Dimensionamento Alternativo da Estação de Tratamento de Esgoto – Unidade Norte da Cidade de Londrina - Paraná

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Universidade Federal do Triângulo Mineiro 
 
 
 
 
 
GABRIEL DO NASCIMENTO FERRÃO 
LORENA DIVINA BORGES 
PÂMELLA QUADROS 
 
 
 
 
 
 
Projeto de Dimensionamento Alternativo da Estação de Tratamento de Esgoto – Unidade 
Norte da Cidade de Londrina - Paraná 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Uberaba – MG 
2018 
Gabriel do Nascimento Ferrão 
 
 
Lorena Divina Borges 
Pâmella Quadros 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Projeto de Dimensionamento Alternativo da Estação de Tratamento de Esgoto – Unidade 
Norte da Cidade de Londrina - Paraná 
 
 
 
 
Projeto de Dimensionamento ofertado como 
requisito parcial para disciplina de Tratamento 
de Águas Residuárias do Curso de Engenharia 
Ambiental da Universidade Federal do 
Triângulo Mineiro. 
 
Professor: Vinícius. 
 
 
 
 
 
 
 
Uberaba – MG 
2018 
 
 
SUMÁRIO 
 
1 INTRODUÇÃO ..................................................................................................................... 1 
2 OBJETIVOS .......................................................................................................................... 2 
2.1 OBJETIVO GERAL ......................................................................................................... 2 
2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ........................................................................................... 2 
3 CARACTERIZAÇÃO DA ÁREA DE ESTUDO ............................................................... 3 
3.1 CARACTERÍSTICAS GERAIS ....................................................................................... 3 
3.2 SISTEMA DE TRATAMENTO DE ESGOTO ............................................................... 5 
3.2.1 Estação de Tratamento Norte ................................................................................. 6 
4 JUSTIFICATIVA .................................................................................................................. 9 
5 DIMENSIONAMENTO ...................................................................................................... 10 
5.1 TRATAMENTO PRELIMINAR ................................................................................... 10 
5.1.1 Gradeamento .......................................................................................................... 10 
5.1.2 Calha Parshall ........................................................................................................ 12 
5.1.3 Desarenadores......................................................................................................... 15 
5.2 TRATAMENTO SECUNDÁRIO – SISTEMA AUSTRALIANO ................................ 16 
5.2.1 Lagoas Anaeróbias ................................................................................................. 17 
5.2.2 Lagoas Facultativas ................................................................................................ 19 
5.3 TRATAMENTO TERCIÁRIO ....................................................................................... 21 
5.4 TRATAMENTO DO LODO .......................................................................................... 21 
5.4.1 Secagem do Lodo .................................................................................................... 21 
5.4.2 Remoção do Lodo ................................................................................................... 22 
5.4.3 Disposição Final ...................................................................................................... 22 
6 CONSIDERAÇÕES FINAIS .............................................................................................. 23 
REFERÊNCIAS ..................................................................................................................... 24 
 
 
 
 
 
 
 
1 
 
1 INTRODUÇÃO 
 
Estação de Tratamento de Esgoto - ETE é a unidade operacional do sistema de 
esgotamento sanitário que através de processos físicos, químicos ou biológicos removem as 
cargas poluentes do esgoto, devolvendo ao ambiente o produto final, efluente tratado, em 
conformidade com os padrões exigidos pela legislação ambiental. 
O lançamento indiscriminado dos esgotos nos corpos d’água, sem tratamento, pode 
causar vários inconvenientes. Estes inconvenientes se apresentam com maior ou menor 
importância, de acordo com os efeitos adversos que podem causar aos usos benéficos das 
águas (JORDÃO & PESSÔA, 2005). A falta de tratamento dos esgotos e condições 
adequadas de saneamento pode contribuir para a proliferação de inúmeras doenças 
parasitárias e infecciosas caracterizando-se de suma importância à disposição adequada dos 
esgotos para a proteção da saúde pública. 
O conjunto de lagoas conhecido como “Sistema Australiano”, o qual considera uma 
lagoa anaeróbia seguido de uma lagoa facultativa, gera uma eficiência de remoção de DBO da 
ordem 70% e muitas vezes é adotado em projetos onde há uma grande disponibilidade de área 
e um número pequeno de habitantes. No entanto algumas características como o odor 
desagradável e a possibilidade de eutrofização da lagoa de acordo com o tipo de esgoto 
recebido torna desaconselhável o uso próximo à cidades. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2 
 
2 OBJETIVOS 
 
2.1 OBJETIVO GERAL 
 
Projetar um sistema de tratamento alternativo para a Estação de Tratamento Norte de 
Londrina – Paraná a fim de compará-lo com a eficiência do sistema existente. 
 
