicas 1 – 2 log 1 – 2 log 3 – 6 log 3 – 6 log 3 – 6 log
Vírus ≤ 1 log ≈ 1 log 2- 4 log 2- 4 log 2- 4 log
Cistos de protozoários ≈ 100% ≈ 100% 100% 100% 100%
Ovos de helmintos ≈ 100% ≈ 100% 100% 100% 100%
LAGOAS FACULTATIVAS E DE MATURALAGOAS FACULTATIVAS E DE MATURAÇÇÃOÃO
Conceito de unidades logarítmicas
Exemplo:
1.000.000 = 106 100 = 102
log(106 ) = 6 log (102 ) = 2
Eficiência = (106-102)/106 = 0,9999 = 99,99%
Eficiência = 6 -2 = 4 unidades log removidas
Unid. log = - log (1-E)
LAGOAS FACULTATIVAS E DE MATURALAGOAS FACULTATIVAS E DE MATURAÇÇÃOÃO
Conceito de médias geométricas
Exemplo:
Dado CF (CF/100ml) Log10 (CF)
1 50 = 5,00E+01 1,699
2 400 = 4,00E+02 2,602
3 3.000 = 3,00E+03 3,477
4 20.000 = 2,00E+04 4,301
CF/100ml1,047x101047
00x20000)(50x400x30) x. x. x.(xgeométrica Média
3
1/41/4
4321
==
===
CF/100m1,047x101047 10
10geométrica Média
3(3,020)
)logaritmos dos aritmética (média
===
==
LAGOAS DE MATURALAGOAS DE MATURAÇÇÃOÃO
Fluxograma
REMOREMOÇÇÃO DE ORGANISMOS PATOGÊNICOSÃO DE ORGANISMOS PATOGÊNICOS
Max
Min
75%
25%
Median
UFMG - ARRUDAS (escala de demonstração)
1
10
100
1000
10000
1e5
1e6
1e7
1e8
1e9
1e10
EB UASB L1 L2 L3 L4
LAGOAS FACULTATIVAS E DE MATURALAGOAS FACULTATIVAS E DE MATURAÇÇÃOÃO
Concentração efluente de coliformes
REGIME
HIDRÁULICO
ESQUEMA FÓRMULA DA CONTAGEM D
COLIFORMES EFLUENTES (N
Fluxo em
pistão
N=N0e
-Kb.t
Mistura
completa
(1 célula)
N=
N0
1+Kb .t
Mistura
completa
(células iguais
em série)
N=
N0
(1+Kb .
t
n
)n
Fluxo
disperso
.t.db4K1a
a/2de2a)(1a/2de2a)(1
1/2d4ae.0NN
+=
−−−+=
LAGOAS FACULTATIVAS E DE MATURALAGOAS FACULTATIVAS E DE MATURAÇÇÃOÃO
Lagoas chicaneadas
Samambaia (180.000 hab)
LAGOAS FACULTATIVAS E DE MATURALAGOAS FACULTATIVAS E DE MATURAÇÇÃOÃO
Lagoas chicaneadas
Samambaia (180.000 hab)
LAGOAS FACULTATIVAS E DE MATURALAGOAS FACULTATIVAS E DE MATURAÇÇÃOÃO
Eficiência de remoção de coliformes
Mistura completa
UNIDADES LOG REMOVIDAS E
EFICIÊNCIA DE REMOÇÃO
Kb.t
U
n
i
d
a
d
e
s
 
l
o
g
 
r
e
m
o
v
i
d
a
s
0
1
2
3
4
5
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
E
ficiência (%
)
fluxo em pistão
mistura completa
n=1
n=2
n=3
n=4
n=oo
99,999
99,99
99,9
99
90
unidades log removidas = - log10 [(100-E)/100]
LAGOAS FACULTATIVAS E DE MATURALAGOAS FACULTATIVAS E DE MATURAÇÇÃOÃO
Eficiência de remoção de coliformes
Fluxo disperso
UNIDADES LOG REMOVIDAS E
EFICIÊNCIA DE REMOÇÃO
Kb.t
U
n
i
d
a
d
e
s
 
