APOSTILA

Agosto - 2008

APOSTILA

ESGOTOS SANITRIOS

O texto linkado a seguir foi elaborado a partir do contedo do livro ESGOTOS SANITRIOS cuja capa vista acimaOrganizado pelo Eng Sanitarista e Ambiental

Marcelo Chaves Moreira

Extrado do link e autor:

http://www.dec.ufcg.edu.br/saneamento/ES00_00.html?submit=%CDndice+de+Esgotos+Sanit%E1riosCarlos Fernandes de Medeiros Filho (cfilho@dec.ufcg.edu.br resumo biogrfico) Engenheiro Civil nascido no Estado do Rio Grande do Norte, em 30/12/1951, Professor da Universidade Federal de Campina Grande com ps-graduao em Engenharia Sanitria e Ambiental.

Propsito:Estimular os profissionais responsveis pela implantao de Sistemas de Esgotamento Sanitrio da Embasa (Empresa Baiana de guas e Saneamento S/A) ao estudo da hidrulica geral e viso sistmica do empreendimento sob este aspecto sendo capaz de interpretar e adequar-se dinmica da obra sem que haja distores fsicas e financeiras. Para uma perfeita performance torna-se necessrio que o interessado saiba manipular o CADERNO DE ENCARGOS da Embasa (disponvel na intranet), planilha eletrnica (excel) e computao grfica (AutoCAD). No final de cada captulo encontram-se exerccios o que considero pertinente faze-los. N D I C E G E R A LESGOTOS SANITRIOSCAPTULO I1. SISTEMAS DE ESGOTOS 1.1. Generalidades e Definies 1.2. Classificao das guas de Esgotamento 1.3. Sistemas de Esgotos 1.3.1. Definies 1.3.2. Evoluo dos Sistemas de Esgotamento 1.3.3. Cronologia dos Sistemas de Esgotos 1.3.4. Comparao entre os Sistemas 1.4. Sistemas de Esgotos Sanitrios 1.4.1. Definio 1.4.2. Objetivos 1.4.3. Situao no Brasil 1.4.3.1. Gerenciamento 1.4.3.2. Situao Atual 1.5. Exerccios NOTAS CAPTULO II2. CARACTERIZAO DOS ESGOTOS SANITRIOS 2.1. Tipos de Despejos 2.2. Composio e Classificao dos Esgotos Sanitrios 2.3. Presena Bacteriolgica 2.3.1. Origem 2.3.2. Patognicos 2.3.3. Processo de Decomposio de Matria Orgnica 2.3.4. Comparao entre os Processos 2.3.5. Corroso Bacteriana 2.3.6. Demanda Bioqumica de Oxignio - DBO 2.4. Caractersticas Fsicas 2.4.1. Aspectos Fsicos 2.4.2. Tipos de Slidos 2.5. Caractersticas Qumicas 2.5.1. Matria Orgnica 2.5.2. Nitrognio e Fsforo 2.5.3. pH 2.6. Concentrao de Gases nos Esgotos 2.7. Concluso 2.8. Exerccios CAPTULO III3. VAZES DE CONTRIBUIO 3.1. Introduo 3.2. Contribuio Domstica 3.2.1. Origem 3.2.2. Coeficiente de Retorno 3.2.3. Contribuio Per Capita Mdia 3.2.4. Populao de Projeto 3.2.4.1. Generalidades. 3.2.4.2. Crescimento de Populao 3.2.4.3. Populao Flutuante. 3.2.4.4. Densidade Demogrfica 3.2.4.5. Equivalente Populacional 3.2.4.6. Comentrios 3.2.5. Contribuio Mdia Domstica 3.3. guas de Infiltrao 3.4. Contribuies Concentradas 3.5. Contribuio Total 3.6. Exemplo 3.7. Exerccios

CAPTULO IV4. COMPONENTES DOS SISTEMAS DE ESGOTOS SANITRIOS 4.1. Introduo 4.2. Terminologia Bsica 4.3. Comentrios 4.4. Exerccios CAPTULO V5. HIDRULICA DOS COLETORES 5.1. Introduo 5.2. Propriedades Fsicas 5.3. Classificao dos Movimentos 5.4. Equao da Continuidade 5.5. Equao da Energia 5.6. Perda de Carga 5.6.1. Expresso Geral para Seco Circular 5.6.2. Expresses Mais Comuns na Literatura 5.6.2.1. Frmula Universal 5.6.2.2. Frmula de Hazen-Williams 5.6.2.3. Frmula de Chzy 5.6.2.4. Frmula de Bazin. 5.6.2.5. Frmula de Manning 5.7. Perdas de Carga Localizadas 5.8. Tenso Trativa 5.9. Energia Especfica 5.10. Nmero de Froude 5.11. Escoamento Livre em Seces Circulares - Elementos Geomtricos e Trigonomtricos 5.11.1. Seco Plena - y / do = 1,0 5.11.2. Seco Parcialmente Cheia - y / do < 1,0 5.11.3. Relao entre os Elementos 5.12. Exemplos 5.13. Exerccios CAPTULO VI6 CRITRIOS DE DIMENSIONAMENTO / CONDIES TCNICAS 6.1. Introduo 6.2. Hiptese de Clculo 6.2.1. Hiptese Clssica 6.2.2. Justificativa 6.3. Condies Especficas 6.4. Soluo Grfica 6.5. Exemplo 6.6. Exerccios CAPTULO VII7. CLCULO HIDRULICO DE REDE COLETORA 7.1. Introduo 7.2. Coeficientes de Contribuio 7.2.1. Taxa de Contribuio Domiciliar 7.2.2. Taxa de Clculo Linear 7.3. Profundidade dos Coletores 7.4. Traados de Rede 7.5. Localizao dos Poos de Visita 7.6. Localizao dos Coletores 7.7. Sequncia de Clculo 7.7.1. Estudo Preliminar 7.7.2. Planilhas de Clculo 7.7.3. Metodologia de Clculo 7.8. Exemplos 7.9. Exerccios CAPTULO VIII8. POOS DE VISITA 8.1. Definio 8.2. Disposio Construtiva 8.3. Localizao 8.4. Dimenses 8.5 Elementos para Especificaes 8.5.1. Pr-moldados 8.5.2. Concreto Armado no Local 8.5.3. Alvenaria 8.5.4. Outros Materiais 8.6. Tubulaes de Inspeo e Limpeza - TIL 8.7. Exemplos 8.8. Exerccios CAPTULO IX9. SIFES INVERTIDOS 9.1. Definio 9.2. Tipos de Obstculos 9.3. Funcionamento Hidrulico 9.4. Informaes para Projetos Hidrulicos 9.5. Exemplo Esquemtico 9.6. Exemplo 9.7. Exerccios CAPTULO X10. ESTAES ELEVATRIAS DE ESGOTOS - EEE 10.1. Introduo 10.2. Ocorrncias 10.3. Classificao 10.4. Caractersticas Gerais 10.5. Localizao 10.6. Bombas para Esgotos 10.6.1. Conceitos 10.6.2. Bombas Centrfugas 10.6.3. Bombas Helicoidais 10.6.4. Ejetores Pneumticos 10.6.5. Seleo de Bombas 10.7. Noes sobre Motores 10.7.1. Tipos de Motores 10.7.2. Motores Eltricos 10.7.3. Motores Sncronos 10.7.4. Motores Assncronos 10.7.5. Rotores 10.7.6. Potncias 10.7.7. Comentrios 10.8. Projeto de Elevatrias 10.8.1. Informaes Bsicas 10.8.2. Pr-Dimensionamento 10.8.3. Unidades Preliminares 10.8.4. Poo mido 10.8.4.1. Consideraes para Projetos 10.8.4.2. Clculo do Volume 10.8.4.3. Dimenses teis 10.8.4.4. Detalhes a Serem Obedecidos 10.8.5. Tubulaes 10.8.5.1. Material das Tubulaes 10.8.5.2. Peas Especiais e Conexes . 10.8.6. Sala de Bombas 10.8.7. Estrutura Funcional 10.9. Consideraes Finais 10.10. Exemplos 10.11. ExercciosCAPTULO I

SISTEMAS DE ESGOTOS1. SISTEMAS DE ESGOTOS1.1. Generalidades e Definies caracterstico de qualquer comunidade humana, o consumo de gua como uma necessidade bsica para desempenho das diversas atividades dirias e, conseqentemente, a gerao de guas residurias sem condies de reaproveitamento. A gua consumida na comunidade deve ser de procedncia conhecida, requerendo, na maioria das vezes, tratamento prvio para que ao atingir os pontos de consumo, a mesma esteja qualificada com um grau de pureza que possa ser utilizada de imediato para o fim a que se destina. As instalaes necessrias para que a gua seja captada, tratada, transportada e distribuda nos pontos de consumo constituem o sis-tema de abastecimento de gua.Os processos de consumo da gua, na sua maioria geram vazes de guas residurias que, por no disporem de condies de reutilizao, devem ser coletadas e transportadas para locais afastados da comunidade, de modo mais rpido e seguro, onde, de acordo com as circunstncias, devero passar por processos de depurao adequados antes de serem lanadas nos corpos receptores naturais. Este condicionamento necessrio para preservar o equilbrio ecolgico no ambiente atingido direta ou indiretamente pelo lanamento. Este servio executado pelo sistema de esgotos sanitrios.A gerao de resduos slidos, o lixo, tambm uma conseqncia da presena humana. Sendo sua constituio de teor insalubre e de presena incmoda para a populao humana, deve ser coletado de modo sistemtico e seguro e transportado para locais de beneficiamento, incinerao, etc., ou reas de depsito previamente determinadas e preparadas, isoladas do permetro habitado a fim de evitar interferncia no desempenho das atividades vitais da comunidade.Paralelamente operao dos servios citados devem tambm ser drenadas as guas de escoamento superficial, em geral vazes sazonais de origem pluvial, atravs de um sistema de galerias e canais, para os corpos receptores de maior porte da rea tais como crregos, rios, lagos, etc. A existncia desse conjunto de condutos artificiais de esgotamento denominado de sistema de drenagem pluvial ou sistema de esgotos pluviais, fundamental para preservao da estrutura fsica da comunidade, pela reduo ou controle dos efeitos adversos provocados pela presena incontrolada dessas vazes.Entende-se, pois, que a existncia dos servios descritos essencial para o bem-estar de toda uma comunidade humana. Por definio, esse conjunto de servios compe o denominado Saneamento Bsico, e tradicionalmente tem sido de responsabilidade, pelo menos no seu gerenciamento, do poder pblico imperante na coletividade. fundamental, tambm, observar-se que a boa operao e confiabilidade dos sistemas que compem as atividades de Saneamento Bsico respondem diretamente por melhores condies de sade, conforto e segurana e produtividade em uma comunidade urbana.1.2. Classificao das guas de EsgotamentoA expanso demogrfica e o desenvolvimento tecnolgico trazem como conseqncia imediata o aumento de consumo de gua e a ampliao constante do volume de guas residurias no reaproveitveis que, quando no condicionadas de modo adequado, acabam poluindo as reas receptoras causando desequilbrios ecolgicos e destruindo os recursos naturais da regio atingida ou mesmo dificultando o aproveitamento desses recursos naturais pelo homem. Essas guas, conjuntamente com as de escoamento superficial e de possveis drenagens subterrneas, formaro as vazes de esgotamento ou simplesmente esgotos.Sendo assim, de acordo com a sua origem, os esgotos podem ser classificados tecnicamente da seguinte forma: - esgoto sanitrio ou domstico ou comum; - esgoto industrial; - esgoto pluvial. Denomina-se de esgoto sanitrio toda a vazo esgotvel originada do desempenho das atividades domesticas, tais como lavagem de piso e de roupas, consumo em pias de cozinha e esgotamento de peas sanitrias, como por exemplo, lavatrios, bacias sanitrias e ralos de chuveiro.O chamado esgoto industrial aquele gerado atravs das atividades industriais, salientando-se que uma unidade fabril onde seja consumida gua no processamento de sua produo, gera um tipo de esgoto com caractersticas inerentes ao tipo de atividade (esgoto industrial) e uma vazo tipicamente de esgoto domstico originada nas unidades sanitrias (pias, bacias, lavatrios, etc.).O esgoto pluvial tem a sua vazo gerada a partir da coleta de guas de escoamento superficial originada das chuvas e, em alguns casos, lavagem das ruas e de drenos subterrneos ou de outro tipo de precipitao atmosfrica.1.3. Sistemas de Esgotos1.3.1. DefiniesPara que sejam esgotadas com rapidez e segurana as guas residurias indesejveis, faz-se necessrio a construo de um conjunto estrutural que compreende canalizaes coletoras funcionando por gravidade, unidades de tratamento e de recalque quando imprescindveis, obras de transporte e de lanamento final, alm de uma srie de rgos acessrios indispensveis para que o sistema funcione e seja operado com eficincia. Esse conjunto de obras para coletar, transportar, tratar e dar o destino final adequado s vazes de esgotos, compe o que se denomina de Sistema de Esgotos.O conjunto de condutos e obras destinados a coletar e transportar as vazes para um determinado local de convergncia dessas vazes denominado de Rede Coletora de Esgotos. Portanto, por definio, a rede coletora apenas uma componente do sistema de esgotamento.1.3.2. Evoluo dos Sistemas de EsgotamentoOs primeiros sistemas de esgotamento executados pelo homem tinham como objetivo proteg-lo das vazes pluviais, devendo-se isto, principalmente, inexistncia de redes regulares de distribuio de gua potvel encanada e de peas sanitrias com descargas hdricas, fazendo com que no houvesse, primeira vista, vazes de esgotos tipicamente domsticos. Porm, como as cidades tendiam a se desenvolver s margens de vias fluviais, por causa da necessidade da gua como substncia vital, principalmente para beber, com o passar do tempo os rios se tornavam to poludos com esgoto e o lixo, que os moradores tinham que se mudar