Conceitos Gerais e Concepção de ETEs

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CONCEITOS GERAIS 
O que é esgoto sanitário? 
Esgoto doméstico 
Efluentes industriais 
Águas de infiltração 
Por que tratar esgoto sanitário? 
y É a água residuária mais produzida no mundo 
y Impactos ambientais e na saúde pública 
Composição do esgoto sanitário 
y Sólidos grosseiros 
y Sólidos suspensos e dissolvidos 
y Matéria orgânica 
y Nutrientes: N e P 
y Organismos patogênicos 
y Poluentes específicos 
O que remover? 
Com que eficiência? 
PADRÕES DE QUALIDADE 
PADRÕES DE EMISSÃO 
Resoluções CONAMA e decretos estaduais: 
Vazões de esgoto 
y Vazão de esgoto doméstico: QED 
◦ Função do tamanho da população e de seus hábitos 
◦ Sujeita a variações diárias e horárias 
 
y Vazão de esgoto industrial: QIND 
◦ Deve ser analisada caso a caso 
 
y Vazão de águas de infiltração: QINF 
◦ Função da extensão e condições da rede coletora 
Vazão de esgoto doméstico 
y Onde: 
◦ qe = consumo efetivo per capita de água (L/hab.dia) 
 
 
◦ C = coeficiente de retorno esgoto/água (C= 0,8, usualmente) 
 
 
◦ P = população atendida (hab) 
 
PCqQ eED,med ˜˜ 
Quanto efetivamente é fornecido de água por habitante 
por dia através do sistema de abastecimento de água 
Quanto da água fornecida se converte em esgoto nos 
domicílios 
Vazão de esgoto doméstico 
y Deve-se levar em consideração as variações na 
contribuição de esgoto doméstico ao longo do ano 
k1: coeficiente de máxima contribuição diária 
Vazão de esgoto doméstico 
y Deve-se levar em consideração as variações na 
contribuição de esgoto doméstico ao longo do dia 
k2: coeficiente de máxima contribuição horária 
k3: coeficiente de mínima contribuição horária 
Vazão de esgoto doméstico 
y Vazão máxima de esgoto doméstico: 
 
 
 
 
y Vazão mínima de esgoto doméstico: 
 
 
ED,med21EDmax, QkkQ ˜˜ 
ED,med3EDmin, QkQ ˜ 
k 
k1 = 1,2 
k2 = 1,5 
k3 = 0,5 
NBR 9649 
k = 1,8 
Vazão industrial 
y Pode estar presente ou não 
y Vazão constante ou variável 
y Lançamento na rede de coleta deve obedecer a critérios 
para não prejudicar as tubulações ou o tratamento 
◦ Decreto nº 8.468 (Set/1976) 
◦ Art. 19: Onde houver sistema público de esgoto, em condições de atendimento, 
os efluentes de qualquer fonte poluidora deverão ser neles lançados. 
◦ Art. 18 - VIII: Regime de lançamento com vazão máxima de até 1,5 vezes a vazão 
média diária. 
◦ Art. 19 A: Os efluentes de qualquer fonte poluidora somente poderão ser 
lançados em sistemas de esgotos, se obedecerem às seguintes condições: 
◦ I. pH entre 6,0 e 10,0; 
◦ II. Temperatura inferior a 40°C; 
◦ III. Materiais sedimentáveis até 20 ml/l; ... 
 
Vazão de infiltração 
y Infiltração através de juntas, paredes, caixas de 
passagens, poços de visita. 
y Depende do material da tubulação, da qualidade do 
assentamento, do nível do lençol freático, do tipo de 
juntas, do tipo de solo. 
y Taxa de infiltração: Vazão por km de extensão de rede 
TINF = 0,05 a 1,0 L/s.km 
NBR 9649: 
Vazões de projeto 
y Média: 
 
 
y Máxima: 
 
 
y Mínima: 
 
 
INDINFED,medmed QQQQ �� 
INDINFED,med21max QQQkkQ ��˜˜ 
INDINFED,med3min QQQkQ ��˜ 
Vazões de projeto 
y Quando utilizar cada uma das vazões? 
◦ Vazão máxima: dimensionamento do gradeamento, caixas 
de areia, decantadores primários, canalizações entre unidades 
do tratamento preliminar e primário, elevatórias e linhas de 
recalque afluente, medidores de vazão, estruturas de entrada 
 
◦ Vazão média: dimensionamento de unidades em geral, 
cálculos de necessidade de reagentes, custos operacionais, 
balanços de massa 
 
