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26 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 2.1 Água: Distribuição Geográfica e Usos A água, definida pelo símbolo H₂O, é um composto químico que possui alta polaridade, congelamento a 0°C e densidade máxima a 4°C, características fundamentais para o equilíbrio natural do planeta (MANO et al., 2010). O planeta Terra visto por satélite mostra a abundância de água, que recobre cerca de três quartos da superfície, dando origem ao termo “planeta azul”, essa água constitui também três quartos dos tecidos vivos (VERNIER, 1994). Pelo olhar da engenharia ambiental, a água possui a capacidade de transportar partículas e agir como um solvente, aderindo a si, muitas impurezas que tornam o quesito “qualidade” da água um conceito bastante amplo (VON SPERLING, 1996). De acordo com Mano et al. (2010), o Brasil possui a maior reserva de água potável do mundo, cerca de 20% do volume total, considerando as bacias fluviais do Amazonas, do São Francisco, do Paraná, do Paraguai e o Aquífero Guarani (esse último possuindo dois terços da sua área em território brasileiro). A água, além do seu ciclo hidrológico (no globo terrestre) apresenta um ciclo de utilização interno composto pela captação da água bruta, passagem por uma estação de tratamento de água, abastecimento da população por meio das redes de distribuição, coleta pelo sistema de esgotamento, tratamento a partir de uma estação de esgoto bruto e direcionamento do esgoto tratado para um corpo receptor (VON SPERLING, 1996). Conforme Vernier (1994) em torno de 70% da água retirada para o consumo de uma cidade retorna ao meio ambiente em forma de água servida. Nos países industrializados, normalmente são gastos 150 litros por dia para cada habitante, para o desempenho das necessidades domésticas, que incluem higienização pessoal, lavagem de roupas ou louças, alimentação, entre outros (VERNIER, 1994). Ainda conforme o autor, com o aumento da população mundial, aumentou-se também a quantidade de poluição. A poluição das águas se apresenta de diversas formas como: poluição orgânica, tóxica, bacteriana e térmica, sendo todas oriundas das ações humanas imprudentes. 2.2 Saneamento Urbano e Saúde A Fundação Nacional de Saúde (FUNASA) (2004) define saneamento ambiental como a união de ações socioeconômicas que visam inibir ou prevenir epidemias difundidas pelo meio ambiente, através do abastecimento de água potável, acondicionamento e transporte de resíduos 27 sólidos, líquidos ou gasosos, correto uso do solo, eficaz drenagem urbana, redução de doenças transmissíveis e demais serviços que tenham o objetivo de melhorar as condições de vida urbana e rural. A pesquisa de informações básicas municipais, realizada pelo Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE) (2018) relata que em 2017, 2.313 municípios brasileiros (41,5%) afirmavam ter um Plano Municipal de Saneamento Básico (PMSB), conforme ilustrado no Gráfico 1, enquanto em 2011, eram somente 10,9% dos municípios. O PMSB tem o objetivo de conter diagnósticos, metas de universalização e planejamento de ações detalhadas referentes ao saneamento básico da região. Gráfico 1: Municípios com PMSB em 2017 Fonte: IBGE (2018) A mesma pesquisa ainda relata que a elaboração do plano de gestão dos serviços de saneamento básico é uma ferramenta imprescindível para que o município obtenha os recursos federais para implementar suas ações, entretanto 1.369 cidades (25%) ainda não haviam decidido nenhuma política e nem o plano de saneamento até o ano de 2017. O decreto 7.217 que regulamentou a Lei 11.445, estabelecia um prazo de até 31 de dezembro de 2013 para que os municípios fizessem essa elaboração, porém esse prazo sofre redefinições periodicamente, visto o seu não cumprimento, atualmente ele está estabelecido para 31 de dezembro de 2019 (IBGE, 2018). De acordo com os dados do IBGE (2010) o município de Nova Xavantina – MT apresentava cerca de 24,4% do esgotamento sanitário adequado (Gráfico 2). Quando confrontado com as demais cidades do estado, ocupa a 28ª posição de um total de 141ª, enquanto na classificação nacional ocupa a 3.387ª posição de 5.570ª. 42% 27% 31% Com plano definido Com plano em fase de elaboração Sem plano definido 28 Gráfico 2: Esgotamento sanitário no estado de Mato Grosso Fonte: IBGE (2010), adaptado pela autora Briscoe (1995) declara que as intervenções ambientais (serviço de abastecimento de água e de esgotamento sanitário) são mais eficientes à saúde pública a longo prazo quando comparados com intervenções médicas. Através do embasamento em uma simulação dos dados demográficos de Lyon, na França, nos anos de 1816 a 1905, o autor determinou que os serviços ambientais podem prevenir até quatro vezes mais mortes e aumentar a expectativa de vida em até sete vezes, quando comparado as intervenções biomédicas. Os problemas sanitários em sua maioria estão relacionados com o meio ambiente. A diarreia, é um exemplo disso, possui mais de quatro bilhões de casos por ano e entre as suas causas destacam- se as condições inadequadas de saneamento (FUNASA, 2004). A pesquisa desenvolvida pelo IBGE (2018) elenca, no Gráfico 3, os percentuais de endemias ou epidemias de diversas doenças presentes nos municípios brasileiros ligadas ao saneamento básico. A dengue foi a doença mais citada (26,9%), seguida pela diarreia com 23,1% e as verminoses e chikungunya (17,2%), não sendo menos importante, ainda foram relatadas diversas doenças como zika, dermatite, leptospirose, malária, febre amarela, cólera, entre outras. Nova Xavantina - MT 29 Gráfico 3: Percentual de municípios com endemias ou epidemias das doenças listadas Fonte: IBGE (2018), adaptado pela autora Quando se refere sobre a relação disposta entre o saneamento e os sistemas de tratamento de efluentes, Lima (2008) realça o fato de que a existência de um sistema de coleta e tratamento de esgotos está diretamente relacionado com a redução de absorção de impactos negativos pela natureza, além de fornecer recursos para melhores condições de vida da população, agindo preventivamente contra muitas doenças que são de veiculação hídrica. 2.3 Esgoto Esgoto é definido por Braga et al. (2002) como os dejetos líquidos provenientes dos mais diversos usos da água, desde doméstico, industrial, agrícola, etc., que são lançados na rede pública de coleta. Os esgotos podem ser classificados em: esgoto doméstico, industrial e vazão de infiltração. Entretanto, não é suficiente somente a construção de estações de tratamento, é preciso que haja a coleta de esgoto dentro das cidades, por exemplo, em 1991 na França, apenas 61% das redes de coleta de esgotos necessárias estavam executadas, comparado a 75% na Alemanha. Cabe ressaltar que a construção de redes de esgoto é quatro vezes mais cara do que a instalação da ETE, em relação a cada habitante (VERNIER, 1994). Após poluída, a água pode ser tratada e aplicada para reuso em diversos setores como: usos urbanos para fins não potáveis (irrigação de parques, reserva de proteção contra incêndios, descarga sanitária em banheiros públicos, etc.), usos urbanos para fins potáveis (desde que a matéria-prima básica seja exclusivamente esgotos domésticos), usos industriais (torres de resfriamento, preparo e cura de concreto, etc.) e para usos agrícolas. Essas finalidades do efluente de esgoto tratado podem 0 5 10 15 20 25 30 35 40 T O T A L 3 4 , 7 % D E NG U E 2 6 , 9 % D I A R R E I A 2 3 , 1 % V E RM I NO S E S 1 7 , 2 % C H I K UNG UN Y A 1 7 , 2 % Z I K A 1 4 , 6 % DO E N Ç A D O A P . R E S P I R A TÓ R I O 1 1 , 7 % D E RM A T I T E 7 , 7 % H E P A T I T E 7 , 7 % L E P T O S P I R O S E 4 , 5 % O U T R A S 3 , 4 % M A L Á R I A 3 , 2 % D I F T E R I A 2 , 9 % F E B R E AMA R E L A 2 , 9 % C Ó L E R A 1 , 7 % T I F O 1% 30 ser asseguradas sem danos à saúde pública desde que aplicados corretamente as etapas detratamento (BRAGA et al., 2002). 