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1 2 1 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO ............................................................................................ 4 2 INTRODUÇÃO AO SISTEMA DE ESGOTAMENTO SANITÁRIO .............. 5 2.1 Evolução do sistema de esgotamento sanitário ................................... 6 2.2 Características do esgoto ................................................................... 13 2.3 Caminho do esgoto ............................................................................ 15 2.4 Tipos de esgoto .................................................................................. 16 2.5 Tipos de sistemas de esgotos ............................................................ 16 2.6 Partes de um sistema de esgoto sanitário .......................................... 17 2.7 Normas para projetos de sistemas de esgoto sanitário ...................... 21 3 VASÃO DE CONTRIBUIÇÃO ................................................................... 22 3.1 Contribuição doméstica ...................................................................... 22 3.2 Águas de infiltração ............................................................................ 24 3.3 Contribuições concentradas ............................................................... 25 3.4 Contribuição total ............................................................................... 26 4 IMPACTOS DO LANÇAMENTO DE ESGOTOS NOS CURSOS D’ÁGUA 26 5 TRATAMENTO DOS ESGOTOS .............................................................. 28 5.1 Tratamentos preliminares ................................................................... 29 5.1 Gradeamento ..................................................................................... 29 5.1.2 Peneiramento ................................................................................. 29 5.1.3 Caixa de areia ................................................................................ 30 5.2 Tratamentos primários ........................................................................ 31 5.2.1 Decantadorprimário ........................................................................ 31 5.3 Tratamento secundário....................................................................... 32 5.3.1 Lagoas de estabilização ................................................................. 32 5.3.2 Reatores anaeróbios ...................................................................... 33 3 5.3.3 Lodos ativados ................................................................................ 34 5.3.4 Decantador secundário ................................................................... 34 5.3.5 Filtros biológicos ............................................................................. 35 5.3.6 Tanque de Sedimentação ............................................................... 35 5.4 Tratamentos terciários ........................................................................ 36 5.4.1 Clorador .......................................................................................... 36 5.4.2Desinfecção com ozônio .................................................................. 36 5.4.3 Radiação ultravioleta ...................................................................... 36 5.5 Tratamentos simplificados .................................................................. 37 5.5.1 Tanque Séptico(TS) ........................................................................ 37 5.5.2 Filtro Anaeróbio (FAN) .................................................................... 38 5.5.3 Filtro Aeróbio .................................................................................. 38 6 ESGOTAMENTO SANITÁRIO NO BRASIL .............................................. 39 7 BIBLIOGRAFIA ......................................................................................... 41 4 1 INTRODUÇÃO Prezado aluno! O Grupo Educacional FAVENI, esclarece que o material virtual é semelhante ao da sala de aula presencial. Em uma sala de aula, é raro – quase improvável - um aluno se levantar, interromper a exposição, dirigir-se ao professor e fazer uma pergunta, para que seja esclarecida uma dúvida sobre o tema tratado. O comum é que esse aluno faça a pergunta em voz alta para todos ouvirem e todos ouvirão a resposta. No espaço virtual, é a mesma coisa. Não hesite em perguntar, as perguntas poderão ser direcionadas ao protocolo de atendimento que serão respondidas em tempo hábil. Os cursos à distância exigem do aluno tempo e organização. No caso da nossa disciplina é preciso ter um horário destinado à leitura do texto base e à execução das avaliações propostas. A vantagem é que poderá reservar o dia da semana e a hora que lhe convier para isso. A organização é o quesito indispensável, porque há uma sequência a ser seguida e prazos definidos para as atividades. Bons estudos! 5 2 INTRODUÇÃO AO SISTEMA DE ESGOTAMENTO SANITÁRIO O esgoto é uma mistura de água e matéria orgânica (fezes, urina e água do serviço doméstico), 99 % do volume do esgoto pode ser água e 1% ou mais, pode ser de matéria orgânica e o objetivo principal do tratamento de esgoto é desfazer essa mistura. (CESAN, 2013) Segundo a NBR 9648 (ABNT, 1986) esgoto sanitário é o despejo líquido constituído de esgotos doméstico e industrial, água de infiltração e a contribuição pluvial parasitária. Quando o imóvel não possui rede coletora de esgoto é comum a população utilizar fossa séptica ou ligar direto na rede pluvial (que coleta apenas água de chuvas) ou descartar o esgoto diretamente em valões, córregos, rios e praias, porém esta ação contribui para agravamento e contaminação do meio ambiente e da saúde. A destinação adequada dos esgotos se inicia dentro de nossa casa, quando esta é construída com as instalações hidro sanitárias, que compreende a rede de tubulação interna da casa e as peças sanitárias (bacia, chuveiros e pias) que recebem as águas servidas e as levam até a tubulação de saída do ramal predial. (CESAN, 2013) No Brasil, 43% da população possui esgoto coletado e tratado e 12% utilizam- se de fossa séptica (solução individual), ou seja, 55% possuem tratamento considerado adequado; 18% têm seu esgoto coletado e não tratado, o que pode ser considerado como um atendimento precário; e 27% não possuem coleta nem tratamento, isto é, sem atendimento por serviço de coleta sanitário. Organização Mundial de Saúde (OMS) menciona o saneamento básico precário como uma grave ameaça à saúde humana. Apesar de disseminada no mundo, a falta de saneamento básico ainda é muito associada à pobreza afetando principalmente a população de baixa renda; mais vulnerável devido à subnutrição e muitas vezes pela higiene inadequada. Doenças relacionadas a sistemas de água e esgoto inadequados e as deficiências com a higiene causam a morte de milhões de pessoas todos os anos, com prevalência nos países de baixa renda. As principais doenças causadas pela falta de saneamento são: (CESAN, 2013) 6 - Diarreia infecciosa: pode ser provocada por micróbios, que são adquiridos por meio da ingestão de comida ou água contaminada. Os grupos mais afetados pelas diarreias são as crianças e os idosos que, se não tratados a tempo, podem vir a falecer em virtude da desidratação. - Cólera: originária da Ásia é uma doença infecciosa que ataca principalmente o intestino dos seres humanos. A bactéria que a provoca recebe o nome de Vibrio cholerae e é transmitida principalmente pela água. Seus sintomas são: diarreia abundante, cãibras, cólicas abdominais, náuseas e vômitos. - Leptospirose: doença bacteriana transmitida pela água e por alimentos contaminados pela urina de animais, principalmente o rato. Seus sintomas incluem febre alta, calafrio, dor muscular, vômito e dorde cabeça forte. - Hepatite: inflamação no fígado causada por vários tipos de vírus. Seus sintomas são parecidos com os da gripe, além da icterícia; - Esquistossomose: também conhecida como doença do caramujo, é provocada pelo verme esquistossomo. Sintomas: diarreia, dores e problemas em vários órgãos internos do corpo humano. 