l
o
g
 
r
e
m
o
v
i
d
a
s
0
1
2
3
4
5
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
E
ficiência (%
)
fluxo em pistão
mistura completa
d=oo
d=4,0
d=1,0
d=0,5
d=0
99,999
99,99
99,9
99
90
d=0,1
LAGOAS FACULTATIVAS E DE MATURALAGOAS FACULTATIVAS E DE MATURAÇÇÃOÃO
Número de dispersão
Fluxo disperso
Estimativa do número de dispersão
• Agunwamba et al (1992):
d
B H t
L B H
H
L
H
B
H B= + − − +0 102 3 2
4
0 410 0 981 1 385, .(
.( . ). .
. . .
) .( ).( ), ( , , . / )
υ
• Yanez (1993):
2)1,014x(L/B)0,254x(L/B0,261 
(L/B)d ++−=
• Von Sperling (1999):
(L/B)
1d =
L = comprimento da lagoa (m)
B = largura da lagoa (m)
H = profundidade da lagoa (m)
t = tempo de detenção (d)
ν = viscosidade cinemática da água (m2/d)
LAGOAS FACULTATIVAS E DE MATURALAGOAS FACULTATIVAS E DE MATURAÇÇÃOÃO
Eficiência de remoção de coliformes
Fluxo disperso [d=1/(L/B)]
UNIDADES LOG REMOVIDAS E
EFICIÊNCIA DE REMOÇÃO
Kb.t
U
n
i
d
a
d
e
s
 
l
o
g
 
r
e
m
o
v
i
d
a
s
0
1
2
3
4
5
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
E
ficiência (%
)L/B=1
L/B=2
L/B=4
L/B=8
L/B=32
99,999
99,99
99,9
99
90
L/B=16
LAGOAS FACULTATIVAS E DE MATURALAGOAS FACULTATIVAS E DE MATURAÇÇÃOÃO
Coeficiente de decaimento bacteriano (Kb) 
Fluxo disperso
KB EM FUNÇÃO DA PROFUNDIDADE H (140 dados)
Kb=0,542*H^(-1,259)
82 lagoas; n = 140; R2 = 0,500
 H (m)
K
b
 
(
2
0
o
C
)
-0,5
0,5
1,5
2,5
3,5
4,5
0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2,6
LAGOAS FACULTATIVAS E DE MATURALAGOAS FACULTATIVAS E DE MATURAÇÇÃOÃO
Coeficiente de decaimento bacteriano (Kb) 
Fluxo disperso
Kb (disperso) = 0,542.H –1,259
H (m) 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4
Kb (d-1) 0,72 0,54 0,43 0,35 0,30 0,26 0,23 0,20 0,18
LAGOAS DE POLIMENTOLAGOAS DE POLIMENTO
Coeficiente de decaimento bacteriano (Kb) 
Fluxo disperso (PROSAB)
Kb (disperso) = 0,710.H –0,965
Kb es tim x Kb obs (fluxo dis perso)
Kb = 0,710.H-0,955
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2
H (m)
K
b
 
