INSTITUTO FEDERAL GOIANO

CAMPUS DE RIO VERDE – GO

CURSO DE GESTÃO AMBIENTAL E TECNÓLOGO EM SANEAMENTO

TRATAMENTO DE EFLUENTES

Bruno Botelho Saleh CREA-GO 14.308/D

M.Sc. Tratamento de Efluentes. UFLA 2004 Esp. Auditoria, Perícia e Gestão Ambiental. FOC 2009

Inspetor-Chefe do CREA-GO da Inspetoria de Rio Verde-GO

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INDICE

TRATAMENTO DE EFLUENTES

1 – IMPORTÂNCIA DO TRATAMENTO DE EFLUENTES......... ................ 04 2 – CARACTERIZAÇÃO DE ÁGUAS RESIDUARIAS................................. 08

2.1 – CARACTERISTICAS FÍSICAS.......................................................................... 09

2.1.1 – MATÉRIA SÓLIDA ........................................................................................ 09

2.1.2 – TEMPERATURA............................................................................................ 10

2.1.3 – ODOR............................................................................................................ 10

2.1.4 – TURBIDEZ E COR......................................................................................... 11

2.2 – CARACTERISTICAS QUÍMICAS.......................................................... 11

2.2.1 – MATÉRIA ORGÂNICA .................................................................................. 12

2.2.2 – MATÉRIA INORGÂNICA .............................................................................. 13

2.3 – CARACTERISTICAS BIOLOGICAS ................................................................. 15

2.3.1 – IMPORTÂNCIA DOS MICRORGANISMOS .................................................... 16

2.3.2 – DECOMPOSIÇÃO DOS CARBOIDRATOS...................................................... 16

2.3.3 – DECOMPOSIÇÃO DAS PROTEÍNAS.............................................................. 17

2.3.4 – MICROBIOLOGIA DA DIGESTÃO ANAERÓBICA ......................................... 17

2.3.5 – VANTAGENS DE PROCESSOS ANAERÓBICOS............................................. 19

2.3.6 – EXEMPLOS DE MICRORGANISMOS............................................................. 20

3 – DEMANDA POR SISTEMAS DE TRATAMENTO LOCAL....... ............ 20

3.1 – SISTEMAS INDIVIDUAIS DE TRATAMENTO ................................................... 20

3.1.1 – PRIVADA DE FOSSA SECA............................................................................. 20

3.1.2 – PRIVADA COM FOSSA ESTANQUE................................................................ 22

3.1.3 – PRIVADA COM FOSSA DE FERMENTAÇÃO (TIPO CYNA MON) ..................... 22

3.1.4 – PRIVADA QUÍMICA ....................................................................................... 23

3.1.5 – PRIVADA COM VASO SANITÁRIO ................................................................ 24

3.2 – SISTEMAS COLETIVOS DE TRATAMENTO ..................................................... 25

3.2.1 – SISTEMA PÚBLICO CONVENCIONAL ........................................................... 26

3.2.1.1 – TECNOLOGIAS PARA TRATAMENTO DE ESGOTOS SANITÁRIOS ............ 27

3.2.1.2 – DISPOSITIVOS DE TRATAMENTO.............................................................. 30

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3.2.1.2.1 – TRATAMENTO PRELIMINAR ................................................................... 30

3.2.1.2.2 – TRATAMENTO PRIMÁRIO ...................................................................... 31

3.2.1.2.3 – TRATAMENTO SECUNDÁRIO.................................................................. 33

3.2.1.2.4 – TRATAMENTO DE LODO GERADO (RESIDUO SOLIDO).......................... 39

3.2.1.2.5 – PROCESSOS DE DESIDRATAÇÃO LODO................................................. 42

3.2.2 – SISTEMA CONDOMINAL ............................................................................... 44

3.2.2.1 – PARTES DO SISTEMA................................................................................. 44

3.2.3 - OUTROS TIPOS DE TRATAMENTO................................................................ 45

3.2.3.1 – TANQUE SÉPTICO....................................................................................... 45

3.2.3.2 – FILTRO ANAEROBICO............................................................................... 48

3.2.3.4 – ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ESGOTO (ETE) PARA PEQUENAS LOCALIDADES ........................................................................................................ 53

3.2.3.5 – TANQUE IMHOFF E OMS........................................................................... 55

3.2.3.6 – SISTEMA FOSSA SÉPTICA - FILTRO ANAERÓBIO..................................... 56

4 – ANÁLISE AMBIENTAL DAS TECNOLOGIAS .............................................. 57

5 – ANALISES DE EFLUENTE............................................................................ 60

5.1 – RESÍDUOS FIXOS, VOLÁTEIS E TOTAIS........................................................ 60

5.2 – SÓLIDOS SEDIMENTÁVEIS............................................................................ 62

5.3 – OXIGÊNIODISSOLVIDO ................................................................................. 63

5.4 – DEMANDA BIOQUÍMICA DE OXIGÊNIO ........................................................ 65

5.5 – DEMANDA QUÍMICA DE OXIGÊNIO ............................................................... 67

6 – EQUAÇÕES DA MISTURA ESGOTO – MANANCIAL .................................. 69

7 – OPERAÇÃO – ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE EFLUENTES .................. 71

7.1 - ATIVIDADES DE OPERAÇÃO ........................................................................... 72

7.2 – DISPOSITIVOS DE DISTRIBUIÇÃO E DE SAÍDA ............................................... 73

7.3 – MEDIÇÕES DIÁRIAS........................................................................................ 74

7.4 - LIMPEZA DO DECANTADOR PRIMÁRIO .......................................................... 74

7.5 - LIMPEZA DAS LAGOAS FACULTATIVAS ......................................................... 75

7.6 – DECANTADOR PRIMÁRIO (TANQUE SÉPTICO) .............................................. 75

7.7 – LAGOAS FACULTATIVAS ................................................................................ 76

8 – BIBLIOGRAFIA .............................................................................................. 81

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TRATAMENTO DE EFLUENTESTRATAMENTO DE EFLUENTESTRATAMENTO DE EFLUENTESTRATAMENTO DE EFLUENTES

1.0 – A IMPORTÂNCIA DO TRATAMENTO DE ESGOTOS SANITÁ RIOS A falta de tratamento dos esgotos e condições adequadas de saneamento pode contribuir para a proliferação de inúmeras doenças parasitárias e infecciosas além da degradação do corpo da água. A disposição adequada dos esgotos é essencial para a proteção da saúde pública. Aproximadamente, cinqüenta tipos de infecções podem ser transmitidas de uma pessoa doente para uma sadia por diferentes caminhos, envolvendo as excretas humanas. Os esgotos, ou excretas, podem contaminar a água, o alimento, os utensílios domésticos, as mãos, o solo ou ser transportados por moscas, baratas, roedores, provocando novas infecções. Epidemias de febre tifóide, cólera, disenterias, hepatite infecciosa e inúmeros casos de verminoses - algumas das doenças que podem ser transmitidas pela disposição inadequada dos esgotos - são responsáveis por elevados índices de mortalidade em países do terceiro mundo. As crianças são suas vítimas mais freqüentes, uma vez que a associação dessas doenças à subnutrição é, geralmente, fatal. A elevação da expectativa de vida e a redução da prevalência das verminoses que, via de regra, não são letais, mas desgastam o ser humano, somente podem ser pretendidas através da correta disposição dos esgotos. Outra importante razão para tratar os esgotos é a preservação do meio ambiente. As substâncias presentes nos esgotos exercem ação deletéria nos corpos de água: a matéria orgânica pode causar a diminuição da concentração de oxigênio dissolvido provocando a morte de peixes e outros organismos aquáticos, escurecimento da água e exalação de odores desagradáveis; é possível que os detergentes presentes nos esgotos provoquem a formação de espumas em locais de maior turbulência da massa líquida; defensivos agrícolas determinam à morte de peixes e outros animais. Há, ainda a possibilidade de eutrofização pela presença de nutrientes, provocando o crescimento acelerado de algas que conferem odor, gosto e biotoxinas à água (CETESB, 1988). Os problemas decorrentes da falta de um sistema de coleta, tratamento e disposição final do esgoto sanitário agravam-se quando existe o fornecimento de água tratada à população.

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“Cada metro cúbico de água utilizada produz outro m etro cúbico de esgoto sanitário”

Os dados do IBGE, de 1999, indicam que no Brasil:

Todos os 42,8 milhões de domicílios brasileiros produzem esgoto sanitário;

“Desse total, 34,2 milhões produzem esgoto sanitário de forma mais intensiva, e são mini-fábricas” de esgoto sanitário, porque utilizam à água fornecida pelas redes de abastecimento. Dessas “mini-fábricas”, 14,6 milhões despejam diariamente o esgoto a céu aberto ou em fossas sépticas, que apresentam elevado potencial de contaminação de solos, lençóis freáticos, etc. Na questão específica do saneamento básico, o quadro apontado em levantamento do IBGE de 1997 é dramático:

Mais de 20% dos domicílios não eram atendidos por rede de abastecimento de água;

Cerca de 54,2 % de domicílios não tinham acesso a sistema de esgoto sanitário;

Na zona urbana, 7,7% não dispunham de água tratada e 47,5 % não eram atendidos por redes de esgoto sanitário. Segundo dados do governo, apenas 16% do esgoto sanitário coletado nos domicílios recebem tratamento e só uma pequena parcela tem destinação final sanitariamente adequada ao meio ambiente. Situação do setor de saneamento no Brasil tem conseqüências graves para a qualidade de vida da população, principalmente aquela mais pobre, residente na periferia das metrópoles ou nas pequenas cidades do interior.

“Da população diretamente afetada, as crianças são a s que mais sofrem”.

Segundo a FUNASA, para cada R$ 1,00 investido no se tor de saneamento, economiza-se R$ 4,00 na área de medicina curativa.

Alguns números:

• 65 % das internações hospitalares de crianças menores de 10 anos estão associadas a falta de saneamento básico (BNDES, 1998);

• A falta de saneamento básico é a principal responsável pela morte por diarréia de menores de 5 anos no Brasil (Jornal Folha de S.Paulo, 17/12/99);

• Em 1998, morreram 29 pessoas por dia no Brasil de doenças decorrente da falta de água encanada, esgoto e coleta de lixo (Folha de S. Paulo, 16/jul/00);

• A eficácia dos programas federais de combate à mortalidade infantil esbarra na falta de saneamento básico (FSP, 17/07/00);

• A utilização do soro caseiro, umas das principais armas para evitar diarréia, só faz o efeito desejado se a água utilizada no preparo for limpa (FSP, 17/12/99);

Resumindo:

“15 crianças de 0 a 4 anos morrem por dia no Brasil em decorrência da falta de saneamento básico, principalmente de esgoto sani tário” - (FUNASA - FSP - 16/07/00).

Os quadros a seguir mostram algumas doenças resultantes da ausência de esgoto sanitário ou de água adequadamente tratada.

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QUADRO 01: Doenças e Outras Conseqüências da Ausênc ia de Tratamento de esgoto sanitário:

Poluentes Parâmetros de

caracterização Tipo de Esgoto Conseqüências

Patogênicos Coliformes Domésticos Doenças de veiculação hídrica

Sólidos em suspensão

Sólidos em suspensão totais

Domésticos

Industriais

Problemas estéticos

Depósitos de Lodo

Absorção de poluentes

Proteção de patogênicos

Matéria orgânica biodegradável

Demanda bioquímica de oxigênio

Domésticos

Industriais

Consumo de oxigênio

Mortandade de peixes

Condições sépticas

Nutrientes Nitrogênio

Fósforo

Domésticos

Industriais

Crescimento excessivo de algas

Toxidade aos peixes

Doenças em recém-nascidos

Compostos não-biodegradáveis

Pesticidas

Detergentes

Outros

Industriais

Agrícolas

Toxidade

Espumas

Redução da transf. de Oxigênio

Não biodegradabilidade

Maus odores

FIGURA 1 – Contaminação de lenços freático.

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QUADRO 02: Doenças Relacionadas com a Ausência de R ede de Esgotos:

Grupo de Doenças Formas de Transmissão Principais Do enças Formas de Prevenção

Feco-Orais

(não bacterianas)

Contato de pessoa para pessoa, quando não se tem higiene pessoal e doméstica

adequada.

Poliomielite

Hepatite Tipo A

Giardíase

Diarréia amebiana

Diarréia por vírus

Melhorar as moradias e as instalações sanitárias

Implantar sistema de abastecimento de água

Promover a educação sanitária

Feco-Orais

(bacterianas)

Contato de pessoa para pessoa, ingestão e contato

com alimentos contaminados e contato com fontes de

água contaminadas pelas fezes.

Febre tifóide

Febre paratifóide

Diarréias bacterianas, como a cólera.

Implantar sistema adequado de disposição de esgotos

Melhorar as moradias e as instalações sanitárias

Implantar sistema de abastecimento de água e

promover a educação sanitária

Helmintos transmitidos pelo

solo

Ingestão de alimentos contaminados

Contato da pele com o solo

Ascaridíase (Lombriga)

Tricuríase

Ancilostomíase (amarelão)

Construir e manter limpa as instalações sanitárias

Tratar os esgotos antes da disposição no solo

Evitar contato direto da pele com o solo (usar calçados)

Tênia (solitárias) na carne de boi e de

porco

Ingestão de carne mal cozida de animais infectados Teníase e Cisticercose

Construir instalações sanitárias adequadas

Tratar os esgotos antes da disposição nos solos

Inspecionar a carne e ter cuidado na sua preparação

Helmintos associados à água

Contato da pele com água contaminada Esquistossomose

Construir instalações sanitárias adequadas

Tratar os esgotos antes do lançamento em curso d”água

Controlar os caramujos e evitar o contato com água

contaminada

Insetos vetores relacionados com

as fezes

Procriação de insetos em locais contaminados pelas

fezes Filariose (Elefantíase)

Combater os insetos transmissores

Eliminar condições que possam favorecer criadouros e

evitar o contato com criadouros

Utilizar meios de proteção individual

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FIGURA 2 – Modo de propagação de doenças por excretos humanos

2.0 – CARACTERISTICAS DE ÁGUAS RESIDUÁRIAS A palavra esgoto costumava ser usada para tanto à tubulação condutora das águas servidas de uma comunidade, como também o próprio liquido que flui por estas canalizações. Hoje este termo é usado quase que apenas para caracterizar os despejos provenientes das diversas modalidades do uso e da origem das águas, tais como as de uso doméstico, comercial, industrial, as de utilidades públicas, de áreas agrícolas, de superfície, de infiltração, pluviais, etc. Os esgotos costumam ser classificados em dois grupos principais: os esgotos sanitários e os industriais. Os primeiros são constituídos essencialmente de despejos domésticos, uma parcela de águas pluviais, água de infiltração, e eventualmente uma parcela não significativa de despejos industriais, tendo características bem definidas. Os esgotos sanitários (domésticos ou domiciliares) são, basicamente, formados pela reunião de águas residuárias dos usos domésticos, comerciais e institucionais, geradas, portanto, nos domicílios, bares, restaurantes, aeroportos, rodoviárias, hotéis, farmácias, "shopping centers", hospitais, postos de saúde, escolas, casas de detenção, repartições públicas, etc. ou qualquer dispositivo de utilização das águas para fins domésticos. Nestes locais, onde o uso da água e geração dos esgotos é feito em: aparelhos sanitários como vasos sanitários, chuveiros, pias, mictórios, bidês, tanques, máquinas de lavar pratos e roupas e ralos para captação de águas de lavagens de áreas cobertas, fazem parte do volume total de esgoto sanitário gerado num município, os despejos industriais, previamente tratados e enquadrados aos padrões de lançamento na rede pública, e as parcelas de águas provenientes de precipitações pluviométricas e de lençóis subterrâneos que conseguem adentrar à rede pública de coleta e veiculação de esgotos por locais e pontos singulares do sistema impossibilitados de serem perfeitamente estanques, tais como: tampas e paredes de caixas de passagem, inspeção e poços de visita, conexões entre tubulações e até mesmo, ligações clandestinas.

Em virtude dessa grande diversificação de usuários e possíveis pontos de contribuição, as características qualitativas e quantitativas dos esgotos sanitários gerados numa comunidade podem sofrer grandes variações de carga orgânica (kg DBO5/hab.dia), vazões unitárias médias (L/hab.dia) e vazões instantâneas (L/s), sendo função do clima (variações sazonais); dos hábitos e renda "Percapita" da

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população atendida; da diversificação das atividades comerciais e industriais do município; do número de habitantes fixos e flutuantes do município; além de outros fatores, também influentes, tais como: topografia, existência de micromedição do consumo de água, custo unitário da água, etc.

Desde que não haja significativa contribuição de despejos de origem industrial, a composição média do esgoto sanitário é razoavelmente constante. Cerca de 99,9% de sua massa consiste em água pura e, apenas 0,1%, de impurezas de natureza orgânica e inorgânica, constituídas de sólidos suspensos e dissolvidos, bem como de microrganismos. Conforme citado por SPERLING, 1996, no projeto de uma estação de tratamento de esgotos (ETE), normalmente não há o interesse em se determinar os diversos compostos dos quais a água residuária é constituída, tendo em vista a complexidade das análises de laboratório que seriam necessárias e a pequena utilidade prática desses resultados como elementos para subsidiar o projeto e operação da mesma. Desta forma, é preferível a utilização de parâmetros indiretos que traduzam o carácter ou potencial poluidor do despejo em questão. Esses parâmetros são divididos em três categorias físicos, químicos e biológicos. As impurezas de natureza física são causadas por substâncias cuja presença afeta as características da água, independentemente de sua natureza química ou biológica. Partículas sólidas suspensas ou em estado coloidal (orgânicas ou inorgânicas) alteram a transparência (turbidez) e cor da água, podendo precipitar-se na forma de lodo. Além disso, outras substâncias dissolvidas também poderão conferir alterações de cor, manifestação de odor e também variações de temperatura. As impurezas de natureza química constituem-se de substâncias orgânicas e inorgânicas solúveis. A fração orgânica é representada por proteínas, gorduras, carboidratos, fenóis e por uma série de substâncias artificiais, fabricadas pelo homem, como detergentes e defensivos agrícolas. As substâncias minerais mais importantes são nutrientes (nitrogênio e fósforo), enxofre, metais pesados e compostos tóxicos. As impurezas de natureza biológica são representadas pelos seres vivos liberados junto com os dejetos humanos: bactérias, vírus, fungos, helmintos e protozoários. Alguns desses seres habitam normalmente o trato intestinal do homem e não prejudicam-lhe a saúde; outros podem causar doenças e são denominados organismos patogênicos (CETESB, 1988). Os esgotos industriais, extremamente diversos, provem de qualquer utilização da água para fins industriais e adquirem características próprias em função do processo industrial empregado. Assim sendo, cada industria devera ser considerada isoladamente. As características dos esgotos variam quantitativa e qualitativamente com a sua utilização. Devido à grande amplitude de características dos esgotos industriais, somente serão consideradas, para efeito didático, as características dos esgotos domésticos, e, assim mesmo, condicionadas as comunidades providas de costumes que possam representar tipos de despejos, com características médias. 2.1 – CARACTERISTICAS FÍSICAS As características físicas de um esgoto podem ser interpretadas pela obtenção das grandezas correspondentes as seguintes determinações:

• Teor de matéria sólida • Temperatura • Odor • Cor • Turbidez

2.1.1 – MATÉRIA SÓLIDA Das características físicas, o teor de matéria sólida é o de maior importância em termos de dimensionamento e controle de operações das unidades de tratamento. A pesquisa da matéria sólida é fonte de uma série de operações unitárias de tratamento.

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A matéria sólida total do esgoto pode ser definida como a matéria que permanece como resíduo após evaporação a 103 ºC. Se este resíduo é calcinado a 600 ºC as substancias orgânicas se volatilizam e as minerais permanecem sob forma de cinza: compõem assim a matéria sólida volátil e a matéria fixa. O conhecimento da fração de sólidos voláteis apresenta particular interesse nos exames do lodo do esgoto (para se saber sua estabilidade biológica) e nos processos de lodos ativados e oxidação total (para se saber a quantidade de matéria orgânica tomando parte no processo). A matéria sólida total classifica-se ainda em matéria em suspensão e dissolvida. A matéria sólida em suspensão compõe a parte que é retida, quando um volume de amostra de esgoto é filtrado através de um filtro de asbestos num cadinho Gooch, a fração que passa pelo filtro compõe a matéria sólida dissolvida, e que está presente em solução ou sob a forma coloidal.