2.1 Evolução do sistema de esgotamento sanitário FONTE: ITU.SP.GOV.BR Segundo MOREIRA (2008) os primeiros sistemas de esgotamento executados pelo homem tinham como objetivo protegê-lo das vazões pluviais, devendo-se isto, principalmente, à inexistência de redes regulares de distribuição de água potável encanada e de peças sanitárias com descargas hídricas, fazendo com que não houvesse, à primeira vista, vazões de esgotos tipicamente domésticos. 7 Porém, como as cidades tendiam a se desenvolver às margens de vias fluviais, por causa da necessidade da água como substância vital, principalmente para beber, com o passar do tempo os rios se tornavam tão poluídos com esgoto e o lixo, que os moradores tinham que se mudar para outro lugar. Este padrão universal foi seguido pelos humanos por muitos e muitos séculos. No Egito, no Médio Império (2100-1700 a.C.), em Kahum, uma cidade arquitetonicamente planejada, construíram-se nas partes centrais, galerias em pedras de mármore para drenagem urbana de águas superficiais, assim como em Tel-el-Amarma, onde até algumas moradias mais modestas dispunham de banheiros. Em Tróia regulamentava-se o destino dos dejetos, sendo que a cidade contava com um desenvolvido sistema de esgotos. E Knossos, em Creta, a mais de 1000 a.C., contava com excelentes instalações hidro-sanirtárias, notadamente nos palácios e edifícios reais. Na América do Sul os incas e vizinhos de língua quíchua, desenvolveram adiantados conhecimentos em engenharia sanitária como atestam ruínas de sistemas de esgoto e drenagem de áreas encharcadas, em suas cidades. Historicamente é observado que as civilizações primitivas não se destacaram por práticas higiênicas individuais por razões absolutamente sanitárias e sim, muito frequentemente, por religiosidade, de modo a se apresentarem limpos e puros aos olhos dos deuses de modo a não serem castigados com doenças. Os primeiros indícios de tratamento científico do assunto, ou seja, de que as doenças não eram exclusivamente castigos deteve, começaram a aparecer na Grécia, por volta dos anos 500 a. C., particularmente a partir do trabalho de Empédocles de Agrigenco (492-432 AC), que construiu obras de drenagem das águas estagnadas de dois rios, em Selenute, na Sicília, visando combater uma epidemia de malária. (MOREIRA, 2008) No livro hipocrático Ares, Águas e Lugares, um texto médico por excelência, considerava-se insalubres planícies encharcadas e regiões pantanosas, sugerindo a construção de casas em áreas elevadas, ensolaradas e com ventilação saudável. Saliente-se que nas cidades gregas havia os administradores públicos, os astí- nomos, responsáveis pelos serviços de abastecimento de água e de esgotamentos urbanos como, por exemplo, a manutenção e a limpeza dos condutos. Nas cidades romanas do período republicano esta gerência era desempenhada pelos censores e no imperial pelos zeladores e atendentes. A prestação destes serviços, no entanto, 8 era prioridade das áreas nobres das cidades gregas e principalmente das romanas, onde os moradores tinham de pagar pelo uso do serviço. (Apud MOREIRA, 2008) É importante citar que uma obra como a cloaca máxima, destinada ao esgotamento subterrâneo de águas estagnadas dos pés da colina do Capitólio até o Tibre, ainda hoje em operação, foi concluída no governo de Tarquínio Prisco. Já Estrabão surpreendeu-se negativamente com a construção de galerias a céu aberto em Nova Esmirna. Sistemas de drenagens construídos em concreto com aglomerantes naturais também existiram nas cidades antigas como Babilônia, Jerusalém e Bizâncio, porém por sua insuficiência quantitativa, estas cidades tornaram-se notáveis por seus peculiares e ofensivos odores. A partir de 476 da era cristã, com a queda do Império Romano, iniciou-se o período medieval, que duraria cerca de um milênio, e desgraçadamente para o Ocidente, caracterizou-se por uma fusão de culturas clássicas, bárbaras e ensinamentos cristãos, centralizado em Constantinopla. Grande parte dos conhecimentos científicos foram deslocados pelos cientistas em fuga, para o mundo árabe, notadamente a Pérsia, dando início na Europa, a uma substituição deste conhecimento por uma cultura a base de superstições, gerando a hoje denominada Idade das Trevas (500-1000 d. C.). Como a ênfase de que as doenças eram castigos divinos às impurezas espirituais humanas e seus tratamentos eram resolvidos com procedimentos místicos ou orações e penitências, as práticas sanitárias urbanas sofreram, se não um retrocesso, pelo menos uma estagnação. (MOREIRA, 2008) Neste período, no Ocidente, como o conhecimento científico restringiu-se ao interior dos mosteiros, as instalações sanitárias como encanamentos de água e esgotamentos canalizados, ficaram por conta da iniciativa eclesiástica. Como exemplo desta afirmativa, pode-se citar que enquanto no século IX, a cidade do Cairo, no Egito, já dispunha de um serviço público de adução de água encanada, só em 1310 os franciscanos concordaram em que habitantes da cidade de Southampton utilizassem a água excedente de um convento que tinha um sistema próprio de abastecimento de água desde 1290. Na Idade Média, nas cidades as pessoas construíram casas permanentes e esgoto, lixo e refugos em geral eram depositados nas ruas. Quando as pilhas ficaram altas, e o mau odor tornava-se insuportável, a sujeira era retirada com a 9 utilização de pás e veículos de tração animal. Esta condição prevaleceu até o final do século XVIII, principalmente nas cidades menores. (MOREIRRA, 2008) A iniciativa de pavimentação das ruas nas cidades europeias, com a finalidade de mantê-las limpas e alinhadas, a partir do final do século XII, exemplos de Paris (1185), Praga (1331), Nuremberg (1368) e Basiléia (1387), tornou-se o marco inicial da retomada da construção de sistemas de drenagem pública das águas de escoamento superficial e o encanamento subterrâneo de águas servidas, estas inicialmente para fossas domésticas e, posteriormente, para os canais pluviais. As primeiras leis públicas notáveis de instalação, controle e uso destes serviços têm origem a partir do século XIV. Em termos de saneamento o período histórico dos séculos XVI e XVIII é considerado de transição. A partir do século XVI, já no Renascimento, com a crescente poluição dos mananciais de água o maior problema era o destino dos esgotos e do lixo urbanos. No século seguinte, o abastecimento de água urbano teve radical desenvolvimento, pois se passou a empregar bombeamentos com máquinas movidas a vapor e tubos de ferro fundido para recalques de água, notadamente a partir da Alemanha, procedimentos que viriam a se generalizar no século seguinte, juntamente com a formação de empresas fornecedoras de água. Os estudos de John Snow (1813-1858), o movimento iluminista, a revolução industrial e as mudanças agrárias provocaram alterações revolucionárias no final do século XVIII, com profundas alterações na vida das cidades e, consequentemente, nas instalações sanitárias. Ruas estreitas e sinuosas foram alargadas e alinhadas, pavimentadas, iluminadas e drenadas, tanto na Inglaterra como no continente. (Apud, MOREIRA, 2008) O aparecimento da água encanada e das peças sanitárias com descarga hídrica, fez com que a água passasse a servir com uma nova finalidade: afastar propositadamente dejetos e outras impurezas indesejáveis ao ambiente de vivência. A sistemática de carregamento de refugos e dejetos domésticos com o uso da água, embora fosse conhecido desde o século XVI, quandoJohn Harrington (1561-1612) instalou a primeira latrina no palácio da Rainha Isabel, sua disseminação só veio a partir de 1778, quando Joseph Bramah (1748-1814) inventou a bacia sanitária com descarga hídrica, inicialmente empregada em hospitais e moradias nobres. A generalização dos sistemas de distribuição de água e as descargas hídricas para evacuar o esgoto, provocaram a saturação do solo, contaminando as ruas e o lençol 10 freático. A extravasão para os leitos das ruas criou, também, constrangimentos do ponto de vista estéticos, levando a necessidade de criação de esquemas para limpeza das vias públicas das cidades grandes. Muitas cidades como Paris, Londres e Baltimore tentaram o emprego de fossas individuais com resultados desastrosos, pois