para outro lugar. Este padro universal foi seguido pelos humanos por muitos e muitos sculos.Poucas foram as excees a esse padro. Stios escavados em Mohenjo-Daro, no vale da ndia, e em Harappa, no Punjab, indicam a existncia de ruas alinhadas, pavimentadas e drenadas com esgotos canalizados em galerias subterneas de tijolos argamassados a, pelo menos 50 centmetros abaixo do nvel da rua. Nas residncias constatou-se a existncia de banheiros com esgotos canalizados em manilhas cermicas rejuntadas com gesso. Isto a mais de 3000 a.C.No Egito, no Mdio Imprio (2100-1700 a.C.), em Kahum, uma cidade arquitetonicamente planejada, construram-se nas partes centrais, galerias em pedras de mrmore para drenagem urbana de guas superficiais, assim como em Tel-el-Amarma, onde at algumas moradias mais modestas dispunham de banheiros. Em Tria regulamentava-se o destino dos dejetos, sendo que a cidade contava com um desenvolvido sistemas de esgotos. E Knossos, em Creta, a mais de 1000 a.C., contava com excelentes instalaes hidro-sanirtrias, notadamente nos palcios e edifcios reais. Na Amrica do Sul os incas e vizinhos de lngua quchua, desenvolveram adiantados conhecimentos em engenharia sanitria como atestam runas de sistemas de esgoto e drenagem de reas encharcadas, em suas cidades.Historicamente observado que as civilizaes primitivas no se destacaram por prticas higinicas individuais por razes absolutamente sanitrias e sim, muito freqentemente, por religiosidade, de modo a se apresentarem limpos e puros aos olhos dos deuses de modo a no serem castigados com doenas. Os primeiros indcios de tratamento cientfico do assunto, ou seja, de que as doenas no eram exclusivamente castigos deteve, comearam a aparecer na Grcia, por volta dos anos 500 a. C., particularmente a partir do trabalho de Empdocles de Agrigenco (492-432 AC), que construiu obras de drenagem das guas estagnadas de dois rios, em Selenute, na Siclia, visando combater uma epidemia de malria.No livro hipocrtico Ares, guas e Lugares (1), um texto mdico por excelncia, considerava-se insalubres plancies encharcadas e regies pantanosas, sugerindo a construo de casas em reas elevadas, ensolaradas e com ventilao saudvel. Saliente-se que nas cidades gregas havia os administradores pblicos, os ast-nomos, responsveis pelos servios de abastecimento de gua e de esgotamentos urbanos como, por exemplo, a manuteno e a limpeza dos condutos. Nas cidades romanas do perodo republicano esta gerncia era desempenhada pelos censores e no imperial, a partir de Augusto (63 AC-14 DC), pelos zeladores e atendentes. A prestao destes servios, no entanto, eram prioridade das reas nobres das cidades gregas e principalmente das romanas, onde os moradores tinham de pagar pelo uso do servio. importante citar que uma obra como a cloaca mxima, destinada ao esgotamento subterrneo de guas estagnadas dos ps da colina do Capitlio at o Tibre, ainda hoje em operao, foi concluda no governo de Tarqunio Prisco. Em De Arquitetura, Vitrvio (70-25 a. C) justificava a importncia de se construrem as cidades em reas livres de guas estagnadas e onde a drenagem das edificaes fossem facilitadas. Relatos de Josefos (37-96 d. C) sobre o Oriente Mdio, descrevem elogios ao sistema de drenagem em Cesaria, construdo por Herodes (73-4 a. C). J Estrabo surpreendeu-se negativamente com a construo de galerias a cu aberto em Nova Esmirna.Sistemas de drenagens construdos em concreto com aglomerantes naturais tambm existiram nas cidades antigas como Babilnia, Jerusalm e Bizncio, porm por sua insuficincia quantitativa, estas cidades tornaram-se notveis por seus peculiares e ofensivos odores.A partir de 476 da era crist., com a queda do Imprio Romano, iniciou-se o perodo medieval, que duraria cerca de um milnio, e desgraadamente para o Ocidente, caracterizou-se por uma fuso de culturas clssicas, brbaras e ensinamentos cristos, centralizado em Constantinopla. Grande parte dos conhecimentos cientficos foram deslocados pelos cientistas em fuga, para o mundo rabe, notadamente a Prsia, dando incio na Europa, a uma substituio deste conhecimento por uma cultura a base de supersties, gerando a hoje denominada Idade das Trevas (500-1000 d. C.). Como a nfase de que as doenas eram castigos divinos s impurezas espirituais humanas e seus tratamentos eram resolvidos com procedimentos msticos ou oraes e penitncias, as prticas sanitrias urbanas sofreram, se no um retrocesso, pelo menos uma estagnao.Neste perodo, no Ocidente, como o conhecimento cientfico restringiu-se ao interior dos mosteiros, as instalaes sanitrias como encanamentos de gua e esgotamentos canalizados, ficaram por conta da iniciativa eclesistica. Como exemplo desta afirmativa, pode-se citar que enquanto no sculo IX, a cidade do Cairo, no Egito, j dispunha de um ser-vio pblico de aduo de gua encanada, s em 1310 os franciscanos concordaram em que habitantes da cidade de Southampton utilizassem a gua excedente de um convento que tinha um sistema prprio de abastecimento de gua desde 1290.Na Idade Mdia, nas cidades as pessoas construram casas permanentes e esgoto, lixo e refugos em geral eram depositados nas ruas. Quando as pilhas ficaram altas, e o mau odor tornava-se insuportvel, a sujeira era retirada com a utilizao de ps e veculos de trao animal. Esta condio prevaleceu at o final do sculo XVIII, principalmente nas cidades menores.A iniciativa de pavimentao das ruas nas cidades europias, com a finalidade de mant-las limpas e alinhadas, a partir do final do sculo XII, exemplos de Paris (1185), Praga (1331), Nuremberg (1368) e Basilia (1387), tornou-se o marco inicial da retomada da construo de sistemas de drenagem pblica das guas de escoamento superficial e o encanamento subterrneo de guas servidas, estas inicialmente para fossas domsticas e, posteriormente, para os canais pluviais. As primeiras leis pblicas notveis de instalao, controle e uso destes servios tm origem a partir do sculo XIV.Em termos de saneamento o perodo histrico dos sculos XVI e XVIII considerado de transio. A partir do sculo XVI, j no Renascimento, com a crescente poluio dos mananciais de gua o maior problema era o destino dos esgotos e do lixo urbanos. No sculo seguinte, o abastecimento de gua urbano teve radical desenvolvimento, pois se passou a empregar bombeamentos com mquinas movidas a vapor e tubos de ferro fundido para recalques de gua, notadamente a partir da Alemanha, procedimentos que viriam a se generalizar no sculo seguinte, juntamente com a formao de empresas fornecedoras de gua.Os estudos de John Snow (1813-1858), o movimento iluminista, a revoluo industrial e as mudanas agrrias provocaram alteraes revolucionrias no final do sculo XVIII, com profundas alteraes na vida das cidades e, conseqentemente, nas instalaes sanitrias. Ruas estreitas e sinuosas foram alargadas e alinhadas, pavimentadas, iluminadas e drenadas, tanto na Inglaterra como no continente.O aparecimento da gua encanada e das peas sanitrias com descarga hdrica, fez com que a gua passasse a servir com uma nova finalidade: afastar propositadamente dejetos e outras impurezas indesejveis ao ambiente de vivncia. A sistemtica de carreamento de refugos e dejetos domsticos com o uso da gua, embora fosse conhecido desde o sculo XVI, quando John Harrington (1561-1612) instalou a primeira latrina no palcio da Rainha Isabel, sua disseminao s veio a partir de 1778, quando Joseph Bramah (1748-1814) inventou a bacia sanitria com descarga hdrica, inicialmente empregada em hospitais e moradias nobres. A generalizao dos sistemas de distribuio de gua e as descargas hdricas para evacuar o esgoto, provocaram a saturao do solo, contaminando as ruas e o lenol fretico. A extravaso para os leitos das ruas criou, tambm, constrangimentos do ponto de vista estticos, levando a necessidade de criao de esquemas para limpeza das vias pblicas das cidades grandes.Muitas cidades como Paris, Londres e Baltimore tentaram o emprego de fossas individuais com resultados desastrosos, pois as mesmas, com manuteno inadequada, se tornaram fontes de gerao de doenas. Raramente eram limpas e seu contedo se infiltrava pelo solo, saturando grandes reas do terreno e poluindo fontes e poos usados para o suprimento de gua. As fossas, portanto, tornaram-se um problema de sade pblica.Alm disso, era ilusoriamente fcil eliminar a gua de esgoto, permitindo-a alcanar os canais de esgotamento existentes sob muitas cidades. Como esses canais de esgotamento se destinavam a carrear gua de chuva, a generalizao dessa prtica levou os rios de cidades maiores transformarem-se em esgotos a cu aberto, um dos maiores desafios enfrentados pelos reformadores sanitrios do sculo XIX.Paralelamente comeava a se concretizar a idia de serem organismos microscpicos como possvel causa das doenas transmissveis. No incio do sculo XIX havia na Gr-Bretanha vrias cidades consideradas de grande porte, mas elas pareciam to incapazes como suas predecessoras de evitar as contrastantes ondas de mortes por doenas e epidemias, que ainda eram o preo inevitvel da vida urbana. Apesar das considerveis melhorias executadas nos esgotos londrinos no sculo anterior, as galerias continuavam despejando seus bacilos no rio Tmisa, contaminando a principal fonte de gua potvel da capital.Ao mesmo tempo, a melhoria das condies de transporte, provocou um efeito colateral assustador: as epidemias se espalhavam com muito maior rapidez e produzindo um alcance de vtimas muito mais devastador, como a de clera (1831-1832). O governo britnico assustou-se com a intensidade de mortes e as autoridades perceberam uma clara conexo entre a sujeira e a doena nas cidades.As dcadas de 1830 e 1840 podem ser destacadas como as mais importantes na histria cientfica da Engenharia Sanitria. A epidemia de clera de 1831/32 despertou concretamente para os ingleses a preocupao com o saneamento das cidades, pois evidenciou que a doena era mais intensa em reas urbanas carentes de saneamento efetivo, ou seja, em reas mais poludas por excrementos e lixo, alm de mostrar que as doenas no se limitavam s classes mais baixas. Em seu famoso Relatrio (1842), Chadwick (1800-1890) j afirmava que as medidas preventivas como drenagem e limpeza das casas, atravs de um suprimento de gua e de esgotamento efetivos, paralelo a uma limpeza de todos os refugos nocivos das cidades, eram operaes que deveriam ser resolvidas com os recursos da Engenharia Civil e no no servio mdico.A evoluo dos conhecimentos cientficos, principalmente na rea de sade pblica, tornou imprescindvel a necessidade de canalizar as vazes de esgoto de origem domstica. Os reformadores e os engenheiros hidrulicos (1842) propuseram, ento, a reforma radical do sistema sanitrio, separando rigorosamente a gua potvel da gua servida: os esgotos abertos seriam substitudos por encanamentos subterrneos, feitos de cermica durvel.Funcionrios da prefeitura de Paris j haviam comeado a projetar esgotos no comeo do sculo XIX para proteger seus cidados de clera. A soluo indicada foi canalizar obrigatoriamente os efluentes domsticos e industriais para as galerias de guas pluviais existentes, originando, assim, o denominado Sistema Unitrio de Esgotos, onde todas os esgotos eram reunidos em uma s canalizao e lanados nos rios e lagos receptores.No incio do sculo XIX, a construo dos sistemas unitrios propagou-se pelas principais cidades do mundo na poca, entre elas, Londres, Paris, Amsterdam, Hamburgo, Viena, Chicago, Buenos Aires, etc. No realidade mtodos de disposio de esgoto no melhoraram at os anos 1840 quando o primeiro esgoto moderno foi construdo em Hamburgo, Alemanha. Era