2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS 
 
 Aplicar os conhecimentos contemplados pela disciplina de Tratamento de Águas 
Residuárias; 
 Fortalecer as habilidades de trabalho em equipe. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3 
 
3 CARACTERIZAÇÃO DA ÁREA DE ESTUDO 
 
3.1 CARACTERÍSTICAS GERAIS 
 
Londrina nasceu dos projetos pré-estabelecidos pela Companhia de Terras Norte do 
Paraná, em 1934, com a Lei Estadual nº2591, inicialmente, colonizada pela cultura cafeeira da 
região. Apresenta desde então importância regional tanto para o Paraná quanto para o Sul do 
Brasil. Está localizada na região Norte do Estado (Latidude: 23° 23' 30'' Sul; Longitude: 51° 
11' 30'' W-GR) a 576m de altitude. Além disso, possui 1.659,629 km², observável no mapa da 
Figura 1, a seguir (PMSB - LONDRINA, 2015). 
 
Figura 1 – Mapa da Cidade de Londrina – Paraná. 
 
Fonte: Plano Municipal de Saneamento Básico de Londrina – PR, 2015. 
 
A região, instituída como Metropolitana, contempla ainda os Municípios de Londrina, 
Pitangueiras, Ibiporã, Cambé, Bela Vista do Paraíso, Primeiro de Maio, Rolândia, Sabáudia, 
Sertanópolis, Tamarana, Porecatu, Assaí, Jataizinho, Alvorada do Sul, Jaguapitã, 
Florestópolis, Arapongas, Centenário do Sul, Guaraci, Lupionópolis, Prado Ferreira, 
Miraselva, Rancho Alegre, Sertaneja e Uraí (PMSB - LONDRINA, 2015). 
O PIB per capita, segundo consta no plano e conforme dados do IBGE de 2012 era de 
US$ 2560,04, sendo as principais atividades evidentes no Gráfico 1, a seguir. 
 
4 
 
 
Gráfico 1 – Principais Atividades Econômicas de Londrina. 
 
Fonte: Dos Autores, 2018. 
 
Os dados de evolução populacional, estimados pelo Plano em 2015, aferem 
perspectivas importantes para se considerar em qualquer projeto de saneamento básico. A 
seguir, no Quadro 1, apresentam-se os números. 
 
Quadro 1 – Evolução Populacional de Londrina – PR. 
 
Fonte: Plano Municipal de Saneamento Básico de Londrina – PR, 2015. 
 
A respeito do Clima, outro dado importante para o dimensionamento, a cidade de 
Londrina apresenta tipoclimático subtropical úmido mesotérmico, com verão quente e geadas 
pouco frequentes, com tendência de concentração das chuvas nos meses de verão. Não há 
3% 
21% 
76% 
Atividades Econômicas de Londrina 
Agropecuária
Indústria
Serviços
5 
 
estação seca definida. Apresenta temperatura média anual de 22°C, ou de 28° nos meses 
quentes e de 18°C nos mais frios (PMSB - LONDRINA, 2015). 
 
3.2 SISTEMA DE TRATAMENTO DE ESGOTO 
 
Desde 1973 a Companhia de Saneamento do Paraná – SANEPAR é a responsável 
pelos sistemas de abastecimento e tratamento de esgoto, a qual segundo o instituto Trata 
Brasil, Londrina está em segundo lugar no Ranking de Saneamento de 2014, e quanto ao 
sistema de esgoto sanitário, a coleta atinge 100% das moradias, sendo de 88,53% a taxa de 
tratamento do esgoto. A razão pode ser advinda dos investimentos, ocorridos no período de 
2011 a 2015 em serviços de água e esgoto no total de R$ 287 milhões, como pode ser 
observado pela Tabela 1. 
 
Tabela 1 – Evolução de Atendimento dos Sistemas de Água e Esgoto à População. 
 
Fonte: TrataBrasil, 2018. 
 
