TRABALHO SANEAMENTO APRESENTAÇÃO (3)

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Lagoas de Estabilização
Bianca Tagara
Eduardo Campos
Eduardo Nantes
Flávia Baldonado
Gabriel Borges
Gabriel Lourenço
Hemerson Barbosa
Letícia Rodrigues
Lídia Sanomia
Mariana Fernandes
Pedro Noda
Tassyane Mancoelho
As lagoas de estabilização são consideradas como uma das técnicas mais simples de tratamento de esgotos indicadas para regiões tropicais.
Constituem-se em grandes tanques escavados no solo, nos quais armazenam resíduos líquidos de natureza orgânica , despejos industriais orgânicos e oxidáveis, ou águas residuárias oxidadas, e os esgotos fluem continuamente. São tratados por processos , naturais: físicos, biológicos e bioquímicos, denominados autodepuração ou estabilização. 
Lagoas de Tratamento
Esses processos naturais, são responsáveis pela transformação de compostos orgânicos em compostos minerais ou orgânicos mais estáveis, principalmente pela ação de algas e bactérias. 
Sua instalação versátil serve a muitos propósitos.
A relativa simplicidade e baixos custos operacionais de uma lagoa de estabilização tornam a tecnologia preferida para manuseio, tratamento e descarte de efluentes industriais e domésticos. A operação das lagoas de estabilização, apesar de simples, não deve ser negligenciada. 
Descrição
Grandes escavações taludadas propiciando tempos de detenção hidráulica elevados, destinados a armazenar resíduos líquidos de natureza orgânica (efluente sanitário bruto e sedimentado) despejos industriais orgânicos e oxidáveis, ou águas residuárias oxidadas.
O tratamento é feito através de processos naturais: físicos, biológicos e bioquímicos, denominados autodepuração ou estabilização.
Esses processos naturais, sob condições parcialmente controladas, são responsáveis pela transformação de compostos orgânicos putrescíveis em compostos minerais ou orgânicos mais estáveis, principalmente pela ação de algas e bactérias.
LAGOAS DE ESTABILIZAÇÃO
Lagoas Aeróbias
As lagoas aeróbias são caracterizadas por terem oxigênio dissolvido distribuído por todo o seu conteúdo praticamente o tempo todo.  
Elas geralmente requerem uma fonte adicional de oxigênio para complementar a quantidade mínima que pode ser difundida da atmosfera na superfície da água.  
Neste tipo de lagoa se introduz oxigênio no meio líquido através de um sistema mecanizado de aeração.  
CLASSIFICAÇÃO
Lagoas Anaeróbias 
Neste tipo de lagoa predominam processos de fermentação anaeróbia, isto é, imediatamente abaixo da superfície não existe oxigênio dissolvido. 
As lagoas anaeróbias são escavações mais profundas, com altura útil variando na faixa de 3 a 5 metros, retendo os efluentes durante 5 a 20 dias. 
CLASSIFICAÇÃO
Lagoas Facultativas
Nessas lagoas ocorrem, simultaneamente, processos de fermentação anaeróbia, oxidação aeróbia e redução fotossintética, isto é, uma zona de atividade bêntica é sobreposta por uma zona aeróbia de atividade biológica, próxima à superfície. 
As lagoas facultativas são escavações mais rasas, com profundidades típicas na faixa de 1,5 a 2,0 m e áreas de espelho de água relativamente maiores do que as das anaeróbias.  
CLASSIFICAÇÃO
Manutenção
Necessidades de manutenção são mínimas, resumindo-se no corte regular da grama do talude e remoção da escuma da superfície da lagoa quando necessário.
Operação
Necessitam de áreas muito maiores do que as dos outros processos de tratamento de efluentes, não requer equipamentos caros, porem a remoção de organismos patogênicos é consideravelmente maior do que nos demais processos de tratamento.
MANUTENÇÃO E OPERAÇÃO
Nas lagoas anaeróbias, o processo de digestão de matéria orgânica ocorre na ausência de oxigênio. São lagoas menores em comparação com outros lagos, mas com profundidade de 2,00 a 5,00 metros. 
Durante o processo anaeróbio, diversas bactérias se desenvolvem para transformar a poluição orgânica em metano. São duas etapas:
liquefação e formação de ácidos através das bactérias acidogênicas; 
formação de metano através das bactérias metanogênicas.