moderno no sentido de que foram conectadas ligaes individuais das casas a um sistema coletor pblico de esgotos. O sistema caracterizou-se tambm porque os trechos coletores iniciais de esgotos sanitrios eram separados das galerias de esgotos pluviais.Epidemias de clera que assolaram a Inglaterra e outros pases europeus at os anos 1850. Efetivamente Londres s teve um sistema de esgotos considerado eficiente a partir de 1859. No entanto, a evoluo tecnolgica nas naes mais adiantadas, como a Inglaterra por exemplo, e a necessidade do intercmbio comercial, forava a instalao de medidas sanitrias eficientes por todos o planeta, pois a proliferao de pestes e doenas contagiosas em cidades desprovidas dessas iniciativas propiciava, logicamente, aos seus visitantes os mesmos riscos de contaminao, gerando insegurana e implicando, portanto, que os navios comerciais da poca evitassem a ancoragem em seus portos, temendo contaminao da tripulao e, conseqentemente, causando prejuzos constantes s naes mais pobres e dependentes do comrcio internacional. No Brasil relacionavam-se nesta situao, notadamente os portos do Rio de Janeiro e Santos.Porm nas cidades situadas em regies tropicais e equatoriais, com ndice pluviomtrico muito superior (cinco a seis vezes maiores que a mdia europia, por exemplo) a adoo de sistemas unitrios tornou-se invivel devido ao elevado custo das obras, pois a construo das avantajadas galerias transportadoras das vazes mximas contrapunham-se s desfavorveis condies econmicas caractersticas dos pases situados nestas faixas do globo terrestre.Foram ento, contratados os ingleses pelo imperador D. Pedro II (1825-1891), para elaborarem e implantarem sistemas de esgotamento para o Rio de Janeiro e So Paulo, na poca, as principais cidades brasileiras. Ao estudarem a situao os projetistas depararam-se com situaes peculiares e diferentes das encontradas na Europa, principalmente as condies climticas (clima tropical) e a urbanizao (lotes grandes e ruas largas).Aps criteriosos estudos e justificativas foi adotado na ocasio, um indito sistema no qual eram coletadas e conduzidas s galerias, alm das guas residurias domsticas, apenas as vazes pluviais provenientes das reas pavimentadas interiores aos lotes (telhados, ptios, etc.). Criava-se, ento, o Sistema Separador Parcial, cujo objetivo bsico era reduzir os custos de implantao e, conseqentemente, as tarifas a serem pagas pelos usurios.Nos Estados Unidos inicialmente muitos sistemas de esgotos foram construda em cidades pequenas e financiados por fundos criados pela prpria populao local. Detalhes destes projetos pioneiros de sistema de esgoto so geralmente desconhecidos por causa da falta de registros precisos. A concepo inicial de sistemas de esgoto criados na Amrica creditada a Julius W. Adams que projetou os esgotos em Brooklyn, Nova Iorque (1857).A preocupao com os problemas de sade pblica na Amrica do Norte cresceu com o surgimento da epidemia de febre amarela em Memphis, Tennessee (1873). Neste ano foram mais de 2.000 mortes causadas pela doena e, cinco anos depois, j se contabilizavam cerca de 5150. Estas epidemias foram responsveis pela formao do Departamento de Sade Nacional, o precursor do Servio de Sade Pblica Norte-Americano.Finalmente o engenheiro George Waring (15) foi contratado para projetar um sistema de esgotos para a cidade de Memphis, regio onde predominava uma economia rural e relativamente pobre, praticamente incapaz de custear a implantao de um sistema convencional poca. Waring, diante da situao e contra a opinio dos sanitaristas de ento, projetou em sistema exclusivamente para coleta e remoo das guas residurias domsticas, excluindo, portanto, as vazes pluviais no clculo dos condutos. Depois do controle da epidemia e construo de um sistema de esgoto sanitrio em Memphis (1889), as maiores cidades americanas estavam com linhas de esgoto em funcionamento.Com a implantao do projeto de esgoto sanitrio de Memphis estava criado ento o Sistema Separador Absoluto (1879), cuja caracterstica principal ser constitudo de uma rede coletora de esgotos sanitrios e uma outra exclusiva para guas pluviais. Rapidamente o sistema separador absoluto foi difundindo-se pelo resto do mundo a partir das idias de Waring e de suas publicaes e tambm de um outro famoso defensor do novo sistema, seu contemporneo, Engenheiro Cady Staley.No Brasil destacou-se na divulgao do novo sistema, Saturnino Brito (1864-1929), cujos estudos, trabalhos e sistemas reformados pelo mesmo, fizeram com que, a partir de 1912, o separador absoluto passasse a ser adotado obrigatoriamente no pas.1.3.3. Cronologia dos Sistemas de EsgotosA seguir est relacionada uma srie de datas com registros de acontecimentos marcantes na histria da evoluo dos sistemas de esgotamento na civilizao ocidental.4000 AC - Mesopotmia: incio de construes de sistemas de irrigao. 3750 AC - ndia: construo de galerias de esgotos pluviais em Nipur. 3750 AC - Babilnia: construo de galerias de esgotos pluviais. 3100 AC - Vrios pontos: surgimento de manilhas cermicas. 3000 AC - Harada e Mohenjodaro, Pakisto: muitas casas com banheiros abastecidos atravs de tubos cermicos e condutos em alvenaria de tijolos para conduo de guas superficiais. 2750 AC - ndia: incio dos sistemas de drenagem subterrnea no vale dos hindus. 2000 AC - Creta: empregado no Palcio de Minos, em Knossos, manilhas cermicas de ponta e bolsa com cerca de 0,70m de comprimento. 1700 AC - Creta: instalada a primeira banheira no palcio de Knossos, por Ddalus. 514 AC - Roma: construo de uma galeria com 740m de extenso e dimetro equivalente de at 4,30m, de pedras arrumadas, denominada de cloaca mxima, por Tarqunio Prisco, o Velho (c. 580-514 AC). 500 AC - Roma: construo de galerias auxiliares a principal, em condutos de barro, por Tarqunio, o soberbo (540-509). 260 AC - Atenas: criao da bomba parafuso, por Arquimedes (287- 212 AC). 200 AC - Atenas: criao da bomba de pisto, por Ctesibius (20). 32 AC - Roma: Agripa (63-12 AC) ordenou a limpeza das galerias existentes e criou novas de at 3m de largura por 4km de extenso. 1237 DC - Londres: surgimento da gua encanada com o emprego de canos de chumbo. 1370 DC - Paris: construda a primeira galeria com cobertura abobadada. 1500 DC - Alemanha: uso obrigatrio de fossas nas residncias. 1650 DC - Gloucester: instalao de latrinas municipais. 1680 DC - Londres: incio do emprego de gua para limpeza de privadas. 1689 DC - Paris: Denis Papin (1647-1712) inventa a bomba centrfuga. 1778 DC - Londres: Joseph Bramah (12) inventa a bacia sanitria com descarga hdrica. 1785 DC - Londres: James Simpson introduz no mercado os tubos de ponta e bolsa. 1804 DC - Inglaterra: emprego de tubos de ferro fundido. 1805 DC - Lichfield: substituio de canos de chumbo por de ferro fundido. 1808 DC - Londres: substituio de estruturas de madeira por canos de ferro fundido. Idem Dublin (1809), Filadlfia (1817), Gloucester (1826), etc. 1815 DC - Inglaterra: autorizado o lanamento de efluentes domsticos nas galerias pluviais. 1827 DC - Londres: uso compulsrio de tubos de ferro fundido. 1830 DC - Londres: permisso para lanamento de esgotos domsticos no rio Tmisa (o que seria proibido em 1876). 1842 DC - Hamburgo, Alemanha: iniciada a implantao de um sistema projetado de esgotos de acordo com as teorias modernas. 1847 DC - Londres: lanamento compulsrio das guas domsticas nas galerias pluviais. 1848 DC - Londres: promulgao na Inglaterra de leis de saneamento e sade pblica. 1855 DC - Rio de Janeiro: contratao dos ingleses para criar sistemas de esgotamento para as cidades do Rio e So Paulo. 1857 DC - Rio de Janeiro: inaugurao do sistema de esgotos (separador parcial) da cidade, tornando-se uma das primeiras cidades do mundo dotada de rede coletora de esgotos. 1857 DC - Nova Iorque: inaugurao do sistema de esgotos da cidade. 1873 DC - Recife: iniciada a construo da primeira rede coletora de esgotos sanitrios desta capital. 1876 DC - So Paulo: inaugurado o primeiro sistema coletor de esgotos (separador parcial) da cidade. 1879 DC - Memphis, EUA: criao do Sistema Separador Absoluto por George Waring ( ? -1898). 1889 DC - Irlanda: apresentada pelo autor a expresso de Manning. 1892 DC - Campinas: execuo da rede coletora desta cidade. 1897 DC - B. Horizonte: inaugurao da cidade com gua e esgotos projetados por Saturnino de Brito. 1900 DC - ustria: incio da produo de tubos de cimento-amianto por Ludwing Hastscher. 1900 DC - So Paulo: Saturnino de Brito inventou o tanque fluxvel. 1907 DC - So Paulo: Saturnino de Brito iniciou as obras de esgotos e drenagem da cidade de Santos. 1912 DC - Brasil: adoo do sistema separador absoluto. 1920 DC - So Paulo: inveno do tubo de ferro fundido centrifugado por De Lavaud. 1928 DC - So Paulo: construo da estao de tratamento de esgotos de Santo ngelo 1953 DC - Inglaterra: iniciada a fabricao de tubos de PVC. 1962 DC - Campina Grande: fundao da primeira empresa pblica nacional de saneamento (SANE-SA). 1968 DC - Braslia: criao do PLANASA - Plano Nacional de Saneamento (2). 1968 DC - So Paulo: criao da CETESB - Companhia de Tecnologia e Saneamento Ambiental (3). Observando esta srie de acontecimentos conclui-se que na Antigidade a preocupao voltava-se para obras de esgotamento pluvial. Isto justificado pela inexistncia de peas sanitrias com descarga hdrica e pela ignorncia dos povos sobre a periculosidade dos resduos domsticos.Verifica-se tambm que durante a Idade Mdia no h registros da evoluo na rea de saneamento, sendo esta situao decorrente dos acontecimentos que caracterizam este perodo da Histria.O surgimento da gua encanada e a disseminao do uso de peas sanitrias com descarga hdrica, aliados ao desenvolvimento cientfico e tecnolgico da humanidade aps o Renascimento, fizeram com que o homem tomasse conscincia da necessidade de criar sistemas eficazes de saneamento onde se garantisse o abastecimento da gua potvel e recolhimento das guas residurias e d-lhe condies favorveis de reciclagem na natureza.1.3.4. Comparao entre os SistemasA evoluo dos sistemas de esgotamento deu origem a dois tipos com caractersticas bem distintas, principalmente do ponto de vista da quantidade e qualidade das vazes transportadas, o Sistema Unitrio e o Separador Absoluto, sendo este ltimo o mais empregado nos tempos contemporneos. Para melhor entender esta preferncia pode-se elaborar uma srie de comparaes como as relacionadas a seguir:a) Desvantagens do Sistema Unitrio 1. dificulta o controle da poluio a jusante onerando o tratamento, em virtude dos grandes volumes de esgotos coletados e transportados em pocas de cheias e, conseqentemente, o alto grau de diluio em contraste com as pequenas vazes escoadas nos perodos de estiagem, acarretando problemas hidrulicos nos condutos e encarecem do a manuteno do sistema; exige altos investimentos iniciais na construo de grandes galerias necessrias ao transporte das vazes mximas do projeto; tem funcionamento precrio em ruas sem pavimentao, principalmente de pequenas declividades longitudinais, em funo da sedimentao interna de material oriundos dos leitos das vias pblicas; implicam em construes mais difceis e demoradas em conseqncia das suas dimenses, criando maiores dificuldades fsicas e no cotidiano da populao da rea atingida.b) Vantagens do Sistema Separador Absoluto permite a implantao independente dos sistemas (pluvial e sanitrio) possibilitando a construo por etapas e em separado de ambos, inclusive desobrigando a construo de galerias pluviais em maior nmero de ruas; permite a instalao de coletores de esgotos sanitrios em vias sem pavimentao, pois