O sistema integrado de esgotamento de Londrina e Cambé divide-se em 6 áreas de 
influência as quais contemplam rede coletora (1,96 mil km), coletores tronco, interceptores, 
25 estações elevatórias de esgoto (EEE) com suas linhas de recalque associadas, com 18 
operando, e 7 estações de tratamento de esgotos (ETE), das quais 5 operam. Os distritos e 
localidades de Londrina atualmente não contam com sistema de esgotamento sanitário, sendo 
que nos seus domicílios são adotadas soluções individuais para o descarte de esgotos (PMSB - 
LONDRINA, 2015). 
6 
 
No Quadro 2, a seguir, é possível visualizar algumas das características principais das 
ETEs de Londrina: 
 
Quadro 2 – Principais Características das Estações de Tratamento Existentes. 
 
Fonte: Dos Autores, 2018. 
 
Conforme recomendado na proposta deste trabalho, foi escolhida a ETE que apresenta 
maior vazão para alternativamente propor um novo dimensionamento, a título de comparação. 
Assim a ETE escolhida fora a Estação de Tratamento Norte, que teve seu início de operação 
em 1996, mas recebeu também investimentos para o aumento da capacidade de tratamento e 
melhoria na eficiência em 1998/2001. 
 
3.2.1 Estação de Tratamento Norte 
 
Esta ETE possui licença de operação até 2019. A partir da Figura 2 é possível verificar a 
área de influência a qual essa ETE engloba. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
7 
 
Figura 2 – Área de Influência da ETE NORTE. 
 
Fonte: Plano Municipal de Saneamento Básico de Londrina – PR, 2015. 
 
Como essa estação recebe o esgoto a partir de estações elevatórias, locais onde o 
gradeamento já é realizado, a mesma não possui o gradeamento em sua etapa preliminar, 
sendo enviada então diretamente para a estrutura de medição, Calha Parshall, o qual realiza a 
medidas através de um medidor ultrassônico. Após isso, o esgoto passa por dois 
desarenadores do tipo caixa quadrada, os quais a limpeza é realizada através de raspadores 
mecânicos automáticos. 
O efluente segue para uma caixa divisora de vazão, com cinco câmaras, onde a mesma 
o envia para um decantador primário e recebe o lodo dos decantadores secundários. Saindo do 
decantador primário, encaminha-se para uma caixa divisora a qual distribui o efluente em 
quatro reatores anaeróbios de lodo fluidizado (RALF). Após o tratamento anaeróbio, é 
encaminhado para dois filtros biológicos aeróbios percoladores (FBA) em paralelo e deles, 
para dois decantadores secundários (DSE) em paralelo. 
Uma parte do efluente dos decantadores secundários é recirculada através de uma 
elevatória, bem como o lodo gerado nos DSE, que é recalcado para retornar ao decantador 
8 
 
primário. Esta ETE possui uma Unidade Gerenciadora de Lodo, onde é feito todo o 
tratamento. Todo o lodo do decantador primário é tratado num digestor de lodo que possui 
20m m de diâmetro e 4217m³ de volume, onde permanece com o tempo de detenção de 60 
dias. Enquanto isso, o lodo proveniente dos RALFs vai para o sistema de secagem composto 
por dois conjuntos com 13 leitos cada. O lodo centrifugado é mistura à Cal Hidratada por um 
misturador mecânico de pás com movimento axial. Há ainda, o tratamento dos gases gerados, 
feito a partir da queima. 
Um layout e um croqui deste processo descrito apresentam-se em Anexo 1 e Anexo 2. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
9 
 
