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SISTEMAS DE SANEAMENTO BÁSICO E DE TRATAMENTO DE ÁGUA E ESGOTOS ENGENHARIA CIVIL - UNIP-2015 Sistema de Coleta de Esgotos Sanitários -01 PROGRAMA 1 Aspectos gerais 2 Tipos de Sistemas de Coleta 3 Aspectos de Qualidade dos Esgotos Coletados 4 Partes Constituintes dos Sistemas de Coleta 5 Projetos de Sistemas de Coleta de Esgoto • Área de projeto, Planos Diretores e Estudo Populacional e de Demandas • Traçado da Rede Coletora • Vazões de Esgotos • Critérios Hidráulicos 6 Projeto: Prática 1.ASPECTOS GERAIS Relação entre águas servidas e esgotos 2. TIPOS DE SISTEMAS DE ESGOTAMENTO Sistema Unitário ou Combinado (tout à l’egout): coleta e conduz as águas pluviais juntamente com os esgotos sanitários e despejos industriais. Apresenta: dimensões maiores dos coletores; maior volume de obras; maiores investimentos e custos iniciais elevados; oneração para EEE (elevatórias) e ETEs; desvantagens para países tropicais ou em desenvolvimento: chuvas mais intensas, ruas não pavimentadas, poucas receitas financeiras. 2. TIPOS DE SISTEMAS DE ESGOTAMENTO Sistema Separador Absoluto: É concebido para receber exclusivamente esgotos sanitários e despejos industriais. Características: As águas pluviais são esgotadas em um sistema independente; as tubulações são menores, favorecendo o emprego de tubos pré- moldados; pode-se fazer implantação por partes (rede de maior importância); ampliação desta rede; melhores condições de separação das EEEs e ETEs; as águas pluviais podem ser lançadas em pontos múltiplos, em locais mais próximos; Problemas: ligações clandestinas 3. ASPECTOS DE QUALIDADE DOS ESGOTOS 3. ASPECTOS DE QUALIDADE DOS ESGOTOS Tipos de Esgotos: Sanitário: água usada para fins higiênicos e industriais ; Sépticos: em fase de putrefação Pluviais: decorrentes das águas de chuvas; Combinado: sanitário + pluvial Cru: sem tratamento Fresco: recente, e ainda com certa quantidade de oxigênio livre 3. ASPECTOS DE QUALIDADE DOS ESGOTOS Características físicas dos esgotos: Escuro: esgoto com grau de septicidade, ou séptico 3. ASPECTOS DE QUALIDADE DOS ESGOTOS Sólidos presentes nos esgotos: ...ou que passam pelo filtro 3. ASPECTOS DE QUALIDADE DOS ESGOTOS Características químicas dos esgotos: 3. ASPECTOS DE QUALIDADE DOS ESGOTOS Características biológicas dos esgotos: • Bactérias, fungos, protozoários, vírus e algas são os elementos mais importantes pois são responsáveis pela decomposição e estabilização de matéria orgânica nas ETEs, catalisadas pelas enzimas. • Nos cursos dágua e ambientes hídricos (lagos), podem provocar doenças como a cólera, febre, tifóide, etc por contato com os seres humanos; • Coliformes: são indicadoras de contaminação fecal; nem sempre patogênicas 4. SISTEMAS DE ESGOTOS: PARTES CONSTITUINTES 4. SISTEMAS DE ESGOTOS: PARTES CONSTITUINTES Poços de visita EEE ETE Emissário final Poços de inspeção ou de visita Fonte: SABESP (NTS 025) Emissário Terminais de limpeza (início da linha) TUBULAÇÕES Ramal predial de esgoto – Trecho da tubulação compreendido entre a caixa de inspeção de ligação e o coletor de esgotos (rede coletora) Rede Coletora – Conjunto de canalizações que recebem esgotos diretamente das ligações prediais, destinadas a conduzir os esgotos dos edifícios. Coletor tronco – Tubulação que recebe contribuições de redes coletoras de esgoto e de outros coletores troncos. Interceptor – Tubulação que recebe contribuições de coletores tronco e as encaminha até uma EEE ou ETE Emissário- Terrestre ou submarino: tubulação de maior diâmetro que recebe os esgotos tratados na ETE e os encaminha até o corpo d’água doce receptor, ou oceano 4. SISTEMAS DE ESGOTOS: PARTES CONSTITUINTES ÓRGÃOS ACESSÓRIOS DA REDE Poços de Visita (PV) Poços de Inspeção (PI) Terminais de limpeza (TL) 4. SISTEMAS DE ESGOTOS: PARTES CONSTITUINTES Poço de Visita: É uma câmara visitável, através de abertura em sua parte superior, que permite a reunião de duas ou mais canalizações, e a realização de serviços de manutenção dessas canalizações. Por pessoas e equipamentos. É constituído por uma parte superior denominada chaminé de acesso e uma parte inferior mais ampla, chamada de balão. Em sua base, os esgotos correm em canaletas que orientam os fluxos conforme a conveniência O esgoto corre na parte inferior, em canaletas que orientam os fluxo conforme a conveniência; A sua definição é essencial para o traçado da rede coletora. 