esta situao no interfere na qualidade dos esgotos sanitrios coletados; permite a utilizao de peas pr-moldadas denominadas de tubos, na execuo das canalizaes devida a reduo nas dimenses necessrias ao escoamento das vazes, reduzindo custos e prazos na implantao dos sistemas; acarreta maior flexibilidade para a disposio final das guas de origem pluvial, pois estes efluentes podero ser lanados nos corpos receptores naturais da rea (crrego, rios, lagos, etc.) sem necessidade prvia de tratamento o que acarreta reduo das sees e da extenso das galerias pluviais; reduz as dimenses das estaes de tratamento facilitando, conseqentemente, a operao e manuteno destas em funo da constncia na qualidade e na quantidade das vazes a serem tratadas.Diante destas circunstncias quase inconcebvel nos dias de hoje, serem projetados sistemas unitrios de esgotamento. Em vrios pases (entre estes o Brasil) obrigatrio o emprego do sistema separador absoluto. Um exemplo de sistema unitrio moderno o da Cidade do Mxico, onde praticamente toda a gua residurias gerada na rea urbana canalizada para utilizao em reas agrcolas irrrigveis.1.4. Sistemas de Esgotos Sanitrios1.4.1. DefinioDiante das diversas comparaes no h como resistir a afirmao de que a implantao de sistemas separados para guas residurias e para vazes pluviais seja mais vantajosa, tanto para pequenas comunidades como em grandes centros urbanos.Desse modo torna-se imperativo que o estudo de projetos de esgotamento sanitrio levem a concepes distintas das do esgotamento pluvial e, conseqentemente, ao desenvolvimento de teorias em separado, dentro de um macro-estudo que envolva todas as propostas de saneamento bsico de uma comunidade.Identificada a separao tcnica pode-se afirmar que o conjunto de condutos e obras destinadas a coletar, transportar e dar destino final adequado as vazes de esgoto sanitrio denomina-se de Sistema de Esgotos Sanitrios. Isto o que ser exposto ao longo desta publicao, a partir deste ponto, com nfase para o dimensionamento dos componentes das redes coletoras convencionais.1.4.2. ObjetivosA implantao dos servios de Saneamento Bsico, em funo da sua importncia, tem de ser tratada como prioridade sob quaisquer aspectos na infra-estrutura pblica das comunidades, considerando-se que o bom funcionamento desses servios implica em uma existncia com mais dignidade para a populao usuria, pois melhora as condies de higiene, segurana e conforto dos usurios, acarretando assim maior fora produtiva em todos os nveis da mesma. Neste contexto, pode-se assegurar que a implantao de um sistema de esgotos sanitrios, bem como sua correta operao, permite atingir os seguintes objetivos:a) Objetivos Sanitrios coleta e remoo rpida e segura das guas residurias; eliminao da poluio e contaminao de reas a jusante do lanamento final; disposio sanitria dos efluentes, devolvendo-os ao ambiente em condies de reuso; reduo ou eliminao de doenas de transmisso atravs da gua, aumentando a vida mdia dos habitantes.b) Objetivos Sociais controle da esttica do ambiente, evitando lamaais e surgimento de odores desagradveis; melhoria das condies de conforto e bem estar da populao; utilizao das reas de lazer tais como parques, rios, lagos, etc., facilitando, por exemplo, as prticas esportivas.c) Objetivos Econmicos melhoria da produtividade tendo em vista uma vida mais saudvel para os cidados e menor nmero de horas perdidas com recuperao de enfermidades; preservao dos recursos naturais, valorizando as propriedades e promovendo o desenvolvimento industrial e comercial; reduo de gastos pblicos com campanhas de imunizao e/ou erradicao de molstias endmicas ou epidmicas.1.4.3. Situao no Brasil1.4.3.1. GerenciamentoNos anos setenta, no Brasil, como no resto na Amrica Latina em geral, o estado seguiu sendo praticamente a nica instncia de liberao de recursos e financiamento de programas de sade e saneamento, embora no alcanasse a meta de 1% do PNB previsto para o final da dcada, como previsto no PLANASA. A despeito da aparente evoluo da qualidade de vida dos brasileiros na poca, no havia uma poltica de promoo de espaos onde se expressassem as variedades de interesses e perspectivas dos diversos fatores sociais e a definio dos rumos a seguir, ficando na dependncia de aes de polticos nem sempre com conhecimentos adequados no assunto, a realizao dos projetos elaborados.A partir dos anos oitenta, com a internacionalizao do capital, do trabalho e do mercado, somadas as mudanas no eixo poltico com a passagem de regimes de natureza autoritria para governos eleitos pelo voto direto, acelerou-se a deteriorao dos modelos de desenvolvimento em voga na regio e, a partir do Governo Figueiredo, os governantes passaram a se limitar a administrao da crise continuamente, desaparecendo o estado como orientador das polticas sociais, sem uma preocupao clara com as conseqncias sociais desta mudana, resultando numa conta social muito pesada e de tristes conseqncias .Apesar da ausncia de dados mais precisos possvel comprovar as diferentes expectativas de vida entre as diversas classes sociais no Brasil. O aumento de enfermidades anteriormente em declnio, tais como malria e tuberculose e o ressurgimento de outras consideradas extintas como, por exemplo a clera e a dengue, tem causado uma superposio de efeitos negativos que resultam em uma evidente deteriorao social.Urge pois, que o estado, ante o compromisso de igualdade entre cidados, possa promover aes que gerem respostas sociais adequadas s necessidades diversas, superando distores provocadas pela atual realidade mundial.1.4.3.2. Situao AtualSegundo a Organizao Pan-americana de Sade - OPS, a Amrica Latina (aproximadamente 450 milhes de habitantes) necessita investir cerca de US$ 216 bilhes para resolver seus problemas de saneamento bsico. Somente para disposio dos resduos domsticos sero necessrios recursos da ordem de US$ 8 bilhes (produo diria de 250 mil toneladas de lixo domstico sendo que atualmente, apenas 30% destas so dispostas adequadamente).A difcil situao econmica que o pas vem suportando nos ltimos anos, aliada a uma poltica governamental de descompromisso pela organizao de programas para o setor de saneamento, fizeram com que os recursos para investimento em sistemas de esgotamento sanitrio fossem insuficientes para acompanhar o crescimento da populao.Enquanto a populao crescia o atendimento com os servios de esgotamento nunca chegou a crescer o suficiente para diminuir o nmero de brasileiros sem este benefcio no mesmo perodo, fazendo com que o dficit aumentasse a cada ano. Hoje se tem menos de um tero da populao brasileira atendida com sistemas de esgotos sanitrios e, como complicador, vrios destes sistemas sendo operados inadequadamente.Outra observao que pode ser feita o desequilbrio regional entre os beneficiados com sistemas de esgotos sanitrios. Por exemplo, enquanto no sudeste tem-se 58% da populao beneficiada na Regio Norte este ndice cai para menos de 2,5% com ligaes de esgotos sanitrios. 1.5. Exerccios Definir- Saneamento Bsico; - Sistema Unitrio de Esgotamento; - Sistema Separador Absoluto. - Sistema de Esgotos Sanitrios; - Objetivos Sanitrios, Econmicos e Sociais. Classificar os tipos de guas esgotveis de acordo com a origem. Descrever as conseqncias sanitrias do aparecimento da gua encanada e dos aparelhos com descarga hdrica. Quais as principais dificuldades para implantao de sistemas unitrios de esgotamento? Que razes levaram D.Pedro II a contratar os ingleses para projetarem e construrem sistemas de esgotamento em cidades brasileiras ? Que razes incentivaram George Waring a criar o Sistema Separador Absoluto? Em que situaes poder-se-iam projetar sistemas unitrios em detrimento do separador absoluto? possvel que efluentes pluviais necessitem de tratamento? Justificar. Fazer um "comentrio histrico" justificando a lacuna de 1200 anos sem datas notveis em Saneamento na "era crist". Pesquisar o significado de:- conduto, canal e canalizao; - tubo e tubulao; - cano e manilha. - molstias endmicas e epidmicas; - poluio e contaminao; - guas residurias; - recursos naturais; - ligao de esgotos e economia (em saneamento). NOTAS:1. Ares, guas e Lugares (em grego Aeron Hidron Topon) foi o priimeiro esforo sistemtico para apresentar as relaes casuais entre fatores do meio fsico e doena. Esse livro tornou-se um clssico da medicina por mais de dois mil anos, at o surgimento da Bacteriologia e da Imunologia. Nele pela primeira vez foram feitas as definies de endemia e epidemia.2. Plano Nacional de Saneamento - PLANASA - programa que visava viabilizar solues adequadas com o objetivo especfico de reduzir o dficit histrico do saneamento bsico no pas, com recursos financeiros oriundos do BNH e FAE, a juros de at 8% ao ano.3. Centro Tecnolgico de Saneamento Bsico - CETESB, criado pelo Decreto 50.079, de 24 de julho de 1968, integrado ao FESB (Fundo Estadual de Saneamento Bsico), com o objetivo de realizar exames de laboratrios, estudos, pesquisas, ensaios e treinamento de pessoal no campo da engenharia sanitria. Resoluo da Assemblia Geral Extraordinria dos acionistas da CETESB, de 17 de dezembro de 1976, com alterao da denominao da j ento denominada Companhia Estadual de Tecnologia de Saneamento Bsico e de Defesa do Meio Ambiente, passando a se denominar Companhia de Tecnologia e Saneamento Ambiental, mantendo a sigla CETESB, com objetivos e atividades bem mais abrangentes na rea de saneamento.CAPTULO IICARACTERIZAO DE ESGOTOS SANITRIOS2.1. Tipos de DespejosO uso da gua nas suas mais diversas formas, independente do modo como a mesma tenha sido adquirida, provoca, na maioria das vezes, a origem de despejos lquidos os quais, pelas mais diversas razes, tais como higinicas, estticas, etc., devem ser retirados do ambiente de consumo de gua, a partir do momento em que os mesmos no possuam mais condies de reutilizao. De um modo geral, esses despejos so originados de atividades domsticas, comerciais ou industriais.Os despejos procedentes de reas comerciais e residenciais apresenta-se com caractersticas semelhantes se analisados isoladamente, tendo em vista que, em ambos os setores, o volume de gua consumida deve-se a efetivao de atos de higienizao e acondicionamento de alimentos, resultando em um lquido com resduos essencialmente orgnicos. Tecnicamente esses despejos so denominados de guas residurias domsticas, esgotos domsticos ou esgotos sanitrios.As guas residurias geradas em atividades industriais tm caractersticas prprias em funo da matria-prima, do processo de industrializao utilizado e do produto industrializado. Espera-se, por exemplo, que os esgotos de uma indstria de lacticnios tenham predominncia acentuada de matria orgnica em seu meio, enquanto que os de uma metalrgica caracterizar-se-o pela presena de leos minerais, cianetos, compostos de cromo e outros metais pesados em sua composio.Desta forma, estabelecimentos industriais isolados, em geral, tm seus esgotos reunidos aos de origem domstica aps serem acondicionados tanto biolgica como qumica e fisicamente para que no sejam afetadas as caractersticas bsicas das vazes receptoras, e para que no traga problemas de escoamento a jusante da rede coletora. Por essas razes os distritos industriais ou grandes complexos fabris normalmente so dotados de sistemas de esgotamento prprios adequados a realidade individual ou coletiva dessas unidades de transformao. Sem a presena de oxignio livre o esgoto entra em condies anaerbias de decomposio, ou seja, a vida microscpica passa a ser desenvolvida consumindo oxignio procedente da decomposio de compostos oxigenados