4 JUSTIFICATIVA 
 
O presente trabalho optou pelo sistema de lagoas anaeróbia seguida de lagoa 
facultativa para o tratamento de águas residuárias da cidade de Londrina. As lagoas 
anaeróbias são normalmente profundas, variando entre 4 a 5 metros. A profundidade tem a 
finalidade de impedir que o oxigênio produzido pela camada superficial seja transmitido às 
camadas inferiores. Para garantir as condições de anaerobiose é lançado uma grande 
quantidade de efluente por unidade de volume da lagoa. Com isto o consumo de oxigênio será 
superior ao reposto pelas camadas superficiais. Como a superfície da lagoa é pequena 
comparada com sua profundidade, o oxigênio produzido pelas algas e o proveniente da 
reaeração atmosférica são considerados desprezíveis. No processo anaeróbio a decomposição 
da matéria orgânica gera subprodutos de alto poder energético (biogás) e, desta forma, a 
disponibilidade de energia para a reprodução e metabolismo das bactérias é menor que no 
processo aeróbio (SPERLING,1996). 
 A eficiência de remoção de DBO por uma lagoa anaeróbia é da ordem de 50% a 60%. 
Como a DBO efluente é ainda elevada, existe a necessidade de uma outra unidade de 
tratamento. Neste caso esta unidade constitui-se de uma lagoa facultativa, porém esta 
necessitará de uma área menor devido ao pré-tratamento do esgoto na lagoa anaeróbia. O 
sistema lagoa anaeróbia mais lagoa facultativa representa uma economia de cerca de 1/3 da 
área ocupada por uma lagoa facultativa trabalhando como unidade única para tratar a mesma 
quantidade de esgoto. Devido a presença da lagoa anaeróbia, maus odores, provenientes da 
liberação de gás sulfídrico, podem ocorrer como consequência de problemas operacionais. Por 
este motivo este sistema deve ser localizado em áreas afastadas, longe de bairros residenciais 
(SPERLING,1996). 
A geração de lodo neste sistema representa uma problemática e deve passar pelas 
etapas de tratamento e estabilização. O sistema de tratamento escolhido será realizado durante 
a secagem da lagoa, ocorrendo então o adensamento e desidratação do lodo. 
A escolha desse sistema baseia-se na disponibilidade de área do município. Em 
comparação a outros sistemas de lagoas, demanda menor de área, apresenta eficiência 
satisfatória e adequa-se ao clima da região. 
 
 
 
10 
 
5 DIMENSIONAMENTO 
 
Todo o dimensionamento realizou-se em função da vazão média tomando-se o valor 
fornecido pelo plano de 1023L/s ou 1,03m³/s para esta ETE. 
 
5.1 TRATAMENTO PRELIMINAR 
 
5.1.1 Gradeamento 
 
Em razão de a estação receber o afluente a partir de uma estação elevatória, onde já é 
feito o gradeamento, torna-se dispensável a inclusão neste sistema, no entanto, a título de 
aprendizado, dimensionou-se uma grade média manual a partir de uma velocidade máxima e 
mínima adotadas, 1,2 m/s e 0,8m/s, respectivamente, e ainda, inclinação das grades em 
relação à horizontal de 45°, parâmetros estes exigidos pela NBR 12208 (ABNT, 1992). 
Para o espaçamento entre as barras na grade, adotou-se o valor de 0,02m, e para a 
espessura das barras, a medida de 0,01m. Ainda com afinalidade de atender a norma vigente, 
considerou-se uma perda de carga mínima de 0,15 m. Vale retomar que a largura do canal 
será igual a 0,6, conforme apresentado na seção anterior, no dimensionamento do canal de 
entrada. A perda de carga na passagem pela grade foi calculada equação 63. 
A partir das equações a seguir obtiveram-se os valores de Área útil, Área Total, 
Largura do Canal, Eficiência, Velocidade de Aproximação, Perda de Carga na Grade, Altura 
da Lâmina D’água, nesta ordem: 
 
 
 
 
 (1) 
Onde: : Área Útil (m²); 
 : Vazão Máxima (m³/s); 
 : Velocidade Mínima na Grade (m/s). 
 
 
 
 
 (2) 
Onde: : Área Total (m²); 
a: Espaçamento entre as barras (m); 
t: Espessura das barras (m). 
 
11 
 
 
 
 
 (3) 
Onde: b: Largura do Canal (m); 
 : Altura máxima da lâmina d’água na calha Parshall (m); 
z: Rebaixamento (m). 
* O cálculo deste parâmetro foi realizado com base no dimensionamento a seguir, da 
Calha Parshall. 
 
 
 
 
 
 (3) 
Onde: E: Eficiência (%). 
 
 
 
 
 (4) 
Onde: : Velocidade de Fluxo entre as Barras (m/s). 
 
 
 
 
 (5) 
Onde: : Velocidade imediatamente à montante da grade (m/s). 
 
 
 
 
 
 (6) 
Onde: : Perda de Carga na Grade (m); 
g : Gravidade (m/s²). 
 
 
 
 (7) 
Onde: y: Altura D’Água (m). 
 
Posteriormente, calculou-se o número de barras, a partir das dimensões estabelecidas 
pelo espaçamento, espessura de cada barra e largura do canal. Os resultados são apresentados 
no Quadro 2, e o Quadro 3 sugere os valores de adoção. O dimensionamento pode ser 
visualizado nos anexos na Folha 01, Folha 02 e Folha 03. 
 