2.3.1 Esgoto Doméstico O esgoto doméstico é a parcela mais significativa dos esgotos sanitários. É proveniente do uso pelo homem em seus hábitos higiênicos e de suas necessidades fisiológicas, apesar de variar de acordo com os costumes e condições socioeconômicas da população essa parcela do esgoto possui características bem definidas e é basicamente composta por águas de banho, urina, fezes, restos de alimentos e águas de lavagem (BRAGA et al., 2002). A contribuição de esgoto doméstico está diretamente relacionada com a população da área de projeto, a contribuição per capita e alguns coeficientes como o de retorno de esgoto/água e de variação de vazão dentro do período do ano ou do dia (SOBRINHO; TSUTIYA, 1999). 2.3.2 Esgoto Industrial De acordo com Sobrinho e Tsutiya (1999) os efluentes industriais devem, sempre que possível, serem despejados na rede pública, sendo precedido de alguns cuidados principalmente relacionados à qualidade e quantidade. Esse tipo de despejo é originado dos processos industriais e varia suas características de acordo com o tipo de indústria, devido a isso é necessário um estudo particular de cada dejeto. O esgoto industrial pode ser lançado na rede coletora somente quando atender os padrões de lançamento estabelecidos nas resoluções vigentes (BRAGA et al., 2002). 2.3.3 Vazão de Infiltração Conforme Metcalf & Eddy (2003) a vazão de infiltração no sistema de esgoto é originada devido a tubos defeituosos, conexões ou juntas e sua quantidade depende de fatores como material da tubulação, tipo de junta executada, comprimento total da rede coletora de esgoto, características do solo, nível do lençol freático e densidade populacional. A taxa de infiltração é dada em função da vazão pela extensão da rede coletora, em locais onde não se é possível obter dados específicos da região adota-se um valor entre 0,3 a 0,5 l/s.km (VON SPERLING, 1996). 31 2.3.4 Características Físicas, Químicas e Biológicas Os componentes que alteram a pureza das águas podem ser definidos de acordo com suas características físicas, químicas e biológicas. As características físicas estão normalmente associadas aos sólidos que podem estar em suspensão, coloidais ou dissolvidos. Entretanto as características químicas se subdividem em matéria orgânica ou inorgânica e as características biológicas estão relacionadas aos seres vivos (pertencentes aos reinos animal, vegetal e protistas) e aos mortos (VON SPERLING, 1996). 2.4 Estações de Tratamento de Esgoto - ETE Uma ETE pode ser definida conforme a NBR 12.209 (ABNT, 1992) como um conjunto de unidades, acessórios e equipamentos com o propósito de reduzir as cargas poluidoras presentes no esgoto sanitário e condicionar a matéria residual originada na conclusão do tratamento, afim de emitir aos corpos receptores, um efluente em conformidade com os padrões de qualidade estabelecidos pela norma vigente. Brito (2004) define o tratamento de esgotos como sendo uma adequação dos efluentes sanitários aos corpos receptores, ou seja, são mecanismos que visam garantir que os efluentes quando lançados nos corpos receptores não causem danos ambientais consideráveis. O tratamento de esgotos é feito basicamente através de processos biológicos, associados a operações físicas de agrupamento e segregação de sólidos. Os procedimentos biológicos podem ser divididos em anaeróbios e aeróbios ou em função do tipo de reator. Existe uma comparação entre as modalidades, focalizando os benefícios e desvantagens de cada grupo, obtendo como resultado que uma associação dos métodos fornece importantes vantagens técnicas e econômicas (PIVELLI, 2012). O lançamento de efluentes em corpos d’agua, no Estado do Mato Grosso, deverá atender aos padrões estabelecidos na Resolução do Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA) nº 430/11, que estabelece como valores máximos: Demanda bioquímica de oxigênio (DBO): até 120 mg/l; Materiais sedimentáveis: até 1 ml/l; Óleos e graxas: até 100 mg/l; Potencial Hidrogeniônico (pH): 5,0 a 9,0 A DBO é um parâmetro importante para determinar o nível de poluição das águas, ela é usada na ETE para verificar a eficiência de decomposição da matéria orgânica através da demanda de oxigênio exercida pelos microrganismos por meio da respiração, ou seja, quanto maior seu valor 32 maior é a quantidade de matéria orgânica, ocasionando um maior consumo de oxigênio pelos microrganismos que significa um cenário prejudicial aos seres aeróbios presentes nos corpos receptores (VALENTE; PADILHA; SILVA, 1997). 