FIGURA 03 – Sólidos totais

Quanto à sedimentação a matéria pode ser classificada: Sedimentável – aquela que sedimenta num período razoável de tempo (tomado arbitrariamente em 1 ou 2 horas); Não sedimentável – finamente dividida e que não sedimenta no tempo de 2 horas; em termos práticos, a matéria não sedimentável só será removida por processos de oxidação biológica e de coagulação seguida de sedimentação. Define-se ainda como matéria decantável a fração que sedimenta num recipiente apropriado do 1 litro (cone Imhoff) após o tempo de 1 hora; a quantidade de matéria decantável é uma indicação da quantidade lodo que poderá ser removida por sedimentação nos decantadores. A matéria que passa através do filtro, no ensaio, compõe duas frações: uma de matéria dissolvida propriamente dita (presente em solução na água) e outra de matéria coloidal (diâmetro de partículas entre 10-6 e 10-3 mm). 2.1.2 – TEMPERATURA A temperatura dos esgotos é, em geral, pouco superior à das águas de abastecimento (pela contribuição de despejos domésticos que tiveram as águas aquecidas). Pode, no entanto, apresentar valores reais elevados, pela contribuição de despejos industriais. Normalmente, a temperatura nos esgotos esta acima da temperatura do ar, à exceção dos meses mais quentes do verão. Em relação aos processos de tratamento sua influencia se dá, praticamente nas operações de natureza biológica (a velocidade de decomposição do esgoto é proporcional ao aumento de temperatura) e nas operações em que ocorre o fenômeno da sedimentação (o aumenta da temperatura faz diminuir a viscosidade melhorando as condições de sedimentação). Em geral esta numa faixa de 20 a 25ºC .

Sólidos Totais 100%

Sólidos Sedimentáveis e em Suspensão

60%

Sólidos Dissolvidos 40%

Sólidos Volatéis 50%

Sólidos Volatéis 20%

Sólidos Fixos 10%

Sólidos Fixos 20%

Sólidos Volatéis 70%

Sólidos Fixos 30%

Sólidos Totais 100%

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2.1.3 – ODOR Os odores característicos dos esgotos são causados pelos gases formados no processo de decomposição. Há dois tipos principais de odores, bem característicos:

• Odor de mofo, razoavelmente suportável, típico de esgoto fresco; • Odor de ovo podre, “insuportável”, típico de esgoto velho ou séptico, que

ocorre devido à formação de gás sulfídrico proveniente da decomposição do lodo contido nos despejos.

Quando ocorrem odores diferentes e específicos, o fato se deve à presença de despejos industriais. 2.1.4 – TURBIDEZ E COR A cor e a turbidez indicam de imediato, e aproximadamente, o estado de decomposição de esgoto, ou sua “condição”. A tonalidade acinzentada, acompanhada de alguma turbidez, é típica do esgoto fresco. A cor preta é típica do esgoto velho e de uma decomposição parcial. Os esgotos podem, no entanto, apresentar qualquer outra cor, nos casos dos despejos industriais, como por exemplo, um despejo de indústrias têxteis ou de tintas.

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2.2 – CARACTERISTICAS QUÍMICAS A origem dos esgotos permite classificar as características químicas em dois grandes grupos:

• Da matéria orgânica: compostos de proteínas, Carboidratos e Gorduras (carbono, hidrogênio, oxigênio, azoto, enxofre, Ferro, etc.)

• Da matéria inorgânica: areias e substâncias minerais dissolvidas (Sulfatos,

Carbonatos, Magnésio, Sódio, Potássio,etc.); 2.2.1 – MATÉRIA ORGÂNICA

Nos esgotos, cerca de 70% dos sólidos são de origem orgânica. Geralmente estes compostos orgânicos são uma combinação de carbono, hidrogênio e oxigênio, algumas vezes com nitrogênio.

Matéria orgânica: (1) matéria de origem vegetal, animal ou microbiana, viva ou morta, em qualquer estado de conservação, passível de decomposição. (2) porções não-minerais sólidas do solo originadas dos resíduos dos animais e das plantas. As principais fontes de matéria orgânica utilizadas para a nutrição dos vegetais são os adubos verdes, os resíduos vegetais, palhas, serragens, cascas de madeira, restos de culturas, restos industriais, vinhaça, estercos e restos de aves e peixes. A degradação da matéria orgânica consiste na redução de compostos de elevado peso molecular a compostos de baixo peso molecular através de mecanismos enzimáticos, até a última transformação de cada substrato orgânico em compostos inorgânicos. A matéria orgânica pode ser dividida em substâncias lábiles (biologicamente utilizáveis) e inerte (quimicamente refratárias). Os grupos de substâncias orgânicas nos esgotos são constituídos principalmente por:

• Compostos de proteínas (40 a 60%); • Carboidratos (25 a 50%); • Gordura e óleos (10%); • Uréia, surfatans, fenóis, pesticidas (em menor quantidade),etc.

As proteínas são produtoras de nitrogênio e contem carbono, hidrogênio, nitrogênio, oxigênio, algumas vezes fósforo, enxofre e ferro. As proteínas são o principal constituinte de organismo animal, mas ocorrem também em plantas. O gás sulfídrico presente os esgotos é proveniente do enxofre fornecido pelas proteínas. Os carboidratos contem carbono, hidrogênio e oxigênio. São as primeiras substâncias a serem destruídas pelas bactérias, com produção de ácidos orgânicos (por esta razão os esgotos apresentam maior acidez). Entre os principais exemplos de carboidratos podem-se citar os açucares o amido, a celulose e a fibra de madeira. Gordura é um termo que normalmente é usado para se referir á matéria graxa, aos óleos e as substâncias semelhantes encontradas no esgoto. A gordura esta sempre presente no esgoto doméstico proveniente do uso de manteiga, óleos vegetais, em cozinha, da carne, etc. Pode estar presente também sob a forma de óleos minerais derivados do petróleo (querosene, óleo lubrificante), neste caso sua presença é altamente indesejável, pois geralmente são contribuições não permitidas (de garagens, postos de gasolina, indústrias) que chegam as canalizações em grande volume ou grande concentração, aderem às paredes das canalizações e provocam seu entupimento. Os surfatans são constituídos por moléculas orgânicas com a propriedade de formar espuma no corpo receptor ou na estação de tratamento em que o esgoto é lançado. Tendem a se agregar a interface ar-água, e nas unidades de aeração aderem a superfície das bolhas de ar, formando uma espuma muito estável e difícil de ser quebrada.

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O tipo mais comum é o chamado ABS (alquil-benzeno-sulfonado), típico dos detergentes sintéticos e que apresenta resistência à ação biológica; este tipo de surfatan teve seu uso proibido nos Estados Unidos em 1965, sendo substituído pelos do tipo “LAS” (alquil-sulfonado-linear) que é biodegradável. Em nosso país sua utilização ainda é livre. Os fenóis são compostos orgânicos, originados em principalmente despejos industriais, e que tem a propriedade de causar, ainda que em baixa concentração, gosto característico à água (em especial à água clorada). Os pesticidas e demais compostos químicos orgânicos, principalmente, na agricultura, e, como tal, não costumam chegar às galerias urbanas de esgoto, mas aos rios e corpos receptores, sendo, no entanto, uma fonte de poluição e de toxidez a vida aquática.

2.2.2 – MATÉRIA INORGÂNICA A matéria inorgânica é toda àquela composta por átomos que não sejam de carbono (exceto no caso do ácido carbônico e seus sais). Os poluentes inorgânicos são os sais, óxidos, hidróxidos e os ácidos. A presença excessiva de sais, mesmo sais inertes tais como o cloreto de sódio pode retardar ou inviabilizar os processos biológicos (GRADY Jr et.al., 1980), por efeito osmótico. Em casos extremos podem inviabilizar o uso das águas por salinização. Os sais não inertes são também analisados separadamente, sendo os principais: os sulfatos que podem ser reduzidos aos sulfetos; os nitratos e nitritos que podem ser desnitrificados; sais de amônia que podem ser nitrificados. O nitrogênio e o fósforo são elementos presentes nos esgotos sanitários e nos efluentes industriais e são essenciais às diversas formas de vida, causando problemas devido à proliferação de plantas aquáticas nos corpos receptores. Nos esgotos sanitários são provenientes dos próprios excrementos humanos, mas atualmente têm fontes importantes nos produtos de limpeza domésticos e ou industriais tais como detergentes e amaciantes de roupas (VON SPERLING, 1996, p. 31). Nos efluentes industriais podem ser originados em proteínas, aminoácidos, ácidos fosfóricos e seus derivados.

Os metais são analisados de forma elementar. Os que apresentam toxicidade são os seguintes: alumínio; cobre; cromo; chumbo; estanho; níquel; mercúrio; vanádio;

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zinco. A toxicidade dos metais é função também de seus números de oxidação (cromo trivalente e hexavalente, etc.). Outros metais tais como o sódio, cálcio, magnésio, e potássio são analisados principalmente em casos de reuso de águas ou em casos nos quais a salinidade do efluente influencie significativamente em processos de corrosão, incrustação e osmose.

Os principais ânions são: amônio; cianeto; carbonato, bicarbonato; hidróxido; nitrato; nitrito; fosfato; sulfato; sulfito; sulfeto.

A determinação do oxigênio dissolvido é de fundamental importância para avaliar as condições naturais da água e detectar impactos ambientais como eutrofização e poluição orgânica. Do ponto de vista ecológico, o oxigênio dissolvido é uma variável extremamente importante, pois é necessário para a respiração da maioria dos

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organismos que habitam o meio aquático. Geralmente o oxigênio dissolvido se reduz ou desaparece, quando a água recebe grandes quantidades de substâncias orgânicas biodegradáveis encontradas, por exemplo, no esgoto doméstico, em certos resíduos industriais, no vinhoto, e outros. Os resíduos orgânicos despejados nos corpos d’água são decompostos por microrganismos que se utilizam do oxigênio na respiração. Assim, quanto maior a carga de matéria orgânica, maior o número de microrganismos decompositores e, conseqüentemente, maior o consumo de oxigênio. A morte de peixes em rios poluídos se deve, portanto, à ausência de oxigênio e não à presença de substâncias tóxicas. A determinação do oxigênio dissolvido na água pode ser feita através do método "Winkler" ou eletrométrico. Nos esgotos, os teores de oxigênio dissolvido são normalmente nulos ou próximos a zero. Isto se deve à grande quantidade de matéria orgânica presente, implicando em um elevado consumo de oxigênio pelos microrganismos decompositores. Assim, adota-se usualmente, nos cálculos de autodepuração, o OD do esgoto bruto como zero. Caso o esgoto seja tratado, as seguintes considerações podem ser efetuadas: - Tratamento primário . Efluentes de tratamento primário podem ser admitidos como

tendo OD igual a zero. - Tratamento anaeróbio . Efluentes de processos anaeróbios de tratamento

possuem também um OD igual a zero. - Lodos ativados e filtros biológicos . Efluentes desses sistemas sofrem certa

aeração nos vertedores de saída dos decantadores secundários, podendo o OD subir a 2 mg/l ou mais. Se o emissário de lançamento final for longo, este oxigênio poderá vir a ser consumido.

- Lagoas facultativas . Efluentes de lagoas facultativas podem apresentar teores médios de OD elevados, em torno de 5 a 6 mg/l., face à produção de oxigênio puro pelas algas.

Decomposição: é o processo de conversão de organismos mortos, ou parte destes, em substâncias orgânicas e inorgânicas, através da ação escalonada de um conjunto de organismos (necrófagos, detritóvoros, saprófagos decompositores e saprófitos propriamente ditos). Decomposição da matéria orgânica mediante sua transformação química em compostos simples, com resultante liberação de energia. 2.3 – CARACTERÍSTICAS BIOLÓGICAS Os contaminantes biológicos são diversos agentes patogênicos ou não. As características bacteriológicas dos esgotos referem-se à presença de diversos microrganismos tais como bactérias inclusive do grupo coliforme, vírus e vermes (VON SPERLING, 1996, p. 19). No caso das indústrias, as que operam com o abate de animais também são grandes emissoras de microrganismos, bem como muitas produtoras de alimentos. Os microrganismos presentes contaminam o solo, inclusive os lençóis subterrâneos e as águas superficiais, sendo responsáveis pelas doenças de veiculação hídrica.

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Obs. NMP – Número mais provável; UT – unidade de toxicidade; CENO Concentração máxima de efeito não observado.

As bactérias, organismos unicelulares, constituem o elemento mais importante deste grupo de organismos, uma vez que são responsáveis pela decomposição e estabilização da matéria orgânica. São também uma forma de alimento dos protozoários, servindo como elemento mantedor do equilíbrio entre as diferentes formas de organismo. Divididas em três grandes classes, distinguem se:

• As bactérias aeróbias , que sintetizam a matéria orgânica, respirando o oxigênio livre, dissolvido na massa líquida;

• As bactérias anaeróbias , que quebram a cadeia orgânica dos compostos hidrogenados, respirando o oxigênio quimicamente combinado e sintetizando a matéria orgânica;

• As bactérias facultativas , que atuam tanto nas condições aeróbicas como nas anaeróbicas.

Algumas bactérias são patogênicas, causando principalmente doenças intestinais.

2.3.1 – IMPORTANCIA DOS MICRORGANISMOS

Em algum momento entre 300 milhões e 2 bilhões de anos atrás, o aparecimento de algas fotossintéticas, mudou o curso da história da vida na terra dando início à produção de oxigênio (O2) para a atmosfera, que hoje representa 21% do total de gases.

Fotossíntese

CO2 + 2 H2O + luz ►► (CH2O) + H2O + O2 ↑

A molécula de (CH2O) produzida na fotossíntese, representa a unidade formadora de carboidratos, matéria prima fundamental para a síntese de todos os compostos orgânicos vegetais e animais. Alguns carboidratos importantes são: glicose, frutose, xilose, sacarose, amido, glicogênio, celulose, hemicelulose e outros. Dos 10 bilhões de espécies de seres vivos que habitam o planeta, uma boa parte são microrganismos, só de fungos se calcula 1,5 milhões de espécies. Eles estão no ar, no solo e na água, e até dentro de animais como a vaca, ovelha, cabras, etc., em simbiose no rúmen, seu primeiro estomago, onde bactérias e protozoários, em número de bilhões de células por milímetro quadrado, ajudam a digestão; no ser humano a flora intestinal é fundamental para a manutenção da saúde. Sua capacidade de adaptação, reprodução, dispersão e variedade, os permite viver em qualquer substrato, habitat ou ambiente; um hectare de terra fértil, por exemplo, apresenta 4 tons de fungos e bactérias em seus 15 cm superficiais. Com tal capacidade multiplicativa e atividade metabólica, sua respiração é responsável por 90% do CO2 presente na atmosfera (0,03% do total de gases).

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2.3.2 – DECOMPOSIÇÃO DOS CARBOIDRATOS

Com a morte, pela ação de outros microrganismos, o carboidrato é degradado e o CO2 volta para a atmosfera, mantendo-se o balanço.

Microrganismos

(CH2O) + O2 --------> CO2 + H2O

2.3.3 – DECOMPOSIÇÃO DAS PROTEINAS (NITRIFICAÇÃO)

Compostos nitrogenados como as proteínas e aminoácidos também serão oxidados ou decompostos por via biológica produzindo inicialmente a amônia, depois a oxidação a nitrito (NO2¯ ) e depois a nitrato (NO3¯ ). O nitrato é um composto mineralizado estável e solúvel, prontamente assimilável pelas plantas. A decomposição produzindo amônia se dá via aeróbia ou anaeróbia por uma série de bactérias, entretanto, a nitrificação se dá apenas pela ação de duas bactérias aeróbias: a Nitrosomonas e a Nitrobacter:

As reações que ocorrem são as seguintes:

Bactérias

1) Proteína ► NH3 (amônia)

Nitrosomonas

2) NH3- + CO2 + 1,5 O2 ► Nitrosomonas + NO2

¯

Nitrobacter

3) NO2¯ + CO2 + 0,5 O2 ► Nitrobacter + NO3

¯

A quantidade de O2 necessária na degradação das proteínas (nitrificação) é maior do que para a dos carboidratos, pois o processo se dá em duas etapas; a temperatura ideal para as reações se da entre 30 e 35 °C. 2.3.4 – MICROBIOLOGIA DA DIGESTÃO ANAERÓBIA A digestão anaeróbia pode ser considerada como um ecossistema onde diversos grupos de microrganismos trabalham interativamente na conversão da matéria orgânica complexa em metano, gás carbônico, água, gás sulfídrico e amônia, além de novas células bacterianas. MATÉRIA ORGÂNICA X BACTÉRIAS ANAERÓBIAS = CH4 gás metano, CO2 gás carbônico, H2O água. H2S gás sulfídrico, NH3 amônia e novas células. Os microrganismos que participam do processo de decomposição anaeróbia podem ser divididos em três importantes grupos de bactérias, com comportamentos fisiológicos distintos:

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• O primeiro grupo é composto de bactérias fermentativas que transformam por hidrólise, os polímeros em monômeros, e estes em acetato, hidrogênio, dióxido de carbono, ácidos orgânicos de cadeia curta, aminoácidos e outros produtos como glicose;

• O segundo grupo é formado pelas bactérias acetogênicas produtoras de hidrogênio, o qual converte os produtos gerados pelo primeiro grupo ( aminoácidos, açucares. ácidos orgânicos e álcoois ) em acetato, hidrogênio e dióxido de carbono;

• Os produtos finais do segundo grupo são os substratos essenciais para o terceiro grupo que por sua vez constitui dois diferentes grupos de bactérias metanogênicas. Um grupo usa o acetato, transformando-o em metano e dióxido de carbono , enquanto o outro produz metano, através da redução do dióxido de carbono.

Embora o processo de digestão anaeróbia seja simplificadamente considerado como de duas fases, este pode ser subdividido em quatro fases principais, como a Hidrólise, Acidogênese, Acetogênese e Metanogênese. HIDRÓLISE

Uma vez que as bactérias não são capazes de assimilar a matéria orgânica particulada, a primeira fase no processo de degradação anaeróbia consiste na hidrólise de materiais particulados complexos (polímeros) em materiais dissolvidos mais simples (moléculas menores) os quais podem atravessar as paredes celulares das bactérias fermentativas. Esta conversão de materiais particulados em materiais dissolvidos é conseguida através da ação de exoenzimas excretadas pelas bactérias fermentativas hidrolíticas. Na anacrobiose, a hidrólise dos polímeros usualmente ocorre de forma lenta, sendo vários os fatores que podem afetar o grau e a taxa em que o substrato é hidrolisado (Lettinga et al., 1996 e Chernicharo – Reatores Anaeróbios):

• Temperatura operacional do processo de tratamento (reator ou lagoa

anaeróbica, etc.); • Tempo de residência do substrato no processo de tratamento (reator ou lagoa

anaeróbica, etc.); • Composição do substrato (ex.: teores de lignina, carboidrato, proteínas e

gordura); tamanho das partículas; • pH do meio; concentração de NH4

+-N; • Concentração de produtos da hidrólise (ex.: ácidos graxos voláteis).