d
i
s
p
 
(
1
/
d
) ___ linha cheia: equação específica:
- - - linha tracejada: equação geral
LAGOAS FACULTATIVAS E DE MATURALAGOAS FACULTATIVAS E DE MATURAÇÇÃOÃO
Coeficiente de decaimento bacteriano (Kb) 
Mistura completa
Kb mistura completa (d-1) Kb mistura completa (d-1)
Relação L/B Relação L/Bt (d) H (m)
1 2 3 4
t (d) H
(m) 1 2 3 4
1,0 0,61 0,67 0,72 0,77 20 1,0 1,97 4,34 7,29 10,68
1,5 0,34 0,36 0,37 0,38 1,5 0,51 0,82 1,19 1,63
2,0 0,23 0,24 0,24 0,25 2,0 0,42 0,57 0,71 0,84
3
2,5 0,17 0,18 0,18 0,18 2,5 0,26 0,33 0,39 0,45
1,0 0,72 0,86 0,99 1,12 25 1,0 3,34 7,99 13,76 20,40
1,5 0,37 0,40 0,43 0,46 1,5 0,69 1,29 2,03 2,88
2,0 0,24 0,25 0,27 0,28 2,0 0,310,45 0,62 0,82
5
2,5 0,18 0,18 0,19 0,19 2,5 0,20 0,24 0,30 0,36
1,0 1,17 1,67 2,13 2,57 30 1,0 * * * *
1,5 0,48 0,59 0,70 0,81 1,5 0,95 1,99 3,28 4,76
2,0 0,28 0,32 0,36 0,40 2,0 0,37 0,62 0,92 1,26
10
2,5 0,20 0,21 0,23 0,25 2,5 0,22 0,30 0,39 0,51
1,0 1,86 2,90 3,87 4,78 40 1,0 * * * *
1,5 0,64 0,89 1,11 1,33 1,5 * * * *
2,0 0,34 0,43 0,51 0,59 2,0 0,57 1,15 1,87 2,69
15
2,5 0,22 0,26 0,30 0,34 2,5 0,28 0,47 0,70 0,97
LAGOAS FACULTATIVAS E DE MATURALAGOAS FACULTATIVAS E DE MATURAÇÇÃOÃO
Remoção de coliformes
Coeficiente de decaimento Kb
Resumo
Tipo de lagoa Tempo de
detenção t (d)
Profundidade
H (m)
Relação L/B Kb fluxo
disperso (d-1)
Kb mistura
completa (d-1)
Facultativa 10 a 20
20 a 40
1,5 a 2,0 2 a 4 0,2 a 0,3 0,4 a 1,6
1,6 a 5,0
Maturação (sem chicanas, lagoas em série) 3 a 5 (em cada
lagoa)
0,8 a 1,0 1 a 3 0,4 a 0,7 0,6 a 1,2
Maturação (com chicanas, lagoa única) 10 a 20 0,8 a 1,0 6 a 12 0,4 a 0,7 Não
recomendado (*)
Maturação (com chicanas, lagoa em série) 3 a 5 (em cada
lagoa)
0,8 a 1,0 6 a 12 0,4 a 0,7 Não
recomendado (*)
Correção para outras temperaturas:
KbT = Kb20. θ (T-20)
θ (coeficiente de temperatura) = 1,07
LAGOAS FACULTATIVAS E DE MATURALAGOAS FACULTATIVAS E DE MATURAÇÇÃOÃO
Parâmetros de projeto para remoção de coliformes
• tempo de detenção hidráulica (t)
• profundidade da lagoa (H)
• número de lagoas (n)
• relação comprimento/largura (L/B).
LAGOAS FACULTATIVAS E DE MATURALAGOAS FACULTATIVAS E DE MATURAÇÇÃOÃO
Eficiências de remoção de coliformes (T=20o C)
Unidades log removidas
Relação L/B
t
(d)
H
(m)
1 2 3 4 6 8 10 12 16 32
3 1,0 0,48 0,51 0,54 0,56 0,59 0,61 0,62 0,63 0,65 0,67
1,5 0,32 0,34 0,35 0,36 0,38 0,38 0,39 0,39 0,40 0,41
2,0 0,24 0,25 0,26 0,26 0,27 0,28 0,28 0,28 0,28 0,29
2,5 0,19 0,20 0,20 0,20 0,21 0,21 0,21 0,21 0,22 0,22
5 1,0 0,68 0,75 0,81 0,85 0,91 0,95 0,97 1,00 1,03 1,09
1,5 0,48 0,51 0,54 0,56 0,59 0,61 0,62 0,63 0,65 0,67
2,0 0,36 0,39 0,40 0,41 0,43 0,44 0,45 0,45 0,46 0,47
2,5 0,29 0,31 0,32 0,32 0,33 0,34 0,35 0,35 0,35 0,36
10 1,0 1,05 1,21 1,33 1,42 1,55 1,65 1,72 1,78 1,87 2,05
1,5 0,77 0,86 0,92 0,98 1,05 1,10 1,14 1,17 1,21 1,29
2,0 0,60 0,66 0,70 0,74 0,78 0,81 0,84 0,85 0,88 0,92
2,5 0,49 0,54 0,56 0,59 0,62 0,64 0,65 0,66 0,68 0,71
15 1,0 1,34 1,57 1,74 1,88 2,08 2,24 2,35 2,45 2,60 2,92
1,5 0,99 1,13 1,24 1,32 1,44 1,52 1,59 1,64 1,71 1,87