 
 
 
 
12 
 
Quadro 2 – Dimensionamento de Grade Média Manual. 
Au (m²) 2,30175 
S (m²) 3,452625 
b (m) 4,975726116 
Eficiência (%) 0,666666667 
v (m/s) 0,8 
vo (m/s) 0,533333333 
Hf (m) 0,0259146 
Hf 50% obstruída (m) 0,072560879 
y (m) 0,690525 
Comprimento da grade no canal 
(m) 
1,2 
Tamanho da grade (m) 1,549193338 
Fonte: Dos Autores, 2018. 
 
Quadro 3 – Valores Adotados para Dimensões da Grade. 
Nºb 
b adotado 
(m) 
H 
adotado 
(m) 
Tamanho da 
grade 
adotado (m) 
Nºb 
adotado 
166 5 1,2 1,6 169 
Fonte: Dos Autores, 2018. 
 
Observações: 
1. Por questão de projeto, a largura do canal adotada fora de 5 metros; 
2. Para a altura do canal considerou-se a altura da lâmina d’água, considerando a 
vazão máxima e mais uma altura de segurança, totalizando 1,2 metros; 
3. Também calculou-se o Hf para o momento em que a grade esteja com 50% de 
obstrução. 
4. A seção transversal típica da barra é de 9,5 mm x 50 mm, pela altura da lamina 
d’água não seria conveniente usar essa altura. 
 
5.1.2 Calha Parshall 
 
Para os cálculos desta passagem preliminar, utilizou-se o Quadro 4, onde fora adotado 
o valor da Largura Nominal de 3 pés (0,915m), segundo a faixa de vazão escolhida no Quadro 
4. Assim, obteve-se o valor de N e K, constantes da equação 8. Também se obteve o valor de 
rebaixamento da calha, através da equação 9. 
13 
 
Quadro 4 – Valores das Constantes de N e K para Diferentes Vazões. 
W 
K1 N1 
pol, pé m 
3" 0,075 3,072 0,646 
6" 0,15 1,842 0,633 
9" 0,229 1,505 0,654 
1' 0,305 1,276 0,657 
1 1/2' 0,46 0,966 0,65 
2' 0,61 0,795 0,654 
3' 0,915 0,607 0,639 
Fonte: Dos Autores, 2018. 
 
 
 (8) 
Onde: : Altura da Lâmina D’Água (m); 
Q: Vazão(m³/s). 
 
Calculou-se neste instante a altura máxima da altura d’água e a mínima, a partir das 
vazões máxima e mínima. 
 
 
 
 
 
 (9) 
 
Os resultados destes cálculos são apresentados no Quadro 5. Finalmente, para projeção 
das dimensões da calha, utilizaram-se as recomendações fornecidas pelo Catálogo, a partir da 
vazão no Quadro 6. 
 
Quadro 5 – Valores Calculados para Calha Parshall. 
Q méd (m³/s) 1,023 
Q máx (m³/s) 1,8414 
Q mín (m³/s) 0,5115 
Largura Nominal (') 3 
Largura Nominal (m) 0,915 
N 0,639 
K 0,607 
H mín (m) 0,395495051 
H máx (m) 0,896640501 
Q min/Q max 0,277777778 
Rebaixamento z (m) 0,202746802 
Fonte: Dos Autores, 2018. 
 
14 
 
Quadro 6 - Dimensões de Calha Parshall pela Vazão Afluente. 
 
Fonte: Dos Autores, 2018 
 
Um exemplo de Calha Parshall considerando as dimensões citadas está na Figura 3. E 
o dimensionamento consta nos anexos na Folha 01 e Folha 02 deste trabalho. 
 
Figura 3 – Exemplo Planta Calha Parshall. 
 
Fonte: UFCG, 2018. 
 
 
 
15 
 
5.1.3 Desarenadores 
 
Para a desarenação do sistema, escolheu-se dimensionar dois desarenadores do tipo 
caixa de areia com as mesmas dimensões apresentadas a seguir, isto garante a continuidade do 
processo no momento em que proceder a limpeza. Dado a velocidade horizontal adequada de 
0,3 m/s neste dimensionamento e tendo-se escolhido a calha Parshall, podemos utilizar os 
mesmos parâmetros de K e N referidos anteriormente, bem como as alturas máxima e mínima 
da lâmina d’água, ou seja, à montante. Estes dados nos forneceram os valores para 
dimensionamento de cada caixa de areia: área da seção transversal, a altura, a largura e o 
comprimento da caixa de areia, descritas pelas equações que seguem. 
 