as mesmas, com manutenção inadequada, se tornaram fontes de geração de doenças. Raramente eram limpas e seu conteúdo se infiltrava pelo solo, saturando grandes áreas do terreno e poluindo fontes e poços usados para o suprimento de água. As fossas, portanto, tornaram-se um problema de saúde pública. Além disso, era ilusoriamente fácil eliminar a água de esgoto, permitindo-a alcançar os canais de esgotamento existentes sob muitas cidades. Como esses canais de esgotamento se destinavam a carrear água de chuva, a generalização dessa prática levou os rios de cidades maiores transformarem-se em esgotos a céu aberto, um dos maiores desafios enfrentados pelos reformadores sanitários do século XIX. (MOREIRA, 2008) Paralelamente começava a se concretizar a ideia de serem organismos microscópicos como possível causa das doenças transmissíveis. No início do século XIX havia na Grã-Bretanha várias cidades consideradas de grande porte, mas elas pareciam tão incapazes como suas predecessoras de evitar as contrastantes ondas de mortes por doenças e epidemias, que ainda eram o preço inevitável da vida urbana. Apesar das consideráveis melhorias executadas nos esgotos londrinos no século anterior, as galerias continuavam despejando seus bacilos no rio Tâmisa, contaminando a principal fonte de água potável da capital. Ao mesmo tempo, a melhoria das condições de transporte, provocou um efeito colateral assustador: as epidemias se espalhavam com muito maior rapidez e produzindo um alcance de vítimas muito mais devastador, como a de cólera (1831- 1832). O governo britânico assustou-se com a intensidade de mortes e as autoridades perceberam uma clara conexão entre a sujeira e a doença nas cidades. As décadas de 1830 e 1840 podem ser destacadas como as mais importantes na história científica da Engenharia Sanitária. A epidemia de cólera de 1831/32 despertou concretamente para os ingleses a preocupação com o saneamento das cidades, pois evidenciou que a doença era mais intensa em áreas urbanas carentes de saneamento efetivo, ou seja, em áreas mais poluídas por excrementos e lixo, além de mostrar que as doenças não se limitavam às classes mais baixas. Em seu 11 famoso Relatório (1842), Chadwick (1800-1890) já afirmava que as medidas preventivas como drenagem e limpeza das casas, através de um suprimento de água e de esgotamento efetivos, paralelo a uma limpeza de todos os refugos nocivos das cidades, eram operações que deveriam ser resolvidas com os recursos da Engenharia Civil e não no serviço médico. (MOREIRA, 2008) A evolução dos conhecimentos científicos, principalmente na área de saúde pública, tornou imprescindível a necessidade de canalizar as vazões de esgoto de origem doméstica. Os reformadores e os engenheiros hidráulicos (1842) propuseram, então, a reforma radical do sistema sanitário, separando rigorosamente a água potável da água servida: os esgotos abertos seriam substituídos por encanamentos subterrâneos, feitos de cerâmica durável. Funcionários da prefeitura de Paris já haviam começado a projetar esgotos no começo do século XIX para proteger seus cidadãos de cólera. A solução indicada foi canalizar obrigatoriamente os efluentes domésticos e industriais para as galerias de águas pluviais existentes, originando, assim, o denominado Sistema Unitário de Esgotos, onde todas os esgotos eram reunidos em uma só canalização e lançados nos rios e lagos receptores. (MOREIRA, 2008) No início do século XIX, a construção dos sistemas unitários propagou-se pelas principais cidades do mundo na época, entre elas, Londres, Paris, Amsterdam, Hamburgo, Viena, Chicago, Buenos Aires, etc. Na realidade métodos de disposição de esgoto não melhoraram até os anos 1840 quando o primeiro esgoto moderno foi construído em Hamburgo, Alemanha. Era moderno no sentido de que foram conectadas ligações individuais das casas a um sistema coletor público de esgotos. O sistema caracterizou-se também porque os trechos coletores iniciais de esgotos sanitários eram separados das galerias de esgotos pluviais. Epidemias de cólera que assolaram a Inglaterra e outros países europeus até os anos 1850. Efetivamente Londres só teve um sistema de esgotos considerado eficiente a partir de 1859. No entanto, a evolução tecnológica nas nações mais adiantadas, como a Inglaterra, por exemplo, e a necessidade do intercâmbio comercial, forçava a instalação de medidas sanitárias eficientes, pois a proliferação de pestes e doenças contagiosas em cidades desprovidas dessas iniciativas propiciava, logicamente, aos seus visitantes os mesmos riscos de contaminação, gerando insegurança e implicando, portanto, que os navios comerciais da época evitassem a ancoragem em seus portos, temendo contaminação da tripulação e, 12 consequentemente, causando prejuízos constantes às nações mais pobres e dependentes do comércio internacional. No Brasil relacionavam-se nesta situação, notadamente os portos do Rio de Janeiro e Santos. (MOREIRA, 2008) Porém nas cidades situadas em regiões tropicais e equatoriais, com índice pluviométrico muito superior (cinco a seis vezes maiores que a média européia, por exemplo) a adoção de sistemas unitários tornou-se inviável devido ao elevado custo das obras, pois a construção das avantajadas galerias transportadoras das vazões máximas contrapunham-se às desfavoráveis condições econômicas características dos países situados nestas faixas do globo terrestre. Foram então, contratados os ingleses pelo imperador D. Pedro II (1825-1891), para elaborarem e implantarem sistemas de esgotamento para o Rio de Janeiro e São Paulo, na época, as principais cidades brasileiras. Ao estudarem a situação os projetistas depararam-se com situações peculiares e diferentes das encontradas na Europa, principalmente as condições climáticas (clima tropical) e a urbanização (lotes grandes e ruas largas). (MOREIRA, 2008) Após criteriosos estudos e justificativas foi adotado na ocasião, um inédito sistema no qual eram coletadas e conduzidas às galerias, além das águas residuárias domésticas, apenas as vazões pluviais provenientes das áreas pavimentadas interiores aos lotes (telhados, pátios, etc.). Criava-se, então, o Sistema Separador Parcial, cujo objetivo básico era reduzir os custos de implantação e, consequentemente, as tarifas a serem pagas pelos usuários. Nos Estados Unidos inicialmente muitos sistemas de esgotos foram construída em cidades pequenas e financiados por fundos criados pela própria população local. Detalhes destes projetos pioneiros de sistema de esgoto são geralmente desconhecidos por causa da falta de registros precisos. A concepção inicial de sistemas de esgoto criados na América é creditada a Julius W. Adams que projetou os esgotos em Brooklyn, Nova Iorque (1857). A preocupação com os problemas de saúde pública na América do Norte cresceu com o surgimento da epidemia de febre amarela em Memphis, Tennessee (1873). Neste ano foram mais de 2.000 mortes causadas pela doença e, cinco anos depois, já se contabilizavam cerca de 5150. Estas epidemias foram responsáveis pela formação do Departamentode Saúde Nacional, o precursor do Serviço de Saúde Pública Norte-Americano. (MOREIRA, 2008) 13 Finalmente o engenheiro George Waring (15) foi contratado para projetar um sistema de esgotos para a cidade de Memphis, região onde predominava uma economia rural e relativamente pobre, praticamente incapaz de custear a implantação de um sistema convencional à época. Waring, diante da situação e contra a opinião dos sanitaristas de então, projetou em sistema exclusivamente para coleta e remoção das águas residuárias domésticas, excluindo, portanto, as vazões pluviais no cálculo dos condutos. Depois do controle da epidemia e construção de um sistema de esgoto sanitário em Memphis (1889), as maiores cidades americanas estavam com linhas de esgoto em funcionamento. Com a implantação do projeto de esgoto sanitário de Memphis estava criado então o Sistema Separador Absoluto (1879), cuja característica principal é ser constituído de uma rede coletora de esgotos sanitários e uma outra exclusiva para águas pluviais. Rapidamente o sistema separador absoluto foi difundindo-se pelo resto do mundo a partir das