2,0 0,79 0,89 0,95 1,01 1,09 1,14 1,18 1,21 1,26 1,34
2,5 0,66 0,72 0,77 0,81 0,87 0,90 0,93 0,95 0,98 1,04
20 1,0 1,57 1,87 2,09 2,27 2,54 2,75 2,91 3,04 3,25 3,72
1,5 1,17 1,36 1,50 1,61 1,78 1,90 1,99 2,06 2,17 2,41
2,0 0,95 1,08 1,17 1,25 1,36 1,43 1,49 1,54 1,61 1,75
2,5 0,79 0,89 0,96 1,01 1,09 1,15 1,19 1,22 1,26 1,35
25 1,0 1,77 2,13 2,40 2,62 2,95 3,21 3,41 3,58 3,85 4,47
1,5 1,34 1,57 1,74 1,88 2,08 2,24 2,36 2,45 2,60 2,92
2,0 1,08 1,25 1,37 1,46 1,60 1,71 1,78 1,85 1,94 2,13
2,5 0,91 1,04 1,13 1,20 1,30 1,37 1,43 1,47 1,53 1,66
30 1,0 1,95 2,37 2,68 2,94 3,33 3,63 3,87 4,08 4,40 5,17
1,5 1,48 1,76 1,96 2,12 2,37 2,55 2,70 2,82 3,00 3,41
2,0 1,20 1,40 1,55 1,66 1,83 1,96 2,06 2,13 2,25 2,50
2,5 1,02 1,17 1,28 1,36 1,49 1,58 1,65 1,71 1,79 1,95
40 1,0 2,27 2,79 3,18 3,50 4,00 4,38 4,70 4,97 5,40 6,46
1,5 1,73 2,08 2,34 2,55 2,87 3,12 3,32 3,48 3,74 4,32
2,0 1,42 1,68 1,87 2,02 2,25 2,42 2,55 2,66 2,83 3,20
2,5 1,21 1,41 1,55 1,67 1,84 1,97 2,07 2,14 2,26 2,52
LAGOAS FACULTATIVAS E DE MATURALAGOAS FACULTATIVAS E DE MATURAÇÇÃOÃO
Eficiências de remoção de coliformes (T=25o C)
Unidades log removidas 
Relação L/B 
t 
(d) 
H 
(m) 
1 2 3 4 6 8 10 12 16 32 
3 1,0 0,61 0,66 0,71 0,74 0,79 0,82 0,84 0,86 0,88 0,93 
 1,5 0,42 0,45 0,47 0,49 0,51 0,52 0,53 0,54 0,55 0,57 
 2,0 0,32 0,33 0,35 0,36 0,37 0,38 0,38 0,39 0,39 0,40 
 2,5 0,25 0,26 0,27 0,28 0,29 0,29 0,29 0,30 0,30 0,31 
5 1,0 0,85 0,96 1,04 1,10 1,19 1,25 1,29 1,33 1,39 1,49 
 1,5 0,61 0,67 0,71 0,74 0,79 0,82 0,84 0,86 0,88 0,93 
 2,0 0,47 0,51 0,53 0,55 0,58 0,60 0,61 0,62 0,63 0,66 
 2,5 0,38 0,40 0,42 0,43 0,45 0,46 0,47 0,48 0,49 0,50 
10 1,0 1,29 1,51 1,67 1,79 1,99 2,13 2,24 2,33 2,47 2,76 
 1,5 0,95 1,08 1,18 1,25 1,36 1,44 1,50 1,55 1,62 1,76 
 2,0 0,76 0,84 0,91 0,96 1,03 1,08 1,12 1,14 1,18 1,26 
 2,5 0,63 0,69 0,74 0,77 0,82 0,85 0,88 0,90 0,92 0,97 
15 1,0 1,61 1,93 2,16 2,35 2,63 2,85 3,02 3,16 3,38 3,88 
 1,5 1,21 1,41 1,56 1,67 1,84 1,97 2,07 2,15 2,27 2,52 
 2,0 0,98 1,11 1,22 1,29 1,41 1,49 1,56 1,61 1,68 1,83 
 2,5 0,82 0,92 1,00 1,05 1,14 1,19 1,24 1,27 1,32 1,42 
20 1,0 1,88 2,28 2,58 2,82 3,18 3,47 3,70 3,89 4,19 4,90 
 1,5 1,43 1,69 1,88 2,03 2,26 2,43 2,57 2,68 2,85 3,22 
 2,0 1,16 1,34 1,48 1,59 1,75 1,86 1,95 2,02 2,13 2,36 
 2,5 0,98 1,12 1,22 1,30 1,42 1,50 1,56 1,61 1,69 1,84 
25 1,0 2,12 2,59 2,95 3,23 3,68 4,02 4,30 4,54 4,92 5,84 
 1,5 1,61 1,93 2,16 2,35 2,63 2,85 3,02 3,16 3,38 3,88 
 2,0 1,32 1,55 1,71 1,85 2,05 2,20 2,31 2,41 2,55 2,86 
 2,5 1,12 1,29 1,42 1,52 1,67 1,78 1,87 1,93 2,03 2,24 
30 1,0 2,33 2,87 3,28 3,61 4,13 4,53 4,86 5,14 5,60 6,71 
 1,5 1,78 2,15 2,42 2,64 2,97 3,23 3,44 3,61 3,88 4,51 
 2,0 1,46 1,73 1,93 2,09 2,33 2,51 2,65 2,77 2,95 3,34 
 2,5 1,25 1,45 1,61 1,73 1,91 2,04 2,15 2,23 2,36 2,63 
40 1,0 2,70 3,37 3,87 4,28 4,92 5,44 5,86 6,22 6,82 8,32 
 1,5 2,07 2,53 2,88 3,15 3,58 3,92 4,19 4,42 4,78 5,66 
 2,0 1,71 2,06 2,31 2,51 2,83 3,07 3,26 3,42 3,67 4,24 
 2,5 1,47 1,74 1,94 2,10 2,34 2,52 2,66 2,78 2,96 3,36 
 