ACIDOGÊNESE Os produtos solúveis oriundos da fase de hidrólise são metabolizados no interior das células das bactérias fermentativas, sendo em diversos compostos mais simples, os quais são então excretados pelas células. Os compostos produzidos incluem ácidos graxos voláteis, álcoois, ácido lático, gás carbônico, hidrogênio, amônia e sulfeto de hidrogênio, além de novas células bacterianas. Como os ácidos graxos voláteis são os principais produtos dos organismos fermentativos, estes são usualmente designados de bactérias fermentativas acidogênicas. A acidogênese é efetuada por um grande e diverso grupo de bactérias fermentativas, a exemplo das espécies Clostridiun e Bacteroids. As primeiras constituem uma espécie anaeróbia que forma esporos, podendo dessa forma, sobreviver em ambientes totalmente adversos. As bacteróids encontram-se comumente presentes nos tratos digestivos, participando da degradação de açúcares e aminoácidos. A maioria das bactérias acidogênicas são anaeróbias estritas, mas cerca de 1% consiste de bactérias facultativas que podem oxidar o substrato orgânico por via oxidativa. Isso é particularmente importante, uma vez que as bactérias estritas são protegidas contra a exposição ao oxigênio eventualmente presente no meio (Van Haandel & Lettinga et al. 1996 e Chernicharo). ACETOGÊNESE

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As bactérias acetogênicas são responsáveis pela oxidação dos produtos gerados na fase acidogênica em substrato apropriado para as bactérias metanogênicas. Dessa forma, as bactérias acetogênicas fazem parte de um grupo metabólico intermediário que produz substrato para as metanogênicas. Os produtos gerados pelas bactérias acetogênicas são o hidrogênio, o dióxido de carbono e o acetato. Durante a formação dos ácidos acético e propiônico, uma grande quantidade de hidrogênio é formada, fazendo com que o valor do pH no meio aquoso decresça. De todos os produtos metabolizados pelas bactérias acidogênicas, apenas o hidrogênio e o acetato podem ser utilizados diretamente pelas metanogênicas. Porem pelo menos 50% da DQO biodegradável é convertida em propianato e butirato, os quais são posteriormente decompostos em acetato e hidrogênio pela ação das bactérias acetogênicas. METANOGÊNESE A etapa final no processo global de degradação anaeróbia de compostos orgânicos em metano e dióxido de carbono é efetuada pelas bactérias metanogênicas. As metanogênicas utilizam somente um limitado número de substratos, compreendendo ácido acético, hidrogênio /dióxido de carbono, ácido fórmico, metanol, metilaminas e monóxido de carbono. Em função de sua afinidade por substrato e magnitude de produção de metano, as metanogênicas são divididas em dois grupos principais, um que forma metano a partir de ácido acético ou metanol, e o segundo que produz metano a partir de hidrogênio e dióxido de carbono, como a seguir: - bactérias utilizadoras de acetato ( acetoclásticas ); - bactérias utilizadoras de hidrogênio ( hidrogenotróficas ). Além das fases descritas anteriormente, o processo de digestão anaeróbia pode incluir, ainda, uma outra fase, dependendo da composição química do despejo a ser tratado. Despejos que contenham compostos de enxofre são submetidos à fase de sulfetogênese (redução de sulfato e formação de sulfetos ), conforme descrito a seguir: SULFETOGÊNESE A produção de sulfetos é um processo no qual o sulfato e outros compostos a base de enxofre são utilizados como aceptores de elétrons durante a oxidação de compostos orgânicos. Durante este processo, sulfato, sulfito e outros compostos sulfurados são reduzidos a sulfeto, através da ação de um grupo de bactérias anaeróbias estritas, denominadas bactérias redutoras de sulfato (ou bactérias sulforedutoras). As bactérias sulforedutoras são consideradas um grupo muito versátil de microrganismos, capazes de utilizar uma ampla gama de substratos, incluindo toda a cadeira de ácidos graxos voláteis, diversos ácidos aromáticos, hidrogênio, metanol, etanol, glicerol, açúcares, aminoácidos, e vários compostos fenólicos. As bactérias sulforedutoras dividem-se em dois grandes grupos Bactérias sulforedutoras que oxidam seus substratos de forma incompleta até o acetato e Bactérias sulforedutoras que oxidam seus substratos completamente até o gás carbônico. ( Visser, 1995 e Chernicharo)

2.3.5 – VANTAGENS DOS PROCESSOS ANAERÓBIOS

• Baixa produção de lodo, cerca de 5 a 10 vezes inferior a que ocorre nos processos aeróbios;

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• Não há consumo de energia elétrica, uma vez que dispensa o uso de bombas, aeradores, válvulas solenóides, painéis elétricos etc.

• Baixa demanda de área, reduzindo os custos de implantação;

• Produção de metano, um gás combustível de elevado teor calorífico;

• Possibilidade de preservação da biomassa (colônia de bactérias anaeróbias) , sem alimentação do reator, por vários meses, ou seja, a colônia de bactérias entra em um estágio de endogenia, sendo reativada a partir de novas contribuições. A titulo de exemplo, podemos citar as casas de praia ou de campo que ficam longos períodos sem nenhuma contribuição, e a partir do uso dessas residências, o sistema volta a operar normalmente.

• É importante frisar, que contrariamente ao processo anaeróbio, nos processos aeróbios , onde as bactérias dependem do oxigênio que é injetado através de aeradores, a falta de energia elétrica ou queima de motor, coloca todo o sistema em colapso, uma vez que não havendo oxigênio, perde-se todo o campo biológico (morrem todas as bactérias aeróbias) .

2.3.6 – EXEMPLO DE MICRORGANISMOS

Levedos

Algas

Protozoários

Actinomicetes FIGURA 04 – exemplos de microrganismos

Cianobactérias

Algas

Bactérias FIGURA 05 – exemplos de microrganismos

3.0 – DEMANDA POR SISTEMAS DE TRATAMENTO LOCAL

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É de conhecimento amplo a crise que atravessa o saneamento no Brasil, conforme foi identificado pelas pesquisas realizadas pela ABES e pelo IBGE no final dos anos 80 e inicio dos anos 90. Os dados referentes ao esgotamento sanitário são alarmantes, indicando índices de cobertura da população, por redes coletoras de apenas 30%, e um percentual de municípios que possuem estações de tratamento inferior a 10%. Mesmo nos municípios que se incluem nesta pequena parcela, em geral, as estações de tratamento atendem a apenas uma parte da população, muitas vezes as eficiências são reduzidas e problemas operacionais são freqüentes. (Barros et al., 1995). Diante desse enorme déficit sanitário, aliado ao quadro epidemiológico e ao perfil sócio-econômico das comunidades brasileiras, constata-se a necessidade por sistemas locais e simplificados, de coleta e tratamento dos esgotos. Estes sistemas devem conjugar baixos custos de implantação e operação, simplicidade operacional, índices mínimos de mecanização e sustentabilidade do sistema como um todo. Nesse sentido, as seguintes alternativas, dentre outras, devem ser consideradas: Sistemas individuais de tratamento e disposição de excretas e esgotos, que se separam pelas condições locais: Locais onde existe e não existe água encanada utilizam os seguintes sistemas:

À medida que as comunidades e a concentração humana tornam-se maiores, as soluções individuais para remoção e destino do esgoto doméstico devem dar lugar às soluções de caráter coletivo denominadas sistema de esgotos . 3.1 – SISTEMAS INDIVIDUAIS DE TRATAMENTO 3.1.1 – PRIVADA DE FOSSA SECA

A privada de fossa seca compreende a casinha e a fossa seca escavada no solo, destinada a receber somente os excretas, ou seja, não dispõe de veiculação hídrica. As fezes retidas no interior se decompõem ao longo do tempo pelo processo de digestão anaeróbia. Lugares livres de enchentes e acessíveis aos usuários. Distante de poços e fontes e em cota inferior a esses mananciais, a fim de evitar a contaminação dos mesmos. A distância varia com o tipo de solo e deve ser determinada localmente. Adotar uma distância mínima de segurança, estimada em 15 metros. Para dimensionamento da fossa seca deverá ser levado em consideração o tempo de vida útil da mesma e as técnicas de construção. As dimensões indicadas para a maioria das áreas rurais são as seguintes:

• Abertura circular com 90cm de diâmetro, ou quadrada com 80cm de lado;

• A profundidade varia com as características do solo, o nível de água do lençol freático, etc., recomendando-se valores em torno de 2,50m.

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Figura 03 – corte longitudinal privada com fossa seca

Figura 04 – corte longitudinal privada com fossa seca

Sendo fossa seca é contra-indicado o lançamento de água no seu interior; serão lançados apenas os dejetos e o papel higiênico (papel de limpeza). Entretanto, se ocorrer mau cheiro, recomenda-se empregar pequenas porções de sais alcalinizantes, como sais de sódio, cálcio e potássio, sendo comum o uso de cal ou cinza.Justifica-se essa medida pelo mau cheiro que a excreta desprende em fase da digestão ácida (séptica). No início da digestão, há tendência para o desenvolvimento de bactérias próprias do meio ácido, responsáveis pela produção de compostos voláteis mal cheirosos como ácido sulfídrico e outros. Entretanto, com pH elevado, haverá o desenvolvimento de bactérias responsáveis pela produção de gases inodoros, como metana e gás carbônico. A porta da casinha deve estar sempre fechada e o buraco tampado quando a fossa estiver fora de uso. 3.1.2 – PRIVADA COM FOSSA ESTANQUE

Consta de um tanque destinado a receber os dejetos, diretamente, sem descarga de água, em condições idênticas a privada de fossa seca. a) esta solução é adotada geralmente em: zonas de lençol muito superficial; zonas rochosas ou terrenos muito duros; terrenos facilmente desmoronáveis; lotes de pequenas proporções, onde há perigo de poluição de poços de suprimento de água. O tanque da fossa estanque deverá ter capacidade para armazenar até 1.000 litros de excretas e deve

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ser construído de concreto ou alvenaria, e totalmente impermeabilizado. Para uma família de cinco pessoas, um tanque de 1.000 litros ficará cheio após o período de um ano. Nessa ocasião o tanque será esvaziado por uma tampa atrás da casinha; o material retirado será imediatamente enterrado, não se prestando para adubo.

Figura 6 – Privada com fossa estanque

3.1.3 - PRIVADA COM FOSSA DE FERMENTAÇÃO (TIPO CYNAMON) Consta essencialmente de duas câmaras (tanques) contíguas e independentes destinadas a receber os dejetos, tal qual nas privadas de fossa seca. Apropriada para outros tipos de terrenos desfavoráveis à construção de privada de fossa seca. Para facilitar a compreensão do seu funcionamento, chama-se de I e II as duas câmaras:

• Isolar a câmara II, vedando a respectiva tampa no interior da casinha; • Usar a câmara I, até esgotar a sua capacidade. Para uma família de seis

pessoas, a câmara ficará cheia em um ano, aproximadamente; • Isolar a câmara I, vedando a respectiva tampa. O material acumulado

sofrerá fermentação natural; • Usar a câmara II, até esgotar a sua capacidade. Durante o período de uso, o

material da câmara I terá sido mineralizado; • Retirar o material da câmara I, removendo as respectivas tampas externas

recolocando-as após. Por ocasião da limpeza, é necessário deixar pequena porção de material já fermentado, a fim de auxiliar o reinício da fermentação;

• Isolar a câmara II e usar a câmara I, como anteriormente.

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Figura 7 – Planta e corte transversal privada com fossa de fermentação

Figura 8 – cortes transversal e longitudinal privada com fossa de fermentação 3.1.4 – PRIVADA QUÍMICA É constituída de um tanque cilíndrico, de aço inoxidável, contendo solução de soda cáustica (NaOH), destinado a receber os dejetos procedentes de uma bacia sanitária comum. Esse tanque é removível. Devido ao seu custo elevado, só é aplicável em circunstâncias especiais: acampamentos, colônias de férias, ônibus, aviões, etc. No funcionamento a soda cáustica no interior do cilindro, liquefaz o material sólido e destrói as bactérias, os ovos de helmintos e outros microorganismos. A dosagem recomendada é de 10kg de soda cáustica para 50 litros de água. Periodicamente, o tanque é esvaziado e reabastecido com nova porção de solução química. A OMS recomenda cuidados especiais nos pontos de recepção e esvaziamento, objetivando a saúde coletiva e a dos manipuladores. Devem os locais ter água quente e fria e o esvaziamento ser auxiliado por dispositivos mecânicos evitando o manuseio direto. No Quadro 03 – vantagens e desvantagens dos principais sistemas.

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Quadro 03 – Vantagens e Desvantagens de sistema de T ratamento Individuais onde não possui água

encanada

TIPO DE SISTEMA VANTAGENS DESVANTAGENS

PRIVADA COM FOSSA SECA

• Baixo custo; • .Simples operação e manutenção; • Não consome água; • Risco mínimo à saúde; • Recomendada p/ áreas de baixa e média

densidade • Aplicável a tipos variados de terrenos; • Permite o uso de diversos materiais de

construção.

• Imprópria para áreas de alta densidade;

• Podem poluir o subsolo; • Requer solução para

outras águas servidas.

PRIVADA COM TANQUE ESTANQUE

• Baixo custo; • Fácil construção; • Simples operação e manutenção; • Não consome água; • Mínimo risco à saúde; • Não polui o solo; • A solução poderá ser definitiva.

• Imprópria para áreas de alta densidade;

• Requer soluções para as outras águas servidas.

PRIVADA COM FOSSA DE FERMENTAÃO (TIPO CYNAMON)

• Pode ser adotada em todas as situações idênticas àquelas em que se aplica a fossa seca;

• Pode ser aplicada em locais de lençol de água mais próximo da superfície, porque a profundidade das câmaras é de apenas 1,00m. Em casos mais difíceis, a privada poderá ser elevada do solo;

• Também pode ser aplicada em terrenos rochosos em que a escavação poderá ser mais rasa, ficando as câmaras semi-enterradas;

• Tem duração maior que a fossa seca. A solução é praticamente definitiva;

• Encarecimento é relativamente pequeno em relação à fossa executada em terrenos de idênticas condições; apenas o custo da casinha será um pouco maior;

• Volume de terra a ser escavado é o mesmo;

• A escavação é mais fácil, já que as câmaras são mais rasas;

• Em igualdade de condições de terreno, a quantidade de material usado no revestimento e o trabalho requerido é o mesmo.

• Imprópria para áreas de alta densidade populacional;

• Requer solução para outras águas servidas.

Locais onde existe água encanada utilizam os seguintes sistemas: 3.1.5 – PRIVADA COM VASO SANITÁRIO

Consta de uma bacia especialmente construída para recolher os dejetos e permitir seu afastamento por um sistema de transporte hídrico.

A bacia é dotada de sifão, o qual estabelece um fecho hidráulico que impede o refluxo de gases provenientes da rede de esgotos ou de outras instalações de destino final.

A maioria das bacias tem forma especial com assento. O tipo denominado bacia turca possui pisadores onde o usuário apoia os pés ficando de cócoras.

O vaso sanitário é geralmente construído de louça ou cerâmica esmaltada. Este material é o mais recomendado por ser de fácil limpeza e conservação. Desde que sejam asseguradas boas condições de resistência e facilidade de limpeza, pode-se instalar vasos sanitários rústicos, feitos de cimento e tijolos, barro vidrado ou cimento polido.

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O uso da privada de vaso sanitário exige a instalação de dispositivos para a descarga de água. A solução recomendada é a caixa de descarga, a qual implica na existência de água encanada, é tolerável, nesse caso, dispor de depósito de água dentro da casinha da privada. Haverá sempre à mão uma vasilha, para que com ela a água seja jogada dentro do vaso. Em alguns casos esse dispositivo poderá ser utilizado para que a casinha possa também servir como local de banho. O esgoto doméstico (água residuária de atividade higiênica e/ou de limpeza), deve ser conduzido, preferencialmente, à rede pública de esgoto, quando houver dispositivos de tratamento no final da rede. Não havendo rede pública, o esgoto doméstico poderá ser levado a um tanque séptico ou tanque Imhoff e o efluente, desses tanques, poderá ser conduzido a sumidouro, vala de infiltração ou vala de filtração. Em condições especiais, o esgoto doméstico poderá ser ligado diretamente a um sumidouro ou poço absorvente. 3.2 – SISTEMAS COLETIVOS DE TRATAMENTO Tipos de sistemas a) Sistema unitário

Consiste na coleta de águas pluviais, dos esgotos domésticos e dos despejos industriais em um único coletor. Além da vantagem de permitir a implantação de um único sistema, é vantajoso quando for previsto o lançamento do esgoto bruto, sem inconveniente em um corpo receptor próximo. No dimensionamento do sistema deve ser previstas as precipitações máximas com período de recorrência geralmente entre cinco e dez anos. Como desvantagem, apresenta custo de implantação elevado e problemas de deposições de material nos coletores por ocasião da estiagem. Quanto ao tratamento, o custo de implantação é também elevado tendo em vista que a estação deve ser projetada com capacidade máxima que, no sistema unitário, ocorre durante as chuvas. Outrossim, a operação é prejudicada pela brusca variação da vazão na época das chuvas, afetando do mesmo modo a qualidade do efluente. b) Sistema separador absoluto Neste sistema, o esgoto doméstico e o industrial ficam completamente separados do esgoto pluvial. É o sistema adotado no Brasil. O custo de implantação é menor que o do sistema anterior, em virtude das seguintes razões:

• . As águas pluviais não oferecem o mesmo perigo que o esgoto doméstico, podendo ser encaminhadas aos corpos receptores (rios, lagos, etc.) sem tratamento; este será projetado apenas para o esgoto doméstico;

• Nem todas as ruas de uma cidade necessitam de rede de esgotamento pluvial. De acordo com a declividade das ruas, a própria sarjeta se encarregará do escoamento, reduzindo assim, a extensão da rede pluvial;

• Esgoto doméstico deve ter prioridade, por representar um problema de saúde pública. O diâmetro dos coletores é mais reduzido;

• Nem todo esgoto industrial pode ser encaminhado diretamente ao esgoto sanitário.

• Dependendo de sua natureza e das exigências regulamentares, terá que passar por tratamento prévio ou ser encaminhado à rede própria.

• Sistema misto

A rede é projetada para receber o esgoto sanitário e mais uma parcela das águas pluviais. A coleta dessa parcela varia de um país para outro. Em alguns países colhe-se apenas as águas dos telhados; em outros, um dispositivo colocado nas bocas de

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lobo recolhe as águas das chuvas mínimas e limita a contribuição das chuvas de grande intensidade. 3.2.1 – SISTEMA PÚBLICO CONVENCIONAL Partes do sistema

• Ramal predial: são os ramais que transportam os esgotos das casas até a rede pública de coleta;

• Coletor de esgoto: recebem os esgotos das casas e outras edificações, transportando-os aos coletores tronco;

• Coletor tronco: tubulação da rede coletora que recebe apenas contribuição de esgoto de outros coletores;

• Interceptor: os interceptores correm nos fundos de vale margeando cursos d’água ou canais. São responsáveis pelo transporte dos esgotos gerados na sub-bacia, evitando que os mesmos sejam lançados nos corpos d’água. Geralmente possuem diâmetro maiores que o coletor tronco em função de maior vazão;

• Emissário: são similares aos interceptores, diferenciando apenas por não 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:

1. Início da rede; 2. Nas mudanças de: (direção, declividade, diâmetro ou material), nas

junções e em trechos longos. Nos trechos longos a distância entre PVs deve ser limitada pelo alcance dos equipamentos de desobstrução.

• Elevatória: quando as profundidades das tubulações tornam-se demasiadamente elevadas, quer devido à baixa declividade do terreno, quer devido à necessidade de se transpor uma elevação, torna-se necessário bombear os esgotos para um nível mais elevado. A partir desse ponto, os esgotos podem voltar a fluir por gravidade.

• Estação de Tratamento de Esgotos (ETE): a finalidade da ETE é a de remover os poluentes dos esgotos, os quais viriam causar uma deterioração da qualidade dos cursos d.água. 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.

• Disposição final: após o tratamento, os esgotos podem ser

lançados ao corpo d.água receptor ou, eventualmente, aplicados no

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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. As tubulações que transportam estes esgotos são também denominadas emissário.

Figura 9 – Fluxograma do sistema de tratamento de esgoto público

3.2.1.1 – TECNOLOGIAS PARA TRATAMENTO DE ESGOTOS SA NITÁRIOS

No campo de tecnologias para o tratamento de esgotos sanitários, a escolha entre as diversas alternativas disponíveis é ampla e depende de diversos fatores, dentre eles, podem ser citados:

• Área disponível para implantação da ETE;

• Topografia dos possíveis locais de implantação e das bacias de drenagem e esgotamento sanitário;

• Volumes diários a serem tratados e variações horárias e sazonais da vazão de esgotos;

• Características do corpo receptor de esgotos tratados;

• Disponibilidade e grau de instrução da equipe operacional responsável pelo sistema;

• Disponibilidade e custos operacionais de consumo de energia elétrica;

• Clima e variações de temperatura da região;

• Disponibilidade de locais e/ou sistemas de reaproveitamento e/ou disposição adequados dos resíduos gerados pela ETE.

O tratamento de esgotos pode ser dividido em níveis de acordo com o grau de remoção de poluentes ao qual se deseja atingir.