 
 
 
 (10) 
Onde: : Área transversal da seção (m²); 
 : velocidade horizontal (m/s). 
 
 (11) 
 
 
 
 
 (12) 
Onde: B: Base da caixa de areia (m). 
 
 (13) 
Onde: L: Comprimento da caixa de areia (m). 
 
Além disso, sobre o rebaixamento, calculou-se a Taxa de Escoamento Superficial, o 
Volume do rebaixado e a Altura Diária de Areia Acumulada, conforme as seguintes equações: 
 
 
 
 
 (14) 
Onde: q: Taxa de Escoamento Superficial; 
 
 (15) 
Onde: V: Volume do rebaixado (L). 
 
16 
 
 
 
 
 
 (16) 
 
Os resultados são apresentados no Quadro 7 e Quadro 8, a seguir. 
 
Quadro 7 – Dimensionamento de Desarenadores tipo Caixa de Areia – Parte 1. 
At (m²) B (m) A (m²) v (m/s) L (m) 
L 
arredondado 
(m) 
B 
adotado 
(m) 
q 
(m³/m².dia) 
6,138 8,84574 1,705 0,3 15,6126 16 9,00 1104,8 
Fonte: Dos Autores, 2018. 
 
Quadro 8 – Dimensionamento de Desarenadores tipo Caixa de Areia – Parte 2. 
Taxa 
(L/m³) 
V rebaixo 
(L) 
h (m) 
h em 12 dias 
(m) 
0,03 2651,616 0,01841 0,220968 
Fonte: Dos Autores, 2018. 
 
Observações: 
1. Por critérios de projeto, as dimensões de largura e comprimento foram arredondadas; 
2. Sugere-se que, a cada 12 dias,a caixa de areia seja limpa, pois atingirá o limite 
recomendado. 
 
5.2 TRATAMENTO SECUNDÁRIO – SISTEMA AUSTRALIANO 
 
Sugeriu-se projetar o tratamento desta ETE de acordo com o “Sistema Australiano”, 
no qual o efluente do desarenador torna-se afluente de uma lagoa anaeróbia seguindo para 
uma lagoa facultativa. Na lagoa anaeróbia, a área requerida é menor e a profundidade maior, 
comparados à lagoa facultativa, não sofrendo alterações com a oxigenação atmosférica e 
fotossíntese, o que contribui para este projeto onde a vazão é alta. Além disso, a DBO é 
removida mais rapidamente pelos organismos anaeróbios. No entanto, a remoção de matéria 
orgânica não é completa, e para isto, a lagoa facultativa que se segue cumpre 
satisfatoriamente este requisito, complementando o processo. Para este projeto, optou-se por 
17 
 
dimensionar três sistemas australianos em paralelo, ou seja um conjunto de três lagoas 
anaeróbias mais facultativas, a fim de facilitar a remoção do lodo posteriormente. 
 
5.2.1 Lagoas Anaeróbias 
 
Para o dimensionamento da lagoa anaeróbia levou-se em considerações as seguintes 
variáveis: 
 
 [ ] (17) 
Onde: L: Carga afluente da DBO (Kg.dia¹) 
Q: Vazão do afluente (m³.dia¹) 
 
 (18) 
Onde: Lv: Taxa de aplicação volumétrica (KgDBO/m³.d) 
T: Temperatura do mês mais frio (ºC) 
 
 
 
 
 (19) 
Onde: V: Volume da lagoa anaeróbia (m³) 
 
 
 
 
 (20) 
Onde: TDH: Tempo de detenção hidráulico (dias). 
 
 
 
 
 (21) 
Onde: A: Área total requerida da Lagoa (m²); 
H: Profundidade da lagoa (m). 
 
 (22) 
Onde: E: Eficiência de remoção da DBO (%) . 
 
 (
 
 
) (23) 
Onde: S0: DBO inicial do afluente (mg/L). 
 
18 
 
 
 
 
 (24) 
 
Além do cálculo da espessura do lodo, foi possível computar o tempo necessário para 
a limpeza da lagoa considerando o critério de limpeza sendo o preenchimento de um terço da 
lagoa. A produção anual do lodo considera a razão do volume de lodo produzido e o tempo t 
em anos. 
 
(
 
 
)
 
 (25) 
 
Observações: 
1. Por critérios de projeto, foram adotados os seguintes valores: 
 Temperatura do mês mais frio 18ºC; 
 Profundidade H: 4,5 metros; 
 Proporção Largura por comprimento: 2; 
 Taxa de acumulação de lodo: 0,04 m/ano; 
 População atendida: 177624 habitantes. 
2. Para a distribuição do volume calculado, foi adotado três lagoas anaeróbias. 
 