Na primeira etapa, há a conversão da matéria orgânica complexa em formas mais simples. 
Na segunda etapa, a DBO (Demanda Bioquímica de Oxigênio) é removida, com a matéria orgânica (ácidos produzidos na primeira etapa) sendo convertida a metano, gás carbônico e água. 
Lagoa Anaeróbia
Em lagoas anaeróbias, é de extrema importância o controle de três fatores:
Ausência de oxigênio dissolvido – as bactérias metanogênicas são anaeróbias estritas, não sobrevivendo na presença de oxigênio;
Temperatura – acima de 15°C; 
pH – entre 7,0 e 9,0.
As alterações destes parâmetros fora dos valores e das faixas ideais, influenciam diretamente na redução de eficiência de remoção de matéria orgânica.
Vantagens: poder oxidar altas cargas orgânicas com áreas bastante reduzidas. 
Desvantagem: odor produzido principalmente pela liberação de gás sulfídrico (H2S).
 
Lagoa Anaeróbia
Lagoa Anaeróbia
Modelo de Lagoa Anaeróbia Convencional
A lagoa facultativa tem uma configuração simples e de fácil manutenção, porém necessita de constante monitoramento. Neste tipo de lagoa ocorre a estabilização aeróbica e anaeróbica (com e sem oxigênio).
Profundidade: 1,5 a 3 metros.
A lagoa facultativa pode ser primária e secundária. 
Lagoa Facultativa	
Fonte: https://www.logicambiental.com.br/lagoa-facultativa/#:~:text=Foi%20demonstrado%2C%20de%20forma%20simples,existir%20diferentes%20arranjos%20de%20lagoas
Durante o processo o efluente entra por uma extremidade e sai pela outra, durante esse caminho, o efluente pode demorar dias. No processo de entrada e saída é quando ocorre o tratamento da matéria orgânica presente no esgoto.
Funcionamento da lagoa facultativa
Lagoa de Oxidação
Processo Biológico Aeróbio
Atividade Baseada na Simbiose Entre Algas e Bactérias
Decomposição Da Matéria Orgânica
Produção de Gás Carbônico, Nitratos e Fosfatos
Lagoa Aeróbia
Transformação do Gás Carbônico em Hidratos
Liberação de Oxigênio
Efluentes Controlado Temperatura, pH, oxigênio e DBO
Exemplos São Lagoa Aerada, Filtro Biológico e Lodo Ativado
Lagoa Aeróbia
Vantagens
Alta taxa de remoção da matéria orgânica
Benefícios para industrias do ramo de alimentos e bebidas
Menor emissão de odor e maior absorção de substâncias
A Desvantagem seria a grande área que ocupa
Lagoa Aeróbia
Geralmente possui profundidade inferior a 1,0 metros
Em média são 5 dias de detenção hidráulica
A sua principal finalidade é a destruição de organismos patogênicos
Os fatores responsáveis pela destruição: Temperatura, Insolação, PH, Escassez de alimento, Organismos predadores, A competição e Etc...
É considerada a ultima fase no tratamento do esgoto
Quando bem dimensionada possui eficiência superior a 99,99%
É mais econômica financeiramente do que a Cloração, porém demanda mais espaço físico.
Lagoa de Maturação
Lagoa de Maturação
Na imagem podemos notar a diferença no formato das lagoas.
Concentração de oxigênio dissolvido em toda ou parte da massa líquida.
Alto custo de implantação e operação, tendo a necessidade de energia elétrica
Levam vantagem de requerer uma área até 5 vezes menor do que as lagoas facultativas
São classificadas em: aerada aeróbia com mistura completa e aerada facultativa
Lagoas Aeradas
Os sólidos ficam suspensos devido a elevada relação potência/volume
Remoção do DBO varia de 50 a 60%
Funciona como um sistema de lodos ativados
Vantagens:
Ausência de algas;
Área ocupada pequena;
Melhor eficiência em relação de um período de aeração.
Desvantagens:
Maior concentração de sólidos;
Maior consumo de energia elétrica.