idéias de Waring e de suas publicações e também de um outro famoso defensor do novo sistema, seu contemporâneo, Engenheiro Cady Staley. (MOREIRA, 2008) No Brasil destacou-se na divulgação do novo sistema, Saturnino Brito (1864- 1929), cujos estudos, trabalhos e sistemas reformados pelo mesmo, fizeram com que, a partir de 1912, o separador absoluto passasse a ser adotado obrigatoriamente no país. 2.2 Características do esgoto Podemos dividir o esgoto em características físicas, químicas e biológicas. De acordo com a FUNASA (2004) as principais características físicas dos esgotos sanitários são: - Temperatura: em geral, é pouco superior à das águas de abastecimento. A velocidade de decomposição do esgoto é proporcional ao aumento da temperatura; - Odores: são causados pelos gases formados no processo de decomposição, assim o odor de mofo, típico de esgoto fresco é razoavelmente suportável e o odor de ovo podre, insuportável, é típico do esgoto velho ou séptico, em virtude da presença de gás sulfídrico; 14 - Cor e turbidez: indicam de imediato o estado de decomposição do esgoto. A tonalidade acinzentada acompanhada alguma turbidez é típica do esgoto fresco e a cor preta é típica do esgoto velho; - Variação de vazão: depende dos costumes dos habitantes. A vazão doméstica do esgoto é calculada em função do consumo médio diário de água de um indivíduo. Estima-se que para cada 100 litros de água consumida, são lançados aproximadamente 80 litros de esgoto na rede coletora, ou seja, 80%. - Presença de sólidos: São caracterizadas como sólidos dos esgotos todas as partículas nele presentes em suspensão ou em solução, sedimentáveis ou não, orgânicas ou minerais. A determinação da quantidade total de sólidos presentes em uma amostra de esgotos sanitários é chamada de sólidos totais. A separação dos tipos de sólidos presentes na mistura é feita em laboratório e classificada da seguinte maneira: a) Sólidos Totais - massa sólida obtida com a evaporação da parte líquida da amostra a 100º a 105º C, em mg/L; b) Sólidos Minerais ou Fixos - resíduos sólidos retidos após calcinação dos sólidos totais a 500o C, em mg/L; c) Sólidos Orgânicos ou Voláteis - parcela dos sólidos totais volatilizada no processo de calcinação, em mg/L; d) Sólidos em Suspensão - quantidade de sólidos determinada com a secagem do material retirado por filtração da amostra, através de micromalha, de 0,45 mícron, em mg/L; e) Sólidos Dissolvidos - fração dos sólidos medida após evaporação da parte líquida da amostra filtrada, em mg/L; f) Sólidos Sedimentáveis - porção das partículas em suspensão sedimentadas por ação da gravidade quando a amostra é submetida a um período de repouso de uma hora em um cone padronizado denominado cone de Imhoff, medida em ml/L (K. Imhoff, 1876-1965). As principais características químicas dos esgotos são (FUNASA, 2004): • Matéria orgânica: cerca de 70% dos sólidos no esgoto são de origem orgânica, geralmente esses compostos orgânicos são uma combinação de carbono, hidrogênio e oxigênio, e algumas vezes com nitrogênio; 15 • Matéria inorgânica: é formada principalmente pela presença de areia e de substancias minerais dissolvidas. Já as principais características biológicas do esgoto são: - Microorganismos: os principais são as bactérias, os fungos, os protozoários, os vírus e as algas; - Indicadores de poluição: são vários organismos cuja presença num corpo d´água indica uma forma qualquer de poluição. Para indicar a poluição de origem humana adotam-se os organismos do grupo coliformes como indicadores. As bactérias coliformes são típicas do intestino humano e de outros animais de sangue quente. Estão presentes nas fezes humanas (100 a 400 bilhões de coliformes/hab.dia) e são de simples determinação. 2.3 Caminho do esgoto Todo esgoto produzido em nossa casa passa por ralos e vai através de tubos até chegar numa caixa de concreto chamada caixa de inspeção (CI). Lembrando que o esgoto da pia da cozinha cai na caixa de gordura (CG) antes de chegar na caixa de inspeção (CI), onde na caixa de gordura é feita a separação de gorduras da água. Da caixa de inspeção (CI), o esgoto passa por tubos de rede pública chamados de Ramal Condominial. Depois de coletado o esgoto de todas as casas do conjunto é interligado a uma rede de diâmetro maior chamada Rede Pública. A rede pública coleta os esgotos de outros Ramais Condominiais, e vai aumentando de diâmetro à medida que aumenta o número de ligações, até se transformar numa rede bem maior que é chamada de Interceptor. Todos estes tubos juntos são chamados de Rede Coletora de Esgotos por onde o esgoto viaja da nossa casa até a Estação de Tratamento de Esgoto, que irá tratar limpando a água suja e devolvendo ao rio como água tratada. 16 2.4 Tipos de esgoto De acordo com o NBR 9648 (ABNT, 1987) o esgoto se classifica em: - Esgotos Domésticos: é o despejo líquido resultante do uso da água para higiene e necessidades fisiológicas humanas. - Esgotos Industriais: é o despejo líquido resultante dos processos industriais, respeitados os padrões de lançamento estabelecidos. Compreendem os resíduos orgânicos, de indústria de alimentos, matadouros, etc; as águas residuárias agressivas, procedentes de indústrias de metais etc; as águas residuárias procedentes de indústrias de cerâmica, água de refrigeração, etc; - Águas Pluviais: são as águas procedentes das chuvas; - Água de Infiltração: é toda água proveniente do subsolo, indesejável ao sistema separador e que penetra nas canalizações 2.5 Tipos de sistemas de esgotos Os sistemas de esgotos urbanos podem ser de três tipos: (TSUTIYA e SOBRINHO, 1999) a) Sistema de esgotamento unitário, ou sistema combinado, em que as águas residuárias (domésticas e industriais), águas de infiltração (água de subsolo que penetra no sistema através de tubulações e órgãos acessórios) e águas pluviais veiculam por um único sistema. b) Sistema de esgotamento separador parcial, em que uma parcela das águas de chuva, provenientes de telhados e pátios das economias são encaminhadas juntamente com as águas residuárias e águas de infiltração do subsolo para um único sistema de coleta e transporte dos esgotos. c) Sistema separador absoluto, em que as águas residuárias (domésticas e industriais) e as águas de infiltração (água do subsolo que penetra através das tubulações e órgãos acessórios), que constituem o esgoto sanitário, veiculam em um sistema independente, denominado sistema de esgoto sanitário. As águas pluviais são coletadas e transportadas em um sistema de drenagem pluvial totalmente independente. 17 2.6 Partes de um sistema de esgoto sanitário FONTE: ECIVILNET.COMA concepção do sistema deverá estender-se às suas diversas partes, relacionadas e definidas a seguir: (TSUTIYA e SOBRINHO, 1999) - Rede coletora: conjunto de canalizações destinadas a receber e conduzir os esgotos dos edifícios; o sistema de esgotos predial se liga diretamente à rede coletora por uma tubulação chamada coletor predial, A rede coletora é composta de coletores secundários, que recebem diretamente as ligações prediais, e, coletores tronco. O coletor tronco é o coletor principal de uma bacia de drenagem, que recebe a contribuição dos coletores secundários, conduzindo seus efluentes a um interceptor ou emissário. - Interceptor: canalização que recebe coletores ao longo de seu comprimento, não recebendo ligações prediais diretas; - Emissário: canalização destinada a conduzir os esgotos a um destino conveniente (estação de tratamento e/ou lançamento) sem receber contribuição ao longo do percurso; - Poços de Visita (PV): são câmaras cuja finalidade é permitir a inspeção e limpeza da rede. Os locais mais indicados para sua instalação são: início da rede, nas mudanças de direção, declividade, diâmetro ou material, nas junções e em https://www.ecivilnet.com/ 18 trechos longos. Nos trechos longos a distância entre PVs deve ser limitada pelo alcance dos equipamentos de desobstrução. FONTE: AECWEB.COM.BR - Sifão invertido: obra destinada à transposição de obstáculo pela tubulação de esgoto, funcionando sob pressão; FONTE: PROGESTAO.ANA.GOV.BR - Estação elevatória: conjunto de instalações destinadas a transferir os esgotos de uma