4. SISTEMAS DE ESGOTOS: PARTES CONSTITUINTES Representação de um Poço de Visita - planta Fonte: SABESP NTS 025 (2006) 4. SISTEMAS DE ESGOTOS: PARTES CONSTITUINTES Representação de um Poço de Visita - corte Fonte: SABESP NTS 025 (2006) 4. SISTEMAS DE ESGOTOS: PARTES CONSTITUINTES Os poços de visita são obrigatórios nos seguintes casos: - na reunião de mais de duas entradas e uma saída; - na reunião de coletores quando há necessidade de tubo de queda; - na extremidade de sifão invertido e passagens forçadas; - em profundidades maiores que 1,60m (NTS 25 SABESP, 2006) - a jusante de ligações prediais onde as contribuições possam acarretar problemas de manutenção; - mudança de direção. 4. SISTEMAS DE ESGOTOS: PARTES CONSTITUINTES PV de esgoto – extravazamento devido à elevada contribuição de águas pluviais PV de esgotos – rompimento do asfalto após chuvas 4. SISTEMAS DE ESGOTOS: PARTES CONSTITUINTES Poço de visita 4. SISTEMAS DE ESGOTOS: PARTES CONSTITUINTES Poço de Inspeção (PI) ou Tubo de Inspeção e Limpeza (TIL) – Dispositivos não visitáveis que permitem inspeção visual e introdução de equipamentos de limpeza. Devem ser usados nas seguintes situações: - na confluência de até dois trechos à singularidade e uma saída - nos pontos com degrau de altura igual ou inferior a 0,50m. - profundidade do coletor até 1,60m -diâmetro do coletor até 200mm - ausência, à montante, de ligações de postos de gasolina, hospitais e escolas (nesses casos, usar PVs). 4. SISTEMAS DE ESGOTOS: PARTES CONSTITUINTES Fonte: SABESP (NTS 025) Construção de um Poço de Inspeção Representação de um Poço de Inspeção - planta Fonte: SABESP (NTS 025) Terminal de Limpeza – Dispositivo que permite a introdução de equipamentos de limpeza, podendo ser instalado na cabeceira (início) do coletor. Fonte: SABESP (NTS 025) Fonte: SABESP (NTS 025) 4. SISTEMAS DE ESGOTOS: PARTES CONSTITUINTES Poços de visita EEE ETE Emissário final Poços de inspeção ou de visita Fonte: SABESP (NTS 025) Emissário Terminais de limpeza (início da linha) Tubo de Queda – Dispositivo instalado no PV, que liga um coletor afluente com cota mais alta em relação ao fundo do poço. O tubo de queda deve ser colocado quando o coletor afluente apresentar degrau com altura maior ou igual a 0,60m para evitar respingos que prejudiquem o trabalho no poço durante os períodos de manutenção. Não se deve colocar tubos de queda em PIs. Fonte: SABESP (NTS 025) Fonte: SABESP (NTS 025) Degrau – Quando o coletor chega ao PV com diferença de cota inferior a 0,60m, executa-se o degrau, ou seja, o coletor afluente lança seus esgotos diretamente no PV. Para desníveis menores ou iguais a 0,20m, pode ser eliminado o degrau, afundando-se o coletor. O espaçamento entre PV, PI e TL consecutivos deve ser limitado pelo alcance dos equipamentos de desobstrução. Normalmente, adota-se a distância de 100m entre singularidades com o acesso aos equipamentos de desobstrução. Distância entre singularidades 4. SISTEMAS DE ESGOTOS: PARTES CONSTITUINTES Estação Elevatória de Esgoto (EEE): obras construídas com o intuito de elevar (bombear, recalcar) os esgotos conduzindo-os atétubulações de nível mais elevado, para o prosseguimento do transporte dos esgotos, ou, no caso da EEE final, para a ETE. A EEE é utilizada para evitar o aprofundamento excessivo das canalizações da rede de esgotos Geralmente utilizadas em finais de emissários para ETEs ou lançamento final 4. SISTEMAS DE ESGOTOS: PARTES CONSTITUINTES Poços de visita EEE ETE Emissário final Poços de inspeção ou de visita Fonte: SABESP (NTS 025) Emissário Terminais de limpeza (início da linha) 4. SISTEMAS DE ESGOTOS: PARTES CONSTITUINTES Estação de Tratamento de Esgoto (ETE): Conjunto de unidades destinadas à remoção de sólidos grosseiros e matéria orgânica em suspensão ou em solução. Obras de Lançamento Final: Canalização destinadas a conduzir o efluente final das estações de tratamento de esgoto, ou o esgoto bruto, ao ponto de lançamento em rios, oceanos ou lagos. Órgãos de Travessia: Estruturas de concreto para travessia de