2.4.1 Níveis de Tratamento Segundo Braga et al. (2002) os processos de tratamento de esgotos podem ser classificados em função dos meios empregados na remoção/transformação e de acordo com o grau de eficiência obtido, nesse segundo caso, temos a divisão feita de acordo com o grau de redução dos sólidos em suspensão e da demanda bioquímica de oxigênio (DBO), delimitando os procedimentos conforme Von Sperling (1996) em: Tratamento Preliminar: visa a remoção de sólidos em suspensão, exemplo.: areia, plásticos, embalagens, etc.; Tratamento Primário: eliminação de sólidos sedimentais suspensos e DBO em suspensão; Tratamento Secundário: retirada da DBO suspensa, não removida no tratamento primário e DBO solúvel; Tratamento Terciário: suspensão de patogênicos, metais pesados, compostos biodegradáveis, sólidos inorgânicos dissolvidos, etc. As operações ou sistemas de tratamento são delimitados de acordo com o poluente que se deseja eliminar e estão relacionados no Quadro 1. Poluentes Operação, processo ou sistema de tratamento Sólidos suspensos Gradeamento Remoção de areia Sedimentação Disposição no solo Matéria orgânica biodegradável Lagoas de estabilização Lodos ativados Filtro Biológico Tratamento anaeróbio Disposição no solo Patogênicos Lagoas de maturação Disposição no solo Desinfecção com produtos químicos Desinfecção com radiação ultravioleta Nitrogênio Nitrificação e desnitrificação biológica Disposição no solo Processos físico-químicos Fósforo Remoção biológica Processos físico-químicos Quadro 1: Operações para remoção dos poluentes Fonte: Von Sperling (1996), adaptada pela autora 33 O grau de tratamento necessário varia de um local para outro dependendo da capacidade do corpo receptor, das exigências legais da região e de usos específicos do efluente tratado - reuso das águas - (BRAGA et al., 2002). 2.4.2 Tratamento Preliminar De acordo com Jordão e Pessôa (1975) o tratamento preliminar consiste na primeira etapa do tratamento de efluentes. Tem a finalidade de proteger as demais partes constituintes do sistema (como bombas, tubulações, etc.) e os corpos d’água receptores, atribuindo aos esgotos condições fundamentais para isso. Esse tratamento destina-se primordialmente a remoção de sólidos grosseiros e areia por meio de dispositivos de ordem física - peneiramento e sedimentação (VON SPERLING, 1996). 2.4.2.1 Gradeamento É a operação designada para a remoção dos sólidos grosseiros, que são resíduos sólidos facilmente retidos e removidos através do gradeamento. Logo, essa etapa é formada por mecanismos de retenção que são normalmente barras de ferro ou aço dispostas paralelamente em toda largura do canal, verticais ou inclinadas. (JORDÃO; PESSÔA, 1975). Podem ainda ser utilizados peneiras rotativas ou trituradores para a remoção. De acordo com o espaçamento entre as barras elas podem ser classificadas como: grossas, médias e finas (VON SPERLING, 1996). 2.4.2.2 Desarenador Os desarenadores ou caixas de areia, são unidades destinadas para conter e armazenar a areia presente no esgoto através da sedimentação das partículas: os grãos de areia por possuírem maiores dimensões e densidade se depositam no fundo da caixa, enquanto a matéria orgânicacontinua em suspensão seguindo para as próximas unidades devido sua sedimentação mais lenta (VON SPERLING, 1996). Jordão e Pessôa (1975) afirmam que a remoção da areia é importante para evitar a abrasão nos equipamentos e tubulações, prevenir avarias e obstruções nas demais unidades da ETE e facilitar o manuseio e transporte tanto da fase líquida quanto da fase sólida do esgoto. As caixas de areia podem ser classificadas de acordo com a sua forma (prismática ou cilíndrica), por meio da separação 34 das fases sólida-líquida (gravidade ou centrifugação), por remoção manual ou mecanizada e de acordo com o fundo (plano, inclinado ou cônico). 