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Saneamento Urbano As ETA’s, de modo geral, são construídas para atender às necessidades previstas para 10, 15, 20 ou 25 anos. A fixação do período de alcance dos projetos depende de muitos fatores, entre os quais temos: • Processo de tratamento adotado, • Características das comunidades a serem abastecidas, • Condições locais, e • Econômico-financeiras. ETA – Estações de Tratamento de Água Nos projetos, deve-se considerar: a) A programação para a execução por etapas, visando reduzir os investimentos iniciais. Os serviços de abastecimento de água são de natureza dinâmica onde soluções nunca são definitivas. Muitas vezes, adia-se a execução de obras importantes devido ao seu elevado custo inicial; b) A possibilidade de executar ampliações ainda que não programadas. Nos projetos deve-se deixar espaço e facilidades construtivas para expansões futuras. ETA – Estações de Tratamento de Água A localização de uma ETA, entre o ponto de captação e a área urbana a ser abastecida, é estabelecida após a ponderação de diversos fatores, como: • Facilidade de acesso e transporte; • Disponibilidade de energia elétrica; • Facilidade para o afastamento de águas de lavagem; • Disponibilidade de terreno com área suficiente para ampliações futuras; • Cota topográfica favorável para a adução; • Condições topográficas e geológicas satisfatórias; ETA – Estações de Tratamento de Água • Custo razoável do terreno; • Condições de vizinhança. • A proximidade da área urbana apresenta certas vantagens, como: • Facilidade de transporte para os operadores; • Melhores condições para as visitas e para o controle operacional; • Maiores recursos nos casos de acidentes (emergências). ETA – Estações de Tratamento de Água Fases do sistema de Abastecimento da captação à distribuição: Projetos básicos - ETA Tipos de Captações: Os mananciais disponíveis são classificados em: • Águas meteóricas (chuvas); • Águas de superfícies (rios e drenos); • Reservatórios de acumulações (lagos); • Águas subterrâneas (poços semi-profundos e profundos). Captação: Situações que podem ocorrer na captação: a) Redução da vazão de água (causada pela escassez de chuvas), uso indevido da nascente, desmatamento etc. b) Contaminações causadas por esgotos, produtos químicos etc. c) Corte de fornecimento de água. No caso de poço, a queima do mesmo. No caso dos rios, lagos e drenos, os entupimentos na rede ou na própria grade da captação. Captação: Cuidados que devemos ter com nossas captações: a) Reflorestamento das áreas que afetam o ciclo da água, usando sempre arvore típicas da região. b) Manter um cronograma de analise da água bruta, para descobrir rapidamente se houver qualquer mudança na qualidade da água. c) Fiscalizar, se não existem criações de animais perto do leito dos rios ou nas nascentes de água ou algum plantio que possa prejudicar futuramente a qualidade da água. d) Desassoreamento dos rios e lagos, para que as minas possam produzir mais água e também aumentar a preservação desse manancial. Captação: TOMADA D´ÁGUA - REPRESAS TOMADA D´ÁGUA – VARIAÇÃO DE NÍVEL TOMADA D´ÁGUA – EXEMPLOS DESARENADOR – AREIA – EXEMPLOS PLANTA-CAPTAÇÃO/CX AREIA/ELEVATÓRIA PLANTA-CAPTAÇÃO/CX AREIA/ELEVATÓRIA CAPTAÇÃO - REPRESAS CAPTAÇÃO – ÁGUAS SUBTERRÂNEAS CAPTAÇÃO – ÁGUAS SUBTERRÂNEAS CAPTAÇÃO – ÁGUAS