cota mais baixa para outra mais alta. A estação elevatória é dotada de mecanismos, hidráulicos e mecânicos, que permitem o transporte do efluente para um ponto mais elevado, para o escoamento final. https://www.aecweb.com.br/ http://progestao.ana.gov.br/ 19 Na grande maioria das estações de tratamento de esgoto o interceptor chega na área da ETE numa cota inferior à dos reatores, portanto é necessário o bombeamento dos esgotos para cotas mais altas. FONTE: SESAMM.COM.BR - Estação de tratamento de esgoto (ETE): conjunto de instalações destinadas à depuração dos esgotos, antes de seu lançamento. Um sistema de esgotamento sanitário só pode ser considerado completo se incluir a etapa de tratamento. A estação de tratamento de esgoto (ETE), pode dispor de alguns dos seguintes itens, ou todos eles: - Grade; - Desarenador; - Sedimentação primária; - Estabilização aeróbica; - Filtro biológico ou de percolação - Lodos ativados; - Sedimentação secundária; - Digestor de lodo; - Secagem de lodo; - Desinfecção do efluente. http://www.sesamm.com.br/ 20 FONTE: DEDAMBIENTAL.COM.BR - Disposição Final: após o tratamento, os esgotos podem ser lançados ao corpo d’água receptor ou aplicados no solo. Em ambos os casos, há que se levar em conta os poluentes eventualmente ainda presentes nos esgotos tratados, especialmente organismos patogênicos e metais pesados. FONTE: AGUAVIVA.BIO.BR https://dedambiental.com.br/ http://www.aguaviva.bio.br/ 21 2.7 Normas para projetos de sistemas de esgoto sanitário Os parâmetros e faixas de recomendações para o dimensionamento de unidades componentes de um projeto de sistema de esgotamento sanitário estão disponíveis nas Normas Brasileiras editadas pela Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT). As normas da ABNT estão relacionadas a seguir: • NBR 9.648 – Estudo de Concepção de sistemas de Esgoto Sanitário, que estabelece terminologia e condições gerais para este tipo de estudo, promulgada em 1986; • NBR 9.649 – Projeto de Redes Coletoras de esgoto Sanitário, que estabelece terminologia e critérios de dimensionamento para elaboração de projeto hidráulico-sanitário de redes coletoras de esgoto sanitário, promulgada em 1986; • NB 568 – Projeto de Interceptores de Esgoto Sanitário, que estabelece condições de elaboração de projeto e dimensionamento de interceptores de grande porte, promulgada em 1989; • NB 569 – Projeto de Estações Elevatórias de Esgoto Sanitário, que estabelece condições para a elaboração de projeto hidráulico sanitário de estações elevatórias de esgoto sanitário com emprego de bombas centrífugas, promulgada em 1989; • NB 570 – Projeto de Estações de Tratamento de Esgoto Sanitário, que estabelece condições para a elaboração de projeto hidráulico-sanitário de estações de tratamento de esgotos, promulgada em 1990. IMPORTANTE - As canalizações dos coletores e interceptores devem ser projetadas para funcionarem sempre como condutos livres. - Os sifões e linhas de recalque das estações elevatórias funcionam como condutos forçados. - Os emissários podem funcionar como condutos livres ou forçados, não recebendo contribuições em marcha. 22 3 VASÃO DE CONTRIBUIÇÃO De acordo com MOREIRA (2008) as vazões de esgotos sanitários formam-se de três parcelas bem distintas, a saber, contribuições domésticas, normalmente a maior e a mais importante do ponto de vista sanitário, vazões concentradas, em geral de origem industrial e a inconveniente, mas sempre presente, parcela de águas de infiltrações. 3.1 Contribuição doméstica O consumo constante de água potável na prática diária das atividades domésticas produz águas residuárias ditas “servidas” quando oriundas de atividades de limpeza e as “negras” quando contém matéria fecal. Como geralmente esses despejos têm origem na utilização da água do sistema público de abastecimento, espera-se que a maior ou menor demanda de água acarretará, proporcionalmente, na maior ou menor contribuição doméstica de vazões de esgotamento. Embora haja uma nítida correlação entre o consumo do sistema público de água e a contribuição de esgotos, alguns fatores poderão tornar esta correlação maior ou menor conforme a circunstância. (MOREIRA,2008) A relação entre o volume de esgotos recolhido e o de água consumido pode oscilar entre 0,60 a 1,30, segundo a literatura conhecida. Esta fração é conhecida como relação esgoto/água ou coeficiente de retorno e é representada pela letra “c”. De um modo geral estima-se que 70 a 90% da água consumida nas edificações residenciais retorna a rede coletora pública na forma de despejos domésticos. No Brasil é usual a adoção de valores na faixa de 0,75 a 0,85. Um dos parâmetros mais importante nos projetos de abastecimento de água é a quantidade de água consumida diariamente por cada usuário do sistema, denominado de consumo per capita médio e representado pela letra “q”. Esse parâmetro, na maioria das vezes, é um valor estimado pelos projetistas em função dos aspectos geoeconômicos regionais, desenvolvimento social e dos hábitos da população a ser beneficiada. A partir dessas definições pode-se determinar o per capita médio de contribuição de esgotos que será resultado de “c x q”. 23 Os sistemas de esgotamento devam ser projetados para funcionarem com eficiência ao longo de um predeterminado número de anos após sua implantação e, por isto, é necessário que o projetista seja bastante criterioso na previsão da população de projeto. A população de projeto é a população total a que o sistema deverá atender. Essa população produz um volume diário médio doméstico, produto entre o número de habitantes beneficiados pelo sistema e o per capita médio de contribuição produzido pela comunidade. Com relação à determinação desta população, dois são os problemas que se apresentam como de maior importância: população futura e densidade populacional. A determinação da população futura é essencial, pois não se deve projetar um sistema de coleta de esgotos para beneficiar apenas a população atual de uma cidade com tendência de crescimento contínuo. Esse procedimento,muito provavelmente, inviabilizaria o sistema logo após sua implantação por problemas de subdimensionamento. A expressão geral que define o crescimento de uma população ao longo dos anos é: P = Po+ ( N - M ) + ( I - E ) Onde: P = população após “t” anos; Po= população inicial Curiosidade! No Brasil adotam-se per capitas médios diários de consumo de água da ordem de 150 a 200l/hab.dia para cidades de até 10000hab e per capitas maiores para cidades com populações superiores. As normas brasileiras permitem o dimensionamento com um mínimo de 100 l/hab.dia, devidamente justificado, e o mesmo valor para indicar o consumo médio para populações flutuantes. Em áreas onde a população tem renda média muito pequena e os recursos hídricos são limitados, este per capita pode atingir valores inferiores a 100 l/hab.dia. Em situações contrárias e onde o sistema de abastecimento de água garante quantidade e qualidade de água potável continuamente, este coeficiente pode ultrapassar os 500 l/hab.dia. 24 N = nascimento no período “t”; M = mortes, no período “t”; I = imigrantes no mesmo período; E = emigrantes no período. Já a densidade demográfica é geralmente expressa em habitantes por hectare (hab/ha) com tendência a valores crescentes das áreas periféricas para as centrais nas cidades maiores. Apresenta-se a seguir um quadro com valores médios frequentemente encontrados no estudo de distribuição urbana das populações Área x Densidade: FONTE: MOREIRA, 2008. Tendo a população de projeto “P” e o per capita médio diário de contribuição “c.q”, define-se então o volume médio diário de esgotos domésticos produzidos, este será em litros/dia com “q” em l/hab.dia. Sendo a equação representada da seguinte forma: Qdom = c. q. P 3.2 Águas de infiltração A vazão que é transportada pelas canalizações de esgoto não tem sua origem somente nos pontos onde houver consumo de água. Parcela dessa vazão é resultante de infiltrações inevitáveis ao longo dos condutos, através de juntas mal executadas, fissuras ou rupturas nas tubulações, nas paredes das edificações 25 acessórias, etc. Este volume torna-se mais acentuado no período chuvoso, pois parte