◦ Vazão mínima: Verificações em geral 
Vazões de projeto 
y Exemplo: 
 
Dados: 
P = 120.000 hab 
qe = 150 L/hab.d 
C = 0,8 
k1 = 1,2 ; k2 = 1,5; k3 = 0,5 
Tinf = 0,2 L/s.km 
Lrede = 200 km 
Desconsiderar QIND 
s/L4,1230407,1665,0QQQkQ
s/L1,340
0407,1665,12,1QQQkkQ
s/L7,2060407,166QQQQ
s/L402002,0LTQ
s/L7,166
606024
000.400.14Q
d/L000.400.14000.1208,0150PCqQ
INDINFED,med3min
INDINFED,med21max
INDINFED,medmed
redeINFINF
ED,med
eED,med
 ��u ��u 
 
��uu ��uu 
 �� �� 
 u u 
 
uu
 
 uu ˜˜ 
CUIDADO COM 
AS UNIDADES! 
Características do esgoto doméstico 
Fonte: Metcal & Eddy (2016) 
Parâmetro Forte Médio Fraco 
DBO5,20 (mg/L) 400 200 133 
DQO (mg/L) 1016 508 339 
NTK (mg/L) 69 35 23 
Nitrogênio Orgânico (mg/L) 29 14 10 
Nitrogênio Amoniacal (mg/L) 41 20 14 
Fósforo Total (mg/L) 11 5,6 3,7 
Sólidos em Suspensão (mg/L) 389 195 130 
Parâmetro Médio 
Coliformes Termotolerantes (NMP/100 mL) 106 – 107 
Cistos de Protozoários (/100 mL) 102 - 105 
Vírus (/100 mL) 103 - 104 
Ovos de helmintos (/100 mL) 101 - 103 
FÍ
SI
CO
-Q
UÍ
M
IC
OS
 
M
IC
RO
BI
OL
ÓG
IC
OS
 
Cálculo de cargas 
y Cargas: relacionam a concentração de 
determinado parâmetro e a vazão afluente 
y Representam o fluxo mássico 
y Usualmente: kg/d 
y Podem ser calculadas cargas de DBO, de 
nitrogênio, de fósforo, de sólidos etc. 
vazãoãoconcentraçaargC u 
UNIDADES! 
Cálculo de cargas 
y Exemplo: 
Para Qmed = 206,7 L/s (exemplo anterior) 
DBO = 300 mg/L 
NTK = 40 mg N/L 
 
Carga de DBO = 
 
 
Carga de N = 
d/kgDBO7,5357400.867,206
000.000.1
1300 uuu
d/kgN4,714400.867,206
000.000.1
140 uuu
Conversão em kg/L Conversão em L/d 
Contribuições unitárias 
y Podem ser utilizadas na ausência de determinações 
diretas de parâmetros 
y NBR12209:2011 
 Parâmetro Contribuição unitária 
(g/hab.d) 
DBO 45 a 60 
DQO 90 a 120 
Sólidos Suspensos (SS) 45 a 70 
Nitrogênio (N) 8 a 12 
Fósforo (P) 1,0 a 1,6 
(variam geograficamente, recomenda-se 
investigação local) 
54 gDBO/hab.d 
Valor usual 
Contribuições unitárias 
y Exemplo: neste caso, o cálculo da carga é direto 
P = 120.000 hab 
Contribuição unitária de DBO = 54 gDBO/hab.d 
 
Carga de DBO = 
 
y A contribuição unitária também pode ser utilizada para 
calcular a população equivalente, no caso de 
contribuição industrial: 
◦ População que produziria a mesma carga de DBO à produzida 
pela indústria considerada. 
◦ Exemplo: para uma indústria que produz 1200 kgDBO/d: 
 
d/kgDBO6480
1000
154000.120 uu
hab222.22
054,0
1200 População equivalente = 
CONCEPÇÃO DE ETEs 
Estações de tratamento de esgoto (ETEs) 
 
 
 
 
X Remoção de sólidos grosseiros/areia/gordura 
X Gradeamento/Caixa de areia/Caixa de gordura 
 
 
 
 
 
 
 
Tratamento 
preliminar 
Tratamento 
primário 
Tratamento 
secundário 
Tratamento 
terciário 
X Remoção de sólidos sedimentáveis 
X Decantador primário 
 
X Remoção de matéria orgânica 
X Reatores/Lagoas 
 
 
 
 
 
 
X Remoção de nutrientes/orgânicos complexos/desinfecção 
X Unidades específicas 
 
 
 
 
 