SUBTERRÂNEAS – CAVALETE DE SAÍDA CAPTAÇÃO – PAINEL DE COMANDO Vazões de Dimensionamento Vazões de dimensionamento das principais partes de um sistema de abastecimento de água. Um sistema de abastecimento de água é geralmente constiyuído pelos seguintes componentes; • Captação; • Estação elevatória; • Adutora; • Estação de tratamento de água; • Reservatório; • Rede. Vazões de Dimensionamento O dimensionamento dessas diversas partes, deve ser feito para as condições de demanda máxima, para que sistema não funcione com deficiência durante algumas horas do dia ou dias do ano. As obras a montante do reservatório de distribuição devem ser dimensionadas para atender a vazão média do dia de maior consumo do ano. A rede de distribuição deve ser dimensionada para a maior vazão de demanda, que é a hora de maior consumo do dia de maior consumo. A função principal do reservatório de distribuição é receber uma vazão constante, que é a média do dia de maior consumo e servir de volante para as variações horárias. A ETA geralmente consome cerca de 1 a 5% do volume tratado para lavagem dos filtros e decantadores. Vazões de Dimensionamento Expressões para cálculo das vazões: Vazão da captação, estação elevatória e adutora até a ETA (inclusive) • 𝑄1 = 𝐾1.𝑃.𝑞 86400 + 𝑄𝑒𝑠𝑝 × 𝐶𝐸𝑇𝐴 Vazão da ETA até o reservatório • 𝑄2 = 𝐾1.𝑃.𝑞 86400 + 𝑄𝑒𝑠𝑝 Vazão do reservatório até a rede • 𝑄3 = 𝐾1.𝐾2.𝑃.𝑞 86400 + 𝑄𝑒𝑠𝑝 Onde: P= população da área abastecida; q= consumo per capita de água; K1= coeficiente do dia de maior consumo; K2= coeficiente da hora de maior consumo; Qesp= vazão específica, por exemplo, grandes consumidores (indústrias, comércios, etc.); CETA= Consumo da ETA. Vazões de Dimensionamento Vazões de Dimensionamento Vazões de Dimensionamento Exercício: Calcular as vazões de dimensionamento de sistema de abastecimento de água, para atender uma população de 100.000 habitantes com vazão industrial de 25 l/s, sendo o consumo per capita de água de 200 l/hab.dia e um consumo na ETA de 3%. Adotar para K1 e K2 ,valores de 1,2 e 1,5 respectivamente. Solução: Vazão da captação, estação elevatória e adutora até a ETA 𝑄1 = 𝐾1. 𝑃. 𝑞 86400 + 𝑄𝑖𝑛𝑑 × 1,03 𝑄1 = 1,2 × 100000 × 200 86400 + 25 × 1,03 𝑄1 = 311,86 𝑙/𝑠 Vazões de Dimensionamento Exercício: Calcular as vazões de dimensionamento de sistema de abastecimento de água, para atender uma população de 100.000 habitantes com vazão industrial de 25 l/s, sendo o consumo per capita de água de 200 l/hab.dia e um consumo na ETA de 3%. Adotar para K1 e K2 Solução: Vazão da captação, estação elevatória e adutora até a ETA 𝑄1 = 𝐾1. 𝑃. 𝑞 86400 + 𝑄𝑖𝑛𝑑 × 1,03 𝑄1 = 1,2 × 100000 × 200 86400 + 25 × 1,03 𝑄1 = 311,86 𝑙/𝑠 Vazões de Dimensionamento Vazão da ETA até o reservatório 𝑄2 = 𝐾1. 𝑃. 𝑞 86400 + 𝑄𝑖𝑛𝑑 𝑄2 = 1,2 × 100000 × 200 86400 + 25 𝑄2 = 302,78 𝑙/𝑠 Vazão do reservatório até a rede 𝑄3 = 𝐾1. 𝐾2. 𝑃. 