das estruturas poderá permanecer situada temporariamente submersa no lençol freático, além das contribuições originadas nas ligações clandestinas de águas pluviais. Também influi no volume infiltrado o tipo de terreno em que os condutos estão instalados e a pavimentação ou não dos arruamentos. É lógico que, por exemplo, em terrenos arenosos há maior facilidade de a água subterrânea atingir as canalizações que em terrenos argilosos. Pesquisas para determinação de coeficientes de infiltração são raras em nossa literatura e os resultados mais conhecidos estão mostrados no quadro a seguir, citados no trabalho Infiltração de Água nos Coletores de Esgotos Sanitários apresentado pelos engenheiros D. P. Bruno e M. T. Tsutiya no 12º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental, em 1983, e publicado na Revista DAE n.o 133. Na impossibilidade de dados ou argumentos mais precisos pode-se trabalhar com a sugestão da NBR 9649/86 - ABNT que recomenda a adoção de uma taxa de contribuição de infiltração - TI, de 0,5 a 1,0 l/s.km, sob justificativas. (Apud, MOREIRA, 2008) É fundamental considerar que para coletores novos situados acima do lençol freático, a infiltração deve ser mínima ou mesmo nula, e que a qualidade dos materiais empregados na confecção das tubulações são fatores de redução deste tipo de vazão. 3.3 Contribuições concentradas Além das contribuições domésticas coletadas ao longo da rede e das vazões de infiltração, algumas edificações podem produzir contribuições de águas residuárias que não podem ser consideradas como ligações normais ao longo da rede, visto que, devido ao seu volume, alteram sensivelmente as condições de escoamento para jusante. Sendo estas chamadas de contribuições concentradas, que podem ser originadas em estações rodoviárias, grandes edificações residenciais e/ou comerciais, lavanderias públicas, centros comerciais, grandes hospitais, clubes com piscinas e, principalmente, de estabelecimentos industriais que usam água no processo de produção como, por exemplo, uma indústria de bebidas. 26 3.4 Contribuição total Segundo MOREIRA (2008) vimos cada uma das parcelas formadoras das vazões de esgotos sanitários, sendo assim, representa-se a vazão média coletada da seguinte forma: QT = QD + QC + QI Onde : QT = vazão média total diária. QD = contribuição média diária doméstica. QC = contribuições concentradas. QI = águas de infiltrações. Lembrando que para o cálculo destas vazões são consideradas população de projeto, contribuição média per capita doméstica, infiltrações ao longo da rede e vazões concentradas. 4 IMPACTOS DO LANÇAMENTO DE ESGOTOS NOS CURSOS D’ÁGUA De acordo com Tucci (2001), a falta de tratamento de esgotos contribui de maneira significativa com os impactos ambientais da maioria das cidades, por não possuírem um tratamento de esgoto adequado e acabam lançando os esgotos na rede de esgotamento pluvial de forma clandestina, e estes que acabam escoando para os rios. Essas condições ambientais inadequadas, acabam reduzindo as condições da saúde pública e a qualidade de vida da população, na mesma proporção que aumentam os riscos de impactos ambientais. (APUD ALMEIDA JUNIOR et al., 2017) O impacto ambiental é definido como qualquer alteração adversa ou benéfica, no meio ambiente resultante das atividades antrópicas, que causem efeitos ao ecossistema ou a mudança da qualidade ambiental, num determinado período e numa determinada área. Percebe-se desta forma, que o termo impacto ambiental pode ser benéfico ou adverso. 27 O impacto ambiental pode ser definido ainda, como qualquer alteração das propriedades físicas, químicas e biológicas do meio ambiente, causada por qualquer forma de matéria ou energia resultante das atividades humanas que, direta ou indiretamente, prejudiquem: a saúde, a segurança e o bem-estar da população; as atividades sociais e econômicas; a biota; as condições estéticas e sanitárias do meio ambiente; a qualidade dos recursos ambientais. Percebe-se que este termo destaca o aspecto das relações humanas e sociais com o meio ambiente, e os possíveis impactos ambientais que esse processo possa causar. (ALMEIDA JUNIOR et al., 2017) Podemos citar alguns dos principais impactos ambientais: - Poluição por matéria orgânica O principal processo de poluição das águas é a redução do teor de oxigênio dissolvido (OD) após introdução de matéria orgânica devido, principalmente, ao lançamento de esgotos. Esse consumo de OD se deve aos processos de degradação da matéria orgânica realizados por microrganismos aeróbios, os quais utilizam o oxigênio disponível no meio líquido para a sua respiração. - Contaminação por microrganismos patogênicos Nós sabemos que os esgotos domésticos contêm uma grande quantidade de microrganismos, e que, entre eles, os agentes patogênicos podem estar presentes. A contaminação por organismos patogênicos, decorrentes do lançamento de esgotos nos cursos d’água, causa restrições aos usos da água como abastecimento de água potável e irrigação. - Eutrofização A eutrofização dos corpos aquáticos consiste no crescimento excessivo de algas e plantas no ambiente aquático, acarretando significativo consumo de oxigênio dissolvido. A eutrofização é causada principalmente pela presença excessiva de nitrogênio e fosforo. (ALMEIDA JUNIOR et al., 2017) 28 A eutrofização pode levar à alteração no sabor, no odor, na turbidez e na cor da água, à redução do oxigênio dissolvido, provocando crescimento excessivo de plantas aquáticas, mortandade de peixes e outras espécies aquáticas, além do comprometimento das condiçõesmínimas para o lazer na água. As principais consequências da eutrofização são: - Frequentes florações das águas. - Crescimento excessivo da vegetação. - Distúrbios com mosquitos e insetos. - Eventuais maus odores. - Eventuais mortandades de peixes. - Condições anaeróbias. - Eventuais problemas de toxicidade. - Maior dificuldade e elevação nos custos de tratamento da água. - Redução na navegação e capacidade de transporte. - Desaparecimento gradual do lago como um todo. - Assoreamento A liberação de sólidos, principalmente os inorgânicos, através do efluente pode levar ao assoreamento do corpo hídrico. O assoreamento reduz o volume de água, torna-a turva e impossibilita a entrada de luz, dificultando a fotossíntese e impedindo a renovação do oxigênio para algas e peixes. Além de intensificar as enchentes dos rios, dificultar ou impedir a navegação e também limitar o fornecimento de água para atividades de agricultura e pecuária. 5 TRATAMENTO DOS ESGOTOS Atualmente, existem inúmeros processos para o tratamento de esgoto, individuais ou combinados. A decisão pelo processo a ser empregado, deve levar em consideração, principalmente, as condições do curso d´água receptor (estudo de autodepuração e os limites definidos pela legislação ambiental) e da característica 29 do esgoto bruto gerado. É necessário certificar-se da eficiência de cada processo unitário e de seu custo, além da disponibilidade de área (IMHOFF e IMHOFF, 1996, Apud Debiasi, 2002) O tratamento do esgoto constitui-se nas seguintes fases: tratamentos preliminares, primários, secundários e terciários. 