LAGOAS DE MATURALAGOAS DE MATURAÇÇÃOÃO
Parâmetros de projeto
Profundidade H: 0,6 a 1,0 m
Tempo de detenção mínimo em cada lagoa, de forma a evitar 
curtos-circuitos e varrimento de algas: 3 dias
Taxa de aplicação superficial Ls (kgDBO5/ha.d) máxima na 
primeira lagoa de maturação da série, de forma a evitar 
sobrecarga orgânica: 75% da taxa de aplicação na lagoa 
facultativa precedente
LAGOAS FACULTATIVAS E DE MATURALAGOAS FACULTATIVAS E DE MATURAÇÇÃOÃO
Remoção de ovos de helmintos
Modelo de Ayres
] 0,14.e [1 . 100E 0,38.t)(−−=Eficiência média:
] 0,41.e [1 . 100E )0,0085.t 0,49.t (
2+−−=95% de confiança:
EFICIÊNCIA DE REMOÇÃO DE OVOS DE HELMINTOS
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30
Tem po de de tenção hidráulica (d)
U
n
i
d
a
d
e
s
 
l
o
g
 
r
e
m
o
v
i
d
a
s
Valores médios
95% de conf iança
OMS (irrigação):
< 1 ovo/L
REMOREMOÇÇÃO DE OVOS DE HELMINTOSÃO DE OVOS DE HELMINTOS
Lagoas investigadas no PROSAB
Max
Min
75%
25%
Median
ESGOTO BRUTO
0
100
200
300
400
500
600
UFV
PE
ITAB-REAL
ITAB-PILOTO
ARRUDAS
Max
Min
75%
25%
Median
EFLUENTE UASB
0
50
100
150
200
250
300
UFV UFPE ITAB-REAL ITAB-PILOTO ARRUDAS
Max
Min
75%
25%
Median
EFLUENTE LAGOA 1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
UFV
UFPE
ITAB-REAL
ITAB-PILOTO
ARRUDAS
USP
Max
Min
75%
25%
Median
EFLUENTE FINAL
0
1
2
3
4
5
6
7
UFV-L3 ITAB-PILOTO-L2 ARRUDAS-L4
LAGOAS DE MATURALAGOAS DE MATURAÇÇÃOÃO
Remoção de ovos de helmintos
Ovos no lodo de uma lagoa chicaneada
OVOS DE HELM INTOS NO LODO - V IÁVEIS E NÃO V IÁVEIS
0
200
400
600
800
1000
1200
Entrada Chicana 1 Chicana 2 Chicana 3 Chicana 4 Saída
Pontos de am os tragem dentro da lagoa chicaneada
O
v
o
s
/
 
g
 
T
S
)
V iáveis Não v iáveis
DISTRIBUIÇÃO DAS ESPÉCIES DE HELM INTOS NO LODO
0,1
1
10
100
1000
10000
Entrada Chicana 1 Chicana 2 Chicana 3 Chicana 4 Saída
O
v
o
s
/
 