𝑞 86400 + 𝑄𝑖𝑛𝑑 𝑄3 = 1,2 × 1,5 × 100000 × 200 86400 + 25 𝑄3 = 441,67 𝑙/𝑠 Adutoras Classificação: Quanto à natureza da água transportada: • Adutoras de água bruta; • Adutoras de água tratada. Adutoras Classificação: Quanto à energia para a movimentação da água: • Adutora por gravidade: • Adutora em Conduto Livre; Adutoras Classificação: Quanto à energia para a movimentação da água: • Adutora por gravidade: • Adutora em Conduto Livre; • Adutora em Conduto Forçado; Adutoras Classificação: Quanto à energia para a movimentação da água: • Adutora por gravidade: • Adutora em Conduto Livre; • Adutora em Conduto Forçado; • Adutora de condutos forçado e livre (sifões invertidos e aquedutos); • Adutora por recalque; Adutoras Classificação: Quanto à energia paraa movimentação da água: • Adutora por gravidade: • Adutora em Conduto Livre; • Adutora em Conduto Forçado; • Adutora de condutos forçado e livre (sifões invertidos e aquedutos); • Adutora por recalque; • Adutora mista. Adutoras Problemas com Adutoras: Aumento da rugosidade interna da tubulação, diminuindo a capacidade de transporte nas linhas por gravidade e/ou gerando aumento do gasto com energia elétrica nas linhas de recalque; Corrosão, por falta de proteção catódica, implicando na redução da espessura da parede da tubulação e em consequência o rompimento da adutora; Rupturas causadas por: • Excesso de pressão (regime ou de golpe), • Recalque do terreno, • Rompimento de juntas, • Movimentação das tubulações por insuficiência dos blocos de ancoragem, • Esforços ou vibrações causadas por tráfego pesado sobre a adutora, • Solapamento do solo devido a vazamentos; Adutoras Problemas com Adutoras: Deterioração da qualidade, física, química e/ou microbiológica da água distribuída devido ao índice de turbidez, sabor, ou cor ou eventualmente a degradação da água na própria rede de distribuição; Vazamentos contínuos, causados por deficiência em juntas ou peças especiais (medidores, válvulas, etc.) Vazões de Dimensionamento Para o cálculo da vazão de dimensionamento das adutoras é necessário conhecer os seguintes fatores intervenientes: • Horizonte de projeto; • Vazão de adução; • Período de funcionamento da adução. Horizonte de projeto, depende de vários fatores: • Vida útil da obra; • Evolução da demanda de água; • Custo da obra; • Flexibilidade na ampliação do sistema; • Custo de energia elétrica. Vazões de Dimensionamento Vazão da adução; Adutora de água bruta (captação até a ETA) • 𝑄𝑎 = 𝐾1.𝑃.𝑞 86400 + 𝑄𝑒 × 𝐶𝐸𝑇𝐴 Adutora que interliga a ETA até o reservatório de distribuição • 𝑄𝑏 = 𝐾1.𝑃.𝑞 86400 + 𝑄𝑒 Adutora que interliga o reservatório até a rede • 𝑄𝑐 = 𝐾1.𝐾2.𝑃.𝑞 86400 + 𝑄𝑒 Onde: P= população a ser atendida, hab; q= consumo médio per capita incluindo as perdas de água, l/hab.dia; K1= coeficiente do dia de maior consumo; K2= coeficiente da hora de maior consumo; Qe= vazão de consumo específico, l/s(indústrias, comércios, etc.); CETA= Consumo da ETA. Vazões de Dimensionamento Equações para cálculo das perdas de carga Perdas distribuídas a) Condutos livres: • Equação de Chézy (1775); • Equação de Manning (1890); b) Condutos forçados. • Fórmula Universal (1850); • Fórmula de Hazen-Willians (1903) Perdas localizadas. Dimensionamento Hidráulico das adutoras por recalque Valores intervenientes São elementos inicialmente conhecidos: a) A vazão da adução – Q; b) O comprimento da adutora – L; c) O desnível a ser vencido – Hg; d) O material de fabricação do conduto, que determina a rugosidade das paredes. Procuram-se, nos problemas de adução por recalque, determinar o diâmetro D da linha e a potência P da bomba que vai gerar a pressão necessária para vencer o desnível indicado, à vazão desejada. Dimensionamento Hidráulico das adutoras por recalque Fórmulas empíricas 𝑫 = 𝑲 × √𝑸 fórmula de Bresse (aplicável preferencialmente às instalações de funcionamento contínuo e constante), onde: • D – diâmetro da tubulação (m); • Q - vazão da adutora (m³/s); • K – coeficiente que do peso específico da água, do regime de trabalho e rendimento das bombas, da natureza do material da tubulação, e dos preços unitários dos componentes. Normalmente adota-se K=1,3. 