5.1 Tratamentos preliminares O Tratamento preliminar do esgoto é sujeito aos processos de separação dos sólidos mais grosseiros como sejam a gradagem que pode ser composto por grades grosseiras, grades finas e/ou peneiras rotativas, o desarenamento nas caixas de areia e o desengorduramento nas chamadas caixas de gordura ou em pré- decantadores. (MELLO, 2007) 5.1.1 Gradeamento A remoção dos sólidos grosseiros é feita por meio de grades, que podem ser grossas, médias e finas, dependendo do espaçamento entre as barras. Quando grosseiras são utilizadas, quando o esgoto apresenta grande quantidade de sujeira, nessas são retidas pedras, pedaços de madeira, brinquedos, animais mortos e outros objetos de tamanho elevado. As grades média e fina são empregadas para a retirada de partículas, que ultrapassam o gradeamento grosseiro. FONTE: BDM.UNB.BR 5.1.2 Peneiramento http://bdm.unb.br/ 30 O peneiramento tem como objetivo principal, a remoção de sólidos grosseiros com granulometria maior que 0,25 mm. As peneiras podem ser classificadas em estáticas e rotativas. Estas devem ser usadas principalmente, em sistemas de tratamento de águas residuárias industriais, sendo que, em muitos casos, os sólidos separados podem ser reaproveitados. FONTE: TRATAMENTODEAGUA.COM.BR 5.1.3 Caixa de areia A remoção da areia contida nos esgotos é realizada pelas caixas de areias ou desarenadores. O mecanismo de remoção da areia é simplesmente a sedimentação: os grãos de areia, devido a suas maiores dimensões e densidade vão para o fundo do tanque. FONTE: TRATAMENTODEAGUA.COM.BR https://www.tratamentodeagua.com.br/ 31 5.2 Tratamentos primários Apesar do esgoto apresentar um aspecto ligeiramente mais razoável após a fase de pré tratamento, possui ainda praticamente inalteradas as suas características poluidoras. Por isto a necessidade de novo tratamento. Nesta fase onde se separa a água dos matériais poluentes a partir da sedimentação nos equipamentos, através ação física pode, em alguns casos, ser ajudado pela adição de agentes químicos que através de coagulantes e floculantes possibilitando a obtenção de flocos de matéria poluente de maiores dimensões e assim mais facilmente decantáveis. Após o tratamento primário, a matéria poluente que permanece na água é de reduzidas dimensões, normalmente constituída por coloides, devido a digestão do lodo, não sendo por isso passível de ser removida por processos exclusivamente físico-químicos (SILVA, 2004, Apud MELLO, 2007). 5.2.1 Decantador primário 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, formando o chamado lodo primário que é retirado. Os óleos, espumas e graxas, por possuírem uma densidade menor que do líquido, sobem para a superfície dos decantadores, onde também são coletados e removidos. Quando ao formato, os decantadores primários podem ser: circulares quadrados ou retangulares. A remoção de lodo e de flutuantes pode ser mecanizada ou não. De acordo com a NBR 12209 (ABNT, 1990) para vazões máximas Qmax > 250L/s, a remoção de lodo deve ser mecanizada e obrigatoriamente deve prever mais de uma unidade. Alguns autores recomendam que para decantadores primários devem ser utilizados preferivelmente os de secção retangular que são melhores para a assimilação das variações de vazão de esgotos e, como decantadores secundários podem ser utilizados os de secção circular, pois nesta situação a variação de vazão de alimentação são menores. Pode-se também empregar decantadores circulares como primários, atribuindo-lhe menor eficiência na remoção de DBO. Deverá ser 32 feita análise econômica para subsidiar a escolha do tipo de decantador a ser empregado em uma ETE. 5.3 Tratamento secundário O tratamento secundário, geralmente consistindo num processo biológico, do tipo lodo ativado ou do tipo filtro biológico, onde a matéria orgânica coloidal é consumida por micro-organismos nos chamados reatores biológicos. Estes reatores são normalmente constituídos por tanques com grande quantidade de microrganismos aeróbios, havendo por isso a necessidade de promover o seu arejamento. O esgoto saído do reator biológico contém uma grande quantidade de micro-organismos, sendo reduzida a matéria orgânica remanescente. Os microrganismos sofrem posteriormente um processo de sedimentação nos designados sedimentadores (decantadores) secundários. Terminado o tratamento secundário, as águas residuais tratadas apresentam um reduzido nível de poluição por matéria orgânica, podendo na maioria dos casos, serem admitidas no meio ambiente receptor (NEVES, 1974, Apud MELLO, 2007). 5.3.1 Lagoas de estabilização 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. (NUCASE, 2013) 33 FONTE: SANEAMENTO.POLI.UFRJ.BR 5.3.2 Reatores anaeróbios O princípio dos reatores é dividir o esgoto bruto em três fases (separador trifásico): fase líquida, gasosa e sólida. Os reatores anaeróbios de manta de lodo são também frequentemente denominados de Reatores Anaeróbios de Fluxo Ascendente. O custo de implantação varia entre US$ 20 a US$ 40 por habitante e gera uma quantidade de lodo a ser tratado anualmente entre 0,07 a 0,1 m3 /habitante FONTE: SANEAMENTO.POLI.UFRJ.BR http://www.saneamento.poli.ufrj.br/ http://www.saneamento.poli.ufrj.br/ 34 5.3.3 Lodos ativados É um processo biológico onde o esgoto afluente, na presença de oxigênio dissolvido, agitação mecânica e pelo crescimento e atuação de micro-organismos específicos, forma flocos denominados lodo ativado ou lodo biológico. Essa fase do tratamento objetiva a remoção de matéria orgânica biodegradável presente nos esgotos. Após essa etapa, a fasesólida é separada da fase líquida em outra unidade operacional denominada decantador. FONTE: GRATT.COM.BR 5.3.4 Decantador secundário O decantador secundário possui uma sedimentação de sólidos, de fundamental importância ao sistema. Existem basicamente quatro tipos de sedimentação descritos; a direta nos quais as partículas sedimentam em separado, sem aglutinação, dessa forma são mantidos suas características físicas como forma, tamanho e velocidade de sedimentação; a floculenta, ocorre aglutinação das partículas, alterando as suas características, em decorrência há aumento de densidade e velocidade do floco; a zonal, que em líquidos com alta concentração de sólidos, forma um manto único, com separação do sólido e do líquido; e zonal http://www.gratt.com.br/ 35 elevada, com maior concentração de sólidos, ocorrendo até compressão das partículas devido ao seu peso, expulsando a água da matriz do floco. 5.3.5 Filtros biológicos Um filtro biológico compreende basicamente, um leito de material grosseiro, tal com pedras, ripas ou material plástico, sobre o qual os esgotos são aplicados sob a forma de gotas ou jatos. Após a aplicação, os esgotos percolam em direção aos drenos do fundo. Essa percolação permite o crescimento bacteriano na superfície da pedra ou do material de enchimento, na forma de uma película fixa. O esgoto passa sobre a população microbiana aderida, promovendo o contato entre os micro- organismos e o material orgânico. (MELLO, 2007) FONTE: SANEAMENTOBASICO.COM.BR 5.3.6 Tanque de Sedimentação A sua função é promover a sedimentação de partículas sólidas, através da diferença de densidade e utilizando-se de um tempo de detenção hidráulico, evitando com que estas estejam presentes no efluente final. Grande parte destas partículas sólidas é proveniente do desprendimento de biofilme do Filtro Aerado, já que o processo com oxigênio produz grande quantidade de bactérias. (MELLO, 2007) https://www.saneamentobasico.com.br/ 36 5.4 Tratamentos terciários Para o lançamento final do esgoto no corpo receptor, às vezes, é necessário proceder à desinfecção das águas residuais tratadas para a remoção dos organismos patogênicos ou, em casos especiais, à remoção de determinados nutrientes, como o nitrogênio e o fósforo, que podem potenciar, isoladamente ou em conjunto, a eutrofização das águas receptoras (NEVES, 1974, Apud MELLO, 2007) 5.4.1 Clorador O Clorador, ou Tanque de Desinfecção é um sistema de tratamento químico e terciário, com função de desinfecção do efluente das outras unidades. Este tanque de desinfecção (Figura 14) tem como finalidade exterminar total ou parcialmente as bactérias e os demais organismos patogênicos presentes no esgoto tratado. Uma substância desinfetante – no caso, o Cloro – atua diretamente nestes patogênicos, penetrando em suas células e reagindo com suas enzimas, resultando na morte dos organismos (SILVA, 2004, Apud MELLO, 2007). 5.4.2 Desinfecção com ozônio O ozônio possui alto poder germicida contra uma grande variedade de micro- organismos patogênicos, incluindo-se as bactérias, protozoários e os vírus. A desinfecção com esse produto não é afetada pelo valor do pH. Devido à decomposição muito rápida do radical livre hidroxila, uma maior concentração de ozônio deve ser usada em valores de pH mais alto, para se manter a eficiência (NUVOLARI, 2003, Apud MELLO, 2007). 