dimensionamento de ete para pequenas comunidades

UNIVERSIDADE FEDERAL DE RORAIMA

CENTRO DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL

SANEAMENTO GERAL

PROJETO DE SISTEMA DE TRATAMENTO DE

ESGOTO PARA PEQUENAS COMUNIDADES

ADRIEL CARLOS BATISTA DOS SANTOS

ÍTALO HARRY CUNHA CHITLAL

RICARDO DE MELO ROCHA

WILLIAM CESAR RODRIGUES DO NASCIMENTO

Boa Vista – RR

2010

ADRIEL CARLOS BATISTA DOS SANTOS

ÍTALO HARRY CUNHA CHITLAL

RICARDO DE MELO ROCHA

WILLIAM CEZAR RODRIGUES DO NASCIMENTO

PROJETO DE SISTEMA DE TRATAMENTO DE

ESGOTO PARA PEQUENAS COMUNIDADES

Projeto de uma estação de tratamento

de esgoto para pequenas comunidades

apresentado ao Professor MSc. Pedro

Alves da Silva, da disciplina de

Saneamento Geral.

Boa Vista – RR

2010

i

SUMÁRIO

LISTA DE TABELAS ............................................................................................................... ii

LISTA DE FIGURAS ............................................................................................................... iii

1. INTRODUÇÃO .................................................................................................................. 1

2. DADOS DO PROJETO ...................................................................................................... 3

3. MEMORIAL DESCRITIVO E ESPECIFICAÇÕES TÉCNICAS ..................................... 6

4. MEMORIAL DE CÁLCULO ........................................................................................... 12

5. CONCLUSÃO .................................................................................................................. 36

6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .............................................................................. 37

ANEXOS .................................................................................................................................. 40

ii

LISTA DE TABELAS

Tabela 1 - População dos centros acadêmicos ....................................................................... 3

Tabela 2 - Parâmetros do Rio Pardo ...................................................................................... 3

Tabela 3 - Parâmetros para o projeto ETE ............................................................................. 4

Tabela 4 - Garganta da calha Parshall (adaptada de Azevedo Netto et alli, 1998) .............. 14

Dimensões da calha Parshall (dimensões em centímetros) ................................ 14

Tabela 6 - Coeficientes M e n .............................................................................................. 15

Tabela 7 - Velocidades nas alturas máxima, média e mínima ............................................. 17

iii

LISTA DE FIGURAS

Figura 1 - Fluxograma do tratamento preliminar .................................................................. 7

Figura 2 - Gradeamento com remoção manual ..................................................................... 8

Figura 3 - Desarenador (Caixa de areia) ............................................................................... 9

Figura 4 - Fluxograma do tratamento primário ................................................................... 10

Figura 5 - Detalhamento da calha Parshall .......................................................................... 14

Figura 6 - Detalhamento da unidade de gradeamento ......................................................... 19

Figura 7 - Detalhamento da caixa de areia .......................................................................... 21

1

UNIVERSIDADE FEDERAL DE RORAIMA – UFRR

DISCIPLINA: SANEAMENTO GERAL

PROJETO: ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ESGOTO PARA

PEQUENAS COMUNIDADES

CALCULISTAS: ADRIEL CARLOS, ÍTALO HARRY,

RICARDO ROCHA, WILLIAM CESAR

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A

A

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1. INTRODUÇÃO

Definição de Saneamento: Saneamento é um conjunto de medidas que visam

promover, proteger e preservar a saúde. São medidas de saneamento:

Sistemas de abastecimento d'água;

Sistemas de esgotos sanitários;

Coleta de lixo;

Controle da poluição ambiental;

Controle de vetores biológicos (ratos, moscas, baratas, etc.);

Saneamento das habitações e locais de trabalho e saneamento dos alimentos.

O esgotamento sanitário se constitui no único meio seguro para evitar as doenças

transmitidas pelas excretas humanas. Sua implantação é tão importante quanto o

abastecimento d'água. A experiência mostra que em algumas comunidades onde foi

implantado o abastecimento d'água e não foram coletados os esgotos, as condições

sanitárias do meio pioraram agravando-se os problemas com os dejetos correndo a céu

aberto.

Com a construção do sistema de esgotos sanitários em uma comunidade, procura-se

atingir os seguintes objetivos:

Coleta dos esgotos individual ou coletiva;

Afastamento rápido e seguro dos esgotos, através de fossas ou de sistemas de

redes coletoras;

Tratamento e disposição sanitariamente adequada dos esgotos tratados.