𝑫 = 𝑲 × 𝒕 𝟏 𝟒 × √𝑸 fórmula para o dimensionamento das linhas de recalque de bombas que funcionam apenas algumas horas por dia, onde: • D – diâmetro da tubulação (m); • Q - vazão da adutora (m³/s); • K – coeficiente que do peso específico da água, do regime de trabalho e rendimento das bombas, da natureza do material da tubulação, e dos preços unitários dos componentes. Normalmente adota-se K=1,3; • T – número de horas de bombeamento por dia dividido por 24. Dimensionamento Hidráulico das adutoras por recalque Exercícios: 1. Estima-se que em um edifício com 55 pequenos apartamentos seja habitado por 275 pessoas. A água de abastecimento é recalcada do reservatório inferior para o superior por meio de conjuntos elevatórios. Dimensionar a linha de recalque, admitindo um consumo diário provável de 200 l/hab. (máximo). As bombas terão capacidade para recalcar o volume consumido diariamente, em apenas 6 horas de funcionamento. Dimensionamento Hidráulico das adutoras por recalque Solução: Calcula-se o consumo: C= 275 x 200 = 55000 l/dia. Considerando 6 horas de funcionamento, a vazão das bombas resultará: 𝑸 = 𝟓𝟓𝟎𝟎𝟎 𝟔𝒙𝟑𝟔𝟎𝟎 = 2,55 l/s 𝑫 = 𝑲 × 𝒕 𝟏 𝟒 × √𝑸 𝑫 = 𝟏, 𝟑 × ( 𝟔 𝟐𝟒 ) 𝟏 𝟒 × 𝟎, 𝟎𝟎𝟐𝟓𝟓 ≅ 𝟎, 𝟎𝟒𝟕 𝒎 Diâmetro adotado de 50 mm (2’) Dimensionamento Hidráulico das adutoras por recalque Exercícios: 2. Especificar o conjunto moto-bomba admitindo seu funcionamento para um período de 12 horas. Admitir que as tubulações de sucção e recalque são de aço galvanizado, destinadas ao abastecimento de água de uma pequena comunidade que tem as seguintes caraterísticas: Natureza X capacidade Consumo 2 Escritórios comerciais com 10 pessoas 50 L/pessoa.dia 4 Restaurantes com capacidade para 50 pessoas 25 L/refeição 1 Hotel com capacidade para 60 pessoas 120 L/hóspede.dia 1 Hospital com capacidade para 100 pessoas 30 L/Kg. Roupas 1 Matadouro com capacidade de 20 animais de grande porte 300 L/cabeça abatida 2 indústrias com 150 pessoas 70 L/operário.dia Dimensionamento Hidráulico das adutoras por recalque Potência calculada (cv) Margem de segurança Até 2 cv 50% 2 cv a 5 cv 30% 5 cv a 10 cv 20% 10 cv a 20 cv 15% Acima de 20 cv 10% • População: 55000 habitantes; • Consumo per capita: 180 l/hab dia; • Coeficiente do dia de maior consumo: K1=1,25; • Coeficiente da hora de maior consumo; K2=1,8; • Desnível geométrico: 30 metros; • Comprimento da linha de recalque: 400 m (LR); • Comprimento da linha de sucção: 10 m (LS); • Diâmetro de Sucção 10 cm maior que do recalque; • Acessórios de sucção: 1 válvula de pé com crivo 1 curva longa de 90° • Acessórios de recalque: 1 registro de gaveta 1 válvula de retenção 4 curvas de 90° 4 curvas de 45° Dimensionamento Hidráulico das adutoras por recalque Solução: Calcula-se a vazão necessária ao abastecimento da população: 𝑄𝑝 = 𝐾1.𝐾2.𝑞.