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O tratamento preliminar destina-se a remoção de sólidos grosseiros em suspensão ( materiais de maiores dimensões e o sólidos decantáveis como areia e gordura). São utilizados apenas mecanismos físicos (gradeamento e sedimentação por gravidade) como método de tratamento. Esta etapa tem a finalidade de proteger as unidades de tratamento subseqüentes e dispositivos de transporte como por exemplo bombas e tubulações, além de proteção dos corpos receptores quanto aos aspectos estéticos. O tratamento primário além dos sólidos sedimentáveis remove também uma pequena parte da matéria orgânica, utilizando-se de mecanismos físicos como método de tratamento. O tratamento secundário , geralmente constituído por reator biológico, remove grande parte da matéria orgânica, podendo remover parcela dos nutrientes como nitrogênio e fósforo. Os reatores biológicos empregados para essa etapa do tratamento reproduzem os fenômenos naturais da estabilização da matéria orgânica que ocorreriam no corpo receptor. O tratamento terciário , nem sempre presente, geralmente constituído de unidade de tratamento físico-químico, tem como finalidade a remoção complementar da matéria orgânica, dos nutrientes, de poluentes específicos e a desinfecção dos esgotos tratados. De acordo com a área, com os recursos financeiros disponíveis e com o grau de eficiência que se deseja obter, um ou outro processo de tratamento pode ser mais adequado. A estimativa de eficiência esperada nos diversos níveis de tratamento incorporados numa ETE pode ser avaliada no Quadro 04.

Quadro 04 – Estimativa da eficiência esperada nos d iversos níveis de tratamento incorporados numa ETE.

Tipo de tratamento

Matéria orgânica

(% remoção de DBO)

Sólidos em suspensão

(% remoção SS)

Nutrientes (% remoção nutrientes)

Bactérias (%

remoção)

Preliminar 5 – 10 5 –20 Não remove 10 – 20

Primário 25 –50 40 –70 Não remove 25 –75

Secundário 80 –95 65 –95 Pode remover 70 – 99

Terciário 40 - 99 80 – 99 Até 99 Até 99,999

Fonte: (CETESB, 1988)

Algumas das principais tecnologias utilizadas para tratamento de esgotos sanitários estão descritas nos itens apresentados nos demais arquivos.

Tecnologias utilizadas

Tratamento Preliminar

• Gradeamento manual e mecanizada, • Peneira estática e rotativas, • Remoção de areia manual e mecanizada, • Remoção de areia com sistema de ar, • Separação de óleo manual e mecanizada, • Equipamentos de separação de água e óleo.

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Tratamento Primário

• Sedimentação, • Flotação, • Equalização.

Tratamento Físico Químico

• Coagulação/Floculação, • Precipitação Química, • Oxidação, e • Neutralização.

Tratamento Secundário (Biológicos)

Anaeróbios:

• Reator Anaeróbio de fluxo ascendente (RAFA), • Digestor híbrido (enchimento plástico aleatório) • Digestor de lodo biológico • Lagoa de fluxo ascendente de alta carga

Aeróbios:

• Lodo ativado convencional (aeração mecanizada), • Lodo ativado aeração prolongada com decantação

interna, • Leito fixo – reator rotativo (Biodisco), • Filtro aerado submerso – enchimento plástico, • Filtro biológico aeróbio de alta taxa, • Lagoas aerada e de establização, • Fitodepuração – Leito filtrante/brita com plantas.

Composição de tecnologias - Sistema Misto:

• RAFA com reator rotativo (Biodisco), • RAFA com filtro aerado submerso, • RAFA com filtro aeróbio de alta taxa, • Digestor híbrido + filtro aerado submerso, • Lagoas anaeróbias, facultativas, aerada, fotossintética.

Tratamento Terciário (avançado)

• Adsorção por carvão ativado, • Troca iônica, • Osmose reversa, • Eletrodiálise, • Remoção de nutrientes (Nitrificação/Desnitrificação),

Tratamento de Lodos

• Leito de secagem, • Centrifugação, • Filtros prensa, • Filtros à Vácuo, • Digestão Aeróbia, • Digestão Anaeróbia, • Incineração, e • Disposição no solo.

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3.2.1.2 – DISPOSITIVOS DE TRATAMENTO 3.2.1.2.1 – TRATAMENTO PRELIMINAR Gradeamento: com o objetivo da remoção de sólidos grosseiros capazes de causar entupimentos e aspecto desagradável nas unidades do sistema de tratamento são utilizadas grades mecânicas ou de limpeza manual. O espaçamento entre as barras varia normalmente entre 0,5 e 2 cm.

Desarenador: retirada de sólidos decantáveis (areia), com isso impede que estes resíduos causem problemas principalmente de asssoreamento das unidades de tratamento a jusante de sua instalação, podem ser retangulares ou circulares como o exemplo abaixo:

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LEGENDA: 1) Descarga 2) Lavador de areia 3) Conjunto de acionamento 4) Conjunto de acionamento central 5) Guarda corpo 6) Passadiço 7) Removedor mecanizado 8) Rosca transportadora 9) Defletor regulável 10) Mancal de fundo

3.2.1.2.2 – TRATAMENTO PRIMÁRIO DECANTADORES O processo de sedimentação é uma das etapas de clarificação, devendo ser aplicado conforme as características de cada efluente e do processo de tratamento. No caso dos processos que gerem lodos orgânicos deve-se evitar a permanência exagerada desses no fundo dos decantadores para reduzir a sua anaerobiose e a conseqüente formação de gases que causam a flutuação de aglomerados de lodos. Isto pode ocorrer por simples anaerobiose com a formação de metano e gás carbônico e pela desnitrificação com a redução dos íons nitratos a gás nitrogênio. Pode ocorrer também a formação de gás sulfídrico pela redução do íon sulfato.

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A sedimentação é um processo físico, logo se deve evitar nos decantadores as condições para ocorrência da atividade microbiana. Nos casos de lodos originados nos processos químicos ou com efluentes originados em processos industriais inorgânicos pode-se admitir um tempo de retenção maior dos lodos no fundo dos decantadores. Os decantadores apresentam diversas formas construtivas e de remoção de lodo, com ou sem mecanização. Os decantadores podem ser circulares ou retangulares, com limpeza de fundo por pressão hidrostática ou com remoção de lodo mecanizada por raspagem ou sucção. No caso da presença de escumas (materiais flutuantes), é necessário um removedor de escuma. Como qualquer outra unidade de tratamento os tanques de decantação são projetados para um equipamento específico ou sistema de limpeza, não sendo viáveis alterações posteriores ao projeto.

Decantador circular com raspador de Lodo

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3.2.1.2.3 – TRATAMENTO SECUNDÁRIO LAGOAS DE ESTABILIZAÇÃO

São unidades que retêm os esgotos por um período de tempo suficiente para que seja estabilizada a matéria orgânica por processos biológicos, portanto naturais, principalmente pela ação de algas e bactérias. As lagoas de estabilização podem ser facultativas, anaeróbias, aeróbias ou de maturação. A associação dos vários modelos, em série, ou a utilização de lagoas como pós-tratamento de outros sistemas é muito vantajosa e altamente eficiente em termos de redução de carga orgânica poluente. A operação das lagoas de estabilização, apesar de simples, não deve ser negligenciada. Existem procedimentos de operação e manutenção que devem ser executados dentro de uma determinada rotina, sem a qual ocorrerão problemas ambientais e redução na eficiência do tratamento. As lagoas de estabilização são consideradas como uma das técnicas mais simples de tratamento de esgotos. Dependendo da área disponível, topografia do terreno e grau de eficiência desejado, podem ser empregados os seguintes tipos de sistemas de lagoas de estabilização:

• Lagoas facultativas • Sistema de lagoas anaeróbias seguidas por lagoas facultativas (Sistema

Australiano) • Lagoas aeradas facultativas • Sistema de lagoas aeradas de mistura completa seguida por lagoas de

decantação

Um outro tipo de lagoa empregada no tratamento de esgoto é a lagoa de maturação. Porém esta tem como objetivo a remoção de patogênicos ao contrário das demais citadas que são destinadas a remoção de matéria orgânica. As principais vantagens de um sistema de lagoas são: a facilidade de construção, operação e manutenção e respectivos custos reduzidos, além da sua satisfatória resistência a variações de carga. Uma grande desvantagem é a necessidade de grandes áreas para a construção. (SPERLING,1996)

LAGOAS FACULTATIVAS

O processo de tratamento por lagoas facultativas é muito simples e constitui-se unicamente por processos naturais. Estes podem ocorrer em três zonas da lagoa: zona anaeróbia, zona aeróbia e zona facultativa.

O efluente entra por uma extremidade da lagoa e sai pela outra. Durante este caminho, que pode demorar vários dias, o esgoto sofre os processos que irão resultar em sua purificação. Após a entrada do efluente na lagoa, a matéria orgânica em suspensão (DBO particulada) começa a sedimentar formando o lodo de fundo. Este sofre tratamento anaeróbio na zona anaeróbia da lagoa. Já a matéria orgânica dissolvida (DBO solúvel) e a em suspensão de pequenas dimensões (DBO finamente particulada) permanecem dispersas na massa líquida. Estas sofrerão tratamento aeróbio nas zonas mais superficiais da lagoa (zona aeróbia). Nesta zona há necessidade da presença de oxigênio. Este é fornecido por trocas gasosas da superfície líquida com a atmosfera e pela fotossíntese realizada pelas algas presentes, fundamentais ao processo. Para isso há necessidade de suficiente iluminação solar, portanto, estas lagoas devem ser implantadas em lugares de baixa nebulosidade e grande radiação solar. Na zona aeróbia há um equilíbrio entre o consumo e a produção de oxigênio e gás carbônico. Enquanto as bactérias produzem gás carbônico e consomem oxigênio através da respiração, as algas produzem oxigênio e consomem gás carbônico na realização da fotossíntese. As reações são praticamente as mesmas com direções opostas:

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Fotossíntese:

CO2 + H2O + Energia Solar ==> Matéria Orgânica + O2

Respiração:

Matéria Orgânica + O2 ==> CO2 + H2O +Energia

À medida que se afasta da superfície da lagoa a concentração de oxigênio diminui devido a menor ocorrência da fotossíntese. Também durante a noite não há realização de fotossíntese, enquanto que a respiração continua ocorrendo. Esta zona, onde pode ocorrer ausência ou presença de oxigênio é denominada zona facultativa. Nela a estabilização de matéria orgânica ocorre por meio de bactérias facultativas, que podem sobreviver tanto na ausência quanto na presença de oxigênio. As lagoas facultativas dependem da fotossíntese para a produção de oxigênio, como já foi dito anteriormente. Desta forma, a eficiência desse tipo de sistema de tratamento depende da disponibilidade de grandes áreas para que a exposição à luz solar seja adequada, podendo a chegar a valores de 70 a 90 % de remoção de DBO. Como a atividade fundamental do processo consiste no desenvolvimento das algas e estas da presença de luz, as profundidades das lagoas restringem-se a valores variáveis entre 1,5 e 2,0 m, porém, com volumes elevados, de forma a permitir a manutenção de grandes períodos de detenção, em geral de 15 a 20 dias.

LAGOAS DE SEDIMENTAÇÃO São unidades que retêm os sólidos, promovendo a sua estabilização anaeróbia no fundo da lagoa, de modo a se obter um efluente final com baixos teores de DBO e de sólidos em suspensão. Funcionam praticamente como um decantador onde não existe remoção contínua do lodo sedimentado.

SISTEMAS DE LAGOAS ANAERÓBIAS SEGUIDAS POR LAGOAS FACULTATIVAS (SISTEMA AUSTRALIANO)

Este sistema de tratamento de esgoto constituído por lagoas anaeróbias seguidas por lagoas facultativas, também conhecidas como sistema australiano.

As lagoas anaeróbias é normalmente profunda, variando entre 4 a 5 metros. A profundidade tem a finalidade de impedir que o oxigênio produzido pela camada superficial seja transmitido às camadas inferiores. Para garantir as condições de anaerobiose é lançada uma grande quantidade de efluente por unidade de volume da lagoa. Com isto o consumo de oxigênio será superior ao reposto pelas camadas

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superficiais. Como a superfície da lagoa é pequena comparada com sua profundidade, o oxigênio produzido pelas algas e o proveniente da reaeração atmosférica são considerados desprezíveis. No processo anaeróbio a decomposição da matéria orgânica gera subprodutos de alto poder energético (biogás) e, desta forma, a disponibilidade de energia para a reprodução e metabolismo das bactérias é menor que no processo aeróbio.

A eficiência de remoção de DBO por uma lagoa anaeróbia é da ordem de 50% a 60%. Como a DBO efluente é ainda elevada, existe a necessidade de uma outra unidade de tratamento. Neste caso esta unidade constitui-se de uma lagoa facultativa, porém esta necessitará de uma área menor devido ao pré-tratamento do esgoto na lagoa anaeróbia. O sistema lagoa anaeróbia + lagoa facultativa representa uma economia de cerca de 1/3 da área ocupada por uma lagoa facultativa trabalhando como unidade única para tratar à mesma quantidade de esgoto. Devido à presença da lagoa anaeróbia, maus odores, provenientes da liberação de gás sulfídrico, podem ocorrer como conseqüência de problemas operacionais. Por este motivo este sistema deve ser localizado em áreas afastadas, longe de bairros residenciais. (SPERLING,1996) . LAGOAS AERADAS FACULTATIVAS

A principal diferença entre este tipo de sistema e uma lagoa facultativa convencional é que o oxigênio, ao invés de ser produzido por fotossíntese realizada pelas algas, é fornecido por aeradores mecânicos. Estes constituem-se de equipamentos providos de turbinas rotativas de eixo vertical que causam um grande turbilhonamento na água através de rotação em grande velocidade. O turbilhonamento da água facilita a penetração e dissolução do oxigênio. Tendo em vista a maior introdução de oxigênio na massa líquida do que é possível numa lagoa facultativa convencional, há uma redução significativa no volume necessário para esse tipo de sistema, sendo suficiente um tempo de detenção hidráulica variando entre 5 a 10 dias, e como conseqüência, o requisito de área é menor.

O grau de energia introduzido na lagoa através dos aeradores é suficiente apenas para a obtenção de oxigênio, porém não é suficiente para a manutenção dos sólidos em suspensão e bactérias dispersos na massa líquida. Portanto ocorre sedimentação da matéria orgânica formando o lodo de fundo que será estabilizado anaerobiamente como em uma lagoa facultativa convencional.

A lagoa aerada pode ser utilizada quando se deseja um sistema predominantemente aeróbio e a disponibilidade de área é insuficiente para a instalação de uma lagoa facultativa convencional. Devido à introdução de equipamentos eletro-mecânico a complexidade e manutenção operacional do sistema é aumentada, além da necessidade de consumo de energia elétrica. A lagoa aerada pode também ser uma solução para lagoas facultativas que operam de forma saturada e não possuem área suficiente para sua expansão. (SPERLING,1996)

SISTEMAS DE LAGOAS AERADAS DE MISTURA COMPLETA SEGU IDAS POR LAGOAS DE SEDIMENTAÇÃO

O grau de energia introduzido é suficiente para garantir a oxigenação da lagoa e manter os sólidos em suspensão e a biomassa dispersos na massa líquida. Devido a isto, o efluente que sai de uma lagoa aerada de mistura completa, possui uma grande quantidade de sólidos suspensos e não é adequado para ser lançado diretamente no corpo receptor. Para que ocorra a sedimentação e estabilização destes sólidos é necessária à inclusão de unidade de tratamento complementar, que neste caso são as lagoas de decantação.

O tempo de detenção nas lagoas aeradas é da ordem de 2 a 4 dias e nas lagoas de decantação da ordem de 2 dias. O acumulo de lodo nas lagoas de decantação é baixo e sua remoção geralmente é feita com intervalos de 1 a 5 anos. Este sistema ocupa uma menor área que outros sistemas compostos por lagoas. Os requisitos energéticos são maiores que os exigidos por outros sistemas compostos por lagoas. (SPERLING,1996)

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LAGOAS DE MATURAÇÃO

São lagoas de menor profundidade, onde a penetração da radiação solar ultravioleta e as condições ambientais desfavoráveis causam uma elevada mortandade dos patogênicos. Servem para receber o efluente de outros processos de tratamento, para melhorar a qualidade do mesmo. Removem organismos patogênicos, sólidos em suspensão.Esta é uma alternativa mais barata a outros métodos como, por exemplo, a desinfecção por cloração. (SPERLING,1996). FILTROS BIOLÓGICOS

O filtro biológico é constituído de um leito que pode ser de pedras, ripas ou material sintético. O efluente é lançado sobre este por meio de braços rotativos e percola através das pedras (ou outro material) formando sobre estas uma película de bactérias. O esgoto passa rapidamente pelo leito em direção ao dreno de fundo, porém a película de bactérias absorve uma quantidade de matéria orgânica e faz sua digestão mais lentamente. É considerado um processo aeróbio uma vez que o ar pode circular entre os vazios do material que constitui o leito fornecendo oxigênio para as bactérias. Quando a película de bactérias fica muito espessa, os vazios diminuem de dimensões e a velocidade com que o efluente passa aumenta, devido a isso surgem forças cisalhantes que fazem com que a película se desgarre do material. Os filtros podem ser:

• Filtros Biológicos de Baixa Carga • Filtros Biológicos de Alta Carga

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FILTROS BIOLÓGICOS DE BAIXA CARGA

Neste sistema, como a carga de DBO aplicada é baixa, o lodo sai parcialmente estabilizado devido ao consumo da matéria orgânica presente nas células das bactérias em seus processos metabólicos por causa da escassez de alimento. Tem eficiência comparável ao sistema de lodos ativados convencional. Ocupa uma maior área e possui uma menor capacidade de adaptação as variações do efluente, porém consome menos energia e é mais simples operacionalmente. (SPERLING, 1995)

FILTROS BIOLÓGICO DE ALTA CARGA

Este sistema é menos eficiente que o sistema de filtros biológicos de baixa carga e o lodo não sai estabilizado. A área ocupada é menor e a carga de DBO aplicada é maior. Há uma recirculação do efluente para que mantenha os braços distribuidores funcionando durante a noite, quando a vazão é menor e, evitando assim que leito seque. Com isto há também um novo contato das bactérias com a matéria orgânica melhorando a eficiência. Uma outra forma de aumentar a eficiência é colocando filtros biológicos em série. Há diferentes formas de combinar os filtros e a recirculação de efluentes. (SPERLING,1995)

REATOR ANAERÓBIO DE MANTA DE LODO (REATOR ANAERÓBIO DE FLUXO

ASCENDENTE - RAFA OU UASB) O RAFA é uma unidade de tratamento que promove a decomposição da matéria orgânica afluente nos esgotos sanitários pela ação de bactérias anaeróbias contidas no manto de lodo formado no fundo do reator. Ao passar pelo equipamento, a carga orgânica é consumida pelos microrganismos, gerando gás metano, lodo e água. As fases líquida, sólida e gasosa fluem pelo separador trifásico. Nessa etapa, o efluente líquido é encaminhado ao corpo receptor, os gases exalados podem ser queimados, ou não, dependendo do porte do empreendimento, e o lodo retorna ao fundo do reator. Usualmente esse processo é complementado numa unidade de pós-tratamento. No reator a biomassa cresce dispersa no meio formando pequenos grânulos. A concentração de bactérias é bastante elevada formando uma manta de lodo. O efluente entra em baixo do reator e possui fluxo ascendente. No topo do reator há uma estrutura cônica ou piramidal. Esta possibilita a separação dos gases resultantes do processo anaeróbio (gás carbônico e metano) da biomassa, que sedimenta no cone sendo devolvida ao reator, e do efluente. A área deste sistema é bastante reduzida devido à alta concentração das bactérias. A produção de lodo é baixa e este já sai estabilizado. Os maus odores podem ser evitados com um projeto adequado. (SPERLING,1995)

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NOMENCLATURA DE REATORES ANAERÓBIOS

A denominação de alguns tipos de reatores no Brasil, notadamente os de manta de lodo, é sem dúvida bastante confusa. Esses reatores, que na sua versão mais aperfeiçoada tiveram sua origem na Holanda, na década de setenta, após trabalhos desenvolvidos pela equipe do Prof. Gatze Lettinga, na Universidade de Wageningen, foram denominados de reatores.