g
 
T
S
Ancilostoma Trichuris Ascaris
Itabira (piloto)
REMOREMOÇÇÃO DE NUTRIENTESÃO DE NUTRIENTES
LAGOAS FACULTATIVAS E DE MATURALAGOAS FACULTATIVAS E DE MATURAÇÇÃOÃORemoção de nitrogênio
Principais mecanismos
• volatilização da amônia
• assimilação da amônia pelas algas
• assimilação dos nitratos pelas algas
• nitrificação - desnitrificação
• sedimentação do nitrogênio orgânico particulado
LAGOAS FACULTATIVAS E DE MATURALAGOAS FACULTATIVAS E DE MATURAÇÇÃOÃO
Remoção de nitrogênio
Formas predominantes
Forma predominante nos esgotos domésticos:
NTK = amônia + nitrogênio orgânico
Nitrogênio total:
NT = NTK + NO2- + NO3-
LAGOAS FACULTATIVAS E DE MATURALAGOAS FACULTATIVAS E DE MATURAÇÇÃOÃO
Remoção de nitrogênio
Formas predominantes no esgoto bruto
LAGOAS FACULTATIVAS E DE MATURALAGOAS FACULTATIVAS E DE MATURAÇÇÃOÃO
Remoção de nitrogênio
Formas predominantes no esgoto bruto
NH3 + H+ ↔ NH4+
amônia livre amônia ionizada
% de am ônia livre (NH3)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
6,50 7,50 8,50 9,50 10,50 11,50
pH
T=15oC
T=20oC
T=25oC
LAGOAS FACULTATIVAS E DE MATURALAGOAS FACULTATIVAS E DE MATURAÇÇÃOÃO
Remoção de nitrogênio
Distribuição do nitrogênio ao longo do sistema
NITROGÊNIO
0
5
10
15
20
25
30
35
40
Bruto UASB L1 L2 L3 L4
C
o
n
c
 
(
m
g
/
L
)
N nitrato
N org
N amon
ETE Experimental Arrudas: reator UASB + 4 lagoas de polimento (250 hab)
LAGOAS FACULTATIVAS E DE MATURALAGOAS FACULTATIVAS E DE MATURAÇÇÃOÃO
Remoção de nitrogênio
Eficiência de remoção de amônia
EFICIÊNCIA DE REMOÇÃO DE AMÔNIA
0
20
40
60
80
100
0,000 0,025 0,050 0,075 0,100 0,125 0,150
Q/A (m 3/m 2.d)
E
f
i
c
i
ê
n
c
i
a
 
(
%
)
pH=7,0
pH=7,5
pH=8,0
pH=8,5
pH=9,0
T>= 20oC
LAGOAS FACULTATIVAS E DE MATURALAGOAS FACULTATIVAS E DE MATURAÇÇÃOÃO
Remoção de nitrogênio
Eficiência de remoção de nitrogênio
EFICIÊNCIA DE REMOÇÃO DE NITROGÊNIO
0
20
40
60
80
0 5 10 15 20 25 30 35 40
TDH (d)
E
f
i
c
i
ê
n
c
i
a
 