𝑃 86400 𝑄𝑝 = 1,25.1,8.180.55000 86400 =257,8l/s Vazão necessária para atendimento de consumidores específicos Qesp = (2 x 10 pessoas x 50) + (2 x 4 x 50 pessoas x 25) + (1 x 60 pessoas x 120) + (1 x 100 pessoas x 30) + (1 x 20 animais x 300) + (2 x 150 pessoas x 70) = 48200 Então Qesp = 48200 86400 = 0,557l/s Dimensionamento Hidráulico das adutoras por recalque Solução: Vazão necessária : 𝑄𝑇 = 𝑄𝑝 + 𝑄𝑒𝑠𝑝 𝑄𝑇 = 257,8 + 0,557 = 258,4 𝑙/𝑠 Diâmetro de recalque e sucção: 𝑫 = 𝑲 × 𝒕 𝟏 𝟒 × √𝑸 𝑫 = 𝟏, 𝟑 × ( 𝟏𝟐 𝟐𝟒 ) 𝟏 𝟒 × 𝟎, 𝟐𝟓𝟖 ≅ 𝟎, 𝟓𝟓𝟓 𝒎 Então: Dr = 0,555m ou 550mm e Ds= 0,650m ou 650mm Dimensionamento Hidráulico das adutoras por recalque Solução: Cálculo de perda de carga na sucção ΔHs: Ls=10,0me Ds=650mm Comprimento equivalente: • 1 válvula de pé com crivo = Le=256 x D • 1 curva longa de 90° = Le=22 x D • Let = 278 x D = 278 x 0,650 = 180,7 m Então: Lt = Let + Ls = 180,7 + 10 = 190,7m ∆𝐻𝑠 = 10,643×𝑄 1,85×𝐿 𝐶1,85×𝐷4,87 ∆𝐻𝑠 = 10,643×0,258 1,85×190,7 1301,85×0,654,87 =0,17𝑚 Dimensionamento Hidráulico das adutoras por recalque Solução: Cálculo de perda de carga no recalque ΔHr: Lr=400,0m e Dr=550mm Comprimento equivalente: • 1 registro de gaveta: Le=7xD • 1 válvula de retenção: Le=83,6xD • 4 curvas de 90°: Le=4x17,5xD • 4 curvas de 45°: Le=4x7,8xD • Let = 191,8 x D = 191,8 x 0,550 = 105,5 m Então: Lt = Let + Ls = 105,5 + 400,0 = 505,5m ∆𝐻𝑟 = 10,643×𝑄 1,85×𝐿 𝐶1,85×𝐷4,87 ∆𝐻𝑟 = 10,643×0,258 1,85×505,5 1301,85×0,554,87 =1,00𝑚 Dimensionamento Hidráulico das adutoras por recalque Solução: Cálculo de perda de carga total ΔHt: ∆𝐻𝑡 = ∆𝐻𝑠 + ∆𝐻𝑟 = 0,17 + 1,00 = 1,17𝑚 Altura manométrica 𝐻𝑚𝑎𝑛 = 𝐻𝑔 + ∆𝐻𝑡 = 30,0 + 1,17 = 31,17𝑚. Curva característica do sistema Dimensionamento Hidráulico das adutoras por recalque Traça a curva do sistema na curva da bomba e obtém: • Rendimento (η - %) e • Hm Determina a potência necessária para o conjunto moto bomba: 𝑃 = 1000×𝑄×𝐻𝑚 75×𝑛 (CV) Aplica a margem de segurança necessária para o funcionamento do sistema de acordo com a faixa da potência: Por exemplo: se o Potência for 80 CV 𝑃 = 𝑃𝑐𝑎𝑙 + 𝑀𝑎𝑟𝑔𝑒𝑚 𝑑𝑒 𝑆𝑒𝑔𝑢𝑟𝑎𝑛ç𝑎 = 𝑃𝑐𝑎𝑙 × 1,10 (CV) P = 80 x 1,10 = 88 CV Sistemas Urbanos de Esgotos Sanitários Sistema de Esgotamento Sanitário é o conjunto de obras, equipamentos e serviços destinados à coleta, afastamento e disposição final adequada das águas servidas, seja para esgotos doméstico, comercial, industrial e outros usos ou instalações isoladas. A disposição final deverá ser precedida de tratamento adequado que não impacte o corpo receptor. O sistema deve operar de forma confiável (continua), adequada aos requisitos necessários e suficientes ao fim a que se destina: Afastar os esgotos de forma higiênica (sem riscos para a saúde); e Preservar ao máximo o meio ambiente. Sistemas Urbanos de Esgotos Sanitários A implantação de sistemas de esgotamento sanitário em uma comunidade tem como objetivos: a) Melhoria das condições higiênicas locais e consequente diminuição de enfermidades; b) Conservação de recursos naturais, das águas em especial; c) Preservação de áreas para lazer e práticas esportivas; d) Proteção de comunidades e estabelecimentos a jusante; e) Diminuição dos custos no tratamento de água para abastecimento (que seriam ocasionados pela poluição dos mananciais). Sistemas Urbanos de Esgotos Sanitários Terminologia: a) Águas residuárias: despejo líquido ou efluentes de comunidades. Compreende os esgotos doméstico, comercial e público, os despejos industriais e as águas pluviais urbanas; b) Esgoto doméstico ou despejos domésticos: despejos líquidos das habitações, estabelecimentos comerciais, instituições