apresentação do powerpoint - funasa.gov.br · síntese da apresentação ... 36 66 96 126 156 186...

Esgotamento Sanitário

Avanços e dificuldades na elaboração de

projetos de esgotamento sanitário

Carlos Augusto de Lemos Chernicharo

IV Seminário Internacional de Engenharia de Saúde Pública

- 18 a 22 de Março de 2013 – Belo Horizonte – Minas Gerais -

Carlos Augusto de Lemos Chernicharo

Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental

Universidade Federal de Minas Gerais

Sumário

Algumas aplicações da tecnologia anaeróbia em escala plena

Dificuldades na elaboração de projetos de esgotamento sanitário

Avanços na elaboração de projetos de esgotamento sanitário

Síntese da apresentação

IV Seminário Internacional de Saúde Pública – Belo Horizonte - Março 2013 - Prof. Carlos Chernicharo

Algumas aplicações da tecnologia

anaeróbia em escala plena


• Localização: Curitiba

• Configuração: reatores UASB + FAD

• População projeto: 600.000 hab.

• Vazão projeto: 1.100 L/s

ETE Atuba Sul



• Vazão projeto: 100 L/s

ETE Piracicamirim

• Localização: Piracicaba

• Configuração: reatores UASB + LA



• Vazão projeto: 560 L/s

ETE Piçarrão

• Localização: Campinas

• Configuração: reatores UASB + LA



• Vazão projeto: 120 L/s (1a etapa)

ETE Laboreaux

• Localização: Itabira

• Configuração: reatores UASB + FBP


• População projeto: 1 milhão hab.

• Vazão projeto: 1,8 m3 /s(1a etapa)

ETE Onça

• Localização: Belo Horizonte

• Configuração: reatores UASB + FBP


ETE Onça


Dificuldades na elaboração de projetos de esgotamento sanitário


• Objetivos a serem alcançados com o sistema nem sempre bem definidos

Dificuldades na elaboração de projetos

1. Objetivos a serem alcançados x Concepção do sistema de esgotamento sanitário

• Quando definidos, nem sempre a concepção do sistema possibilita alcançá-los

• Objetivos e concepção adequados, mas deficiências de projeto, construção, operação e manutenção não possibilitam o alcance dos objetivos



2. Projetos devem contemplar todo o sistema e não suas partes individualmente:

1• Peças sanitárias (usuário do sistema)

2• Ligações prediais

3• Rede coletora (e órgãos acessórios)

4• Interceptores e emissários

5• Estações elevatórias

6• Tratamento e disposição final



3. Projetos devem considerar o antes e o depois. Etapas sequenciais igualmente importantes:

1• Estudo de concepção

2• Projeto básico

3• Projeto executivo (incl. especificações)

4• Construção

5• Operação e manutenção

6• Monitoramento



4. Projeto do sistema de coleta, interceptação e bombeamento muitas vezes independente do projeto do sistema de tratamento. Exemplos de problemas que podem ocorrer:

Escassez ou excesso de vazão chegando às ETEs

• Problemas nas estações elevatórias

• Problemas no tratamento preliminar

• Paralisação dos distribuidores rotativos (caso FBP)

• Redução da produção de biogás



Projeto de elevatórias de esgoto não compatíveis com os critérios de dimensionamento hidráulico dos reatores anaeróbios (UASB)

• Reatores operando com vazão nula ou com vazão acima da máxima (Qbomba)

• Problemas com concentração excessiva do lodo ou de perda excessiva de sólidos no efluente

• Necessidade de um mínimo de 2 bombas (+1) ou motores com inversores de frequência



Projeto inadequado do sistema de tratamento preliminar não possibilita adequado funcionamento dos reatores biológicos, particularmente dos reatores UASB

• Remoção deficiente de areia nos desarenadores pode provocar entrada excessiva desse material no interior dos reatores (criação de zonas mortas, danos a peças e equipamentos)

• Remoção deficiente de sólidos pode provocar entupimentos excessivos no sistema de distribuição de vazão

• Aumento da produção de lodo e escuma, além de maior dificuldade no gerenciamento desses subprodutos do tratamento



5. Projeto das estações de tratamento ainda prioriza a fase líquida, com pouca atenção dispensada às fases sólida e gasosa. Alguns resultados:

Diversas estações de tratamento com problemas de gerenciamento do lodo e da escuma, com impactos diretos sobre a qualidade do efluente e das unidades subsequentes

Diversas estações de tratamento com problemas de corrosão e de emissão de odores

Importância de se considerar nos projetos dispositivos para o correto gerenciamento do lodo, da escuma e das emissões gasosas.