Lagoas Aeradas aeróbia de mistura completa
Oxigênio fornecido por aeradores mecânicos
Remoção do DBO varia entre 70 a 90%
Tem potência limitada
Não há controle de sólidos parte dos sólidos decantáveis saem com o efluente e a outra parte decanta-se na parte inferior
Lagoa Aerada Facultativa
Trata-se de um conjunto de lagoas Anaeróbias e Aeróbias, dispostas de forma que água a ser tratada passe pela lagoa anaeróbia e depois para aaeróbia, com o objetivo de reduzir os custos e tamanho do sistema de tratamento.
Lagoa Mista
Exemplo de Lagoa Mista: 
São lagoas que recebem efluentes com alto teor de sólidos em suspensão. 
O tempo de retenção é curto, porém suficiente para a remoção dos sólidos.
Contribui pouco para a remoção adicional de DBO, já que a biomassa tende a sedimentar.
São lagoas com profundidade acima de 3 metros.
A capacidade de acúmulo de lodo é reduzida, sendo necessário remover em um período de 1 à 5 anos. 
Lagoa de Decantação
Contextualização: As lagoas aeradas necessitam de suprimento de oxigênio, realizado artificialmente por meio de dispositivos eletromecânicos.
Tipos de equipamentos: 
Ar difuso
Fixo
Removível 
Turbina de aeração 
Aeração superficial
Com eixo horizontal
Rápidos tipo turbina
Lentos tipo cone
EQUIPAMENTOS DE AERAÇÃO
Executado no fundo dos reservatórios, possui um sistema de tubulações de aço inoxidável ou PVC.
Constitui-se basicamente de 3 partes: difusores – última parte do conjunto, sendo classificados em difusores de bolhas grossas ou finas; tubulações de fundo – garantem o suprimento de ar aos difusores; compressores ou sopradores, garante ar ao sistema.
AR DIFUSO - FIXO
Fonte: https://www.youtube.com/watch?v=o504ZNfcVKQ
Execução de sistema de aeração fixo tubular com difusor tubular de membrana. 
Teste de sistema de aeração fixo tubular com difusor tubular de membrana.
Fonte: https://www.youtube.com/watch?v=d3lLs0njJao
Air Float 
O sistema apresenta ramais flutuantes para distribuição de ar, destes derivam-se as unidades de aeração que ficam apoiadas ou não ao fundo do reservatório. 
Uma boa vantagem dos sistemas de aeração removíveis é a de manutenção sem a necessidade de esvaziamento do reservatório.
AR DIFUSO - REMOVÍVEL
Sistema de aeração removível Air Float em operação.
Fonte: https://bfdias.com.br/wp-content/uploads/air-float-sistema-aeracao-14.jpg
 
Detalhamento de sistema de aeração removível Air Float com difusores tubulares com membrana.
Fonte: https://bfdias.com.br/wp-content/uploads/air-float-sistema-aeracao-01.jpg
 
Air Grid
Sistemas de grades com difusores alimentados por mangueira flexível conectada à tubulação proveniente dos sopradores.
O sistema apoia-se sobre o fundo do reservatório.
Também apresentam a vantagem de não necessidade de esvaziamento para manutenções.
AR DIFUSO - REMOVÍVEL
Sistema de areação removível Air Grid com difusor tubular com membrana.
Fonte: https://bfdias.com.br/wp-content/uploads/air-grid-sistema-aeracao-04.jpg
Teste de sistema de areação removível Air Grid com difusor tubular com membrana.
Fonte: https://bfdias.com.br/wp-content/uploads/air-grid-sistema-aeracao-05.jpg
Sistema que utiliza condutos fixos ao fundo do reservatório por onde o ar é conduzido.
 Acima estão dois rotores de lâminas, um logo acima dos condutos citados e outro logo abaixo da superfície da massa líquida.
Sistema pouco utilizado, acredito que devido ao grande sucesso dos novos sistemas de difusores.
TURBINA DE AERAÇÃO
Detalhamento do sistema de aeração com turbina.
Fonte: Slide “Lagoas de tratamento” do Professor Fábio Orssato
Indicados a tanques pouco profundos.
A aeração ocorre por meio de um turbilhonamento que expõe o líquido na forma de gotículas ao ar, ocasionando a entrada do ar atmosférico no meio líquido.