(
%
)
pH=7,0
pH=7,5
pH=8,0
pH=8,5
pH=9,0
T= 20oC
LAGOAS FACULTATIVAS E DE MATURALAGOAS FACULTATIVAS E DE MATURAÇÇÃOÃO
Remoção de fósforo
Formas do fósforo no esgoto bruto
LAGOAS FACULTATIVAS E DE MATURALAGOAS FACULTATIVAS E DE MATURAÇÇÃOÃO
Remoção de fósforo
Principais mecanismos
• retirada do fósforo orgânico contido nas algas e bactérias 
através de saída com o efluente final
• precipitação de fosfatos em condições de elevado pH 
(hidroxiapatita ou estruvita)
pH > 9 para uma remoção significativa
LAGOAS AERADASLAGOAS AERADAS
LAGOAS AERADAS FACULTATIVASLAGOAS AERADAS FACULTATIVAS
Fluxograma
LAGOAS AERADAS FACULTATIVASLAGOAS AERADAS FACULTATIVAS
Critérios de projeto
t = 5 a 10 d
H = 2,5 a 4,0 m
LAGOAS AERADAS FACULTATIVASLAGOAS AERADAS FACULTATIVAS
DBO efluente
DBOtot = DBOsol + DBOpart
DBO solúvel (mistura completa):
K.t+1
S
=S 0 K = 0,6 a 0,8 d-1
DBO particulada (função dos SS efluentes):
DBOpart = 0,3 a 0,4 mgDBO5/mgSS
LAGOAS AERADAS FACULTATIVASLAGOAS AERADAS FACULTATIVAS
SS efluente
Densidade de potência (W/m3) SS (mg/l)
0,75
1,75
2,75
50
175
300
Densidade de potência: φ = Pot/V
Densidade de potência: φ = 0.75 to 1.50 W/m3
SS efluente: 50 a 100 mg/l
(com trecho final sem aeradores)
LAGOAS AERADAS FACULTATIVASLAGOAS AERADAS FACULTATIVAS
Requisitos de oxigênio
RO = a.Q.(So-S)/1000 (kgO2/d)
a = coeficiente, variando de 0,8 a 1,2 kgO2/kgDBO5
LAGOAS AERADASLAGOAS AERADAS
Aeradores mecânicos
Zonas de mistura e oxigenação
LAGOAS AERADAS FACULTATIVASLAGOAS AERADAS FACULTATIVAS
Aeradores mecânicos
Características básicas
Faixa de potência
dos aeradores (CV)
Profundidade
normal de operação
Diâmetro de influência (m) Diâmetro da placa
anti-erosiva
(m) Oxigenação Mistura
5 - 10 2,0 - 3,6 45 - 50 14 - 16 2,6 - 3,4
15 - 25 3,0 - 4,3 60 - 80 19 - 24 3,4 - 4,8
30 - 50 3,8 - 5,2 85 - 100 27 - 32 4,8 - 6,0
Notas:
• Potências usuais dos aeradores: 1; 2; 3; 5; 7,5; 10; 15; 20; 25; 30; 40 e 50 CV.
• Há aeradores de alta rotação com maiores potências, mas eles tendem, no conjunto, a ser menos
eficientes.
• A tabela apresenta diâmetros de influência (e não raios)
• Placa anti-erosiva: situada no fundo da lagoa, abaixo do aerador
• Fonte: elaborado a partir de dados apresentados em Crespo (1995)
LAGOAS AERADAS FACULTATIVASLAGOAS AERADAS FACULTATIVAS
Requisitos energéticos
Eficiência de oxigenação padrão:
EOpadrão = 1,0 a 1,4 kgO2/kWh
Eficiência de oxigenação no campo:
EOcampo = 0,55 a 0,65 da EOpadrão
Potência requerida:
campo24.EO
RO=RE
LAGOAS AERADAS DE MISTURA COMPLETALAGOAS AERADAS DE MISTURA COMPLETA
Fluxograma
LAGOAS AERADAS DE MISTURA COMPLETALAGOAS AERADAS DE MISTURA COMPLETA
Critérios de projeto
Tempo de detenção hidráulica :
tempo de detenção hidráulica = tempo de retenção celular
t = 2 a 4 d
Profundidade :
H = 2,5 a 4,0 m
LAGOAS AERADAS DE MISTURA COMPLETALAGOAS AERADAS DE MISTURA COMPLETA
DBO efluente
DBOtot = DBOsol + DBOpart
DBO solúvel (mistura completa):
K.t+1
S
=S 0 K = 1,0 a 1,5 d-1
DBO particulada (função dos SS efluentes):
DBOpart = 0,3 a 0,6 mgDBO5/mgSS
LAGOAS AERADAS DE MISTURA COMPLETALAGOAS AERADAS DE MISTURA COMPLETA
Requisitos de oxigênio
RO = a.Q.(So-S)/1000 (kgO2/d)
a = coeficiente, variando de 1,1 a 1,4 kgO2/kgDBO5
LAGOAS AERADAS DE MISTURA COMPLETALAGOAS AERADAS DE MISTURA COMPLETA
Requisitos energéticos para oxigenação
Eficiência de oxigenação padrão:
EOpadrão = 1,0 a 1,4 kgO2/kWh
Eficiência de oxigenação no campo:
EOcampo = 0,55 a 0,65 da EOpadrão
Potência requerida:
campo24.EO
RO=RE