Desmobilização de equipes de projeto e de consultoria

Outras dificuldades associadas

6. Ausência de política de saneamento por duas décadas:

• Poucos profissionais de grande experiência atuando nas empresas

• Significativo número de projetos deficientes

Análise e acompanhamento dos projetos pelos contratantes é usualmente precária

• Projetos deficientes são licitados e construídos


Projetos deficientes resultam em dificuldades operacionais (ex.: remoção de escuma)

Outras dificuldades associadas

7. Relação não cooperativa das equipes de projeto e de operação:

Problemas (e soluções) operacionais não são repassados às equipes de projeto

Resultado: mantém-se o distanciamento entre projeto e operação e os erros continuam sendo repetidos


Avanços na elaboração de projetos de esgotamento sanitário


Definição criteriosa da forma de tratamento e de destinação final do lodo

Avanços na concepção das novas ETEs

1. Projeto integrado das fases líquida, sólida e gasosa:

• Desidratação mecanizada x desidratação natural

• Estabelecimento de protocolo para gerenciamento do lodo

• Destinação final do lodo: agricultura, recuperação áreas degradadas, aproveitamento energético, aterro


Previsão de dispositivo para remoção de escuma do interior dos separadores trifásicos

Avanços na concepção e no projeto denovas ETEs

• Estabelecimento de protocolo para gerenciamento da escuma

• Destinação final da escuma: aproveitamento energético, aterro


Projeto de controle de odores como parte integrante do projeto hidráulico da estação


• Definição do regime de escoamento de forma a favorecer a manutenção ou a liberação dos gases dissolvidos (regime laminar x regime turbulento)

• Em locais em que ocorre o regime turbulento, confinar o ambiente, fazer a exaustão dos gases e enviar para unidade de tratamento (ex. biofiltros)


Biogás e

Gás residual

- Controle emissões

gasosas

- Recuperação de

energia

Efluente

líquido

Reator- Escuma

Pré-tratamento e

elevatória chegada


gasosas

- Melhoria do tratamento

preliminar

Lodo

- Higienização

- Recuperação de

energia


gasosas

- Remoção de

nitrogênio


2. Avanços no projeto de reatores UASB:


Dispostivo para remoção hidrostática da escuma


Representação esquemática das unidades utilizadas no gerenciamento da escuma

Flame Arrestor

Tank

Flare

Drying bed

Scum line Gas lineManhole

UASB

Reactor

H = 17cm

Water Seal

Scum drain

Scum weir Hws

Hgl

Hws =10 cm

Hesc = 3cm


Escuma no interior do separador trifásico

Antes do descarte Após o descarte


Procedimento para remoção de escuma

Testes Preliminares

(uma única válvula na linha de escuma)

Testes definitivos

(uma válvula para cada separador trifásico)


Testes preliminares do dispositivo de remoção de escuma: peneira estática e

leito de secagem


Escuma grosseira etida na peneira estática


Escuma fluida levada ao leito de secagem


Videos remoção de escuma



3. Alguns cuidados de projeto e de construção

Empoçamento sobre a laje: danos ao revestimento interno

Vazamento de gás em insertsno concreto




Fixação de canaleta de coleta do efluente

Fixação de canaleta de coleta de escuma




Pontos de amostragem de lodo

Pontos de amostragem da fase líquida




Corrosão na linha de gás

Uso de medidores de biogás apropriados




Necessidade de especificação rigorosa e fiscalização efetiva

Meio suporte de FBP


Objetivos a serem alcançados e concepção do sistema de tratamento inseridos no contexto da bacia hidrográfica


Projetos devem contemplar todo o sistema e não suas partes individualmente. Projeto e operação integrados

Observar as etapas sequenciais: concepção, projeto, construção, operação & manutenção, monitoramento e retroalimentação do sistema



Importância de se considerar nos projetos dispositivos para o correto gerenciamento do lodo, da escuma e das emissões gasosas