presentes na mistura, prevalecendo a presena de hidrocarbonetos simples, aldedos parafnicos, cidos carboxlicos, steres, etc. A partir desse ponto o esgoto adquire uma aparncia escura e libera continuamente gases de odor desagradvel e ofensivos a sade humana, passando a ser denominado de esgoto sptico. importante mencionar que gases inodoros tambm podem ser txicos.2.2. Composio e Classificao dos Esgotos Sanitrios Os esgotos sanitrios tm em sua composio cerca de 0,1% de material slido, compondo-se o esta essencialmente de gua. Essa parcela, numericamente to pequena, , no entanto, causadora dos mais desagradveis transtornos, pois a mesma possui em seu meio microrganismos, na maioria unicelulares, consumidores de matria orgnica e de oxignio e, muito provavelmente, a ocorrncia de patognicos vida animal em geral.O esgoto domstico chega rede coletora com oxignio dissolvido, resultante parte da gua que lhe deu origem e parte inserido atravs de turbulncia normalmente ocorrida na sua formao, slidos em suspenso bem caracterizados e apresentando odores prprios do material que foi misturado a gua na origem. Com a movimentao turbulenta atravs dos condutos de transporte a parte slida sofre desintegrao formando uma vazo lquida de colorao cinza-escura, com liberao de pequenas quantidades de gases mal cheirosos, oriundos da atividade metablica dos microrganismos presentes em seu meio. Nestas condies o esgoto passa a ser denominado de esgoto velho. O aumento da lmina lquida nos condutos originado do acrscimo das vazes para jusante e da reduo das declividades, dificulta a entrada do oxignio atmosfrico, enquanto que o oxignio livre no meio aquoso consumido pelos microrganismos aerbios. Se a capacidade de reaerao da massa lquida no for suficiente para abastecimento das necessidades das bactrias, a quantidade de oxignio livre tende a zero, provocando o desaparecimento de toda a vida aqutica aerbia. 2.3. Presena Bacteriolgica2.3.1. Origem A parcela da matria orgnica presente nos esgotos sanitrios composta por um nmero muito grande de microrganismos vivos oriundos, principalmente, do intestino dos indivduos que contriburam para a formao das vazes esgotveis. A quase totalidade desses microrganismos so essenciais ao metabolismo in-terno dos alimentos que so ingeridos e so eliminados do interior do organismo quando se faz uso de bacias sanitrias ou mictrios, por exemplo. A massa lquida resultante da mistura das excretas humanas com guas de descargas denominada de guas negras ou guas imundas. Essas guas misturadas s que procedem das atividades de asseio, chamadas de guas servidas, formam o esgoto domstico. De um modo geral quando outras vazes que no de origem estritamente domstica so reunidas propositadamente a estas, so porque se apresentam com composio orgnica de natureza qualitativa similar, de modo que no alteram prejudicialmente o funcionamento do sistema de esgotamento para jusante. 2.3.2. Patognicos Tem-se uma idia quantitativa do nmero de bactrias presentes nos esgotos domsticos observando-se a concentrao de coliformes fecais, (ntero-bactrias comuns aos animais de sangue quente) que da ordem de 106 a 107 por cem mililitros (medida aproximada de um copo d'gua). Essas bactrias no so perigosas, mas sua presena em mananciais de gua aventa a possibilidade da presena de microrganismos prejudiciais a sade do homem, chamados de agentes patognicos, provenientes das fezes ou urina de portadores destes sem, no entanto, implicar em alguma proporcionalidade numrica entre si. A eliminao de coliformes pelos indivduos constante, enquanto que a de patognicos funo de que os mesmos estejam doentes ou simplesmente sejam portadoras do agente infeccioso. No estudo da composio dos esgotos sanitrios podem ser encontrados agentes provocadores de doenas transmissveis tipo clera, febres tifides, disenterias, leptospirose, amebase, ancilostomose, xistosomose, etc., que dependendo do padro de sade da regio, podem ser configuradas como doenas endmicas, que so enfermidades comuns aos habitantes de um lugar ou de certos climas, e/ou epidmicas, que so males que atacam uma coletividade em uma determinada poca, podendo repetir-se posteriormente ou no, dependendo das providncias sanitrias adotadas durante e aps cessada a epidemia.Na busca de possveis contaminaes os principais indicadores de contaminao fecal comumente pesquisados a quantificao dos coliformes totais (CT) e os fecais (CF) e os estreptococos fecais (EF), sendo que os CT, que so coliformes encontrados normalmente em guas poludas, em fezes de seres humanos e de animais de sangue quente. Naturalmente estas bactrias tambm so encontradas no solo e j foram mais utilizados como indicadores de contaminao no passado, embora hoje ainda sejam trabalhadas. Os CF so um grupo de ntero-bactrias originrios do homem de outros animais de sangue quente e so mais teis em anlises, pois sobrevivem a temperaturas mais altas (44oC) que os totais (37oC). A conhecida Escherichia coli uma componente dos CF. Os EF so variedades ntero-intestinais do homem (espcie predominante: Streptococus faecalis) e de outros animais. Historicamente a relao CF/EF, quando menor que a unidade indica que a possvel contaminao devida a outros animais de sangue quente e quando maior que "4" torna-se um indicador de que a contaminao foi provocada por despejos de origem domstica, porm estas relaes atualmente esto em desuso.Uma srie de microrganismos patognicos para o homem normalmente o atingem atravs dos despejos fecais oriundos de pessoas infectadas. Esses microrganismos na sua maioria bactrias, vrus, protozorios e vermes, provocam doenas entricas infecciosas que podem ser fatais.Quanto aos esgotos industriais, salvo aqueles originados no beneficiamento de produtos de origem animal, tais como de indstrias de laticnios, por exemplo, no contm em seu meio nmero significati-vo de microrganismos vivos.Em casos especiais pode haver necessidade de se corrigir a concentrao de outros constituintes como, por exemplo, a concentrao de compostos inorgnicos e/ou a cor antes da reutilizao como gua para abaste-cimento. Esgotos com grandes fraes de guas residurias industriais podem requerer tratamento especial para remover constituintes particulares, como pesticidas, compostos de enxofre, metais pesados, etc.2.3.3. Processos de Decomposio da Matria Orgnica Embora uma parte dos microrganismos vivos presentes nos esgotos sejam de natureza virtica, de larvas, protozorios ou vermes, a grande maioria dessa populao de bactrias. E todas elas, patognicas ou no, necessitam para sobrevivncia da espcie, de matria orgnica como alimento e oxignio para respirao. A forma como esse oxignio adquirido pelas bactrias o que as diferenciam entre si do ponto de vista sanitrio.Denominam-se de bactrias aerbias aquelas que consomem em sua atividade vital o oxignio livre presente no interior da massa lquida, originando o processo de decomposio biolgica aerbia do esgoto tambm chamado de oxidao. Na ausncia do oxignio livre ou presena em quantidade insuficiente para a realizao do processo citado, desenvolve-se o processo de decomposio anaerbia ou putrefao que realizado pelas bactrias anaerbias as quais consomem o oxignio dos compostos orgnicos e inorgnicos em sua atividade metablica como, por exemplo, dos sulfatos (SO4=). Outras bactrias tm a faculdade, dependendo da presena ou no do oxignio livre, de comportarem-se como aerbias ou anaerbias. So as bactrias facultativas. Essas bactrias tm o poder de manuteno da atividade biolgica mesmo que o esgoto passe de condies aerbias para spticas. No tratamento dos esgotos, microrganismos aerbios so encontrados nos processos de lodos ativados e filtros biolgicos e os anaerbios predominam em digesto anaerbia de esgotos (reatores UASB, por exemplo) e digestores de lodo. As facultativas so ativas nas unidades aerbias e nas anaerbias. O mecanismo biolgico de remoo da matria orgnica nos esgotos chama-se de metabolismo bacteriano. Quando o material orgnico consumido para obteno de energia este processo denominado de catabolismo e quando a matria usada para transformao em massa molecular, ou seja, gerao de novas bactrias, tem-se o anabolismo. Estes processos so interdependentes e ocorrem simultaneamente, com relao varivel em funo do tipo de digesto: aerbia ou anaerbia2.3.4. Comparao entre os Processos De uma maneira ou de outra a matria orgnica biodegradvel presente no esgoto decomposta pela ao das bactrias nele presentes transformando-a em matria estvel, ou seja, as substncias orgnicas insolveis do origem a solveis mineralizadas. Para efeito de comparao pode-se afirmar que o processo aerbio desenvolve-se com maior rapidez e seus produtos, gs carbnico, nitratos, sulfatos e gua, so mais facilmente assimilados pelos organismos superiores, principalmente os vegetais, enquanto que do anaerbio resultam metano, amonaco e gs sulfdrico entre outros, que so gases nocivos sade humana e de odor bastante desagradvel, porm a produo de lodo que vai requerer um tratamento posterior, muito maior no aerbio (vinte vezes), alm da bactria aerbia ser menos resistente situaes adversas. Muito frequentemente uma estao de tratamento envolve processos anaerbios combinados com aerbios. Nas cidades maiores, em funo das grandes distncias a serem percorridas pelas vazes de esgota-mento, possvel a ocorrncia de septicidade dos esgotos no interior dos condutos, visto que nestas condies provvel que todo o oxignio livre presente inicialmente, seja consumido ao cabo de quatro a seis horas de escoamento. Portanto, sempre que possvel, vantajoso o fornecimento de oxignio livre massa de esgotos, pois este procedimento acarreta acelerao na mineralizao da carga orgnica, alm de evitar os transtornos ambientais provocados pelas substncias geradas com o processo anaerbio. 2.3.5. Corroso Bacteriana importante tambm mencionar que no s o aspecto sanitrio da ao bacteriana motivo de estudo. A estabilidade das unidades de um sistema de esgotos sanitrios, bem como dos condutos e equipamentos, pode ser significativamente afetada pela atividade de bactrias. Um exemplo bastante citado na literatura de saneamento a descrio de um fenmeno comum nas regies de climas quentes e tropicais (temperaturas acima de 25oC) nos esgotos em condies spticas, com elevado teor de sulfatos e projetados com pequenas declividades (< 0,008m/m). Na decomposio anaerbia, principalmente de albuminas, o consumo do oxignio dos sulfatos (SO4=) provoca o aparecimento do gs sulfdrico (H2S), quimicamente um gs fraco e mal cheiroso, podendo ser mortal para o homem em concentraes superiores a 300mg/L, que se desprende da massa lquida para o espao areo interno do conduto. O contato com o oxignio (O2) presente no ar circulante no espao livre do conduto e com as bactrias, favorece a condensao desses gases, originando cido sulfrico, um cido forte, aps a utilizao do enxofre por bactrias sulfurosas em seus processos respiratrios e liberando energia. O cido formado pela ao bacteriana tem alto poder de reao sobre materiais ligantes como o cimento, originando sulfatos de clcio, como esquematizado na equao simplificada do fenmeno (Eq.2.1) e na Fig. 2.1. bac. Aerbias

H2S + 2O2 ----------------------------> H2SO4 + CaCO3 ---------> H2CO3 + CaSO4 Eq.2.1ThiobacillusEsses sulfatos so compostos moles e quebradios, sem condies de resistir s cargas externas, tendendo, pois, ao desmoronamento das canalizaes. A corroso dos materiais metlicos pelo cido sulfrico pode ser descrita de modo similar aos materiais ligados com cimento, inclusive com os mesmos processos de aparecimento do cido sulfrico.