e edifícios públicos e também de instalações sanitárias de estabelecimentos industriais. É resultante do uso da água na higiene e necessidades fisiológicas humanas. Incluem as “águas imundas”, as “águas negras” e as “águas servidas”; c) Águas imundas, águas cloacais: parcela das águas residuais que contém dejetos animais (matéria fecal, de banho, de pias de cozinha, etc); d) Águas servidas: efluentes que resultam das operações de limpeza e de lavagem; Sistemas Urbanos de Esgotos Sanitários Terminologia: e) Esgoto industrial ou despejos líquidos industriais: efluentes das operações industriais, ou seja, de água utilizada nos processos industriais; f) Água de infiltração: parcela das águas do subsolo que penetra nas canalizações de esgoto; g) Águas pluviais: parcela das águas das chuvas que escoa superficialmente (que não infiltra no terreno e/ou é coletada por tubos , canais, etc); h) Contribuição pluvial parasitária: parcela das águas pluviais que vai à rede coletora de esgoto sanitário. Equivale as ligações clandestinas; i) Esgoto sanitário: despejo líquido constituído de esgotos domésticos e industrial, água de infiltração e contribuiçõa pluvial parasitária; Sistemas Urbanos de Esgotos Sanitários Terminologia: j) Sistema unitário de esgotamento: sistema de esgoto em que as águas pluviais e o esgoto sanitário escoam nas mesmas canalizações; Sistemas Urbanos de Esgotos Sanitários Terminologia: k) Sistema separador absoluto: compreende dois sistemas distintos de canalizações, um exclusivo para esgoto sanitário e outro destinado às águas pluviais; l) Sistema separador parcial ou sistema misto: também compreende dois sistemas distintos de canalizações, porém é considerada a introdução de uma parcela de águas pluviais nas canalizações de esgoto sanitário (águas pluviais que se originam em áreas pavimentadas internas, passíveis de contaminação não natural, tais como óleos, detergentes, restos de comida, etc.); m) Sistema de drenagem de águas pluviais ou galerias de águas pluviais: conjunto de canalizações e obras destinadas à coleta e afastamento de águas pluviais; n) Rede coletora de esgoto: conjunto constituído por ligações prediais, coletores de esgoto e seus acessórios.; Sistemas Urbanos de Esgotos Sanitários Terminologia: o) Coletor predial: canalização que conduz o esgoto sanitário dos edifícios/casas, industriais etc. até o limite do terreno; p) Ligação predial: trecho do coletor predial compreendido entre o limite do terreno do usuário do sistema e o coletor de esgoto; q) Coletor-tronco: canalização de maior diâmetro, que recebe apenas as contribuições de vários coletores de esgoto, conduzindo-os a um interceptor ou emissário. Não recebe ligações; r) Interceptor: canalização de grande porte que intercepta o fluxo de coletores-troncos; s) Emissário: conduto final de um sistema de esgoto sanitário, destinado ao afastamento dos efluentes da rede para o ponto de lançamento (descarga) ou tratamento, recebendo contribuições apenas na extremidade de montante; Sistemas Urbanos de Esgotos Sanitários Terminologia: t) Estações de bombeamento ou estações elevatórias: instalações eletromecânicas e obras civis destinadas à elevação dos esgotos do nível de chegada (poço de chegada) a um nível mais elevado; u) Órgãos acessórios: • Poço de Visita (PV) • Tubo de queda: componente do