Os resultados são apresentados na Tabela 2, a seguir. 
 
Tabela 2 - Dimensionamento da lagoa anaeróbia. 
LAGOAS ANAERÓBIAS 
L 60810,4 Kg.dia
-1
 
Lv 0,26 (KgDBO/m³.d) 
V 233886 m³ 
TDH 2,65 dias 
A 51975 m² 
Alagoa 17325 m² 
Possíveis dimensões 186,1 m x 93,1m 
E 56% 
DBOefluente 302,72 mg/L 
Acúmulo anual de lodo 7104,96 m 
Espessura do lodo 0,14 m 
19 
 
CRITÉRIOS DE LIMPEZA 
1/3 da profundidade da lagoa 710,5 m³ 
Anualmente 71,05 m³ 
Fonte: Dos Autores,2018. 
 
5.2.2 Lagoas Facultativas 
 
Para o dimensionamento da lagoa facultativa levou-se em considerações as seguintes 
variáveis: 
 
 (
 
 
) (26) 
Onde: L0: Carga afluente da DBO da lagoa anaeróbia (Kg.dia¹); 
E: Eficiência de remoção da DBO da lagoa anaeróbia (%). 
 
 
 (27) 
Onde: Ls: Taxa de aplicação superficial (KgDBO5/ha.dia) 
 
 
 
 
 (28) 
 
 (29) 
 
 
 (30) 
Onde: K: Coeficiente de remoção da DBO (dia
-1
); 
θ: valor adotado de 1,05 para K20 igual a 0,27. 
 
 
 
 
 (31) 
Onde: S: DBO final do afluente (mg/L). 
 
 (32) 
 
Para o cálculo da estimativa da DBO particulada do efluente, considera-se que a 
concentração dos sólidos dissolvidos do efluente seja igual a 80 mg/L e que a cada 1 mg/L 
20 
 
desses sólidos implica em uma DBO5 em torno de 0,35 mg/L. Logo a DBO particulada 
implica na multiplicação destes dois fatores. 
 
 
 
 
 .100 (33) 
 
Observações: 
1. Por critérios de projeto, foram adotados os seguintes valores: 
 Temperatura do mês mais frio 18ºC; 
 Profundidade H: 1,80 metros; 
 Proporção Largura por comprimento: 0,4 
2. Para a distribuição do volume calculado, foi adotado três lagoas facultativas. 
 
Os resultados são apresentados na Tabela 3, a seguir. 
 
Tabela 3 - Dimensionamento da lagoa facultativa 
LAGOAS FACULTATIVAS 
L 26756,576 Kg.dia
-1
 
Ls 216,5 KgDBO/ha.d 
A 1236000 m² 
Alagoa 412000 m² 
Possíveis dimensões 1014,8 m x 406 m 
V 2224800 m³ 
TDH 25,2 dias 
K 0,24/dia 
S 43 mg/L 
DBOtotal 71 mg/L 
E 76,5% 
Atotal 128,8 ha 
Fonte: Dos Autores,2018 
 
 
 
21 
 
5.3 TRATAMENTO TERCIÁRIO 
 
Uma das vantagens do sistema secundário escolhido é que, pelo fato de boa parte da 
remoção de DBO ocorrer na primeira lagoa, e inclusive ocorrer a decantação do lodo, a lagoa 
facultativa comporta-se também como lagoa de maturação/estabilização. E, sendo as 
quantidades de Fósforo e Nitrogênio existentes nesse esgoto consideradas baixas não há 
necessidade de promover um tratamento complementar a fim de regularizar essas porções, 
bem como de patógenos, os quais já são neutralizados pela ação solar. 
Mesmo assim, um compartimento extravasor foi projetado, o qual faz o interligamento 
das vazões dos três conjuntos de lagoas e recebe os efluentes, antes de lança-los no manancial. 
As tubulações são controladas através de comportas para determinar o esvaziamento de cada 
lagoa no momento da limpeza e secagem do lodo. Neste interligamento também é medido o 
pH e demais análises físico-químicas e biológicas, donde poderá ser misturado à Cal ou outro 
agente químico estabilizante. 
 