FIG. 2. 1 - Corroso bacteriana do concreto nas canalizaes de esgotos sanitriosPara evitar danos s canalizaes em conseqncia do aparecimento de cido sulfrico devem ser tomadas providncias para sua eliminao ou a limitao de sua produo. Esse procedimento deve ser efetuado atravs do controle do pH de descargas que contenham enxofre (mant-lo entre 5,5 e 9,0), adio de produtos qumicos oxidantes (cloro, por exemplo, reage no apenas com o gs sulfdrico como tambm com as mercaptanas, reduzindo o mau cheiro caracterstico nas condies anaerbias), evitar altas concentraes de DBO, aerao das vazes (oxignio dissolvido mnimo da ordem de 1mg/L), ventilao (com ventiladores primrios conectados aos poos de visita) e limpeza peridica dos condutos, tanto mecnica como quimicamente e, antes de tudo, um projeto bem elaborado e implantado, principalmente no que disser respeito a declividades mnimas de projeto. Alm das providncias citadas, nas canalizaes construdas com materiais cimentados ou metlicos, devero ser empregados revestimentos internos a base de materiais vinlicos, resinas epoxi ou ceras especiais capazes de resistir ao ataque qumico dos cidos fortes. importante lembrar que em qualquer sistema o problema ser sazonal e que em cada situao as solues sero peculiares s circunstncias de operao do sistema projetado.2.4. Caractersticas Fsicas 2.4.1. Aspectos Fsicos Na formao dos esgotos sanitrios o adicionamento de impurezas a gua de origem do-lhe caractersticas bem definidas as quais sofrem variaes ao longo do tempo em virtude das transformaes internas decorrentes da desintegrao e decomposio contnua da matria orgnica. Dentre estas caractersticas so de fcil percepo cor, turbidez, odor, presena de slidos em suspenso e temperatura. Tambm se observa que a diminuio gradativa da quantidade de oxignio dissolvido intensifica o escurecimento da mistura esgotvel e exalao de odores desagradveis e ofensivos a sade humana. A temperatura tambm uma importante determinao fsica e funo do clima da regio geogrfica. O teor de slidos bastante varivel (300 a 1200 mg/L) com aproximadamente 70% de matria orgnica. 2.4.2. Tipos de Slidos So caracterizados como slidos dos esgotos todas as partculas nele presentes em suspenso ou em soluo, sedimentveis ou no, orgnicas ou minerais. A determinao da quantidade total de slidos presentes em uma amostra de esgotos sanitrios chamada de slidos totais. A separao dos tipos de slidos presentes na mistura feita em laboratrio e classificada da seguinte maneira : a) Slidos Totais - massa slida obtida com a evaporao da parte lquida da amostra a 100o a 105o C, em mg/L; Slidos Minerais ou Fixos - resduos slidos retidos aps calcinao dos slidos totais a 500o C, em mg/L; Slidos Orgnicos ou Volteis - parcela dos slidos totais volatilizada no processo de calcinao, em mg/L; Slidos em Suspenso - quantidade de slidos determinada com a secagem do material retirado por filtrao da amostra, atravs de micromalha, de 0,45 mcron, em mg/L; Slidos Dissolvidos - frao dos slidos medida aps evaporao da parte lquida da amostra filtrada, em mg/L; Slidos Sedimentveis - poro das partculas em suspenso sedimentadas por ao da gravidade quando a amostra submetida a um perodo de repouso de uma hora em um cone padronizado denominado cone de Imhoff, medida em ml/L (K. Imhoff, 1876-1965).De um modo geral pode-se comentar que dos slidos totais, 700mg/L em mdia, parte de slidos suspensos (200mg/L) e o restante slidos dissolvidos (500mg/L). Nos slidos suspensos encontram-se, em propores mais ou menos iguais, slidos sedimentveis e no sedimentveis, dos quais 75% so volteis e 25% fixos. Entretanto quanto aos slidos dissolvidos tem-se 30% de volteis contra 70% de fixos.2.5. Caractersticas Qumicas 2.5.1. Matria Orgnica Nas guas residurias de origem domstica, por exemplo, encontram-se presentes uma grande variedade de compostos orgnicos inanimados e de microrganismos vivos (estes ou alguns destes j podem estar presentes tambm no corpo receptor). O material orgnico pode estar na forma molecular ou em aglomerados ditos particulado, enquanto que os microrganismos em geral so micros seres unicelulares. Estes micros seres transformam o material orgnico usando-o como fonte de energia e para a formao de novas clulas. As principais categorias de matria orgnica encontradas nos esgotos sanitrios so protenas, carboidratos e lipdios. Protenas so grandes complexos moleculares compostos de aminocidos. Carboidratos so compostos polihidroxilados tais como acares, celulose e amidos. Os lipdios so substncias orgnicas a base de leos, graxas e gorduras. O volume de matria orgnica biodegradvel presente em uma amostra de esgoto domstico tpico dever apresentar 40% a 60% de protenas, 25% a 50% de carboidratos e cerca de 10% de lipdios. A utilizao do material orgnico pelos microrganismos chama-se metabolismo. No metabolismo o consumo do material orgnico para obteno de energia denominado de catabolismo, enquanto que a sntese de material celular a partir do material orgnico denominada de anabolismo. Portanto, da energia liberada nas reaes parcela consumida na respirao e mobilidade das bactrias, enquanto que outra parcela usada no crescimento de novas clulas (processo de cissiparidade). O restante perdido na forma de calor. A transformao da matria orgnica no interior dos esgotos pode ser descrita como mostrado no esquema da Figura 2.2.

FIG. 2. 2 - Esquema da Depurao Biolgica2.5.2. Quantificao da matria orgnica Sabe-se que devido a vasta variedade de compostos orgnicos em esgotos sanitrios, impraticvel (se no impossvel!) uma identificao individual de todos eles, ou seja, a determinao quantitativa dos diversos componentes da matria orgnica nas guas residurias seria extremamente difcil ou mesmo impossvel.Por outro lado, para que se descrevam os processos metablicos faz-se necessrio que se caracterize quantitativamente a concentrao do material orgnico. Portanto necessrio que se utilize de um parmetro que use uma propriedade que todos tm em comum para avaliar a concentrao de compostos orgnicos, isto , a necessidade desta quantificao faz com que se empregue mtodos alternativos diretos ou indiretos para sua determinao.Normalmente se parte de uma das duas propriedades que so caractersticas das substncias orgnicas: a) o material orgnico pode ser oxidado e b) o material orgnico contem carbono orgnico. Em laboratrio um destes mtodos indiretos rotineiramente empregado a medio do consumo de oxignio na oxidao da matria orgnica, ou seja, determinando-se o consumo de oxignio na degradao da amostra, calcula-se o contedo equivalente de matria orgnica presente originalmente. Em pesquisas relativas a engenharia sanitria, normalmente so empregados dois testes padronizados que se baseiam na oxidao do material orgnico: os testes da Demanda Bioqumica de Oxignio (DBO) e o teste da Demanda Qumica de Oxignio (DQO). Em ambos os testes o material orgnico e a concentrao deste determinada a partir da consumo de oxidante para a oxidao. As diferenas essenciais entre as testes esto no oxidante utilizado e nas condies operacionais prevalecentes em cada teste. fundamental salientar que os compostos orgnicos presentes no esgoto so divididos em dois grupos: os biodegradveis que so os compostos que podem ser oxidados pelo oxignio (restos de alimentos, por exemplo) e os no biodegradveis (determinados tipos de detergentes e de derivados de petrleo, por exemplo). No teste da DBO prevalecem as condies de biodegradabilidade, portanto a matria orgnica no biodegradvel no afetada durante a realizao do teste. Por outro lado os compostos orgnicos que no provocam demanda de oxignio durante o teste da DBO so quantificados no teste da Demanda Qumica de Oxignio (DQO). Assim na DBO determina-se o material orgnico biodegradvel, enquanto que o teste da DQO contabiliza-se todo o material orgnico inicialmente presente na amostra. Considerando-se que rotineiramente nos laboratrios trabalha-se com DQO, em funo da simplicidade do teste e com DBO por melhor traduzir o que ocorre na natureza, estes dois testes sero estudados a seguir. Um terceiro teste pode ser utilizado no caso da necessidade da quantificao de carbono orgnico como alternativa para quantificar a concentrao do material orgnico: o teste do Carbono Orgnico Total (COT). 2.5.3. Demanda Qumica de Oxignio - teste da DQOUm dos testes mais freqentemente empregados para a determinao do consumo de oxignio o da DQO (demanda qumica de oxignio). Este parmetro mede o oxignio equivalente ao contedo de matria orgnica de uma amostra que pode ser oxidada por um forte oxidante qumico. Este teste baseado no princpio de que a quase totalidade dos compostos orgnicos pode ser oxidada por um agente oxidante sob condies cidas. E, ento, mede-se o esgoto em termos da quantidade total de oxignio requerida na oxidao da matria orgnica para CO2 e H2O como mostrado na equao 2.2.CxHyOz + (4x + y - 2z) O2 x CO2 + (y/2)H2O Eq. 2.2No teste da DQO, uma amostra de gua residuria adicionada a uma mistura de dicromato de potssio e cido sulfrico, um forte oxidante. Considerando que alguns componentes do esgoto so de mais lenta oxidao (gorduras, por exemplo) adiciona-se sulfato de prata como catalisador, isto , para acelerao da oxidao. A mistura esgoto-oxidante-cido aquecida at seu ponto de ebulio e, aps um perodo de duas horas nesta condio, a oxidao das substncias orgnicas estar praticamente completa (mais de 95%). A verificao desta oxidao feita empregando-se uma soluo de uma substncia orgnica com concentrao conhecida, em geral fenolftalena.Segundo o professor Adrianus van Haandel em Tratamento Anaerbio de Esgotos (1994), a DQO terica da soluo calculada a partir da estequiometria de sua oxidao. O valor terico pode ser comparado com o valor experimentalmente obtido. Formulando a matria orgnica como CxHyOz , a reao de oxidao ser expressa como:A partir dos pesos atmicos dos elementos qumicos envolvidos na reao, H (1 g/mol), C (12 g/mol) e O (16 g/mol), conclui-se que, teoricamente, 1 mol de material orgnico, ou seja, uma massa de 12x + 1y + 16z gramas de material orgnico consome de (4x + y - 2z) moles de oxignio ou 8(4x + y - 2z)g de O2 (lembrar que O2 = 2 x 16 g/mol \ 32/4 = 8).Diante deste raciocnio pode-se, ento, calcular a DQO terica de uma soluo de CxHyOz como:DQOtotal = 8(4x + y - 2z) / (12x + y + 16z) mg de DQO / mg de CxHyOz.Exemplos:1. Metano - CH4 DQOtotal = 8(4x1+ 1x4 - 2x0) / (12x1+ 1x4 + 16x0) = 4mg de DQO/mg de CxHyOz , ou seja, 1 grama de material orgnico (como DQO) equivale a = 0,25 g CH4;2. cido oxlico - (COOH)2 DQOtotal = 8(4x2+ 1x2 - 2x4) / (12x2+ 1x2 + 16x4) = 0,18mg de DQO/mg de CxHyOz , ou seja, 1 grama de material orgnico (como DQO) equivale a 1/0,18 = 5,6g (COOH)2;3. Dixido de carbono - CO2 DQOtotal = 8(4x1+ 1x0 - 2x2) / (12x1+ 1x0 + 16x2) = 0mg de DQO/mg de CxHyOz , significando que o CO2 j uma substncia totalmente oxidada.Como dito inicialmente, sendo este teste uma maneira indireta de determinao quantitativa da matria orgnica presente na mistura atravs do consumo de oxignio, ento o que realmente se est afirmando que massa de material orgnico significa massa de oxignio necessria para oxidar o material orgnico.Analisando-se os exemplos torna-se elementar entender as afirmaes conclusivas em cada um deles, ou seja, 0,25 g CH4 ou 5,6g (COOH)2 requerem uma massa de 1g O2 para sua completa oxidao, no caso, 1 grama de material orgnico como DQO. Convencionou-se, ento, quando se usa oxignio para oxidao de material orgnico, que a massa de oxignio consumido ser, por definio, exatamente igual massa de material orgnico oxidada como DQO. Voltando aos exemplos pode-se afirmar: 0,25 g CH4 ou 5,6g (COOH) completamente oxidados, equivalem a 1 grama de material orgnico como DQO. Logo a massa de material orgnico oxidado em um sistema de tratamento de esgotos pode ser medida atravs da determinao da massa de oxidante consumida para esta oxidao, determinada em laboratrio. 