UASB – UPFLOW ANAEROBIC SLUDGE BLANKET REATORS Na tradução para o português, os mesmos deveriam ser denominados REATORES ANAERÓBIOS DE FLUXO ASCENDENTE e MANTA DE LODO. No Brasil têm sido divulgadas novas terminologias para a identificação desse tipo de reator, sendo que pelo menos cinco siglas são de uso freqüente em nosso meio, cada qual com suas características específicas:

• RAMA – REATOR ASCENDENTE DE MANTA ANAERÓBIA; • DAFA – DIGESTOR ANAERÓBIO DE FLUXO ASCENDENTE; • RAFA – REATOR ANAERÓBIO DE FLUXO ASCENDENTE; • RALF – REATOR ANAERÓBIO DE LEITO FLUIDIFICADO; • UASBALL – REATOR ANAERÓBIO DE FLUXO ASCENDENTE ATRA VÉS

DE LEITO DE LODO. Entende-se que estas siglas, em geral, apresentam impropriedades, além de não contribuírem para a difusão dessa modalidade de tratamento, nem para harmonização de reatores anaeróbios. Da mesma forma, alguns processos de tratamento que são de longa data conhecidos no Brasil, conservam seus nomes originais, traduzidos ou não, como é o caso do processo de lodos ativados ( activated sludge process ) ou processo UCT – University of Cape Town Process. LODOS ATIVADOS É feito em tanque de concreto, diferente das lagoas de estabilização. O processo é aeróbio e a aeração garante o suprimento de oxigênio e a homogeneização da massa líquida do tanque. A matéria orgânica é removida por bactérias que crescem dispersas no tanque. A biomassa (bactérias) sedimenta em um decantador final (decantador secundário), permitindo que o efluente saia clarificado para o corpo receptor. Parte do lodo sedimentado no fundo do decantador secundário volta, por bombeamento, ao tanque de aeração, aumentando a eficiência do sistema.

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ESCOAMENTO SUPERFICIAL Sistema de tratamento que ocorre por meio de processo biológico no qual o esgoto lançado na parte alta do solo percorre toda a extensão do terreno, criando condições para o desenvolvimento de uma microfauna que promove a remoção da matéria orgânica e a retenção dos sólidos em suspensão. Durante a percolação, uma parte do esgoto evaporasse, outra infiltra-se no solo, e a restante é coletada em canais situados na parte inferior do terreno.

3.2.1.2.4 – TRATAMENTO DE LODO GERADO (RESIDUO SOLI DO) Todos os sistemas de tratamento de esgotos geram algum subproduto sólido, como material gradeado e areia, removidos no tratamento preliminar. No entanto, o principal subproduto do tratamento é o lodo, que precisa ser retirado do sistema e tratado, para posteriormente ser disposto em valas na área da ETE, com recobrimento, ou em aterro sanitário licenciado. Todos os sistemas de tratamento geram esse resíduo, mas em alguns deles o lodo fica acumulado na própria unidade de tratamento, e não precisa ser removido dentro de um longo prazo de operação da estação. No caso de serem armazenados temporariamente em caçambas, o material gradeado e os sobrenadantes retirados das unidades devem ser cobertos com cal, de modo que seja minimizada a geração de odores e insetos. A freqüência de remoção do lodo varia de acordo com o tipo de sistema, como indica o quadro abaixo. É importante ressaltar que a freqüência indicada refere-se a um valor aproximado, devido às condições ambientais e operacionais do sistema.

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O tratamento e a disposição final do lodo nos sistemas com remoção freqüente são partes integrantes e fundamentais do processo de tratamento dos esgotos. Ampla atenção deve ser dada à questão. O tratamento do lodo tem como objetivo reduzir o volume (através da redução da umidade) e o teor de matéria orgânica (pela estabilização do lodo). Usualmente, o tratamento do lodo inclui uma ou mais das seguintes etapas:

• Adensamento: redução de umidade (lodo ainda líquido);

• Estabilização: redução de matéria orgânica;

• Desidratação: redução adicional de umidade (lodo sólido). ADENSADOR POR GRAVIDADE Unidade que visa aumentar a concentração de lodo pelo processo de sedimentação da matéria em suspensão, utilizando-se apenas mecanismos físicos. ROTINA DE OPERAÇÃO:

• Observar se o retorno do sobrenadante apresenta característica límpida - sem lodo;

• Adequar a freqüência de descarte do lodo concentrado para o sistema de desidratação, conforme a saturação da unidade.

LEITO DE SECAGEM Os leitos de secagem são unidades de tratamento, geralmente em forma de tanques retangulares, projetados e construídos de modo a receber o lodo dos digestores, ou unidades de oxidação total, onde se processa a redução da unidade com a drenagem e evaporação da água liberada durante o período de secagem. Podem ser caracterizados pelas seguintes partes:

• Tanques de armazenamento; • Camada drenante; • Cobertura.

Os leitos de secagem podem ser construídos ao ar livre ou cobertos. Nos países tropicais não se justifica o uso de cobertura nos mesmos. Esta concepção torna o processo bastante oneroso.

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Quando os leitos de secagem são cobertos geralmente nos países com grande precipitação de neve adotam-se telhas transparentes, idênticas às utilizadas em estufas de plantas. Funcionamento dos leitos de secagem

O funcionamento dos leitos de secagem é um processo natural de perda de umidade que se desenvolve devido aos seguintes fenômenos:

• Liberação dos gases dissolvidos ao serem transferidos do digestor (pressão elevada) e submetidos à pressão atmosférica nos leitos de secagem;

• Liquefação graças à diferença de peso específico aparente do lodo digerido e da água;

• Evaporação natural da água em virtude de contato íntimo com a atmosfera;

• Evaporação em virtude do poder calorífico do lodo.

O lodo em condições normais de secagem poderá ser removido do leito de secagem depois de um período, que varia de 20 a 40 dias, cuja umidade atinge valores de 60% a 70%. Em experiências realizadas na estação e tratamento de esgoto da Penha, RJ, o lodo lançado no leito de secagem com umidade média de 95% atinge valores de 50% depois de 20 dias de secagem em condições ótimas.

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3.2.1.2.5 – PROCESSOS DE DESIDRATAÇÃO LODO Geralmente são utilizados vários de processos de desidratação do lodo gerado pelas unidades de tratamento que podem ser natural ou mecânico, dentre eles podemos citar: Secagem natural Pode ser obtida em lagoas de lodo ou em leitos de secagem. Nos dois casos a secagem é obtida por três fatores: ação dos ventos; temperaturas altas; insolação direta. A ação dos ventos é o fator mais importante para a secagem do lodo. As temperaturas mais altas favorecem a formação de vapores de água, acelerando a secagem. A insolação direta favorece não só o aumento da temperatura do lodo como também os raios solares promovem a degradação dos lodos e a redução de microorganismos. Lagoas de lodo A secagem do lodo nas lagoas ocorre de forma lenta, pois normalmente o descarte de lodo é realizado de forma sobreposta. Nestas lagoas ocorre anaerobiose nas camadas inferiores e a presença de algas na camada superior. Nas lagoas de lodo ocorre o processo de secagem natural por fatores climáticos, bem como pela redução do volume por biodegradação. Prensa desaguadora contínua - "belt press " A prensa desaguadora é um equipamento atualmente de custo relativo inferior aos dos outros sistemas mecânicos de secagem. Para sua operação é necessário o condicionamento de lodo, iniciando pelo adensamento, sendo necessária a adição de polieletrólito para a desestabilização dos colóides e a formação de grumos. O teor de sólidos a ser atingido depende das características do lodo, mas normalmente varia na faixa de 15 a 30%. A desvantagem em relação aos outros processos mecanizados é o maior consumo de água, necessário para a lavagem das telas.

Centrifugação O decanter-centrifuga pressupõe também o condicionamento do lodo, sendo necessária a adição de polieletrólito para desestabilização dos colóides e a formação de grumos. Os teores de sólidos no lodo seco variam na faixa de 15 a 30%. No fim de cada ciclo de operação o decanter-centrífuga deve ser lavado.

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Filtro-Prensa O Filtro-Prensa opera em diversas pressões sendo utilizados diversos tipos de tecidos ou telas. Se forem possíveis a sua reutilização os filtros ou telas filtrantes são de tecido e no caso de serem descartáveis são de papel. A seleção dos tecidos ou papel é realizada através de testes em filtros piloto e no caso de lodos com características conhecidas, pelos catálogos dos fabricantes. A desvantagem do filtro-prensa é que o sistema é descontínuo, ou seja, a cada ciclo de operação, o sistema deve ser desligado para a remoção das tortas de lodo. As operações de desmoldagem e remoção das tortas podem ser automatizadas. O lodo seco é o que normalmente apresenta o maior teor de sólidos entre os processos mecanizados (aproximadamente 50 %).

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FLUXOGRAMA DE TRATAMENTO DE EFLUENTES DOMÉSTICOS

3.2.2 – SISTEMA CONDOMINAL O sistema condominial de esgotos é uma solução eficiente e econômica para esgotamento sanitário desenvolvida no Brasil na década de 1980. Este modelo se apóia, fundamentalmente, na combinação da participação comunitária com a tecnologia apropriada. Esse sistema proporciona uma economia de até 65% em relação ao sistema convencional de esgotamento, graças às menores extensão e profundidade da rede coletora e à concepção de microssistemas descentralizados de tratamento. O nome Sistema Condominial é em função de se agregar o quarteirão urbano com a participação comunitária, formando o condomínio, semelhante ao que ocorre num edifício de apartamentos (vertical); dele se distingue, todavia, por ser informal quanto à sua organização e por ser horizontal do ponto de vista físico. Desse modo, a rede coletora básica ou pública apenas tangência o quarteirão-condomínio ao invés de circundá-lo como no sistema convencional. As edificações são conectadas a essa rede pública por meio de ligação coletiva ao nível do condomínio (Ramal condominial), cuja localização, manutenção e, às vezes, a execução são acordadas coletivamente, no âmbito de cada condomínio e com o prestador do serviço, a partir de um esquema de divisão de responsabilidade entre a comunidade interessada e o poder público. 3.2.2.1 – PARTES DO SISTEMA

• Ramal condominial: rede coletora que reúne os efluentes das casas que compõem um condomínio e pode ser:

� De passeio: quando o ramal condominial passa fora do lote, no passeio em

frente a este a aproximadamente 0,70m de distância do muro; � .De fundo de Lote: quando o ramal condominial passa por dentro do lote,

no fundo deste. Esta é a alternativa de menor custo pois desta maneira é possível esgotar todas as faces de um conjunto com o mesmo ramal;

� De jardim: quando o ramal condominial passar dentro do lote, porém na frente do mesmo.

• Rede Básica: rede coletora que reúne os efluentes da última caixa de

inspeção de cada condomínio, passando pelo passeio ou pela rua;

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• Unidade de Tratamento: a cada microssistema corresponde uma estação para tratamento dos esgotos, que pode ser o tanque séptico com filtro anaeróbio.

• Lagoa de estabilização; • Aplicação no solo; • Tanque séptico + filtro biológico anaeróbio; • Reator anaeróbio de fluxo ascendente.

No que se refere aos sistemas coletivos de tratamento de esgotos, embora existam outras alternativas, que possam ser utilizadas, entende-se que, atualmente, no Brasil, as quatro relacionadas acima encontram uma maior aplicabilidade. De um modo geral, todas as quatro atendem, em maior ou menor grau, aos principais requisitos que devem ser observados num estudo técnico - econômico de escolha de alternativas (adaptado de Von Sperling, 1995 e Lettinga 1995):

• Baixo custo de implantação;

• Elevada sustentabilidade do sistema. Pouca dependência de fornecimento de energia, peças e equipamentos de reposição;

• Simplicidade operacional, de manutenção e de controle (operadores e engenheiros altamente especializados);

• Baixos custos operacionais;

• Adequada eficiência na remoção das diversas categorias de poluentes ( Matéria orgânica biodegradável, sólidos suspensos, nutrientes e patogênicos) ;

• Pouco ou nenhum problema com a disposição do lodo gerado na estação;

• Baixos requisitos de área;

• Existência de flexibilidade em relação, às expansões futuras e ao aumento de eficiência;

• Possibilidade de aplicação em pequena escala ( sistemas descentralizados ) com pouca dependência da existência de grandes interceptores;

• Fluxograma simplificado de tratamento ( poucas unidades integrando a estação);

• Elevada vida útil;

• Ausência de problemas que causem transtorno à população vizinha;

• Possibilidade de recuperação de subprodutos úteis, visando sua aplicação na irrigação e na fertilização de culturas agrícolas;

• Existência de experiência prática. 3.2.3 - OUTROS TIPOS DE TRATAMENTO 3.2.3.1 – TANQUE SÉPTICO

Os registros de caráter históricos apontam como inventor do tanque séptico

.Jean Louis Mouras. que, em 1860, construiu, na França, um tanque de alvenaria, onde passava os esgotos, restos de comida e águas pluviais, antes de ir para o sumidouro. Este tanque, fora aberto 12 anos mais tarde e não apresentava acumulada a quantidade de sólidos que foi previamente estimada em função da redução apresentada no efluente líquido do tanque. Os tanques sépticos são câmaras fechadas com a finalidade de deter os despejos domésticos, por um período de tempo estabelecido, de modo a permitir a decantação dos sólidos e retenção do material graxo contido nos esgotos transformando-os bioquimicamente, em substâncias e compostos mais simples e

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estáveis. Supondo-se uma vazão do esgoto de 150 l/dia o tanque séptico poderá ser empregado para tratamento a nível primário de até, um máximo de 500 habitantes. Economicamente o tanque séptico é recomendado para até 100 habitantes. Esse sistema requer que as residências disponham de suprimento de água. Funcionamento a) retenção: o esgoto é detido na fossa por um período racionalmente estabelecido, que pode variar de 12 a 24 horas, dependendo das contribuições afluentes, (tabela 13); b) decantação: simultaneamente à fase de retenção, processa-se uma sedimentação de 60% a 70% dos sólidos em suspensão contidos nos esgotos, formando-se o lodo. Parte dos sólidos não decantados, formados por óleos, graxas, gorduras e outros materiais misturados com gases é retida na superfície livre do líquido, no interior do tanque séptico, denominados de escuma; c) digestão: tanto o lodo como a escuma são atacados por bactérias anaeróbias, provocando uma destruição total ou parcial de organismos patogênicos; d) redução de volume: da digestão, resultam gases, líquidos e acentuada redução de volume dos sólidos retidos e digeridos, que adquirem características estáveis capazes de permitir que o efluente líquido do tanque séptico possa ser lançado em melhores condições de segurança do que as do esgoto bruto.

O tanque séptico é projetado para receber todos os despejos domésticos (de cozinhas, lavanderias domiciliares, lavatórios, vasos sanitários, bidês, banheiros, chuveiros, mictórios, ralos de piso de compartimento interior, etc.). É recomendada a instalação de caixa de gordura na canalização que conduz despejos das cozinhas para o tanque séptico. São vetados os lançamentos de qualquer despejo que possam causar condições adversas ao bom funcionamento dos tanques sépticos ou que apresentam um elevado índice de contaminação. a) caixa de gordura

As águas servidas, destinadas aos tanques sépticos e ramais condominiais, devem passar por uma caixa especialmente construída com a finalidade de reter as gorduras. Essa medida tem por objetivo prevenir a colmatação dos sumidouros e obstrução dos ramais condominiais.

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Disposição do efluente líquido dos tanques sépticos

O efluente líquido é potencialmente contaminado, com odores e aspectos desagradáveis, exigindo, por estas razões, uma solução eficiente de sua disposição. Entre os processos eficientes e econômicos de disposição do efluente líquido das fossas têm sido adotados os seguintes tipos:

• Diluição (corpos d’água receptores): para o tanque séptico a proporção é de 1:300;

• Sumidouro; • Vala de infiltração e filtração; • Filtro de areia; • Filtro anaeróbio.

A escolha do processo a ser adotado deve considerar os seguintes fatores:

• Natureza e utilização do solo; • Profundidade do lençol freático; • Grau de permeabilidade do solo; • Utilização e localização da fonte de água de subsolo utilizada para consumo

humano; • Volume e taxa de renovação das águas de superfície.

Disposição do lodo e escuma A parte sólida retida nas fossas sépticas (lodo) deverá ser renovada periodicamente, de acordo com o período de armazenamento estabelecido no cálculo destas unidades. A falta de limpeza no período fixado acarretará diminuição acentuada da sua eficiência. Pequeno número de tanques sépticos instalados e de pouca capacidade não apresentam problemas para a disposição do lodo. Nestes casos, o lançamento no solo, a uma profundidade mínima de 0,60m, poderá ser uma solução, desde que o local escolhido não crie um problema sanitário. Quando o número de tanque séptico for bastante grande ou a unidade utilizada é de grande capacidade, o lodo não poderá ser lançado no solo, mas sim encaminhado para um leito de secagem. Não é admissível, o lançamento de lodo e escuma removidos dos tanques sépticos, nos corpos de água ou galerias de águas pluviais. Eficiência

A eficiência do tanque séptico é normalmente expressa em função dos parâmetros comumente adotados nos diversos processos de tratamento. Os mais usados são: sólidos em suspensão e Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO). As

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quantidades de cloretos, nitrogênio amoniacal, material graxo e outras substâncias podem interessar em casos particulares, quadro 14. a) sólidos em suspensão

O tanque séptico, projetado e operado racionalmente, poderá obter redução de

sólidos em suspensão em torno de 60%. b) demanda bioquímica de Oxigênio (DBO)

A remoção de DBO poderá ser da ordem de:

• Vazão em torno de 2.000l/dia - 35% a 61%; • Vazão em torno de 1.000l/dia - 49% a 60%.

c) influência de outras substâncias

Os esgotos contendo sabões nas proporções normalmente utilizadas, de 20mg/l a 25mg/l, não prejudicam o sistema. No entanto, sob nenhum propósito deverá ser lançado, nos tanques, soluções de soda cáustica, que além da interferência em sua eficiência, provocará a colmatação dos solos argilosos. Estudos realizados demonstraram não haver qualquer evidência de que os detergentes usualmente utilizados nas residências, nas proporções em que normalmente encontradas nos esgotos, possam ser nocivos para o funcionamento dos tanques sépticos.

Eficiência das unidades de tratamento Eficiência na remoção de DBO

Tanque séptico de câmara única ou de câmaras sobrepostas.

30% a 50%

Tanque séptico de câmaras em série. 35% a 65% Valas de filtração. 75% a 95% Filtro anaeróbio. 70% a 90%

3.2.3.2 – FILTRO ANAEROBICO

Aparentemente nova, a solução é considerada uma das mais antigas e surgiu simultaneamente à evolução dos filtros biológicos convencionais. É importante no entanto informar que a aplicação racional dos filtros anaeróbios teve maior divulgação a partir das experiências realizados nos Estados Unidos da América , por Perry L. Mc Carty em 1963, 1966 e 1969. No Brasil a escola de engenharia de São Carlos, da Universidade de São Paulo, confirmou em 1977 a eficiência do filtro, já obtida por Mc Carty, realizando experiências em unidades pilotos.

O filtro anaeróbio (formado por um leito de brita nº 4 ou nº 5) está contido em um tanque de forma cilíndrica ou retangular, que pode ser com fundo falso para permitir o escoamento ascendente de efluente do tanque séptico ou sem fundo falso, mas totalmente cheio de britas.

O filtro anaeróbio é um processo de tratamento apropriado para o efluente do tanque séptico, por apresentar resíduos de carga orgânica relativamente baixa e concentração pequena de sólidos em suspensão. As britas nº 4 ou nº 5, reterão em sua superfície as bactérias anaeróbias (criando um campo de microorganismo), responsáveis pelo processo biológico, reduzindo a Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO).

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Eficiência A ABNT considera que os filtros anaeróbios de fluxo ascendente são capazes de remover do efluente do tanque séptico de 70% a 90% da DBO. A eficiência dos filtros só poderá ser constatada três meses após o início da operação que é o tempo necessário para o bom funcionamento do mesmo. Destino do efluente do tanque séptico e do filtro a naeróbio SUMIDOURO

O lançamento dos esgotos domésticos no subsolo é uma prática tão natural e lógica, tendo pesquisas arqueológicas registrado que há cerca de 6.000 anos os habitantes de Sumere (região Sul do antigo império Caldeu) descarregavam seus esgotos em covas, cujas profundidades variavam de 12 a 15 metros. Em um dos últimos livros da Bíblia, Deuteronômio, Moisés ordenava que os despejos humanos fossem enterrados fora da área do acampamento.

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Esta prática, extremamente antiga, demonstrou a sua aplicabilidade, no exemplo clássico do Estado de West Virgínia (EUA), quando se adotou como solução para o combate às febres tifóide e paratifóide a implantação de um programa de construção de 282.148 unidades de privadas.