5.4 TRATAMENTO DO LODO 
 
5.4.1 Secagem do Lodo 
 
Conforme este projeto, pressupomos que um conjunto de lagoas (anaeróbia mais 
facultativa) poderá ser esvaziada e seca durante o tempo necessário de 30 a 45 dias, fazendo-
se o rodízio anual entre elas, ou seja, agregando um volume ao longo de três anos em cada 
remoção. A continuidade dos demais conjuntos se faz utilizando-se do volume superestimado 
das demais lagoas e ainda, do compartimento do extravasor de mistura, localizado após as 
lagoas. 
Durante o prazo de secagem, sugere-se também a sobreposição de uma manta 
transparente, a qual criará uma “estufa”, contendo o calor na lagoa e aumentando a 
temperatura de secagem. Esta manta também impedirá que a umidade sofra influência de 
chuvas e prolongue o tempo de secagem. Dados pesquisados remetem o calor gerado em 
torno de 70°C no interior da manta. 
O prazo de 30 a 45 dias é garantido a partir daaltura de lodo acumulada ao longo de 
três anos, bem abaixo da altura limite do lodo calculada no dimensionamento da lagoa 
anteriormente. Assim, esta altura não ultrapassa 50cm e portanto, há uma secagem eficiente 
22 
 
utilizando o próprio leito da lagoa. Considera-se ainda, o clima e pluviosidade da região, onde 
mantém-se com uma média anual de temperatura considerada quente. 
Da lagoa anaeróbia, por ser um volume de lodo menor, o mesmo poderá ser 
succionado através de bombas para a lagoa facultativa, onde será seco juntamente com o lodo 
produzido na mesma. 
 
5.4.2 Remoção do Lodo 
 
A remoção do lodo das lagoas facultativas é uma tarefa de proporções significativas, 
dada a área extensa de cada uma delas. Para estes casos, como sugere Gonçavez Et. al. a 
remoção pode ser manual ou mecanizada. A escolha de um tipo pressupõe o critério da lagoa 
ser esvaziada ou não. 
Conforme o pressuposto do item anterior, dado que a lagoa poderá ser seca, a retirada 
poderá ser manual ou mecanizada através de tratores, desde que seja garantido um bom 
embasamento na fase de construção da lagoa para que este aguente o peso dos tratores. 
 
5.4.3 Disposição Final 
 
Uma vez terminado o prazo de secagem e feita a remoção, o resíduo é considerado 
inerte, devido ao calor e influência dos raios solares a que este é submetido. Deste modo, o 
mesmo pode ser inteiramente enviado ao aterro sanitário conforme o imposto pela legislação 
pertinente. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
23 
 
6 CONSIDERAÇÕES FINAIS 
 
Nitidamente percebemos que o tratamento existente nesta ETE foi muito bem 
projetado conforme os vários fatores considerados como relações de custo, eficiência, 
população beneficiada, vazão do afluente, entre outros, já que os reatores anaeróbios tipo 
RALF possuem um bom desempenho e, para este caso, compensam financeiramente em 
termos de custo e espaço. Desta forma, reforçamos que o dimensionamento proposto 
pretendeu apenas confirmar a eficiência do tratamento já existente a partir da comparação de 
um sistema onde exibe a área e demais requisitos, os quais seriam necessários para obter a 
mesma eficiência em termos de outro tratamento. 
A conclusão é de que, o sistema dimensionado, apesar de eficiente na remoção de 
DBO e matéria orgânica é inviável pela demanda de área, pelo custo acarretado e também por 
extrapolar limites baseados em número de habitantes. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
24 
 
REFERÊNCIAS 
 
JORDÃO, Eduardo Pacheco; PESSÔA, Constantino Arruda. Tratamento de Esgotos 
Domésticos. 4. ed. Rio de Janeiro: Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e 
Ambiental (ABES), 2005. 899 p. 
GONÇALVES, Ricardo Franci; ARAÚJO, Vera de Lúcia; CHERNICHARO, Carlos 
Augusto. Tratamento Secundário De Esgoto Sanitário Através Da Associação Em Séria 
De Reatores Uasb E Biofiltros Aerados Submersos. Associação Brasileira de Engenharia 
Sanitária e Ambiental, Vitória, p. 450-462, out. 2006. 
VON SPERLING, Marcos. Lodos Ativados. 2. ed. Belo Horizonte: Departamento de 
Engenharia Sanitária e Ambiental (DESA), 2009. 4 v. 
PMSB – Londrina – PR. Renovação do PMSB 2015. Prefeitura do Município de Londrina, 
PR. Londrina, nov, 2015. 255p.