2.5.4. Demanda Bioqumica de Oxignio - teste da DBO O consumo concomitante de oxignio nos processos de estabilizao biolgica da matria presente nos volumes de esgotos sanitrios, implica na necessidade de quantificar-se esse consumo de oxignio tendo em vista que a sua determinao um indicador do teor da matria orgnica biodegradvel diluda. Dessa necessidade surgiu o conceito de Demanda Bioqumica de Oxignio (DBO) que literalmente pode ser definida como a quantidade de oxignio livre necessria para estabilizar bioquimicamente a matria orgnica atravs da ao de bactrias aerbias. Esse parmetro normalmente expresso em miligrama de oxignio por litro de esgoto (mgO2/L). importante observar que o mesmo exclui degradao em condies spticas.No teste da DBO, embora a quantificao do material orgnico tambm seja feita a partir do consumo do oxidante usado, neste o oxidante empregado o oxignio dissolvido que, atravs da ao de estritamente biolgica por bactrias, promove uma reao de redox com o material orgnico biodegradvel. Quando no h bactrias em concentrao suficiente nas amostras, estas devem ser adicionadas em um processo chamado em saneamento de semeadura, juntamente com nutrientes, para que se tenha a noo mais realista possvel do teor de material orgnico biodegradvel presente. Uma diferena significativa de ordem prtica entre os testes que no da DQO a oxidao do material orgnico quimicamente oxidvel completada em cerca de duas horas, enquanto que a oxidao biolgica de material orgnico leva vrias semanas para ser concludo, por ser um processo natural. Ainda segundo o professor van Haandel, no livro j citado, vrios so os motivos que provocam esta lentido. No caso das guas residurias com grande variedade de compostos orgnicos, a taxa de oxidao do material orgnico depende da natureza e do tamanho de suas molculas. Pequenas molculas podem ser consumidas de imediato pelas bactrias, mas as macromolculas do material coloidal como as protenas, os carboidratos e os lipdios, precisam ter suas molculas quebradas em unidades menores para que possam ser assimiladas. Da mesma maneira o material dito particulado somente poder ser metabolizado aps ser "dissolvido" para compostos moleculares. No caso de esgotos sanitrios este processo demora cerca de quarenta dias ou mais. Como em laboratrio torna-se impraticvel esperar tanto tempo pelo resultado do teste, por uma questo at de espao e de equipamentos e at por razes histricas, os ensaios para a determinao da DBO, so desenvolvidos com uma incubao da amostra durante 5 dias. Como em condies normais de diluio toda a matria orgnica biodegradvel deve estar estabilizada aps cerca de 30 dias de atividade biolgica aerbia, restando praticamente consumos residuais de oxignio em processos de nitrificao, convencionou-se cinco dias para o desenvolvimento do teste, perodo em que a reao mais intensa.Como a taxa de oxidao seria influenciada pela temperatura e pela atividade fotossinttica, durante o teste as amostras so mantidas a uma temperatura constante de 20oC (um valor mdio para as condies ambientais normais de temperatura) e fora do alcance da luz. Isto significa que o parmetro DBO de uma gua residuria representa o consumo biolgico de oxignio durante um perodo de incubao de 5 dias a uma temperatura de 20oC (DBO520). Determinada a DBO520 pode-se empregar a relao emprica de Phelps (1944) , citado em Tratamento Anaerbio de Esgotos, para esgoto sanitrio bruto, a DBO total pode ser estimada pela expresso: DBOt = DBOltima (1 - e- 0,23 t ) Eq. 3.3 onde t o perodo de incubao.2.5.5. Comparao entre os parmetros O valor da DBO ltima (DBOu) ser sempre inferior ao da DQO total do material biodegradvel (DQOb), visto que na degradao biolgica a oxidao no completa. Esta diferena resulta de que ao consumir material orgnico parte deste convertido em novas bactrias e no final tem-se uma frao de material celular que no oxidada, mesmo aps um longo perodo de incubao. Esta massa orgnica resultante denominada de resduo endgeno. Segundo McCarthy e Brodersen (1962), esta parcela corresponde a cerca de 13% da carga orgnica inicial de modo que a DBO infinita equivale a 87% da DQO biodegradvel. Sabe-se que na maioria das guas residurias o material orgnico uma mistura de material biodegradvel e no biodegradvel e que existe uma proporcionalidade entre a DBOu e a DQOb de cerca de 87% da DQOb (concentrao de DQO biodegradvel), ento: DBO520 = 0,68.DBOu = 0,68 x 0,87.DQOb = 0,59.DQOb Eq. 2.4 ou DQOb /DBO520 = 1,70. Eq. 2.5 lgico que a presena de material no biodegradvel elevar a razo DQO/DBO520 para um valor maior que 1,70 (no caso de esgoto domstico, a razo geralmente se situa na faixa de 1,8 a 2,2)2.5.6. Freqncia dos testes da DBO e da DQO Em um estudo de caracterizao da matria orgnica presente em um determinado esgoto faz-se necessrio que se desenvolva testes consecutivos tanto de DQO como de DBO, ou seja, que se conhea o valor mdio destes dois parmetros. Como o teste da DBO na prtica mais complicado pelos motivos j expostos, geral-mente realiza-se a DQO com maior freqncia, porque esse teste leva a um resultado de mais abrangente em um menor espao de tempo. O teste da DBO realizado com menor freqncia, porm em um nmero razovel para os objetivos do estudo e procurando-se estabelecer uma relao emprica entre as concentraes da DBO e da DQO. Definida esta relao pode-se, ento, estimar o valor da DBO a partir do da DQO. O teste da DQO tem outra vantagem muito significativa que a possibilidade de se fazer o balano de massa. Pelo balano de massa pode-se verificar se os procedimentos experimentais usados nos testes foram adequados e se os testes foram realizados corretamente. Uma das limitaes do teste da DBO que, como foi dito, a transformao do material orgnico ocorre em um ambiente aerbio e os resultados no podem ser tomados como indicativos confiveis para o caso de uma degradao anaerbia. No caso de um sistema anaerbio de tratamento torna-se necessrio que se determine a concentrao do material orgnico no afluente que pode ser removido atravs da digesto anaerbia e, depois, a concentrao do material orgnico biodegradvel presente no efluente do sistema. 2.5.7. NitrognioNitrognio merece especial ateno nas anlises qumicas das amostras dos esgotos porque sendo um nutriente indispensvel para o crescimento dos microrganismos responsveis pela depurao biolgica, seus compostos favorecem o desenvolvimento de algas e plantas aquticas que podem comprometer a qualidade dos efluentes, caso sua presena seja excessiva, favorecendo o aparecimento da eutrofizao nos corpos receptores. No meio aqutico o nitrognio pode estar presente nas formas molecular (gasosa), orgnica (dissolvida ou em suspenso), amoniacal como amnia livre (NH3) ou ionizada (NH4+), de nitritos (NO2- ) e de nitratos (NO3= ). Sendo um constituinte natural de protenas, clorofila e muitos outros compostos biolgicos , portanto, lgico que sua presena seja comum nos esgotos sanitrios e sua determinao seja um parmetro fundamental para caracterizao de guas residurias brutas e tratadas. Em esgotos domsticos brutos as formas predominantes so o orgnico e o amoniacal (cerca de 99% do nitrognio total). Quanto a esta ltima forma, de um modo geral, para pH superiores a 11 praticamente s se encontra amnia na forma NH3 e para pH inferiores a 8 a situao inverte-se. Saliente-se que a presena de amnia livre, mesmo em pequenas concentraes, prejudicial aos peixes. O nitrognio aparece nos esgotos na forma orgnica (5 a 40mg/L) ou de amnia (10 a 50mg/L), sendo que essa amnia (NH3) pode ser oxidada pela ao de bactrias e o excesso oxidado para nitritos e, posteriormente, nitratos como mostram as equaes seguintes:

Este processo chamado de nitrificao e sua ocorrncia nas estaes de tratamento, como mostram as equaes, implica no consumo de oxignio dissolvido, alm de alcalinidade com a reduo do pH, o que se no for controlado pode trazer srios problemas de eficincia, inclusive na sedimentabilidade do lodo, atravs do azedamento do meio. A reduo do nitrato para nitrognio gasoso denominado de desnitrificao. Nos cursos de gua a presena de compostos de nitrognio pode ser um indicador de despejos de esgotos a montante e da idade destas ocorrncias. Por exemplo, a presena excessiva de nitrognio amoniacal indicar poluio recente e a predominncia de nitratos a possibilidade de uma descarga mais antiga ou mais distante.2.5.8. Fsforo O fsforo assim como o nitrognio, um nutriente essencial para o crescimento dos microrganismos responsveis pela biodegradabilidade da matria orgnica e tambm para o crescimento de algas, o que pode favorecer o aparecimento da eutrofizao nos receptores. Normalmente sua presena em despejos domsticos suficiente para promover a crescimento natural dos microrganismos, porm certos despejos industriais tratveis biologicamente podem requerer adio deste elemento como complemento para o desenvolvimento satisfatrio da massa biodegradadora. O fsforo presente nos esgotos domsticos (5 a 20mg/L) tem procedncia, principalmente, da urina dos contribuintes e do emprego de detergentes usualmente utilizados nas tarefas de limpeza. Este fsforo apresenta-se principalmente nas formas de ortofosfato, poli ou pirofosfatos e fsforo orgnico. Cerca de 80% do total de fsforo inorgnico, 5 a 15mg/L (poli + orto), enquanto que o orgnico varia de 1 a 5mg/L. Nos esgotos domsticos de formao recente a forma predominante de ortofosfato HPO4= , originada em sua maior parte da diluio de detergentes e