LAGOAS AERADAS DE MISTURA COMPLETALAGOAS AERADAS DE MISTURA COMPLETA
Requisitos energéticos para mistura
Densidade de potência: φ = Pot/V
Densidade de potência: φ ≥ 3,0 W/m3
LAGOAS DE DECANTALAGOAS DE DECANTAÇÇÃOÃO
Critérios de projeto
Volume destinado à clarificação:
Tempo de detenção:t ≥1 d
Profundidade: H≥ 1,5 m
Volume total da lagoa:
Tempo de detenção: t ≤ 2,0 d (evitar o crescimento de algas)
Profundidade: H ≥ 3,0 m (permitir uma camada aeróbia acima do lodo)
ASPECTOS OPERACIONAISASPECTOS OPERACIONAIS
MANUTENMANUTENÇÇÃO E OPERAÃO E OPERAÇÇÃOÃO
Equipe de trabalho
Pessoal Pop ≤ 10.000 hab Pop = 20.000 a 50.000 hab Pop > 50.000 hab
Lagoa
facultativa
Lagoa
aerada
Lagoa
facultativa
Lagoa
aerada
Lagoa
facultativa
Lagoa
aerada
Administração
Engenheiro superintendente - - 1/2 1/2 1 1
Secretária - - 1/2 1/2 1 1
Auxiliar - - 1 1 1 1
Motorista - - 1 1 1 1
Operação/manutenção
Engenheiro chefe 1/4 1/4 1/2 1/2 1 1
Químico - - 1/4 1/4 1/2 1/2
Laboratorista - - 1/2 1/2 1 1
Mecânico-eletricista - - - 1/2 - 1
Operador - 08:00 - 16:00 h 1 1 1 1 1 1
Operador 16:00 - 24:00 h - - - 1 1 1
Operador 24:00 - 08:00 h - - - 1 - 1
Trabalhadores braçais 2 2 2-5 2-7 6-10 7-12
MANUTENMANUTENÇÇÃO E OPERAÃO E OPERAÇÇÃOÃO
Ficha de inspeção
Dia: 
Condições do tempo
Tempo (com sol, nublado, chuvoso)
Vento (ausente, fraco, forte)
Item Sim Não Comentário / local / quantidade 
/ providências
Observações na lagoa
Há levantamento de lodo na lagoa?
Há manchas verdes na superfície?
Há manchas negras na superfície?
Há manchas de óleo na superfície?
Há vegetação em contato com a água?
Há erosão nos taludes?
Há infiltração visível?
Há presença de aves?
Há presença de insetos?
MANUTENMANUTENÇÇÃO E OPERAÃO E OPERAÇÇÃOÃO
Ficha de inspeção
Item Sim Não Comentário / local / 
quantidade / providências
Outros aspectos
As cercas estão em ordem?
As canaletas de água pluvial estão limpas?
O medidor de vazão está funcionando?
Houve capina?
Houve retirada de escuma?
Houve remoção de sólidos na grade?
Houve remoção de areia?
Faltou energia?
Foiusado o by-pass para o corpo receptor?
MANUTENMANUTENÇÇÃO E OPERAÃO E OPERAÇÇÃOÃO
Monitoramento
Freqüência Parâmetro Local da
determi-
nação
Esgoto
bruto
Lagoa
faculta-
tiva
Lagoa
aerada
Efluente
Diária Vazão (m3/d) In situ x x
Temperatura do ar (oC) In situ
Temperatura do líquido (oC) In situ x x x x
pH In situ x x x x
Sólidos sedimentáveis (ml/l) In situ x x
Oxigênio dissolvido (mg/l) In situ x x
Semanal DBO total (mg/l) Lab. central x x
DQO total (mg/l) Lab. central x x
DBO ou DQO filtrada (mg/l) Lab. central x
Coliformes fecais (ou E. coli) (NMP/100 ml) Lab. central x x
Sólidos em suspensão totais (mg/l) Lab. central x x
Sólidos em suspensão voláteis (mg/l) Lab. central x x
MANUTENMANUTENÇÇÃO E OPERAÃO E OPERAÇÇÃOÃO
Monitoramento
Freqüência Parâmetro Local da
determi-
nação
Esgoto
bruto
Lagoa
faculta-
tiva
Lagoa
aerada
Efluente
Mensal Nitrogênio orgânico (mg/l) Lab. central x x
Nitrogênio amoniacal (mg/l) Lab. central x x
Nitratos (mg/l) Lab. central x
Fósforo (mg/l) Lab. central x x
Sulfatos (mg/l) Lab. central x x
Sulfetos (mg/l) Lab. central x x
Alcalinidade (mg/l) Lab. central x
Óleos e graxas (mg/l) Lab. central x x
Eventual Contagem de zooplâncton Lab. central x
Contagem de fitoplâncton Lab. central x
Principais gêneros de algas Lab. central x
OD produzido por fotossíntese (mg/l.h) In situ x
OD consumido por respiração (mg/l.h) In situ x
Vazão horária (m3/h) (24h de h/h) In situ x
OD horário (mg/l) (24h de h em h) In situ x x