trecho onde por qualquer motivo, não for possível usar tubos; (túneis) Estruturas de concreto, funcionando como berço de apoio de tubulações, em travessia de canais, obstáculos, etc; (tubos camisa) Sifão invertido: canalizações rebaixadas funcionando sob pressão, destinadas à travessia de canais, obstáculos 4. SISTEMAS DE ESGOTOS: PARTES CONSTITUINTES 5. PROJETO DE SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS Definição da Área de Projeto A área de projeto deve ser definida nos estudos de concepção ou preliminares. Deve englobar as áreas ocupadas atuais e as áreas a serem ocupadas futuramente, chamadas de áreas de expansão, tanto habitacionais como industriais. Para isso, ajuda muito conhecer o Plano Diretor de Urbanização do Município. 5. PROJETO DE SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS Planos Diretores de Urbanização dos Municípios: • Estabelecem a setorização de densidade demográficas, setor industrial e sistema viário principal. • Prevêem as zonas de expansão da cidade; • A rede coletora deverá estar capacitada a receber, com um mínimo de modificações, os esgotos da área urbana no fim do prazo do projeto. • A passagem das tubulações em locais onde não existem vias públicas deve ser minimizada 5. PROJETO DE SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS Estudos Populacionais – População de Projeto Definida a área do projeto, deve ser feito o estudo populacional para a previsão das populações atuais e futuras, tal qual como visto em abastecimento de água. Para a população atual, buscam-se dados no IBGE dos Censos Populacionais, que também fornecem as densidades de habitantes/ha., hab/economia, parâmetros úteis e importantes para os estudos A população deve ser definida para toda a área e núcleo ocupado, e depois agrupada por bacia de contribuição. 5. PROJETO DE SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS Características Urbanas dos Bairros Densidade Demográfica de Saturação Extensão média de arruamentos (m/ha) Bairros residenciais de luxo, lote padrão de 800m² 100 150 Bairros residenciais médios, com lote padrão de 450m² 120 180 Bairros residenciais populares com lotes padrão de 250m² 150 200 Bairros mistos residencial- comercial da zona central, com predominância de prédios de 3- 4 pavimentos 300 150 Bairros residenciais da zona central, com predominância de prédios de 10 e 12 pavimentos 450 150 Bairros mistos residencial- comercial-industrial da zona urbana com predominância de comércio e industrias artesanais e leves 600 150 Bairros comerciais da zona central com predominância de edifícios de escritórios 1000 200 Fonte: Abastecimento de Água, M.T.Tsutyia, 2004 Tipo de Ocupação Densidade Hab/ha. Áreas periféricas, com casas isoladas e lotes grandes 25-50 Áreas periféricas, com casas isoladas e lotes peq. e médios 50-75 Casas geminadas, com 1 pavimento 75-100 Casas geminadas, com 2 pavimentos 100-150 Prédios de apartamentos, pequena altura 150-250 Prédios de apartamentos, altos 250-750 Áreas comerciais 50-100 Áreas industriais 25-100 Densidade global média 50-150 Fonte: Técnica de Abastecimento de Água, Vol I (Yassuda, Nogami e outros, 1976) Densidades Demográficas: Importantes para o conhecimento da distribuição da população e para a previsão da população futura em uma área ou bacia de contribuição com ocupação mista 5. PROJETO DE SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS Consumo per-capita: a quantidade de esgoto coletado depende logicamente da quantidade da água de abastecimento distribuída 5. PROJETO DE SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS Consumos per-capita efetivos (não incluem as perdas) em cidades do interior do Estado de SP 5. PROJETO DE SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS NBR 9649 C = 0,8 Martins C = 0,7 a 0,9 Azevedo Neto C = 0,8 a 0,8 Metcalfy –Eddy C = 0,7 Coeficientes de Variação do Consumo Médio:Tal como vazão a ser distribuída de água para abastecimento, o esgoto coletado sofre variações diárias e horárias, e da mesma maneira utiliza-se os coeficientes K1 e K2 (K1=1,2 e K2=1,5) Normalmente adotam-se os mesmos valores utilizados no sistema de abastecimento de água. Coeficiente de Retorno: É a relação entre o volume de esgoto recebido na rede e o volume de água efetivamente fornecido à população. Diretriz básica O traçado da rede de esgoto depende fundamentalmente da topografia da cidade, uma vez que o escoamento dos esgotos se dá por gravidade, de acordo com o caimento do terreno. 