2.4.3 Métodos de Tratamento: Primário, Secundário e Terciário Os métodos de tratamento podem se dividir em operações e processos unitários e a integração destes são os componentes dos sistemas de tratamento, podendo ocorrer simultaneamente em uma mesma unidade (VON SPERLING, 1996). A concepção básica de um sistema de tratamento conforme a norma NBR 9.648 (ABNT, 1986) deve ser definida como a melhor opção de arranjo, escolhida através de um olhar técnico, econômico, financeiro e social. A Tabela 1 apresentada abaixo, mostra os principais sistemas de tratamento de esgoto e suas características de operação. Sistema de tratamento Eficiência na remoção (%) Requisitos Custos de implantação (U$$/hab) Tempo de detenção hidráulica total (dias) Qte. de lodo a ser tratado (m³/hab. ano) DBO N P Colif. Área (m²/hab) Potência (W/hab) Lagoa anaeróbia – lagoa facultativa 70-90 30-50 20-60 60- 99,9 1,5-3,5 0 (aprox.) 10-25 12-24 -2 Lagoa aerada facultativa 70-90 30-50 20-60 60-96 0,25-0,5 1-1,7 10-25 5-10 -3 Lagoa aerada mist. completa – lagoa decant, 70-90 30-50 20-60 60-99 0,2-0,5 1-1,7 10-25 4-7 -4 Lodos ativados convencional 85-93 30-40 30-45 60-90 0,2-0,3 1,5-2,8 60-120 0,4-0,6 1,1-1,5 Lodos ativados era. prolongada 93-98 15-30 10-20 65-90 0,25-0,35 2,5-4 40-80 0,8-1,2 0,7-1,2 Lodos ativados fluxo intermitente 85-95 30-40 30-45 65-90 0,2-0,3 1,5-4 50-80 0,4-1,2 0,7-1,5 Fossa séptica – filtro anaeróbio 70-90 10-25 30-45 65-90 0,2-0,4 0 (aprox.) 30-80 1-2 0,07- 0,1 Biodiscos 85-93 30-40 30-45 65-90 0,15-0,25 0,7-1,6 70-120 0,2-0,3 0,7-1 Filtro biol. baixa carga 85-93 30-40 30-45 65-90 0,5-0,7 0,2-0,6 50-90 - 0,4-0,6 Filtro biol. alta carga 80-90 30-40 30-45 65-90 0,3-0,45 0,5-1 40-70 - 1,1-1,5 Tabela 1: Características dos principais sistemas de tratamento de esgoto Fonte: Von Sperling (1996), adaptada pela autora 2 Dados não apresentados pelo autor. 3 Dados não apresentados pelo autor. 4 Dados não apresentados pelo autor. 35 O sistema de tratamento composto pelas lagoas anaeróbias e facultativas realizam a estabilização da DBO solúvel e suspensa através da ação de bactérias tanto anaerobiamente quanto aerobiamente. As algas, por meio da fotossíntese, fornecem o oxigênio requerido pelas bactérias aeróbias. Esse tipo de sistema é uma solução adequada ao Brasil e países da América Latina devido ao clima propício e uma grande extensão de áreas, apresentando necessidades mínimas de manutenção e operação, entretanto erros na elaboração do projeto ou de execução podem ocorrer exalação de mau cheiro, efluente com alta taxa de DBO, mosquitos, entre outros (JORDÃO; PESSÔA, 1975). O sistema de filtros biológicos é aeróbio, pois devido a circulação do ar entre os vazios formados nas intersecções das pedras o oxigênio é fornecido para a respiração dos microrganismos. O esgoto escoa pelo meio suporte (que tem a finalidade de servir como base para a formação da película microbiana) e a matéria orgânica é adsorvida pela película por tempo suficiente para sua estabilização. Os filtros de alta e baixa carga diferem-se basicamente na quantidade de área requerida. Esse sistema possui boa eficiência e operação simples, porém são menos flexíveis a variações do afluente, exigem quantidades de áreas razoavelmente altas, quanto ao consumo de energia, os filtros biológicos são mais econômicos do que os lodos ativados (VON SPERLING, 1996). O processo dos lodos ativados é biológico (Figura 2), composto por um decantador primário, um tanque de aeração (ocorrendo a mistura, agitação e aeração do esgoto afluente com o lodo ativado) e por fim um decantador secundário para realizar a separação entre os lodos ativados e o esgoto por sedimentação. Algumas das vantagens desse sistema são possuir