favorecido pela condio de pH em torno da neutralidade. Porm sua predominncia tende a ser acentuada a medida que o esgoto v envelhecendo, uma vez que os poli fosfatos (molculas complexas com mais de um "P" e que precisam ser hidrolisadas biologicamente) e os fsforos orgnicos (pouco representativos) transformam-se, embora lentamente, em ortofosfato, o que deve acontecer completamente at o final do tratamento dos esgotos, visto que nesta forma que ele pode ser assimilado diretamente pelos microrganismos. Assim sendo, a sua determinao um parmetro fundamental para caracterizao de guas residurias brutas e tratadas, embora por si s sua presena no seja um problema sanitrio muito importante no caso de guas de abastecimento.2.5.9. pH e Alcalinidade O termo pH expressa a intensidade da condio cida ou bsica de um determinado meio. definido como o cologartmo decimal da concentrao efetiva ou atividade dos ons hidrognio (pH = - log aH+). Os esgotos sanitrios apresentam-se de um modo geral neutros ou ligeiramente alcalinos (pH de 6,7 a 7,5) devido ao consumo de sal como tempero nos alimentos pela populao e da presena de cloretos (30 a 85mg/L) juntamente com compostos de clcio (30 a 50mg/L) procedentes de infiltraes ocorridas ao longo dos condutos ou da prpria gua de origem (O padro de potabilidade em vigor no Brasil, preconiza uma faixa de pH entre 6,5 e 8,5).A determinao do pH uma das mais comuns e importantes no contexto do tratamento de gua residurias por processos qumicos ou biolgicos. Nestas circunstncias o pH deve ser mantido em faixas adequadas ao desenvolvimento das reaes qumicas ou bioqumicas do processo. No tratamento de lodos de estaes de tratamento de esgotos, especificamente atravs da digesto anaerbia, o pH se constitui num dos principais fatores de controle do processo. Tambm importante a determinao da quantidade de sulfatos (20 a 60mg/L) que tm sua origem na formao das guas residurias. Alcalinidade, que a medida da capacidade do lquido em neutralizar cidos, resultante da presena de cidos fracos, bases e seus sais derivados, e seu teor nos esgotos, est ligado a qualidade da gua de abastecimento. Devido a capacidade de atuar como tampo contra a queda do pH, a alcalinidade um importante parmetro na caracterizao do esgoto domstico e, principalmente no esgoto industrial, tendo em vista que o bom desempenho do tratamento biolgico adotado depende muito da manuteno das condies de neutralidade do pH. No caso particular dos esgotos de Campina Grande, aonde chega a mais de 300mg/L de CaCO3, trata-mentos biolgicos so altamente favorecidos.2.6. Concentraes de Gases nos Esgotos A presena de gases danosos a sade do homem nas canalizaes de esgoto, especialmente o gs sulfdrico, torna-se um perigo potencial para os operrios da manuteno. Concentraes de 10 a 50ppm de H2S na atmosfera do ambiente provocam irritaes nos olhos e nariz e dores de cabea para permanncia de at duas horas de trabalho em contato com o esgoto. Em tarefas que exijam mais horas de exposio do trabalhos, concentraes em torno de 50ppm podem provocar cegueira temporria. Concentraes de cerca de 100ppm no so recomendveis para permanncia de mais de uma hora. Trabalhar sob taxas de 300ppm podem levar a morte e acima de 3000ppm esta dever ocorrer de forma instantnea. No possvel estabelecer concentraes tpicas de H2S no interior dos condutos de esgotos. Sabe-se, no entanto, que a quantidade do gs depende das caractersticas da rede coletora, principalmente maiores extenses e menores concentraes de oxignio livre, e da temperatura que quanto mais baixa dificulta as atividades dos microrganismos produtores de sulfetos. Pode-se afirmar que concentraes alm de 100ppm seriam consideradas excessivas. Velocidades de autolimpeza e dimetro adequados, pontos de aerao estratgicos e manuteno eficiente do sistema, dificultam a produo dos gases perigosos no meio da massa lquida dos esgotos. Um projeto bem elaborado no deve apresentar concentraes de H2S superiores a 5,0ppm nas atmosferas dos condutos. 2.7. Concluso Foi descrito que as caractersticas Fsicas, Qumicas e Bacteriolgicas dos efluentes sanitrios dependem da qualidade da gua consumida pela populao e dos costumes alimentares desta, bem como da reunio aos esgotos de despejos de fontes no domsticas e at de possveis infiltraes ao longo da rede coletora. fundamental, pois, a implantao de um projeto bem elaborado de modo a coletar eficientemente e transportar segura e rapidamente s unidades de tratamento, para que se tenha menos problemas de operao e manuteno dos sistemas de esgotos sanitrios. imprescindvel tambm que essa operao seja eficiente, sem a qual no adiantaria a perfeio do projeto executivo. Em um estudo de caracterizao fsica, qumica e biolgica de esgotos sanitrios in natura fundamental o estabelecimento de suas possveis origens.2.8. Exerccios Definir despejos lquidos e guas residurias. Que se entende por razes estticas? e higinicas ? Que significam:- microrganismos patognicos? - seres unicelulares? - slidos em suspenso? - guas negras ou imundas? - doenas entricas e enterobactrias? Definir oxignio dissolvido, esgoto velho e esgoto sptico. O que significa o termo concentrao no estudo da microbiologia? Que so bactrias aerbias, anaerbias e facultativas? Explicar o significado de:- carga orgnica dos esgotos; - matria orgnica biodegradvel; - corroso bacteriana; - decomposio anaerbia e aerbia; - demanda bioqumica de oxignio (DBO); - caractersticas fsicas dos esgotos; e qumicas; e bacteriolgicas; - teor de slidos. Classificar e definir os diversos tipos de slidos presentes nos esgotos domsticos. Pesquisar as origens desses slidos. Que so protenas? e carboidratos? e lipdios? Por que ocorre corroso na parede superior interna de alguns coletores sanitrios? e no fundo do coletor ? Comparar:- processos de oxidao e putrefao; - poluio e contaminao; - epidemia e endemia. Pesquisar o significado de:- vrus, rotavrus e enterovrus: - bactrias, bacilos, leptospiras, espiroquetas e salmonelas; - protozorios, vermes, micrbios, germes e larvas; - nematdeos e nematides; - nitrossomonas e nitrobacter; - nitrificao, nitritos e nitratos;CAPTULO IIIVAZES DE CONTRIBUIO3.1. IntroduoO projeto de um sistema de esgotos sanitrios depende fundamentalmente dos volumes de lquido a serem coletados ao longo da rede coletora. Esses volumes iro depender de uma srie de fatores e circunstncias tais como qualidade do sistema de abastecimento de gua, populao usuria e contribuies industriais, entre outros, sendo que a partir das suas definies, sero dimensionados os rgos constitutivos do sistema.As vazes de esgotos sanitrios formam-se de trs parcelas bem distintas, a saber, contribuies domsticas, normalmente a maior e a mais importante do ponto de vista sanitrio, vazes concentradas, em geral de origem industrial e a inconveniente, mas sempre presente, parcela de guas de infiltraes.O estudo para determinao do valor de cada uma dessas parcelas ser desenvolvido nos itens seguintes deste captulo.3.2. Contribuio Domstica3.2.1. OrigemO consumo contnuo de gua potvel no desempenho dirio das atividades domsticas, produz guas residurias ditas servidas quando oriundas de atividades de limpeza e as negras quando contm matria fecal. Como esses despejos tm normalmente origem na utilizao da gua dos sistema pblico de abastecimento, espera-se que a maior ou menor demanda de gua implicar, proporcionalmente, na maior ou menor contribuio domstica de vazes a esgotar.3.2.2. Coeficiente de Retorno c natural que parcela da gua fornecida pelo sistema pblico de abastecimento de gua no seja transformada em vazo de esgotos como, por exemplo, a gua utilizada na rega de jardins, lavagens de pisos externos e de automveis, etc. Em compensao na rede coletora podero chegar vazes procedentes de outras fontes de abastecimento como do consumo de gua de chuva acumulada em cisternas e de poos particulares.Essas consideraes implicam que, embora haja uma ntida correlao entre o consumo do sistema pblico de gua e a contribuio de esgotos, alguns fatores podero tornar esta correlao maior ou menor conforme a circunstncia.De acordo com a freqncia e intensidade da ocorrncia desses fatores de desequilbrio, a relao entre o volume de esgotos recolhido e o de gua consumido pode oscilar entre 0,60 a 1,30, segundo a literatura conhecida. Esta frao conhecida como relao esgoto/gua ou coeficiente de retorno e representada pela letra c. De um modo geral estima-se que 70 a 90% da gua consumida nas edificaes residenciais retorna a rede coletora pblica na forma de despejos domsticos. No Brasil usual a adoo de valores na faixa de 0,75 a 0,85, caso no haja informaes claras que indiquem um outro valor para c.3.2.3. Contribuio Per Capita Mdia c.qComo conseqncia da correlao das contribuies de esgoto com o consumo de gua, torna-se necessrio o conhecimento prvio dos nmeros desta demanda para que se possa calcular com coerncia o volume de despejos produzidos.Um dos parmetros mais importante nos projetos de abastecimento de gua a quantidade de gua consumida diariamente por cada usurio do sistema, denominado de consumo per capita mdio e representado pela letra q. Esse parmetro, na maioria das vezes, um valor estimado pelos projetistas em funo dos aspectos geo-econmicos regionais, desenvolvimento social e dos hbitos da populao a ser beneficiada. Esse procedimento freqente em virtude do carter eminentemente prioritrio dos projetos de sistemas de abastecimento de gua na infra-estrutura pblica sanitria das comunidades.Partindo-se, pois, da definio do per capita de consumo de gua pode-se determinar o per capita mdio de contribuio de esgotos que ser igual ao produto c.q.De um modo geral, no Brasil adotam-se per capitas mdios dirios de consumo de gua da ordem de 150 a 200 l/hab.dia para cidades de at 10000hab e per capitas maiores para cidades com populaes superiores. As normas brasileiras permitem o dimensionamento com um mnimo de 100 l/hab.dia, devidamente justificado, e o mesmo valor para indicar o consumo mdio para populaes flutuantes. Em reas onde a populao tem renda mdia muito pequena e os recursos hdricos so limitados, como por exemplo em pequenas localidades do interior nordestino, este per capita pode atingir valores inferiores a 100 l/hab.dia. Em situaes contrrias e onde o sistema de abastecimento de gua garante quantidade e qualidade de gua potvel continuamente, este coeficiente pode ultrapassar os 500 l/hab.dia.3.2.4. Populao de Projeto3.2.4.1. GeneralidadesDenomina-se populao de projeto a populao total a que o sistema dever atender e volume dirio mdio domstico o produto entre o nmero de habitantes beneficiados pelo sistema e o per capita mdio de contribuio produzido pela