PV que liga um coletor afluente em cota mais alta (>= 0,50 m) ao fundo do PV; • Poço de inspeção (PI); • Terminal de limpeza (TL) ou tubo de inspeção de limpeza (TIL); • Caixa de passagem (CP): câmara sem acesso que pode ser construída nas mudanças de direção, declividade, material e diâmetro; v) Sifão Invertido: trecho rebaixado com escoamento sob pressão, com a finalidade de transpor obstáculos, depressões ou cursos d’água. Sistemas Urbanos de Esgotos Sanitários Sistemas Urbanos de Esgotos Sanitários Sistemas de Tratamento de esgotos • A finalidade das técnicas de tratamento é a de remover os poluentes dos esgotos, os quais viriam a causar uma deterioração da qualidade dos corpos d’água e a possibilidade de transmissão de doenças. • A remoção de cada um desses poluentes ocorre em níveis diferentes de tratamento. O esgoto pode ser tratado nos seguintes níveis: preliminar, primário, secundário e terciário SistemasUrbanos de Esgotos Sanitários • Tratamento preliminar • O tratamento preliminar destina-se principalmente à remoção de sólidos grosseiros e areia. A remoção dos sólidos grosseiros é feita por meio de grades, que podem ser grossas, médias e finas, dependendo do espaçamento entre as barras. A limpeza das grades pode ser realizada de forma manual ou mecanizada. • A remoção da areia contida nos esgotos é feita através de desarenadores (caixas de areia), que podem ser manuais ou mecanizados. O mecanismo de remoção da areia é o de sedimentação. Sistemas Urbanos de Esgotos Sanitários • Tratamento primário • Os esgotos, após passarem pelas unidades do tratamento preliminar, contêm ainda os sólidos em suspensão não grosseiros, os quais podem ser parcialmente removidos em unidades de sedimentação. • Nos decantadores primários, os esgotos fluem vagarosamente, permitindo que os sólidos em suspensão, por possuírem uma densidade maior que a do líquido, sedimentem-se gradualmente no fundo. Os óleos e graxas, por possuírem uma densidade menor que do líquido, sobem para a superfície dos decantadores, onde são coletados e removidos para posterior tratamento. Sistemas Urbanos de Esgotos Sanitários • Tratamento secundário • Vários processos de tratamento secundário são concebidos de forma a acelerar os mecanismos A essência do tratamento secundário de esgotos domésticos é a inclusão de uma etapa biológica, onde a remoção (estabilização) da matéria orgânica é efetuada por reações bioquímicas, realizadas por microrganismos aeróbios ou anaeróbios. • Lagoas de estabilização e variantes • As lagoas de estabilização são grandes bacias rasas com diques de terra nas quais o esgoto bruto é tratado por processos completamente naturais que envolvem algas e bactérias. • Existem três tipos principais de lagoas de estabilização: anaeróbias, facultativas e lagoas de maturação. As lagoas anaeróbias e as facultativas são designadas para remoção de DBO, e as lagoas de maturação são designadas para remoção de bactérias. Sistemas Urbanos de Esgotos Sanitários • Lagoas facultativas Sistemas Urbanos de Esgotos Sanitários • Lagoas facultativas Sistemas Urbanos de Esgotos Sanitários • Lagoas anaeróbias - lagoas facultativas • Lagoas aeradas facultativas Sistemas Urbanos de Esgotos Sanitários • Lagoas aeradas de mistura completa – lagoas de decantação Sistemas Urbanos de Esgotos Sanitários • Sistemas de lodos