maior eficiência no tratamento e ocupar menores áreas quando comparado com à filtração biológica, entretanto necessita de um completo controle em laboratório e seus custos de operação são mais elevados do que o sistema de filtração biológica (JORDÃO; PESSÔA, 1975). Figura 2: ETE Barueri/SP – Tratamento por lodo ativado convencional Fonte: Disponível em: http://site.sabesp.com.br/site/uploads/secao/200920123619_ete_barueri.gif. Acesso em: 21 de set. de 2018 36 No tratamento por biodiscos (Figura 3) a biomassa cresce aderida a um meio de suporte, o biodisco, nesse processo os discos giram com baixa velocidade, permanecendo cerca da metade da área imersa ao esgoto e metade exposta ao ar. Os decantadores secundários são necessários para remoção dos organismos em suspensão, assim como filtros biológicos. Esse sistema deve ser usado para o tratamento de pequenas cidades devido a limitação do diâmetro dos discos que para o tratamento de grandes vazões tornaria inviável a quantidade de discos. Apesar da boa eficiência na remoção de DBO, o sistema apresenta instabilidades e um custo elevado de implantação (VON SPERLING, 1996). Figura 3: ETE São Francisco - Sistema biodiscos Fonte: Disponível em: http://www.agencia.ac.gov.br/wp- content/uploads/2010/10/fotos_00_00_outubro_2010_eta_sao_francisco_foto_angela_peres_03.jpg. Acesso em: 21 de set. de 2018 2.4.4 Sistema Australiano de Tratamento As primeiras lagoas facultativas precedidas de lagoas anaeróbias foram executadas na Austrália, fato que originou o posterior nome de sistema australiano, e apresentaram uma série de vantagens como diminuição das áreas superficiais quando comparado com a área de uma única lagoa facultativa, maior capacidade de absorção de uma “carga de choque” afluente pela primeira lagoa anaeróbia, etc. (JORDÃO; PESSÔA, 1975). O sistema de tratamento de esgoto denominado como sistema australiano de lagoas de estabilização é composto por tratamento preliminar (gradeamento/desarenação), lagoas anaeróbias, lagoas facultativas e lagoas de maturação, como ilustrado na Figura 4. Nesse sistema, a decomposição das partículas nas lagoas facultativas ocorre de maneira anaeróbia com posterior sedimentação do lodo no fundo, elas funcionam sem a presença de aeradores mecânicos, obtendo a aeração por meio da ventilação superficial e pela fotossíntese das algas. São normalmente antecedidas por lagoas anaeróbias que diminuem a carga e sucedidas de lagoas de maturação que possuem a finalidade de potencializar o grau de desinfecção dos esgotos, garantindo um efluente com melhores padrões de qualidade (PIVELLI, 2003). 37 Figura 4: Fluxograma de esquematização do sistema australiano Fonte: Pesquisa direta (2018) A eficiência na remoção de DBO por uma lagoa anaeróbia é da ordem de 50%, sendo a DBO remanescente removida na lagoa facultativa. A associação dessas duas lagoas economiza cerca de 1/3 da área ocupada, comparando-se ao uso de uma única lagoa facultativa como unidade de tratamento para a mesma quantidade de esgoto. Ocorre durante o processo na lagoa anaeróbia a geração de maus odores, provenientes da liberação de gás sulfídrico, fazendo com que seja recomendado sua instalação em áreas afastadas da zona residencial (VON SPERLING, 1996). A temperatura está relacionada diretamente com a radiação solar e é um fator determinanteno desenvolvimento do tratamento dos esgotos em lagoas de estabilização, pois todos fenômenos químicos, físicos ou biológicos sofrem interferência pela variação da temperatura do ambiente, desde a velocidade da fotossíntese quanto à do metabolismo das bactérias que realizam a depuração do esgoto, desse modo toda atividade biológica diminui com o decrescimento da temperatura. Os principais objetivos das lagoas visam a proteção ambiental através da remoção da DBO e a proteção da saúde pública por meio da eliminação dos organismos patogênicos (VICTORETTI, 1993; KLÜSENER, 2006; JORDÃO E PESSÔA, 1975). No Brasil, no município de Lins – SP, com cerca de 63.000 