Os sumidouros também conhecidos como poços absorventes ou fossas absorventes, são escavações feitas no terreno para disposição final do efluente de tanque séptico, que se infiltram no solo pela área vertical (parede). Segundo a ABNT, NBR nº 13.969/1997.seu uso é favorável somente nas áreas onde o aqüífero é profundo, onde possa garantir a distância mínima de 1,50m (exceto areia) entre o seu fundo e o nível aqüífero máximo.

VALA DE INFILTRAÇÃO

O sistema de vala de infiltração consiste em um conjunto de canalizações assentado a uma profundidade determinada, em um solo cujas características permitam a absorção do esgoto efluente do tanque séptico. A percolação do líquido através do solo permitirá a mineralização dos esgotos, antes que os mesmos se transformem em fonte de contaminação das águas subterrâneas e de superfície. A área por onde são assentadas as canalizações de infiltração também são chamados de .campo de nitrificação.

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VALA DE FILTRAÇÃO

Os sistemas de valas de filtrações são constituídos de duas

canalizações superpostas, com a camada entre as mesmas ocupada com areia. O sistema deve ser empregado quando o tempo de infiltração do solo não permite adotar outro sistema mais econômico (vala de infiltração) e/ou quando a poluição do lençol freático deve ser evitada.

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3.2.3.5 – ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ESGOTO (ETE) PAR A PEQUENAS LOCALIDADES. a) processo de tratamento O esgoto chega a ETE, passando pelo gradeamento e caixa de areia, onde se dá o tratamento preliminar, retendo os sólidos grosseiros e a remoção do lodo. Em seguida terá início o tratamento primário no tanque de sedimentação ocorrendo a decantação e a digestão do lodo. Finalmente o efluente passa pelo filtro biológico onde ocorre o tratamento secundário, após o que o efluente é lançado num corpo receptor. Freqüentemente, deverá ser feita limpeza na caixa de areia, com a remoção dos sólidos grosseiros da grade, bem como a retirada da areia depositada. Ao final de cada ano de operação deverá ser feito descarga de fundo dos elementos anteriormente citados para o poço de lodo. Este lodo após a descarga deverá ser retirado mecanicamente ou não dependendo das condições topográficas e encaminhado a um leito de secagem.

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b) método construtivo As unidades, serão construídas com tijolos maciços, argamassa 1:4 de cimento e areia ou concreto armado ambos os métodos com revestimento traço 1:3 de cimento e areia e impermeabilização traço 1:10. A pintura interna deverá ser feita com tinta anti corrosiva na cor preta. A tubulação utilizada no tanque de sedimentação e filtro biológico, para o poço de lodo deverá ser de ferro fundido com diâmetro 150mm. Nas demais tubulações, poderá ser utilizada manilha de barro vitrificada ou tubos de PVC para esgoto no diâmetro 150 mm.

DIMENSÕES DE UMA CAIXA DE AREIA EM RELAÇÃO O NÚMERO DE HABITANTES INDICAÇÃO NO DESENHO (UNIDADE EM METROS

Hab. A B C D E F G H I J K L M N O 500 6,00 0,55 0,55 2,50 1,30 0,50 0,45 0,30 0,60 1,70 1,00 0,75 1,30 0,35 1,70

1.000 6,00 0,55 0,55 2,50 1,30 0,50 0,45 0,30 0,60 1,70 1,00 0,75 1,30 0,35 1,70 1.500 6,00 0,55 0,55 3,50 1,30 0,50 0,45 0,30 0,60 1,70 1,00 0,75 1,30 0,35 1,70

DIMENSÕES DE UM TANQUE DE SEDIMENTAÇÃO EM RELAÇÃO O NÚMERO DE HABITANTES

INDICAÇÃO NO DESENHO (UNIDADE EM METROS Hab. A B C D E F G H I 500 1,80 4,00 0,30 0,30 0,20 0,50 2,00 0,30 0,10

1.000 2,50 5,00 0,30 0,40 0,20 0,50 2,00 0,30 0,10 1.500 2,87 6,00 0,40 0,40 0,20 1,00 2,50 0,30 0,10

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DIMENSÕES DE UM POÇO DE LODO EM RELAÇÃO O NÚMERO DE HABITANTES

INDICAÇÃO NO DESENHO (UNIDADE EM METROS

Hab. A B 500 1,50 1,80

1.000 1,50 2,60 1.500 1,50 2,90

DIMENSÕES DE UM FILTRO ANAEROBICO EM RELAÇÃO O NÚMERO DE HABITANTES

INDICAÇÃO NO DESENHO (UNIDADE EM METROS) Hab. A B C D E F G 500 2,00 0,25 0,80 1,57 0,35 0,35 1,92

1.000 3,20 0,25 1,30 1,75 0,35 0,50 2,10 1.500 3,95 0,25 1,30 1,95 0,35 0,50 2,40

3.2.3.6 – TANQUE IMHOFF E OMS Compreende os tanques sépticos de câmaras superpostas. Os tanques Imhoff e OMS destinam-se ao tratamento primário do esgoto, à semelhança dos tanques sépticos comuns. Compõem-se de uma câmara superior de sedimentação e outra inferior de digestão. A comunicação entre os dois compartimentos é feita unicamente por uma fenda que dá passagem aos lodos. A única diferença entre a fossa OMS e o tanque Imhoff está no detalhe da construção da câmara de decantação. Na OMS, esta câmara é vedada por cima, impedindo qualquer comunicação de gases entre os dois compartimentos. a) funcionamento Os dispositivos de entrada e saída do esgoto no tanque são semelhantes aos dos tanques comuns. O esgoto penetra na câmara de decantação onde esta se processa; a parte sedimentável precipita-se na câmara de digestão através de uma abertura (fenda), com 15 cm de largura e comprimento igual à câmara de decantação. Apresenta as seguintes vantagens sobre o tanque séptico:

• Menor tempo de retenção, que poderá ser reduzido até duas horas, tornando-o mais econômico;

• Melhor digestão, pois com a ausência de correntes ascendentes e descendentes, o processo de digestão não é perturbado, obtendo-se maior eficiência;

• Melhor efluente, uma vez que graças à eficiência dos processos, de decantação e digestão, o líquido efluente é praticamente livre de partículas sólidas e tem a qualidade bacteriológica bastante melhorada;

• Atendimento a populações maiores, pois se aplicam economicamente para atender até cerca de 5.000 pessoas.

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3.2.3.7 – SISTEMA FOSSA SÉPTICA - FILTRO ANAERÓBIO

Este sistema possui menores dimensões devido a sua condição anaeróbia. É menos eficiente que os sistemas aeróbios, porém há uma baixa produção de lodo e este já sai estabilizado. Por ser um processo anaeróbio há a possibilidade de geração de maus odores, mas esta pode ser evitada por um projeto, planejamento e manutenção adequados.

A fossa séptica possui pouca eficiência e geralmente é utilizada como processo complementar. O efluente passa através da fossa e a matéria orgânica sedimentável forma um lodo de fundo que sofrerá digestão anaeróbia. Este já sai estabilizado, porém com muitos patogênicos.

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O filtro anaeróbio é constituído por um leito, normalmente de pedras, onde se forma uma película de bactérias. O efluente entra na parte inferior do filtro e atravessa o leito em um fluxo ascendente. Por isso o leito é afogado, ou seja, os vazios são preenchidos com o efluente. Este motivo e também a alta concentração de matéria orgânica por unidade de volume fazem com que as bactérias envolvidas neste processo sejam anaeróbias. Por ser um processo anaeróbio as dimensões do filtro são reduzidas e a unidade é fechada. (SPERLING, 1995).

4.0 – ANÁLISE AMBIENTAL DAS TECNOLOGIAS

As tecnologias utilizadas no processo de tratamento de esgotos sanitários devem ser analisadas tomando-se como base determinados parâmetros definidos pelos princípios da sustentabilidade, sob o ponto de vista econômico, social e ecológico. Como cada indicador de sustentabilidade depende de uma série de fatores particulares, optou-se por analisá-los separadamente, verificando a influência destes fatores na quantificação final da sustentabilidade de uma ETE. A relação apresentada a seguir define os parâmetros selecionados para a avaliação e comparação das tecnologias:

Área ocupada pela ETE - Este parâmetro depende da vazão nominal a ser tratada e da tecnologia empregada para o tratamento. Para a comparação das tecnologias quanto à área ocupada pela ETE é conveniente analisar a relação entre a área necessária e o número de habitantes atendidos. Desta forma, ao se comparar dois ou mais processos de tratamento, será mais viável aquele que apresentar o menor valor para essa relação ocupada pela ETA.

Custo de implantação - Deve-se considerar que, na maioria das vezes, os recursos financeiros disponíveis são limitados, principalmente em algumas regiões brasileiras. Assim quanto mais baixo o custo, maior será a oportunidade de implantação. O custo varia de acordo com a tecnologia escolhida, o grau de automação desejado, a vazão tratada e a eficiência desejada para o tratamento. Para quantificar este parâmetro foi estabelecida a relação entre o custo e o número de habitantes atendidos.

Potência instalada - A potência instalada em um sistema de tratamento de esgotos sanitários é função do tipo de tecnologia escolhida, da carga orgânica dos esgotos a serem tratados e da vazão nominal do sistema. Outros fatores como a produção e tipo de tratamento dos lodos gerados pelo sistema são importantes. Para a avaliação numérica deste parâmetro estabeleceu-se a relação entre a potência dos equipamentos eletros-mecânico instalados e o número de habitantes atendidos.

Consumo de energia - O consumo de energia elétrica é fator de grande importância no custo operacional do sistema. Depende da potência instalada e do período de funcionamento dos equipamentos. A avaliação deste parâmetro será feita pela relação entre o consumo anual de energia elétrica e o número de habitantes atendidos. Produção de lodo - Constitui-se num dos fatores de maior importância nos custos de operação do sistema. Depende fundamentalmente do tipo de tecnologia empregado, da carga orgânica, grau de eficiência desejado e vazão tratada. Será avaliado pela relação entre a massa de sólidos produzida e o número de habitantes atendidos.

Remoção de nutrientes - A presença de nutrientes como nitrogênio e fósforo nos esgotos tratados pode constituir-se em fator de grande importância na eutrofização dos corpos de água receptores. Sua remoção, geralmente é feita em unidades de tratamento complementares do processo ou através de estratégias operacionais específicas para essa finalidade, e, assim, constitui-se em fator interferente nos custos de implantação e operação do sistema. Será avaliado individualmente para cada parâmetro, classificando-se como alta, remoções superiores a 80%; média, entre 50 e 80% e baixa, para valores inferiores a 50%.

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Eficiência e confiabilidade do sistema - O processo de tratamento deve garantir a eficiência desejada e os padrões de lançamento ao corpo receptor. Este indicador depende da freqüência de análises realizadas para verificação da eficiência do processo e será avaliado pela porcentagem de amostras que respeitem aos padrões de lançamento.

Simplicidade operacional - É fundamental para o bom funcionamento da estação de tratamento que o sistema seja de fácil manutenção e controle. A simplicidade operacional depende fundamentalmente da tecnologia empregada no tratamento e dos equipamentos incorporados no sistema. Em geral, quanto maior a automação na operação do sistema menor o risco. Deve-se ressaltar que o grau de automação da ETE está diretamente relacionado aos recursos financeiros disponíveis para a sua construção. Como indicador numérico foi adotada a relação entre o número de funcionários necessários e o número de habitantes atendidos.

Vida útil - A vida útil de uma ETE depende da manutenção, da fiscalização do processo construtivo e da variação das condições ambientais interferentes. Este parâmetro é avaliado pelo número de anos em que a estação de tratamento cumpre com a eficiência necessária à vazão de esgotos gerada pela população atendida.

Para que se possam comparar as diferentes tecnologias utilizadas no processo de tratamento de esgotos sanitários, os parâmetros foram definidos de modo a permitirem o estabelecimento de valores numéricos. O Quadro I apresenta os parâmetros, suas formas de avaliação e unidades adotadas.

Quadro I - Parâmetros, formas de avaliação e suas unidades utilizados para ETEs.

PARÂMETRO FORMA DE AVALIAÇÃO UNIDADE

Área ocupada pela ETE

Área ocupada pela ETE no de habitantes atendidos m2/hab

Custo de implantação

Custo . no de habitantes atendidos

R$/hab e/ou US$/hab

Potência instalada Potência instalada . no de habitantes atendidos Kw/hab

Consumo de energia Energia elétrica consumida

por ano no de habitantes atendidos

Kwh/hab.ano

Produção de lodo Lodo produzido por dia

. no de habitantes atendidos

gSST/hab.dia

Remoção de Nutrientes Nitrogênio e Fósforo

alta (> 80%) média (50 a

80%) baixa (< 50%)

Eficiência e confiabilidade do

sistema

no de amostras fora do padrãox1000

no total de amostras adimensional

Simplicidade Operacional

no de funcionários x 1000 no de habitantes atendidos adimensional

Vida útil Número de anos em que a

ETE cumpre a vazão nominal

Anos

Nos quadros abaixo pode-se observar alguns indicadores citados na literatura.

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Quadro II – Áreas necessárias para tratamento de esgotos por sistemas de lagoas de estabilização.

População (número de habitantes)

1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000

10000 15000 20000 50000

Área necessária (m2) Lagoa anaeróbia + facultativa Lagoa facultativa

unicelular

2260 2600 3390 3900 4520 5200 5650 6500 6780 7800 7910 9100 9040 10400 10170 11700 11300 13000 22600 26000 33900 39000 45200 52000 113000 30000

Critério 1,74 m2 / hab + 30% = 2,26 2,00 m2 / hab + 30% = 2,60

Fonte: (CETESB, 1988)

Quadro III – Áreas e volumes estimados requeridos no tratamento de esgotos domésticos por reatores anaeróbios de fluxo ascendente.

População (hab) Área (m2) Volume (m3)

1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 10000 15000 20000 50000

100000

7,5 11,3 15,0 18,8 22,5 26,3 30,0 33,8 37,5 75,0 112,5 150,0 375,4 750,0

25,0 37,5 50,0 62,5 75,00 87,5 100,0 112,5 125,0 250,0 375,0 500,0

1250,0 2500,0

Valores per capita 0,0075 m2 / hab 0,0250 m3/hab

Fonte: (CETESB, 1988)

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Quadro IV – Comparação entre tratamento por lagoas de aeração e digestor anaeróbio de fluxo ascendente.

Características Lagoa

facultativa unicelular

Lagoa anaeróbia + lagoa

facultativa

Reator anaeróbio de fluxo

ascendente

Área necessária para a implantação Grande Grande Muito Pequena

Custo investimento por hab.(*) Pequeno Pequeno Pequeno

Custo de operação e manutenção Muito pequeno Muito pequeno Pequeno

Confiabilidade Muito grande Muito grande Grande

Necessidade de mão-de-obra para a operação

Eventual, não especializada

Eventual, não especializada

Constante, não especializada

Requerimento de energia para a operação Não requer Não requer Não requer

Produção de lodo a ser disposto Não Não Sim

Potencial de reaproveitamento de

subprodutos Sim Sim Sim (biogás)

Remoção de matéria orgânica Muito grande Muito grande Grande

Remoção de nutrientes Pode remover algum

Pode remover algum Não remove

(*): Não inclui o custo do terreno. Fonte: (CETESB, 1988)

Através dos Quadros II - referente às áreas necessárias para tratamento de esgotos por sistemas de lagoas de estabilização - e III - referente as áreas e volumes estimados requeridos no tratamento de esgoto doméstico por reatores anaeróbios de fluxo ascendente, pode-se constatar que a área requerida para uma lagoa de estabilização é bastante superior a requerida por um digestor anaéróbio. Outros indicadores apresentados no Quadro I também podem ser encontrados na literatura como, por exemplo, a produção de lodo , remoção de nutrientes e outros presentes no Quadro IV - que compara algumas opções de lagoas de estabilização e o sistema de digestor anaéróbio de fluxo ascendente para o tratamento de esgotos de pequenas comunidades. 5.0 – ANALISES DE EFLUENTE 5.1 – RESÍDUOS FIXOS, VOLÁTEIS E TOTAIS Importância O conteúdo dos sólidos de um despejo é definido como toda a matéria que permanece como resíduo após evaporação à temperatura de 103 a 105 ºC. O material possui significativa pressão de vapor nesta temperatura é perdida durante a evaporação e não e é definido como sólido.

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A determinação dos sólidos totais no afluente e no efluente da ETE, dará quantidade de sólidos removidos pelo tratamento. O teor de sólidos totais no afluente permitira classificar os esgotos em fortes, fracos e médios. O conhecimento do teor de sólidos totais fixos no lodo digerido indicara a qualidade do loco. De maneira bastante aproximada os sólidos voláteis dão uma idéia de teor de sólidos orgânicos existentes nos esgotos, assim como os sólidos fixos indicam aproximadamente teor de sólidos minerais. Técnica de coleta de amostra Resíduo Total, Fixo e Volátil:

Frasco: vidro ou polipropileno

Preservação: refrigerar a 4ºC

Prazo para análise: 7 dias.

Aparelhagem:

Cápsula de porcelana

Balança analítica de precisão

Cilindro graduado de 100 ml

Banho – Maria

Estufa

Mufla (600 º C)

Dessecador

Garrafa lavadora

Método Gravimétrico (através de peso) A – Sólidos Totais

1 – Lave bem uma cápsula seque em estufa a 105 ºC e aqueça-a a 600 ºC na mufla durante 1 hora; esfrie no dessecador e pese (peso P1) em gramas.

2 – Agite bastante o frasco contendo a amostra e meça 100 ml em cilindro graduado introduzindo essa quantidade na cápsula. Lave o cilindro com água destilada de maneira a arrastar todos os sólidos para a cápsula.

3 – Evapore ate a secura em banho-maria a 105 ºC e coloque a cápsula com o resíduo na estufa a 105 ºC ate a secagem completa (± 2 horas).

4 – Esfrie num dessecador e pese (peso P2), em gramas.

Total = (P2 – P1) x 1000.000 = mg/L de sólidos totais ml da amostra em 100 ml fica: (P2 – P1) x 10.000 = mg/L – Sólidos Totais (A)

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B – Sólidos Totais Fixos Técnica: 1 – tome a cápsula do item 4 com sólidos totais e leva-a a mufla a 600 ºC até um aparecimento de cinzas brancas (30 minutos). 2 – Resfrie no dessecador durante 30 minutos e pese. Seja P3 e peso encontrado em gramas. (P3 – P1) x 10.000 = mg/L – Sólidos Totais Fixos (B) C – Sólidos Totais Voláteis A diferença entre o peso da cápsula mais os sólidos secos (P2) e peso da cápsula mais os sólidos calcinados (P3) é igual ao pelos dos voláteis. (P2 – P3) x 10.000 = mg/L – Sólidos Totais Voláteis (C) Outra maneira de se determinar os sólidos voláteis A – B = C

P1 = peso da cápsula

P2 = peso da cápsula + sólidos secos

P3 = peso da cápsula + sólidos calcinados

5.2 – SÓLIDOS SEDIMENTÁVEIS Importância

O resíduo sedimentável é constituído daquele material em suspensão de maior tamanho e densidade maior que a da água, que se deposita quando o sistema esta em repouso. O resíduo sedimentável é um dado importante na verificação da necessidade e no dimensionamento de unidade de sedimentação no tratamento de águas residuárias; serve para determinação da eficiência da sedimentação; permite a previsão do comportamento de despejos ao atingirem um curso de água. O teste tem o objetivo de indicar o volume de sólidos sedimentáveis dos esgotos que decantará em um determinado período. Feito este teste como o afluente do decantador primário e o efluente do mesmo decantador, têm – se um modo de avaliar a eficiência do mesmo. Também poderá e devera ser feito nas lagoas anaeróbicas no afluente e efluente das mesmas, nos tanques Imhoff e nas fossas sépticas. Técnica para coleta da amostra: - Resíduo sedimentável

Frasco: vidro, polietileno ou polipropileno.

Volume: 1.000 ml

Preservação: sem

Prazo para analise: 24 horas.

Método Cone – Imhoff :

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Aparelhagem:

• Cone de Imhoff

• Suporte para o cone

Técnica: 1 – Coleta 1000 ml da amostra.

2 – Agitar vigorosamente a amostra e introduzir no cone de Imhoff 1.000 ml.

3 – Deixar sedimentar durante 45 minutos, quando então com a ajuda de um bastão de vidro, agitar vagarosamente, para que os sólidos aderidos às paredes do cone também se sedimentem. Pode – se também, colocar o cone entre as palmas das mãos, girando – o levemente.

4 – Deixar descansar por mais 15 minutos.