X Tratamento e disposição do lodo 
X Adensamento/Digestão/Secagem 
 
Manejo do 
lodo 
ESTA CLASSIFICAÇÃO É 
VARIÁVEL DEPENDENDO 
DO AUTOR 
Estações de tratamento de esgoto (ETEs) 
y Diversas possibilidades de combinações de unidades 
y Quais utilizar? 
y O que remover do esgoto? 
y Quanto remover dos parâmetros selecionados? 
DEPENDE: 
Características do esgoto 
Corpo receptor 
LEGISLAÇÃO 
Legislação e Normas 
y Padrões de qualidade das águas: 
◦ Resolução CONAMA 357/2005 
(http://www.mma.gov.br/port/conama/legiabre.cfm?codlegi=459) 
◦ Estado de São Paulo: Decreto 8468/76 
(http://www.al.sp.gov.br/repositorio/legislacao/decreto/1976/decreto-8468-08.09.1976.html) 
 
y Padrões de emissão: 
◦ Resolução CONAMA 430/2011 
(http://www.mma.gov.br/port/conama/legiabre.cfm?codlegi=646) 
◦ Estado de São Paulo: Decreto 8468/76y ABNT NBR 12209:2011: Elaboração de projetos 
hidráulico-sanitários de estações de tratamento 
de esgotos sanitários 
 
Padrões de qualidade 
y Definem valores máximos para diversos parâmetros 
após mistura no corpo receptor, para diferentes classes 
de corpos hídricos 
 
y Diluição: 
 
 
y Com o valor máximo de determinado parâmetro 
permitido na mistura (corpo receptor), pode-se calcular 
seu valor máximo no efluente da ETE e, por 
consequência, o grau de tratamento necessário para 
este parâmetro. 
¦
¦ u 
i
ii
Q
QC
C
Padrões de qualidade 
y CONAMA 357/2005 e Decreto 8468/76 (SP) 
◦ Exemplos: DBO, OD e Coliformes 
 
 
 
Águas Doces Classe 2 
 DBO5,20 < 5 mg/L 
 OD > 5 mg/L 
 Coliformes termotolerantes < 103 NMP/100 mL 
Águas Doces Classe 3 
 DBO5,20 < 10 mg/L 
 OD > 4 mg/L 
 Coliformes termotolerantes < 4x103 NMP/100 mL 
Padrões de qualidade 
Águas Doces Classes 1 e 2 – Nitrogênio amoniacal total 
 3,7 mg N/L para pH ≤ 7,5 
 2,0 mg N/L para 7,5 < pH ≤ 8,0 
 1,0 mg N/L para 8,0 < pH ≤ 8,5 
 0,5 para pH > 8,5 
Águas Doces Classe 3 – Nitrogênio amoniacal total 
 13,3mg N/L para pH ≤ 7,5 
 5,6 mg N/L para 7,5 < pH ≤ 8,0 
 2,2 mg N/L para 8,0 < pH ≤ 8,5 
 1,0 para pH > 8,5 
y CONAMA 357/2005 
◦ Exemplos: Nitrogênio Amoniacal 
 
 
 
Padrões de lançamento 
y CONAMA 430/2011 
y Limites para concentrações no efluente lançado 
y Complementa os limites requeridos pelos padrões de 
qualidade 
Efluentes de sistemas de tratamento de esgoto sanitário 
 pH entre 5 e 9 
 Temperatura < 40 oC 
 Materiais sedimentáveis até 1 mL/L 
 DBO5,20 < 120 mg/L ou 60% de redução 
No Estado de SP este padrão é mais 
restritivo: <60 mg/L ou 80% de redução 
Decreto 8468/76 
Concepções usuais 
ETE BASEADA EM SISTEMA DE LODOS ATIVADOS CONVENCIONAL 
Concepções usuais 
ETE BASEADA EM SISTEMA DE LODOS ATIVADOS CONVENCIONAL 
ETE Barueri: 9,5 m3/s 
Concepções usuais 
ETE BASEADA EM SISTEMA DE LODOS ATIVADOS 
COM AERAÇÃO PROLONGADA 
Concepções usuais 
ETE BASEADA EM SISTEMA DE LODOS ATIVADOS 
COM AERAÇÃO PROLONGADA EM BATELADA 
Concepções usuais 
LAGOAS AERADAS SEGUIDAS DE LAGOAS DE DECANTAÇÃO 
Concepções usuais 
FILTROS BIOLÓGICOS AERÓBIOS 
Concepções usuais 
LAGOAS DE ESTABILIZAÇÃO 
Concepções usuais 
ANAERÓBIO + AERÓBIO