habitantes a Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo (SABESP) implantou uma ETE constituída por um conjunto de 3 lagoas anaeróbias e facultativas, operando em paralelo (sistema australiano), demonstrado na Figura 5 (RINO; CORDEIRO, 2002). Figura 5: Estação de tratamento de esgoto de Lins – SP Fonte: Rino e Cordeiro (2002) GRADE CAIXA DE AREIA LAGOA ANAERÓBIA LAGOA FACULTATIVA LAGOA MATURAÇÃO 38 2.4.4.1 Lagoas Anaeróbias Nas lagoas anaeróbias ocorrem a estabilização da matéria orgânica sem o consumo de oxigênio dissolvido (OD). O processo pode ser dividido em duas partes: digestão ácida, onde as bactérias acidogênicas realizam a transformação de compostos orgânicos complexos em compostos mais simples, normalmente ácidos orgânicos, posteriormente ocorre a fermentação metânica com a transformação dos ácidos orgânicos em metano (CH4) e dióxido de carbono (CO2) através da ação das bactérias metanogênicas, resultando no aparecimento de uma crosta de escuma de coloração cinza escura (Figura 6). A profundidade dessas lagoas situa-se normalmente de 3 a 4 metros, enquanto a relação comprimento/largura é da ordem de 2 a 3 e para o tempo de detenção pode ser adotado valores de 2 a 5 dias (JORDÃO; PESSOA, 1975). Figura 6: Lagoa anaeróbia Fonte: Silva Filho (2007), adaptada pela autora 2.4.4.2 Lagoas Facultativas As lagoas facultativas são assim caracterizadas por apresentarem uma zona aeróbia na parte superior da lagoa onde predominam como mecanismos de estabilização a oxidação aeróbia e a redução fotossintética e uma zona anaeróbia no fundo onde ocorre a fermentação anaeróbia, a camada intermediaria é denominada facultativa podendo ocorrer processos de oxigenação aeróbia e fotossintética (JORDÃO; PESSOA, 1975). Conforme demonstra Figura 7 abaixo: 39 Figura 7: Lagoa facultativa Fonte: Jordão e Pessôa (1975), adaptada pela autora Ainda de acordo com Jordão e Pessôa (1975) o tempo de detenção hidráulica do esgoto nessa lagoa pode variar de 10 a 45 dias, a profundidade adotada deve estar entre 1,2 e 2,0 m e ainda possuir uma relação comprimento/base ou L/B da ordem de 2 a 5. 2.4.4.3 Lagoas de Maturação São executadas no final do sistema de lagoas de estabilização com a finalidade de melhorar a qualidade do efluente tratado por meio da eliminação de organismos patogênicos, principalmente coliformes fecais, a eficiência deste sistema (lagoas de estabilização seguidas de lagoas de maturação) pode chegar a 99,9999%. O tempo de detenção do efluente nessas lagoas deve ser no mínimo 3 dias e a profundidade entre 0,6 e 1,5 m (JORDÃO; PESSÔA, 1975). Seu funcionamento está ilustrado na Figura 8. Figura 8: Lagoa de maturação Fonte: Silva Filho (2007), adaptada pela autora 40 2.4.5 Cortina Verde As ETE’s normalmente são localizadas em áreas próximas da zona urbana, isso pode ocorrer devido à falta de espaço nas cidades ou ao crescimento do município. Esse fato pode gerar em algumas situações, desconforto aos moradores circunvizinhos tanto estético quanto olfativo, em virtude dos odores gerados durante as etapas de tratamento e dispersos pelos ventos. A cortina verde, nesse contexto, é definida pela execução orientada de duas ou mais espécies arbóreas, em linhas paralelas, sem alinhamento de plantas na linha adjacente, criando uma barreira de isolamento no entorno das estações, protegendo a população vizinha (CARNEIRO et al., 2009). As cortinas verdes/florestais, conhecidas também como quebra-ventos arbóreos, funcionam como uma proteção ao meio ambiente assim como uma fonte de matéria prima florestal, possuindo além da finalidade de reter odores, a função de cerca-viva e ornamentação (LEAL, 1986). Conforme Carneiro et al. (2009) a seleção das espécies utilizadas na cortina verde deve seguir alguns critérios como: espaço disponível para crescimento no local, resistência ao ataque de pragas e doenças, liberação de aromas, não produzirem frutos atrativos as pessoas, resistência a geadas e variações térmicas, etc. Algumas espécies recomendadas são: jasmim-amarelo (Jasminum mesnyi) para o estrato interno da cortina, aroeira (Schinus terebinthifolius) para o estrato médio e eucalipto (Eucalyptus benthamii) para o estrato superior. 