AERAÇÃO SUPERFICIAL – COM EIXO HORIZONTAL
Fonte: Slide “Lagoas de tratamento” do Professor Fábio Orssato
Possui o mesmo princípio de aeração por meio do aumento da superfície de contato entre água e ar.
Ideal para pequenas e médias potências.
Induz dois tipos de movimentos espirais, fluxo complexo.
 Fonte: Slide “Lagoas de tratamento” do Professor Fábio Orssato
AERAÇÃO SUPERFICIAL – LENTO TIPO CONE
Possui o mesmo princípio de aeração por meio do aumento da superfície de contato entre água e ar.
Ideal para médias e altas potências.
Fonte: Slide “Lagoas de tratamento” do Professor Fábio Orssato
 
AERAÇÃO SUPERFICIAL – RÁPIDOS TIPO TURBINA
Aerador propulsor de alta rotação tipo turbina.
Fonte: http://alfamec.com.br/wp-content/uploads/2016/02/3-5.jpg
Aspectos a serem analisados no ato da construção do sistema de lagoas:
Disponibilidade de área;
Localização da área em relação:
2.1 ao local de geração dos esgotos;
2.2 às residências mais próximas;
Cotas de inundação;
Nível do lençol freático;
Aspectos Construtivos
Fonte: https://saae.sp.gov.br/estacoes-de-tratamento-de-esgoto-etes/
SAAE | Indaiatuba -SP
Aspectos a serem analisados no ato da construção do sistema de lagoas:
Topografia da área;
Forma da área;
Características do solo;
Ventos;
Legislação;
Aspectos Construtivos
Fonte: http://www.editoradunas.com.br/revistatpec/Art2_N16.pdf
ETE Araucária, Passo Fundo, RS
Aspectos a serem analisados no ato da construção do sistema de lagoas:
Alternativas de reuso;
Condição de acesso;
Facilidade de aquisição do terreno;
Custo do terreno.
Aspectos Construtivos
Fonte: Revista DAE
Disposição das lagoas
Aspectos relativos aos taludes:
Inclinação do talude interno: 
Mínima: 1:6;
Máxima: 1:2.
Terrenos argilosos: inclinação superior a 1:2;
Terrenos arenosos: inclinação entre 1:3 a 1:6.
Inclinação do talude externo:
Terrenos argilosos: inclinação superior a 1:3 a 1:6;
Terrenos arenosos: inclinação entre 1:5 a 1:8.
Aspectos Construtivos
Aspectos relativos aos taludes:
Coroamento do talude (pista na crista do talude): superior a 1,5m.
Borda livre: adotar valor superior a 0,5m.
Impermeabilização: caso o material do dique seja extremamente permeável, pode ser necessária a impermeabilização do maciço do dique com argila, estacas-prancha ou lajes de concreto.
Proteção dos taludes internos: devem ser protegidos contra ondas, erosão e crescimento de vegetais. 
Talude externo deve ser gramado, de forma a proteger contra erosão.
Cantos dos taludes: ligeiramente arredondadas, facilitando a construção e manutenção, e evitando zonas mortas.
Aspectos Construtivos
Não há uma diretriz que indique que as lagoas devam ser, necessariamente, de uma forma específica. No entanto, há estudos que demonstram maior eficácia em seguir algumas recomendações;
Lagoas retangulares apresentam desempenho superior quando comparadas com lagoas circulares, quadradas ou irregulares;
Geometria das lagoas
Possuir dimensões de comprimento maior e largura estreita caracterizam outro fator que indica maior eficiência na lagoa;
Além disso, não é recomendado a construção de lagoas com cantos vivos. Essa característica é responsável por originar zonas mortas;
Segundo Silva e Mara (1979), quando
se tem a possibilidade topográfica de
construir uma lagoa comprida e estrei-
ta, é recomendado que seja feito, na
entrada, uma região mais profunda.
Geometria das lagoas
Alguns problemas podem ocorrer dependendo da permeabilidade do fundo das lagoas. Sendo assim, é imprescindível que a base seja revestida de tal forma que evite a contaminação do lençol freático, a dificuldade na manutenção no nível do líquido nas lagoas, dentre outras consequências;
O revestimento do fundo das lagoas pode ser realizado utilizando:
Revestimento asfáltico;
Camada de argila com espessura mínima de 40 cm;
Mantas plásticas;
Permeabilidade no fundo das lagoas