5 – Ler diretamente a quantidade de sólidos sedimentáveis em ml/L x h.

5.3 – OXIGÊNIO DISSOLVIDO Importância

Nos corpos receptores é importante verificar a concentração de oxigênio dissolvido para checar a possibilidade do corpo receber lançamentos sem prejudicar o ambiente aquático. O teor de OD nunca deve estar abaixo de aproximadamente 3 mg/L.

Nos esgotos brutos ou em processo de tratamento, a quantidade de oxigênio disponível vai nos indicar a possibilidade de tratamento aeróbico, ou em caso de ausência de oxigênio, o surgimento de condições sépticas, bem como verificar a eficiência do tratamento. Método de Winkler Modificado pelo azida sódica – Iodometria Aparelhagem: Garrafa de Hale para coleta da amostra

Frascos de 300 ml de DBO

3 Pipetas de 2 ml

Cilindro graduado de 100 ml

Erlenmeyer de 250 ml

Bureta automática

Reagentes Solução de sulfato manganoso

Solução alcalina de iodeto-azida de sódio

Acido Sulfúrico concentrado

Solução indicadora de amido

Tiossulfato de sódio 0,025 N (N/40)

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Técnica Após coletar a amostra, retire o dispositivo da rolha (tubo de vidro e rolha de borracha) e adicione 2 ml de sulfato manganoso, tendo o cuidado de mergulhar a ponta da pipeta no interior do liquido. Com a mesma técnica, adicione 2 ml da solução alcalina de iodeto-azida, tampe o frasco e agite por inversões sucessivas. Isso é feito no local da coleta. Chegando ao laboratório: Deixe o precipitado formado decantar durante 3 minutos e adicione 2 ml de acido sulfúrico concentrado. Agite-o como no item anterior. Meça no cilindro graduado 100 ml do liquido e introduza em Erlenmeyer de 250 ml. Titule com o tiossulfato de sódio 0,025 N até o aparecimento de uma cor amarelo palha. Adicione 0,5 ml a 1,0 ml de amido e haverá aparecimento de uma cor azul. Continue a titulação até a viragem para incolor. Anote o total de tiossulfato gasto. Expressão do resultado Mg/L de OD = V1 x N x 8000 V2 Onde: V1 = ml de solução de tiossulfato de sódio gasto na titulação

N = Normalidade do tiossulfato de sódio

V2 = ml de amostra titulado = volume da amostra

Técnica de coleta Frasco: vidro neutro, boca estreita, tampa esmerilhada.

Volume: aproximadamente 300 ml.

Preservação: 2 ml de sol. De sulfato manganoso e 2 ml de reagente alcalino azida sódica, tendo o cuidado de inserir a ponta da pipeta no liquido do frasco.

Prazo para analise: 4 a 8 horas a temperatura da coleta.

Preparação de reagentes Solução de sulfato manganoso Dissolva 480 g de MnSO4.4H2O ou 364 g de MnSO4.H2O em água destilada, filtre e complete a 1.000ml. Solução Alcalina de iodeto e Azida

Dissolva 500 g de NaOH (ou 700 g de KOH) e 135 g de NaI (ou 150 g de KI) em água destilada (em banho de água fria ou gelo) e dilua a 1.000 ml. Adicione a esta solução 10 g de azida de sódio (NaN3), dissolvidos em 40 ml de água destilada. Solução de tiossulfato de sódio 0,025 N Preparo de solução estoque 0,1 N

Dissolva exatamente 24,820 g de Na2S2O3.5H2O em água deionizada e fervida e diluída a 1.000 ml em balão volumétrico. Preserve a solução adicionando 5 ml de clorofórmio ou 1 g de NaOH.

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Solução de titulação a 0,025 N

Tome 250 ml da solução estoque e dilua a 1000 ml com água destilada e fervida. Preserve a solução com 400 mg de NaOH ou 5 ml de clorofórmio.

Titule a solução acima com solução de biiodato de potássio a 0,025 N preparada diluindo a 1000 ml exatamente 0,8214 g de KH(IO3)2. Solução indicadora de amido

Em um gral de porcelana, adicione 5 a 6 g de amido e uma pequena quantidade de água destilada até forma uma pasta.

Introduza esta pasta em um becker de 1000 ml contendo 1 litro de água em ebulição.

Deixe ferver por alguns minutos e a seguir sedimentar durante a noite. Sinfone o liquido sobrenadante para um vidro rotulado e preserve a solução adicionando 1,25 g de ácido salicílico ou 1 ml de tolueno. 5.4 – DEMANDA BIOQUÍMICA DE OXIGÊNIO Importância

Como medida da carga orgânica poluidora; para verificar o grau de autodepuração dos cursos de águas e no controle de processo de tratamento de matéria orgânica disponível, nas estações de tratamento de despejos domésticos ou industrial.

Teste Pontos de Amostragem Razão do Teste

Demanda bioquímica de oxigênio/ DBO em mg/L

1 – Afluente 2 – Efluente final 3 – Efluente do filtro 4 – à montante do ponto de lançamento no curso receptor 5 – à jusante do ponto de lançamento no curso receptor 6 – Sobrenadante do Digestor.

Este é um método básico de avaliação da eficiência de uma estação de tratamento de esgotos e da adequação do curso receptor para a diluição necessária do efluente.

Método de Diluição e Incubação a 20 ºC, 5 Dias. Aparelhagem: Bomba de ar comprimido

Buretas automáticas

Cilindro graduado de 1000 ml

Incubadora de DBO a temperatura de 20 ºC ± 1ºC

Vidros para DBO (capacidade 300 ml)

Reagentes:

Solução de sulfato manganoso

Solução alcalina de iodeto-azida de sódio

Acido Sulfúrico concentrado

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Solução indicadora de amido

Tiossulfato de sódio 0,025 N (N/40)

Água destilada ou deionizada

Solução tampão de fosfato

Solução de sulfato de magnésio

Solução de cloreto de cálcio

Solução de cloreto férrico

Água de diluição

Técnica : Escolher as diluições necessárias de acordo com a origem do esgoto ou água. 1 – colocar a amostra em cada frasco de acordo com as diluições escolhidas, dois frascos para cada diluição sendo um ODI e outro ODF.

2 – completar com água de diluição e tampar evitando formação de bolhas de ar.

3 – encher dois frascos com água de diluição, os quais serão os brancos.

4 – os frascos denominados ODF irão para a incubadora d DBO a 20 ºC, por 5 (cinco) dias. Esses deverão ser selados pela adição diária de água destilada às rolhas.

5 – nos frascos denominados de ODI dever ser imediatamente determinado oxigênio dissolvido.

6 – Determinar pela técnica de oxigênio dissolvido.

7 – registrar valores de ODI

8 – após 5 dias fazer leitura de ODF a partir da técnica de oxigênio dissolvido.

Calculo Mg/L de DBO = (A – B) x 100 % da diluição Onde: A = mg/L de OD da amostra (ODI)

B = mg/L de OD da amostra de 5 dias (ODF)

300 – volume do frasco

CORREÇÃO PARA CÁLCULO DA DBO

TEMPO DBO ENCONTRADA X FATOR

3 DIAS 1,360

4 DIAS 1,133

5 DIAS 1,000

6 DIAS 0,907

7 DIAS 0,850

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Preparação da água de diluição

Para cada litro de água, adicione 1 ml de tampão de fosfato, 1 ml de solução de sulfato de magnésio, 1 ml de solução de cloreto de cálcio e 1 ml de solução de cloreto férrico.

Sature com ar comprimido a água deionizada o destilada, de maneira a obter elevado teor de oxigênio dissolvido (30 minutos).

Terminada a aeração, deixe em repouso no mínimo trinta minutos.

TABELA P/ DILUIÇÃO DE D.B.O

TIPO EFLUENTE DBO ESTIMADA DILUIÇÃO

Forte (ind.) 500 – 5000 0,1% - 1%

Normais 100 - 500 1% - 5%

Tratado 20 – 100 5% - 25%

Alt. Orgânico 0,1% - 0,2% - 0,3% Reagentes: Solução tampão de fosfato Dissolva 8,5 g de KH2PO4 (fosfato de potássio monobásico p.a.); 21,75g de K2HPO4 (fosfato de potássio dibásico p.a.), e 33,4 g de N2HPO4.7H2O (fosfato de sódio heptahidratado) e 1,7 g NH4CL (cloreto de amônia p.a.) em água destilada 500 ml. Após a dissolução completar a 1000 ml. O pH desta solução deverá ser 7,2 sem nenhum ajuste. Solução de sulfato de magnésio Dissolva 22,5 g de MgSO4.7H2O (sulfato de magnésio heptahidratado) em água destilada e dilua para 1000 ml Solução de cloreto de cálcio – CaCL 2 Dissolva 27,5 g de CaCL2 anidro em água destilada e complete a 1000 ml. Solução de cloreto férrico Dissolva 0,25 g de FeCl3.6H2O (cloreto férrico hexahidratado p.a.) em água destilada e complete para 1000 ml. 5.5 – DEMANDA QUÍMICA DE OXIGÊNIO Este método baseia-se em uma oxidação violenta da matéria orgânica dissolvida em suspensão, biodegradável ou não, porque todo composto orgânico (com exceção da piridina, benzeno, tolueno, glicina e derivados) podem ser oxidados por ação de agentes oxidantes fortes (K2Cr2O7) em meio acido (H2SO4).

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Uma limitação deste método é que não se consegue separar os compostos biologicamente degradáveis dos não biologicamente degradáveis, por exemplo a glicose é biologicamente degradável (oxidada por microorganismos) enquanto a lignina (produto proveniente da madeira) é relativamente inerte a oxidação biológica, não a oxidação química; esta é a explicação da DQO Ser sempre maior que a DBO.

Principio do método

A amostra é oxidada por uma mistura de dicromato de potássio e acido sulfúrico á quente. A diferença de concentração de dicromato, medido após 2 horas de refluxo representa oxigênio consumido pela amostra. O excesso de dicromato (que deve ser reduzido à metade, garantindo que todo material orgânico tenha sido oxidado) é titulado com sulfato ferroso amoniacal na presença de ferroin (complexo ferroso de orto-fenantrolina) como indicador.

O ponto final da titulação da-se quando a solução de cor verde azulada passa para castanho. O sulfato de prata, que forma a mistura ácida (H2SO4 + AgSO4), é utilizado no processo porque compostos orgânicos de baixo peso molecular e ácidos graxos só são oxidados na presença deste catalisador.

OBS.: Se o inicio do refluxo à amostra apresentar coloração verde, ou seja, presença de Cr3+, significa que esta possui uma concentração muito alta de matéria orgânica, necessitando reiniciar a analise tomando alíquotas mais diluídas da amostra. Interferentes

Cloretos – causam o mais serio problema na analise de determinação de DQO, porque sua alta concentração normalmente encontrada nas águas residuais fornece um resultado que não corresponde a realidade:

Amostras com baixas concentrações de cloretos: usa-se o sulfato mercuroso (HgSO4) que formará um complexo com este íon o qual não interferirá no andamento da analise de DQO.

Amostras com altas concentrações de cloretos: usa-se o nitrato de prata (AgNO3) que formará um precipitado com este íon, o quem também não interferirá nesta análise. Aparelhagem:

Condensador de refluxo

Bureta automática

Pipetas graduadas 10 ml

Reagentes:

Solução de dicromato de potássio 0,25N

Solução ácido sulfúrico com sulfato de prata

Indicador de Ferroína

Solução sulfato ferroso amoniacal 0,25 N Técnica:

1 – colocar algumas perolas de vidro no balão de refluxo seguido da alíquota de 10 ml da amostra ou uma diluição de 10 ml,

2 – pesar 0,2 g de HgSO4 e adicionar ao balão.

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3 – Colocar o balão com banho de gelo para evitar perda de matéria orgânica volátil e adicionar 5 ml de solução de dicromato de potássio 0,25 N

4 – Mantendo o balão em banho de gelo, adicione através de uma bureta 15 ml da solução de acido sulfúrico com sulfato de prata, com cuidadosa agitação.

5 – aquecer o balão em refluxo por 2 horas a 140 ºC.

6 – Deixar o balão esfriar, lavar o condensador com água destilada, com o auxilio de uma pisseta.

7 – adicionar algumas gotas de Ferroína (indicador) e titular a solução com sulfato ferroso amoniacal 0,25 N.

8 – Anotar o volume gasto na titulação até a viragem da cor para castanho (vermelho).

Obs.: a cada determinação da DQO de uma amostra é necessário a análise do branco, o qual se faz seguindo o mesmo procedimento acima, utilizando no lugar da amostra 10 ml de água destilada.

Calculo: DQO (mg/L) = ( B – A ) x N S Onde:

B = vol. da solução de sulfato ferroso amoniacal gasto na titulação do branco (ml).

A = vol. da solução de sulfato ferroso amoniacal gasto na titulação da amostra (ml).

N = Normalidade do sulfato ferroso amoniacal (a ser atualizada diariamente).

S = volume da amostra no teste (ml). 6.0 – EQUAÇÕES DA MISTURA ESGOTO - MANANCIAL

Não será utilizado nenhum modelo matemático de qualidade das águas, mas tão somente as equações de diluição, dadas a seguir.

Concentração de oxigênio no rio após a mistura com o despejo

CQ OD Q OD

Q Qr r e e

r e0 =

+

+

. .

Onde:

Co = concentração inicial de oxigênio, no ponto de mistura (mg/l)

Qr = vazão do rio a montante do lançamento dos despejos (m3/s)

Qe = vazão de esgotos (m3/s) ODr = concentração de oxigênio dissolvido no rio, a montante do lançamento dos

despejos (mg/l) ODe = concentração de oxigênio dissolvido no esgoto (mg/l) Observa-se que o valor de Co é obtido através de média ponderada entre as vazões e teores de OD do rio e dos esgotos.

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Cálculo da DBO 5 após a mistura com o despejo DBO5 da mistura:

DBOQ DBO Q DBO

Q Qor r e e

r e5 = +

+( . . )

(

Onde:

DBO5o = concentração de DBO5, no ponto de mistura (mg/l)

DBOr = concentração de DBO5 do rio (mg/l)

DBOe = concentração de DBO5 do esgoto (mg/l)

O valor de DBO é também obtido através de média ponderada entre as vazões e as demandas bioquímicas de oxigênio do rio e dos esgotos. OBTENÇÃO DOS DADOS DE ENTRADA São os seguintes os dados de entrada necessários para a utilização das equações de diluição: • Vazão do rio, a montante do lançamento (Qr) • Vazão de esgotos (Qe) • Oxigênio dissolvido no rio, a montante do lançamento (ODr) • Oxigênio dissolvido no esgoto (ODe) • DBO5 no rio, a montante do lançamento (DBOr) • DBO5 do esgoto (DBOe) DBO5 no rio, a montante do lançamento (DBO r) DBO5 no rio, a montante do lançamento, é função dos despejos lançados ao longo do percurso até o ponto em questão. São aqui também válidas as considerações sobre campanhas de amostragem e a inclusão dos focos poluidores de montante, abordadas no item c. Klein (1962) propõe a classificação apresentada no Quadro 3.1, na ausência de dados específicos.

Quadro 3.1. Valores de DBO5 em função das características do curso d'água

Condição do rio DBO5 do rio (mg/l)

Bastante limpo Limpo

Razoavelmente limpo Duvidoso

Ruim

1 2 3 5

>10

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Quadro 3.2. Eficiências típicas de diversos sistemas na remoção da DBO

Sistema de tratamento Eficiência na remoção de DBO (%)

Tratamento primário 35 – 40 Lagoa facultativa Lagoa anaeróbia-lagoa facultativa Lagoa aerada facultativa Lagoa aerada de mistura completa-lagoa de decantação

70 – 85 70 – 90 70 – 90 70 – 90

Lodos ativados convencional Aeração prolongada

85 – 93 93 – 98

Filtro biológico (baixa carga) Filtro biológico (alta carga) Biodisco

85 – 93 80 – 90 85 – 93

Reator anaeróbio de manta de lodo Fossa séptica-filtro anaeróbio

60 – 80 70 – 90

Infiltração lenta no solo Infiltração rápida no solo Infiltração subsuperficial no solo Escoamento superficial no solo

94 – 99 86 – 98 90 – 98 85 – 95

Obs.: reator anaeróbio + pós-tratamento: a eficiência global do sistema de tratamento é equivalente à de uma ETE, em que o processo utilizado para o pós-tratamento estivesse tratando esgotos brutos (valores da tabela). 7.0 – OPERAÇÃO DE UMA ETE – ESTAÇÃO DE TRATAMENTO D E EFLUENTES Seguindo o fluxograma do tratamento abaixo, veremos como é o sistema de operação de uma ETE, composto de tratamento preliminar, secundário e despejo do efluente tratado de volta ao manancial.

ATIVIDADES ROTINEIRAS DE MANUTENÇÃO Diariamente deve-se percorrer a área da estação de tratamento, verificando e quando necessário corrigindo os seguintes itens:

• Estado geral das cercas das áreas da estação de tratamento;

• Placas de aviso;

• Situação da iluminação externa das áreas de tratamento;

• Estado de conservação dos gramados;

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• Estado de conservação do decantador primário e eventuais vazamentos;

• Estado de conservação dos taludes das lagoas e a existência de eventuais

vazamentos;

• Estado de conservação da proteção dos taludes internos (geomenbranas);

• Existência de vazamento nos dispositivos de chegada, distribuição e saída;

• Estado de conservação dos canais de distribuição no escoamento superficial

dos afluentes do tratamento;

• Existência de saliências ou depressões nas paredes vertedores, que possam

influir na distribuição de vazão.

Caso observado estes defeitos serão imediatamente reparados.O operador preenche diariamente as FICHA DE CONTROLE DIÁRIO DE MANUTENÇÃO. 7.1 - ATIVIDADES DE OPERAÇÃO Refere-se às atividades rotineiras de operação das unidades componentes da estação de tratamento esgoto, visando sempre deixá-las em perfeitas condições de funcionamento. GRADEAMENTO: Dispositivos de chegada, constituído de uma grade e uma laje de secagem de sólidos, são inspecionados diariamente com os seguintes procedimentos:

• Limpeza com uso do rastelo de cabo longo, dos sólidos retidos na grade;

• Acondicionamento dos resíduos sólidos em saco plástico e encaminhamento para a coleta normal;

• Lavagem da caixa de gradeamento.

CAIXAS DE AREIA: Dispositivo com a finalidade de reter material sólido em suspensão, inspecionado diariamente para:

• Medição da camada de areia retida na caixa de acumulação, procedendo à limpeza quando constatada cheia. Nesta situação, a caixa de areia será isolada pelas comportas stop-log e esgotada;

• Limpeza com água e escova ou espátula de cabo longo, dos sólidos que se prendem a lateral da caixa.

CALHA PARSHALL: O dispositivo de medição de vazão e eventual local para a aplicação de produtos químicos, deve ser mantido limpo de todo o material que possa afetar as medições, efetuar diariamente limpeza com água e escova, dos sólidos que se prendem às laterais da calha. DECANTADOR PRIMÁRIO: Estrutura responsável pela decantação da matéria orgânica existente no esgoto e a conseqüente digestão anaeróbia:

• Inspeção mensal da quantidade de escuma retida na superfície do tanque;

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• Limpeza anual do lodo retido no fundo do tanque e a escuma retida na superfície, através de caminhão limpa fossa com bomba a vácuo. Deve-se deixar de 10 a 15% do lodo ao final de cada limpeza a fim de inocular o tanque.

LAGOAS FACULTATIVAS: Estruturas responsáveis pelo tratamento secundário do sistema, são inspecionados diariamente com as seguintes atividades: LAGOA FACULTATIVA 1:

• Lavagem com água das bordas revestidas em geomembrana;

• Remover vegetais das margens e do interior das lagoas, sempre que estes aí aparecerem;

• Remover diariamente os sobrenadantes que ficam mais próximos às margens, pois podem se tornar focos de insetos;

• Bater os sobrenadantes, com jato de água ou com uma placa de madeira presa a uma vara, toda vez que esse material for à fonte de maus odores na lagoa;

• Observar diariamente se o efluente da lagoa está carreando material sobrenadante para a lagoa 2. Em caso afirmativo, tomar as providências necessárias para que isto não ocorra;

• Verificar anualmente o nível do lodo no fundo da lagoa. Quando este ocupar cerca de 50% da profundidade útil da lagoa, a mesma deverá sofrer operação especial de limpeza.