2.5 Projeção Populacional Para elaborar o projeto de uma estação de tratamento é preciso estimar a quantidade de habitantes no ano final do plano de projeto e seu desenvolvimento ao longo do tempo para execução das etapas de implantação (VON SPERLING, 1996). Deve-se considerar também a parcela equivalente a população flutuante, definida na NBR 9.648 (ABNT, 1986) como aquela proveniente de outras localidades que se transfere ocasionalmente para a área considerada gerando uma contribuição individual equivalente à da população residente. Para a determinação dessa população pode-se utilizar de informações do censo demográfico para estimar a proporção de domicílios de uso ocasional ou residencial, bem como usar os dados de consumo de energia elétrica obtidos com a concessionária que abastece a região (SOBRINHO; TSUTIYA, 1999). A Tabela 2 elenca as características dos modelos matemáticos e suas fórmulas de cálculo. Temos que dP/dt é a taxa de crescimento da população em função do tempo, os valores de P0, P1, P2 são as populações nos anos t0, t1 e t2, Pt é a população estimada no ano t e Ps é a população de saturação, ambas em habitantes, enquanto Ka, Kg Kd, K1, “i”, “c”, “r” e “s” são coeficientes. 41 M ét od o D es cr iç ão F or m a da c ur va T ax a de c re sc im en to F ór m u la d a pr oj eç ão C oe fi ci en te s (s e nã o fo r ef et u ad a an ál is e da re gr es sã o) P ro je çã o ar it m ét ic a C re sc im en to p op ul ac io na l s eg un do u m a ta xa c on st an te . M ét od o ut il iz ad o pa ra es ti m at iv as d e m en or p ra zo . O a ju st e da cu rv a po de s er ta m bé m f ei to p or a ná li se da r eg re ss ão . a K dtdP ) t .( t K P P 0 a 0 t 0 2 0 2 a t t P P K P ro je çã o ge om ét ri ca C re sc im en to p op ul ac io na l f un çã o da po pu la çã o ex is te nt e a ca da in st an te . U ti li za do p ar a es ti m at iv as d e m en or pr az o. O a ju st e da c ur va p od e se r ta m bé m f ei to p or a ná li se d a re gr es sã o. .P K dtdP g ) t .( t K 0 t 0 g .e P P ou ) t (t 0 t 0 i) .(1 P P 0 2 0 2 g t t ln P ln P K ou 1 e i g K R eg re ss ão m u lt ip lic at iv a A ju st e da p ro gr es sã o po pu la ci on al p or re gr es sã o li ne ar ( tr an sf or m aç ão lo ga rí tm ic a da e qu aç ão ) ou r eg re ss ão nã o lin ea r. - s 0 0 t ) t r.( t P P r, s - a ná li se d a re gr es sã o ou tr an sf or m aç ão lo ga rí tm ic a T ax a d ec re sc en te de cr es ci m en to P re m is sa d e qu e, à m ed id a em q ue a ci da de c re sc e,a ta xa d e cr es ci m en to to rn a- se m en or . A p op ul aç ão te nd e as si nt ot ic am en te a u m v al or d e sa tu ra çã o. O s pa râ m et ro s po de m s er ta m bé m e st im ad os p or r eg re ss ão n ão li ne ar . P ) .( P K dtdP s d ] e- [1 . . ) P - (P + P = P ) t- .(t K- 0 s 0 t 0 d 2 1 2 0 2 0 2 1 2 1 0 s P .P P ) P .( P P .P .P 2 .P P 0t t )] P )/ (P P ln [( P K 2 0 s 2 s d C re sc im en to lo gí st ic o O c re sc im en to p op ul ac io na l s eg ue u m a re la çã o m at em át ic a, q ue e st ab el ec e um a cu rv a em f or m a de S . A p op ul aç ão te nd e as si nt ot ic am en te a u m v al or d e sa tu ra çã o. O s pa râ m et ro s po de m s er ta m bé m e st im ad os p or r eg re ss ão n ão li ne ar . C on di çõ es n ec es sá ri as : P 0< P 1< P 2 e P 0.P 2< P 12 . O p on to d e in fl ex ão n a cu rv a oc or re n o te m po [ to -l n( c) /K 1] e co m P t= P s/2 . P P ) (P .P . K dtdP s l ) t .( t K s t 0 l c. e 1 P P 2 1 2 0 2 0 2 1 2 1 0 s P .P P ) P .( P P .P .P 2 .P P 0 0 s )/ P P (P c ] ) P - .( P P ) P - .( P P .l n[ t - t 1 = K 0 s 1 1 s 0 1 2 l T ab el a 2: M ét od os m at em át ic os p ar a cá lc ul o de p ro je çã o po pu la ci on al F on te : Q as im ( 19 85 ) ap ud V on S pe rl in g (1 99 6) , a da pt ad a pe la a ut or a
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