5. PROJETO DE SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS 5.1 Traçado da rede 5.1 TRAÇADO DA REDE 5.1 TRAÇADO DA REDE 5.1 TRAÇADO DA REDE 5.1 TRAÇADO DA REDE 5.1 TRAÇADO DA REDE Importância da topografia nos diferentes traçados de uma rede de coleta de esgotos Nessa solução, os trechos mais carregados têm declividades menores com possibilidades de deposições locais 5.1 TRAÇADO DA REDE Melhor que o anterior Nessa solução, os trechos mais carregados têm declividades maiores com menores possibilidades de deposições locais; escoamento dos esgotos mais rápido Localização da tubulação na via pública A rede coletora pode ser assentada em cinco posições diferentes: eixo, terço par, terço ímpar, passeio par e passeio impar. Localização dos coletores na via pública. Fonte: ALEM SOBRINHO, TSUTIYA (2000) A escolha da posição da rede na via pública depende dos seguintes fatores: •Interferências •Profundidade dos coletores •Tráfego •Largura da rua •Soleira dos prédios Dependendo das condições da via pública, pode-se assentar uma tubulação (rede simples) ou até duas tubulações (rede dupla). 5.1 TRAÇADO DA REDE Profundidades máximas e mínimas das redes coletoras Profundidade - diferença de nível entre a superfície do terreno e a geratriz inferior interna do coletor. Recobrimento – Diferença de nível entre a superfície do terreno e a geratriz superior externa do coletor. NBR 9649 (1986) – recobrimento não deve ser inferior a 0,90m para coletor assentado no leito da via de tráfego, ou a 0,65m para coletor assentado no passeio. NTS 025 SABESP (2006) – o recobrimento mínimo para coletor assentado no leito carroçável de rua pavimentada será de 1,35m e para ruas não pavimentadas será de 1,45m. No passeio o recobrimento mínimo será de 1,05m. Em regiões planas e de lençol freático alto, podem ser adotados recobrimentos de 1,05m; 1,25m; e 0,75m, respectivamente, para coletores em ruas pavimentadas, não pavimentadas e no passeio. Para ambas as normas, recobrimentos menores devem ser justificados. 5.1 TRAÇADO DA REDE Os limites de recobrimento mínimo dizem respeito à proteção da tubulação contra as cargas externas na superfície do terreno. A profundidade mínima a ser adotada para cada coletor está vinculada às ligações prediais que devem seratendidas, o que exige o levantamento das cotas das soleiras baixas (em nível inferior ao do pavimento da rua) existentes em cada trecho. Em princípio, as redes não devem ser aprofundadas para atender às soleiras abaixo do greide da rua. Nos casos de atendimento considerado necessário, devem ser feitas análises de conveniência do aprofundamento, considerando seu efeito nos trechos subsequentes. Isso implica num cuidadoso estudo de custos. 5.1 TRAÇADO DA REDE O cálculo da profundidade necessária para o coletor atender a determinadas soleiras negativas deve ser feito da seguinte forma: p = h + hc + (I x L) + a Esquema soleira baixa. Fonte: NUVOLARI, et al (2003) Fonte: NUVOLARI, et al (2003) 5.1 TRAÇADO DA REDE Recomenda-se que as profundidades máximas dos coletores fiquem em torno de 2,0 a 2,5m quando assentadas no passeio. No leito carroçável as profundidades não devem ultrapassar 3,0 a 4,0m. Quando a profundidade for superior a 3,50m deve ser projetado um coletor auxiliar para o recebimento das ligações prediais. 5.1 TRAÇADO DA REDE Concepção dos Interceptores: • Os interceptores têm seus projetos muitas vezes influenciados por interferências, principalmente a transposição de cursos de água ou galerias pluviais. • Transposições são feitas por meio de sifões invertidos, quando não há possibilidade de aprofundar o interceptor; • Quando o interceptor atinge grandes profundidades é vantajoso o projeto de estações elevatórias. 5.1 TRAÇADO DA REDE 5.1 TRAÇADO DA REDE Recalque com linha de recalque ou adutora de esgotos por recalque Recalque para singularidade, diminuindo a profundidade e prosseguimento em conduto livre por gravidade
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