ativados • O processo de lodos ativados é bastante utilizado em situações em que se deseja uma elevada qualidade do efluente com baixos requisitos de área. • Lodos ativados convencional Sistemas Urbanos de Esgotos Sanitários • Lodos ativados aeração prolongada • A biomassa permaneça no sistema por um período mais longo, recebendo a mesma carga de DBO de esgoto bruto que o sistema convencional. Sistemas Urbanos de Esgotos Sanitários • Reatores aeróbios com biofimes • A biomassa cresce aderida a um meio suporte. Como exemplos desse sistema podem-se citar: filtro de baixa carga, filtro de alta carga, biofiltro aerado submerso e o biodisco. • Filtros biológicos percoladores Sistemas Urbanos de Esgotos Sanitários • Reatores aeróbios com biofimes • A biomassa cresce aderida a um meio suporte. Como exemplos desse sistema podem-se citar: filtro de baixa carga, filtro de alta carga, biofiltro aerado submerso e o biodisco. • Filtros biológicos percoladores Sistemas Urbanos de Esgotos Sanitários • Tratamento anaeróbio • Os tipos mais utilizados de reatores anaeróbios são o filtro anaeróbio e o reator anaeróbio de fluxo ascendente e manta de lodo (reator UASB). • Processo tanque séptico – filtro anaeróbio Sistemas Urbanos de Esgotos Sanitários • Reator UASB • Os reatores UASB constituem-se na principal tendência atual de tratamento de esgotos no Brasil. Nos reatores UASB, a biomassa cresce dispersa no meio. Como a concentração de biomassa no reator é bastante elevada, o volume requerido para os reatores anaeróbios de manta de lodo é bastante reduzido. • O processo dos reatores UASB consiste essencialmente de um fluxo ascendente de esgotos através de um leito de lodo denso e de elevada atividade, o que causa a estabilização de grande parte da matéria orgânica pela biomassa. • De forma a reter a biomassa no sistema, impedindo que ela saia com o efluente, a parte superior dos reatores de manta de lodo apresenta uma estrutura que possibilita as funções de separação e acúmulo de gás e de separação e retorno dos sólidos. Esta estrutura é denominada separador trifásico, por separar o líquido, os sólidos e os gases. Sistemas Urbanos de Esgotos Sanitários Sistemas Urbanos de Esgotos Sanitários • O gás coletado na parte superior, no compartimento de gases, pode ser retirado para reaproveitamento (energia do metano) ou queima. • Com a contínua entrada de alimento no reator, na forma de DBO, há um contínuo crescimento da biomassa. Isso traz a necessidade de remoções periódicas dessa biomassa (lodo), de forma a manter o sistema em equilíbrio. O lodo retirado do reator UASB já sai digerido e adensado, podendo ser simplesmente desidratado em leitos de secagem ou por meio de equipamentos mecânicos. Sistemas Urbanos de Esgotos Sanitários • O gás coletado na parte superior, no compartimento de gases, pode ser retirado para reaproveitamento (energia do metano) ou queima. • Com a contínua entrada de alimento no reator, na forma de DBO, há um contínuo crescimento da biomassa. Isso traz a necessidade de remoções periódicas dessa biomassa (lodo), de forma a manter o sistema em equilíbrio. O lodo retirado do reator UASB já sai digerido e adensado, podendo ser simplesmente desidratado em leitos de secagem ou por meio de equipamentos mecânicos. Sistemas Urbanos de Esgotos Sanitários • Reatores UASB + pós-tratamento