LAGOAS FACULTATIVAS 2 e 3:

• Lavagem com água das bordas revestidas em geomembrana; vegetais das margens e do interior das lagoas, sempre que estes aí aparecerem;

• Desagregar ou remover as crostas de escuma sobrenadante na lagoa. A desagregação poderá ser feita com jato

• de água ou destruída com rastelos ou ainda removidas com peneiras de nylon ou estopa, presas a cabos longos. O material quando removido deve ser adequadamente enterrado (coberto com camada de cal);

• Verificar anualmente o acúmulo de sólidos nas lagoas, providenciando a limpeza quando a altura da camada de sólidos inertes depositados no fundo, ultrapassarem a 0,50m.

7.2 – DISPOSITIVOS DE DISTRIBUIÇÃO E DE SAÍDA: Diariamente verifica-se se a distribuição de vazão pelos vertedores em operação é o previsto no projeto, observando:

• Limpeza dos canais de distribuição no escoamento superficial dos afluentes do tratamento;

• Pelo menos uma vez por dia são removidos os sólidos, especialmente os fibrosos (como cabelos, etc.) que tendem a se prender nas bordas das paredes dos vertedores, principalmente nos cantos;

• As paredes laterais destas caixas também são periodicamente limpas para impedir o desenvolvimento de limo biológico;

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• Observa-se também, diariamente o nível d’água nas caixas de passagem, como verificação da existência de obstruções nas tubulações de saída. Existindo, as mesmas são desobstruídas imediatamente.

Referem-se às medições, amostragens e determinações analíticas para o controle operacional do sistema de tratamento. 7.3 – MEDIÇÕES DIÁRIAS Diariamente são feitas observações e medições (itens de verificação) com preenchimento obrigatório da “Ficha de Controle Operacional Diário ”, no que se refere a:

• Observações metereológicas relativas à insolação, chuvas e ventos;

• Medições da temperatura do ar e do esgoto, pH, sólidos sedimentáveis, e do teor de oxigênio dissolvido do efluente do tratamento (final);

• Observações da cor das lagoas facultativas e do efluente.

• A observação da cor do esgoto tratado é um dos indicadores de como o processo de tratamento está se desenvolvendo:

• O efluente de uma lagoa facultativa bem operada possuirá uma cor verde, parcialmente transparente, não devendo possuir sólidos sedimentais em suspensão;

• Quando o efluente está com aparência verde muito claro ou mesmo amarelado, significa a predominância de rotíferos e crustáceos sobre as algas;

• Se a cor muda do verde para o cinza claro, significa que está havendo uma sobrecarga na lagoa;

• A cor verde leitosa é típica do fenômeno da auto-floculação que ocorre principalmente no verão devido ao aumento conjunto da temperatura e do pH;

• O aparecimento da cor verde azulada ou mesmo manchas de cor verde intensa indica, uma excessiva proliferação de algas.

7.4 - LIMPEZA DO DECANTADOR PRIMÁRIO Diz respeito à operação de limpeza do Decantador Primário (Tanque Séptico), que deve ser executada quando a camada de lodo, depositada no fundo, se tornar significativa a ponto de comprometer a eficiência do Sistema de Tratamento. Com a remoção dos sólidos grosseiros e da areia na unidade de pré-tratamento (gradeamento e caixa de areia) é de se esperar que a necessidade de limpeza do decantador primário (tanque séptico) se dê uma vez por ano. Em função da existência de um by-pass no sistema de tratamento primário e dos equipamentos ora disponíveis é possível proceder-se à operação de limpeza através do desvio temporário do esgoto até as lagoas facultativas. O lodo e a escuma são removidos por meio de sucção através de caminhões limpa fossa equipado com bomba a vácuo. Durante a operação de limpeza são tomadas as seguintes precauções:

• confirmação do destino dado ao material retirado pelos caminhões (estação de tratamento de esgoto público);

• verificar se o caminhão esta equipado com bomba a vácuo;

• retirada preferencial da escuma e do lodo;

• deixar no decantador aproximadamente 10% do lodo, a fim de manter o tanque inoculado;

• assegurar a permanência de uma boa diluição do esgoto dentro do tanque.

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7.5 - LIMPEZA DAS LAGOAS FACULTATIVAS Diz respeito às operações de limpeza das lagoas Facultativas, que devem ser executadas quando as camadas de lodos, depositadas nos fundos destas, se tornarem significativas a ponto de comprometerem a eficiência do Sistema de Tratamento. A periodicidade de limpeza da lagoa Facultativa é da ordem de uma vez a cada 20 anos, já que o grosso do material sólido foi retido e tratado nas unidades antecedentes. A limpeza da lagoa Facultativa normalmente é feita sem a necessidade de isolamento e esgotamento das mesmas, com relativa facilidade, pelo uso de uma bomba apropriada, montada em uma balsa que se deslocará sobre a superfície líquida. O lodo removido deve ser depositado em local próximo e deixado secar para a perda de umidade excessiva. Já seco deve ser levado para disposição em aterro sanitário. 7.6 – DECANTADOR PRIMÁRIO (TANQUE SÉPTICO) Refere-se de forma genérica, as principais perturbações operacionais que poderão ocorrer no tratamento primário, gradeamento, caixa de areia e decantador primário, suas causas prováveis e as possíveis soluções. PROBLEMA 1 – PROLIFERAÇÃO DE INSETOS CAUSAS PROVÁVEIS O aparecimento de insetos, principalmente moscas e mosquitos (pernilongos) junto ao gradeamento e a caixa de areia deve-se à:

• Material gradeado ou areia removida, não embalado corretamente e encaminhado à coleta, não enterrada convenientemente ou mesmo deixada expostos em algum local da área externa;

• Presença de sólidos de esgoto ou chumaços de materiais fibrosos retidos nas caixas, principalmente junto aos cantos vivos;

PREVENÇÃO E RECUPERAÇÃO

• Todo o material removido da grade deve ser embalado em sacos plásticos adequados e encaminhados ao serviço de coleta de resíduos sólidos;

• Todo material removido da caixa de areia deve ser depositado no solo coberto por uma camada de cal hidratada e coberto de terra;

• Lavar com jato d’água e esfregar com solução de hipoclorito de sódio as paredes das caixas de gradeamento e de areia diariamente;

• Em casos de grandes quantidades de moscas, poderão ser aplicados produtos químicos (inseticidas), nas concentrações especificadas pelos fabricantes;

PROBLEMA 2 – EXCESSO DE ESCUMA A superfície do liquido dentro do decantador primário não pode apresentar excesso de escuma, óleos, graxas, plásticos, pedaços de papel ou qualquer outro material flutuante. A formação de escuma em excesso prejudica o processo de tratamento.

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CAUSAS PROVÁVEIS Falta de caixa de gordura nas instalações internas; Falta de manutenção e limpeza das caixas de gordura do sistema; Descargas de esgoto com excesso de óleo vegetal e/ou animal ou ainda de óleo mineral. PREVENÇÃO E RECUPERAÇÃO

• Verificar se existem caixas de gordura em todas as instalações internas que produzem esgoto com óleos;

• Efetuar limpeza das caixas de gordura do sistema de coleta de esgotos sanitários;

• Retirar o excesso de escuma do decantador primário com a utilização de caminhão limpa fossa;

PROBLEMA 3 – ODORES DESAGRADÁVEIS CAUSAS PROVÁVEIS Sobrecarga de Esgotos; Presença de substâncias tóxicas nos esgotos; PREVENÇÃO E RECUPERAÇÃO

• Proceder imediatamente a uma análise físico-química completa do afluente com o objetivo de identificar a substância tóxica;

• Uma vez constatada a presença e o teor das substâncias tóxicas, deve-se procurar a identificação e localização da fonte poluidora no sistema;

PROBLEMA 4 – AUMENTO DOS SÓLIDOS SEDIMENTÁVEIS NO EFLUENTE CAUSAS PROVÁVEIS Sobrecarga de Esgotos; Presença de substâncias tóxicas nos esgotos; Aumento do volume de lodo retido no decantador primário; PREVENÇÃO E RECUPERAÇÃO

• Deverá ser providenciada a remoção do lodo conforme recomendado no item relativo à limpeza do decantador primário.

7.7 – LAGOAS FACULTATIVAS Refere-se de forma genérica, as principais perturbações operacionais que poderão ocorrer nas Lagoas Facultativas, suas causas prováveis e as possíveis soluções. PROBLEMA 1 – IMPOSSIBILIDADE DE MANTER OS NÍVEIS D’ÁGUA CAUSAS PROVÁVEIS Infiltração, percolação ou vazamento; Evaporação excessiva.

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PREVENÇÃO E RECUPERAÇÃO

• Aplicar argila para estancar o vazamento;

• Bombear água para dentro das lagoas.

PROBLEMA 2 – CRESCIMENTO DA VEGETAÇÃO AQUÁTICA CAUSAS PROVÁVEIS Ao se tratar de problemas relativos ao crescimento de vegetais na área das lagoas, deve-se diferenciar os aquáticos dos terrestres. Os vegetais aquáticos são aqueles que aparecem nos taludes internos das lagoas e que se não forem removidos poderão prejudicar seriamente a segurança dos taludes, causarem curto-circuito nas lagoas facultativas e principalmente servirem de sustentáculo as larvas e insetos, cuja prevenção atraem outros animais superiores da cadeia biológica, que dele se alimentam. Dentro desta cadeia estão os roedores principalmente ratos, atraídos por estes as cobras. Os ratos com suas tocas e túneis de acesso, quando cavados nos taludes dos diques podem causar problemas de vazamento e de erosão. As cobras virão à procura dos ratos e, com isto, estará em risco à segurança do pessoal da operação. Em geral, o crescimento da vegetação aquática deve-se a germinação de sementes transportadas pelos esgotos, ou lançadas nas lagoas pelos pássaros, animais silvestres e mesmo transportado pelos ventos, aliados a uma pequena altura da lâmina d’água, que permite a penetração da luz solar. É o caso junto às margens das lagoas e nos fundos das Facultativas com baixos níveis d’água (menores que 0,60 m). PREVENÇÃO E RECUPERAÇÃO

• Arrancar os vegetais, de preferência pela raiz, evitando nesta operação que os mesmos caiam dentro da lagoa;

• Os vegetais que crescem no interior das lagoas Facultativas deverão ser removidos. Para tal, o nível d’água deverá ser reduzido ao máximo possível, para que se arranque, ou se corte estes vegetais em seu ponto mais inferior;

• As plantas aquáticas devem ser removidas com o uso de cordas.

PROBLEMA 3 – CRESCIMENTO DA VEGETAÇÃO TERRESTRE CAUSAS PROVÁVEIS O crescimento da vegetação terrestre de médio e grande porte, de várias procedências, pode através do sistema radicular, provocar infiltrações e vazamentos nos taludes externos dos diques das lagoas, quando aí se desenvolverem. Além de darem um aspecto desagradável de abandono da área da ETE, podem em alguns casos, reduzir o efeito da ação dos ventos na superfície líquida das lagoas. PREVENÇÃO E RECUPERAÇÃO

• Remover periodicamente os vegetais indesejáveis;

• Realizar um programa de capinamento de modo a manter os vegetais de interesse, plantados ou nativos, a baixa altura e uniformes;

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• Utilizar produtos químicos (herbicidas) permitidos pela autoridade competente, como por exemplo, arsenito de sódio na proporção de 20 g/m² por cerca de 3 anos novos aparecimentos de vegetação indesejável.

PROBLEMA 4 – PROLIFERAÇÃO DE INSETOS. CAUSAS PROVÁVEIS O aparecimento de insetos, principalmente moscas e mosquitos (pernilongos) junto às lagoas deve-se à: Crescimento de vegetação aquática no talude interno das lagoas; Presença de escuma nas lagoas; Presença de sólidos de esgoto ou chumaços de materiais fibrosos retidos nas caixas de distribuição de fluxo, principalmente junto aos cantos vertedores; Existência de poças de água nas cristas dos diques e proximidades das lagoas (depressão, covas, caixas de empréstimos, etc). PREVENÇÃO E RECUPERAÇÃO

• Vegetais deverão ser cortados tão logo aparecem. Deve-se ter o cuidado de não deixá-los cair nas lagoas;

• A ocorrência de moscas junto às lagoas facultativas deve-se ao fato da presença de escuma sobrenadante. A destruição das escumas previne o aparecimento destas;

• Em casos de grandes quantidades de moscas, poderão ser aplicados produtos químicos (inseticidas), nas concentrações especificadas pelos fabricantes, nos taludes internos e somente sobre a camada de escuma sobrenadante na lagoa anaeróbia;

• Remover os materiais indesejáveis das caixas de distribuição, enterrando-os convenientemente (camada de cal hidratada);

• Eliminar os empoçamentos enchendo as depressões com terra, e se necessário espargir criteriosamente inseticida nas áreas possuidoras de foco;

• A colocação de peixes nas lagoas facultativas (carpas, tilápias, gambusia), também combate o crescimento de insetos.

PROBLEMA 5 – PRESENÇA DE ANIMAIS ROEDORES CAUSAS PROVÁVEIS Existência de lixões ou aterros sanitários inadequadamente construídos nas proximidades das lagoas, que servem como fonte de alimentação; A falta de manutenção adequada, dá origem a presença de animais, principalmente os da espécie roedores (gambás, ratos e outros), que causam danos aos diques com suas tocas, buracos e túneis, propícios a percolação dos esgotos e conseqüentemente aos desmoronamentos. PREVENÇÃO E RECUPERAÇÃO

• Remover quaisquer restos de lixos com alimentos que possam atrair animais dentro da área das lagoas. Fora dela, solicitar das autoridades sanitárias ligadas ao serviço de limpeza pública que tomem as providências necessárias;

• Manter a área do tratamento permanentemente limpa, providenciando a remoção dos sólidos retidos na grade,caixas e tubulações, enterrando-os convenientemente;

• Evitar o crescimento da vegetação aquática, para interromper o ciclo larvas – inseto- batráquios – pássaros – ratos e outros;

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• Localizar os buracos dos roedores e enchê-los com areia ou pedra fina. Variar o nível d’água da lagoa, de modo a inundar e posteriormente ressecar os buracos ocupados por eles. Persistindo o problema, procurar a Secretaria de Saúde Municipal para o uso de raticidas.

PROBLEMA 6 – EXCESSO DE ESCUMA A superfície da lagoa de estabilização deve estar isenta de escuma, óleos, graxas, plásticos, pedaços de papel ou qualquer outro material flutuante que impeça a penetração da luz solar através da massa líquida. A formação de escuma em excesso prejudica o processo de tratamento. CAUSAS PROVÁVEIS Escuma proveniente do Decantador Primário; Excesso de florescimento de algas formando uma nata esverdeada leitosa sobre a superfície; Placas de lodo que se desprendem do fundo e passam a flutuar. PREVENÇÃO E RECUPERAÇÃO Verificar o dispositivo de saída do Decantador Primário, melhorando ou colocando anteparo de proteção para evitar a saída do sobrenadante; Desagregar ou remover a escuma da lagoa Facultativa; A nata esverdeada amontoada pela ação dos ventos em um dos cantos da lagoa deve ser destruída com jatos de água ou rastelos; As placas de lodo flutuantes também deverão ser quebradas com jato de água, rastelo ou removidas e enterradas. PROBLEMA 7 – ODORES DESAGRADÁVEIS CAUSAS PROVÁVEIS Sobrecarga de Esgotos; Longos períodos com tempo nublado e temperatura baixa; Presença de substâncias tóxicas nos esgotos; Formação de correntes preferenciais provocando curtos-circuitos; Presença de massas flutuantes de algas; Perda do volume útil causado pelo acúmulo de lodo. PREVENÇÃO E RECUPERAÇÃO

• A sobrecarga dos esgotos, isto é, o aumento de carga orgânica expressa em termos de DBO, está sempre acompanhada de uma redução do pH, queda de nível de oxigênio dissolvido, mudança de cor do efluente, de verde para verde amarelado, aparecimento de manchas cinzentas junto à entrada do efluente e surgimento de odores ofensivos.

Neste caso recomenda-se:

• A paralisação temporária da lagoa facultativa com problemas, até que ela se recupere. O esgoto a ela afluente deverá ser desviado para outra lagoa Facultativa;

• Oxigenar a massa líquida através de instalação de aeradores mecânicos flutuantes;

• Providenciar a execução de pequenas obras, entradas múltiplas, para uma melhor distribuição do esgoto afluente, evitando-se com isto problemas de curto-circuito ou caminhos preferenciais do afluente.

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No caso de longos períodos com tempo nublado e temperatura baixa, a produção de oxigênio será bastante afetada, chegando-se a ter um teor de oxigênio dissolvido igual a zero nos períodos noturnos. Neste caso recomenda-se:

• Diminuir a altura da lâmina d’água da lagoa Facultativa. • Instalar aeradores superficiais junto à entrada do afluente de modo a

suplementar com aeração mecânica, a necessidade de oxigênio exigido pelo processo. No caso de não se dispor de aerador, pode-se utilizar bombas succionando o líquido e jogando-o para cima.

Quando a lagoa Facultativa em operação normal, apresentar repentinamente condições Anaeróbias é indício da presença de substâncias tóxicas devido a despejos anormais. Neste caso recomenda-se:

• Proceder imediatamente a uma análise físico-química completa do afluente da lagoa com o objetivo de identificar a substância tóxica.

• Uma vez constatada a presença e o teor das substâncias tóxicas, deve-se procurar a identificação e localização da fonte poluidora no sistema;

• No âmbito da estação de tratamento, deve-se isolar a lagoa, suplementando a oxigenação da massa líquida desta lagoa com aeração mecânica;

As formações de correntes preferenciais intermitentes a massa líquida das lagoas Facultativas quase sempre estão associada a uma das seguintes razões: - Má distribuição do efluente em relação à forma geométrica da lagoa. - Presença de vegetais aquáticos no interior da lagoa. A indicação de que está havendo correntes preferenciais (curtos-circuitos) poderá ser verificada pela determinação do oxigênio dissolvido em vários pontos da lagoa. Havendo diferenças de valores de mais de 200%, é quase certa que não está ocorrendo uma boa distribuição de esgotos na lagoa. Neste caso recomenda-se:

• Existindo entradas múltiplas, regularizar e uniformizar a distribuição das mesmas;

• No caso de entrada única, efetuar pequena obra de reparos, ampliando o número de entradas com vazões igualadas em cada uma delas;

• Ocorrendo aparecimento de vegetais aquáticos, estes deverão ser arrancados ou cortados e removidos.

O excesso de algas que ocorre numa lagoa Facultativa impedirá que a passagem dos raios luminosos e causará maus odores com a morte destas algas. Em determinadas ocasiões, principalmente no verão, com a elevação excessiva da temperatura e do pH, ocorrerá a formação de hidróxido de magnésio e sulfato de cálcio que se precipitam. É o fenômeno de auto-floculação e que leva a lagoa facultativa a ficar com uma cor verde leitosa. O aparecimento de uma cor verde azulada ou mesmo de manchas verdes intensas (verdadeiras capas), indicam a proliferação de algas. Nestes casos recomenda-se:

• Romper o afloramento das algas com jatos de água, destruição com varas ou remoção com peneiras de pano;

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• A proliferação das algas azul esverdeadas poderá ser combatida com a aplicação de sulfato de cobre na dosagem de 1,20 g do produto por metro cúbico de volume da lagoa, para uma alcalinidade acima de 50 mg/l.

O acúmulo de lodo no fundo da lagoa Facultativa diminuirá o seu volume útil. Isto normalmente passará a ocorrer após 20 anos ou mais de operação. Nestes casos recomenda-se:

• Deverá ser providenciada a remoção do lodo conforme recomendado no item relativo à limpeza das lagoas.

8.0 – BIBLIOGRAFIA Dicionário Brasileiro de Ciências Ambientais – Pedro Paulo de Lima e Silva – Antônio J.T. Guerra – Patrícia Mousinho – Cecília Bueno – Flavio G. de Almeida – Telma Malhereiros e Álvaro Bezerra de Souza Jr. – Thex Editora – 1999. Análises Físico-Químicas Para Controle das Estações de Tratamento de Esgoto – Eng. Manuel Osvaldo Senra Álvares da Silva – CETESB - 1977 Tratamentos Biológicos de Águas Residuárias – Lagoas de Estabilização – Salomão Anselmo Silva & David Duncan Mara – ABES - 1979 Manual de Saneamento FUNASA – Orientações Técnicas - Engenharia de Saúde Publica.