Necessidade de análise e acompanhamento criterioso dos projetos por parte dos contratantes (check list dos pontos críticos a serem observados)

Preocupação com aspectos críticos do sistema de coleta, interceptação e bombeamento que podem interferir de maneira marcante com o projeto das estações de tratamento

Necessidade de integração do projeto e da operação


Obrigado pela atenção


Hidrograma das vazões médias diárias afluentes à ETE

0

20

40

60

80

100

120

36

66

96

126

156

186

216

246

276

306

336

366

396

426

456

486

516

546

576

606

636

666

696

726

756

786

816

846

876

906

936

966

996

1026

1056

1086

1116

1146

Va

zã

o m

éd

ia d

iária

(L

/s)

Dias operacionais (dias)

Vazão média afluente

20092008 2010 2011


44

DQO solúvel no ef luente

35%

Conversão em metano recuperado

no biogás29%

Perda como metano

dissolvido

13%

Perda como metano na

fase gasosa

3%

Utilizada na redução de

sulfato

5%

Conversão em

biomassa

14%


40%


no biogás19%

Perda como metano

dissolvido

17%


fase gasosa

3%


sulfato

7%

Conversão em

biomassa

13%


30%


no biogás39%

Perda como metano

dissolvido

11%


fase gasosa

2%


sulfato

3%

Conversão em

biomassa

15%

Pior cenário Cenário típico

Melhor cenário

Estimativas das perdas de metano, de acordo com diferentes cenários


45

Aderência das medições de biogás em campo às faixas estimadas pelo modelo

0

200

400

600

800

1000

0 20 40 60 80 100

Pro

du

ção e

sper

ada

de

bio

gás

(m3.d

-1)

Vazão contribuinte de esgoto (L.s -1)ETE Laboreaux

0

1.000

2.000

3.000

4.000

5.000

6.000

7.000

0 200 400 600 800 1.000

Pro

du

ção e

sper

ada

de

bio

gás

(m3.d

-1)

Vazão contribuinte de esgoto (L.s -1)

ETE Onça


Entupimento de tubulação de distribuição de vazão


Água

pressurizada

Tubo de

PVC

Ponteira

silicone

Dispositivo para desobstrução desenvolvido pela equipe operacional da ETE Onça - BH


0

100

200

300

400

500

600

700

800

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

18000

20000

1 20 51 76 90 107 125 136 153 167 178 195

SS

T (m

g/L

)

Mas

sa S

T (

kg)

Dias operacionais

ST

SST

0

100

200

300

400

500

600

700

800

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

18000

20000

209 235 262 287 318 342 365 392 415 440 468 493 520

SS

T (m

g/L

)

Mas

sa S

T (

kg)

Dias operacionais

ST

SST

Relação entre massa de lodo e concentração de SST no efluente do reator


Série temporal - DBO

0

100

200

300

400

500

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850 900 950 1000 1050 1100 1150 1200

Con

ce

ntr

açã

o D

BO

(m

g/L

)

Dias operacionais (d)

Esg. Bruto Esg. Bruto + Lodo retorno Efl. UASBEfl. FBP Efl. final Padrão6 por Média Móvel (Esg. Bruto) 6 por Média Móvel (Efl. UASB)

20092008 2010 2011

1 2 3 4 6 7 8 95


Superfície do

compartimento

de decantação

Interior do Separador

Trifásico

Tipos de escuma


Escuma no compartimento de decantação


Escuma no interior do separador trifásico


– Ocorrência de corrosão: contextualização do problema

Problemas usuais associados ao processo

H2S

Geração de sulfetos pela

ação microbiana SO4 S-

S- + 2H+ H2S

Nível d’águaO2

Absorção de O2

na superfície

H2S disponível na atmosfera se a

produção sulfetos excede a

absorção de O2

H2S

H2S H2S

O2

Absorção de O2

na superfície

H2S

H2S

H2S + O2H2SO4 (pela ação microbiana)

Corrosão resultante


Corrosão em estruturas de aço


Corrosão em estruturas de concreto

Exposição da armadura da laje


Aplicação de produto anti-corrosivo no interior do compartimento de decantação de reator UASB


Controle de odores (Biofiltros)

Emissão de odores


apresentação do powerpoint - funasa.gov.br · síntese da apresentação ... 36 66 96 126 156 186...

Documents