5.4.3 Radiação ultravioleta Diferentemente da maioria dos desinfetantes, a radiação ultravioleta não provoca a inativação de microorganismos por interação química. Esta, inativa organismos por absorção de luz, que causa uma reação fotoquímica, alterando componentes moleculares essenciais para as funções das células. Como os seus raios penetram na parede das células do microorganismo, a energia interfere nos 37 ácidos nucléicos e outros componentes vitais, resultando em danos ou morte. (MELLO, 2007) 5.5 Tratamentos simplificados Os tratamentos simplificados são recomendados para soluções individuais ou de pequenas comunidades. O tanque séptico é a solução mais utilizada e representa 8% do tipo de tratamento de esgoto utilizado no Brasil (PNS, 2000). No entanto, na maioria das vezes, o tanque séptico é seguido de um tratamento complementar. Apresenta-se a seguir, detalhes sobre o tanque séptico, o filtro anaeróbio e o filtro aeróbio. (Apud MELLO, 2007) 5.5.1 Tanque Séptico (TS) FONTE: SUMETALBR.COM.BR A denominação de tanque séptico derivou da palavra em latim sepsis, que significa decomposição, putrefação, fenômeno em que intervém a atividade microbiológica. (MELLO, 2007) De acordo com a NBR 7229 os tanques sépticos são indicados para áreas desprovidas de rede pública coletora de esgotos; Como alternativa de tratamento de esgotos em áreas providas de rede coletora local; e quando da utilização de redes coletoras com diâmetro e/ou declividades reduzido O tanque séptico tem como função: 38 - Separação gravitacional da escuma e dos sólidos, em relação ao líquido afluente, vindo os sólidos a se constituir em lodo; - Digestão anaeróbia e liquefação parcial do lodo; - Armazenamento do lodo. O tamanho dos tanques varia de acordo com a quantidade de indivíduos que utilizem o esgoto sanitário. O esgoto originário de pias e ralos não deve entrar em contato direto com os resíduos direcionados com a fossa séptica, pois os materiais químicos, como os materiais de limpeza por exemplo, interferem no processo de decomposição, matando as bactérias. 5.5.2 Filtro Anaeróbio (FAN) O filtro anaeróbio é constituído por um meio suporte com microrganismos. Pode-se dizer que o filtro anaeróbio representa um sistema de tratamento secundário físico-biológico. É de grande utilidade em projetos que requerem um melhor grau de tratamento que o simples uso de tanque séptico seguido de infiltração no solo (FUNASA, 2004, Apud MELLO, 2007). É caracterizado por um tanque preenchido por um material filtrante, geralmente pedra britada. Os micro-organismos aderidos às paredes deste material filtrante formam o biofilme que, ao receberem os despejos contendo matéria orgânica, iniciam o processo de digestão anaeróbia. O filtro anaeróbio pode ser circular ou retangular, de acordo com a NBR 13.969 (ABNT, 1997, Apud MELLO, 2007). 5.5.3 Filtro Aeróbio O dimensionamento do filtro aeróbio é normalizado pela NBR 13969 (ABNT, 1997). Os parâmetros utilizados para cálculo do volume do filtro e da vazão de ar necessária são os números de pessoas a serem atendidas e a contribuição de esgoto por pessoa em um dia. (Apud, MELLO, 2007) Assim como no Filtro Anaeróbio, o Filtro Aerado possui material filtrante e há formação de biofilme. A matéria orgânica presente no tanque é degradada pelas http://www.infoescola.com/reino-monera/bacterias/ 39 bactérias presentes no biofilme. Entretanto, difere do filtro anaeróbio no que se refere à presença de oxigênio no interior do tanque. O efluente, após passar pelo processo de estabilização da matéria orgânica e remoção de microrganismos patogênicos, os quais ocorrem na Estação de Tratamento de Esgoto (E.T.E.), é lançado em um corpo hídrico receptor. A emissão de efluente proveniente da E.T.E. não deve extrapolar os limites máximos permitidos estabelecidos na Resolução CONAMA nº 430/2011, a qual dispõe sobre as condições e padrões de lançamento de efluentes. Da mesma forma, deve haver o monitoramento do corpo hídrico receptor, de forma que sejam atendidas as especificações da Resolução CONAMA nº 357/2005, a qual dispõe sobre a classificação dos corpos de água e diretrizes ambientais para o seu enquadramento, bem como estabelece as condições e padrões de lançamento de efluentes. (Debiasi, 2012) 6 ESGOTAMENTO SANITÁRIO NO BRASIL Segundo IBGE (2010) o saneamento básico no Brasil apresentaum imenso déficit, principalmente em relação à coleta e ao tratamento dos efluentes. Apesar que o abastecimento de água está presente em cerca de 99% dos municípios brasileiros, os baixos índices caracterizam a coleta de esgoto sanitário que estão presentes em cerca de 55% dos municípios brasileiros, e o tratamento de esgotos sanitários está presente em apenas 28% dos municípios brasileiros. (APUD ALMEIDA JUNIOR et al., 2017) Esses números revelam que muitas obras de coleta e transporte de esgotos deverão ser implantadas no Brasil, promovendo a melhoria da qualidade de vida da população, tendo em vista que houve uma melhoria significativa do saneamento básico no país, porém faz-se necessário um forte empenho e grande investimento para a universalização do saneamento básico no Brasil. A Pesquisa Nacional de Saneamento Básico (PNSB), evidenciou que a coleta do esgoto é um serviço pouco disseminado na maior parte do território brasileiro, o que provoca impactos ao meio ambiente e à saúde pública. Dos 5.564 municípios 40 brasileiros, apenas 3.069 possuíam rede coletora de esgoto, enquanto o tratamento dos esgotos era realizado em apenas 1.587 municípios brasileiros. Ainda de acordo com o IBGE (2010), a população sem a rede coletora de esgotos em 2008 era de aproximadamente 34,8 milhões de pessoas, isto é, cerca de 18% da população brasileira convive sem o acesso a rede coletora de esgotos, sendo a região Nordeste considerada a mais grave, onde a falta de rede coletora de esgotamento sanitário atinge algo próximo a 15,3 milhões de habitantes. (APUD ALMEIDA JUNIOR et al., 2017) Desta forma, a oferta do serviço de esgotamento sanitário é de fundamental importância em termos de qualidade de vida e ambiental, pois a ausência do serviço de esgotamento sanitário acarreta a poluição e a degradação dos recursos hídricos, o que provoca danos à saúde da população, tendo em vista que para se obter uma condição sanitária adequada, não basta que os esgotos sejam coletados, mas faz-se necessário que os esgotos passem por processos de tratamento adequado (IBGE, 2008, APUD ALMEIDA JUNIOR et al., 2017)) 41 7 BIBLIOGRAFIA ABNT – ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 9.648: Estudo de concepção de sistemas de esgoto sanitário. Rio de Janeiro: ABNT, 1986. ALMEIDA JUNIOR, Marcio Antônio Bezerra de et al. DIAGNÓSTICO DOS IMPACTOS AMBIENTAIS PROVOCADOS PELO LANÇAMENTO DE ESGOTOS NO RIO PIANCÓ EM POMBAL-PB: Revista GeoSertões (Unageo/CFP-UFCG). vol. 2. jan./jun. 2017 ISSN 2525-5703. Brasil. Fundação Nacional de Saúde. Manual de Saneamento. 3. Ed. rev. – Brasilia: Fundação Nacional de Saúde, 2004. 408p. ISBN: 85-7346-045-8. CESAN. Apostila Tratamento de Esgoto. 1ª ed. Vitória-ES: Companhia Espírito- santense de Saneamento, Julho/2013. DEBIASI, Letícia Rech. Aspectos promotores de impactos ambientais decorrentes da implantação de rede coletora de esgoto sanitário no município de Dionísio Cerqueira – SC. Orientador: Pablo Heleno Sezerino. 2012. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Sanitária e Ambiental) - Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, 2013. Fundação Nacional de Saúde. Manual de Orientações Técnicas para Elaboração e Apresentação de Propostas e Projetos para Sistemas de Esgotamento Sanitário. 1ª ed. Brasília: Fundação Nacional de Saúde, FUNASA. 2017. 42 MELLO, EDSON JOSÉ REZENDE DE. TRATAMENTO DE ESGOTO SANITÁRIO - Avaliação da estação de tratamento de esgoto do Bairro Novo Horizonte na cidade de Araguari – MG. 2007. 86p. UNIMINAS, Uberlândia, 2007. NUCASE. Processos de tratamento de esgotos: guia do profissional em treinamento: nível 1 / Ministério das Cidades. Secretaria Nacional de Saneamento Ambiental (org.). – Brasília: Ministério das Cidades, 2008. 72 p. TSUTIYA, Milton e ALEM SOBRINHO, Pedro. Coleta e Transporte de Esgoto Sanitário. São Paulo. Escola Politécnica da USP. 2ª Edição. 1999 LEONETI, Alexandre Bevilacqua et al. Saneamento básico no Brasil: considerações sobre investimentos e sustentabilidade para o século XXI: *. Revista de Administração Pública: RAP, Rio de Janeiro, v. 45, n. 2, 27 mar. /abr. 2011. p. 331- 348.