Como benefícios, têm-se:

Conservação dos recursos naturais tais como rios, lagos, lagoas, córregos, etc.;

Eliminação dos aspectos estéticos e visuais desagradáveis (odores agressivos);

2







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A

Melhoria das condições sanitárias locais de vida;

Eliminação de focos de poluição e contaminação;

Melhoria do potencial produtivo do ser humano;

Redução das doenças ocasionadas pela água contaminada por dejetos;

Diminuição dos recursos aplicados no tratamento de doenças.

Os esgotos contêm aproximadamente 99,9 % de água e apenas 0,1 % de sólidos. É

devido a essa fração de sólidos que ocorrem os problemas de poluição nas águas, trazendo

a necessidade de se tratar os esgotos.

As características dos esgotos gerados por uma comunidade é função dos usos aos

qual a água foi submetida. Esses usos, e a forma com que são exercidos, variam com o

clima, situação social e econômica, além dos hábitos da população.

3







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A

2. DADOS DO PROJETO

2.1. População (P)

A população da universidade é apresentada na tabela 1.

Tabela 1 - População dos centros acadêmicos

Somando-se a população dos centros acadêmicos, temos a população da universidade:

2.2. Parâmetros do Rio a receber o esgoto tratado (Rio Pardo)

O Rio destinado a receber o esgoto tratado é o rio Pardo, classificado como um Rio de

classe III (Segundo a resolução do CONAMA).

O órgão ambiental local exige que o lançamento do esgoto tratado no corpo hídrico

(Rio Pardo) não altere a classe do mesmo. O tratamento do esgoto deve ter 65% de

remoção de DBO e de aproximadamente 100% para coliformes termotolerantes.

A tabela 2 apresenta os parâmetros do Rio Pardo.

Tabela 2 - Parâmetros do Rio Pardo

4







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2.3. Parâmetros para o projeto ETE

Tabela 3 - Parâmetros para o projeto ETE

2.4. Parâmetros para o tratamento preliminar

A limpeza do gradeamento deve ser diária;

Grade média;

Barras retangulares de seção transversal 5/16” x 1 ½” (8 x 40) mm;

Espaçamento entre barras (a) de 2 cm;

Inclinação do gradeamento 60°;

Espessura das barras (t) de 8 mm;

Velocidade de escoamento no trecho deverá está compreendida entre 0,40 e 0,75

m/s;

As barras serão de aço carbono;

Profundidade mínima da caixa de areia de 0,20 m.

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2.5. Parâmetros para o tratamento primário

Utilização de fossas sépticas e filtro anaeróbio de fluxo ascendente;

Contribuição do esgoto: ;

Desinfecção do cloro com concentração de 6 mg/L e tempo de detenção de 0,5 h;

Porcentagem de cloro ativo: 10%;

Taxa de aplicação para o leito de secagem: 15 kgSST/m²;

Teor de sólidos admitidos será de 4%;

Coliformes termotolerantes afluentes: NMP/100 ml;

Coliformes termotolerantes para rios classe III: máximo de 2500 NMP/100 ml;

Eficiência de remoção exigida para lançamentos em rio classe III: 99,99 %.

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3. MEMORIAL DESCRITIVO E ESPECIFICAÇÕES TÉCNICAS

3.1. Tratamento preliminar

Definição: são dispositivos usados na chegada do esgoto (bruto) para barrar e

possibilitar a remoção dos sólidos grosseiros e da areia.

Para a separação dos sólidos grosseiros são, geralmente, utilizadas grades que retêm o

material cujo tamanho é maior do que o espaçamento entre as suas barras.

Retiram-se os sólidos grosseiros, principalmente para proteger os dispositivos de

transporte dos esgotos - bombas e tubulações - e as unidades de tratamento subseqüentes.

A remoção da areia é realizada nos desarenadores, por meio de sedimentação. Há

processos manuais e mecanizados para a retirada e o transporte da areia sedimentada e

acumulada nessas unidades. Tal remoção é necessária para:

Evitar desgaste nos equipamentos e tubulações;

Evitar o assoreamento da unidade que pode comprometer sua vida útil;

Eliminar ou reduzir a possibilidade de entupimentos em tubulações, tanques,

orifícios;

Facilitar o transporte líquido.

Normalmente inclui-se, também, uma unidade para a medição de vazão, usualmente

constituída por uma calha de dimensões padronizadas - calha Parshall, ou vertedores, que

permitem a correlação entre o nível do líquido e a vazão de esgotos que chegam à ETE.

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A

Figura 1 - Fluxograma do tratamento preliminar

3.1.1. Gradeamento

Retirar periodicamente o material retido nas grades;

Depositar o material retirado em local adequado - caçambas, recipientes tampados,

fora do acesso de insetos, especialmente moscas;

Executar regularmente a manutenção dos equipamentos, tais como lubrificação de

engrenagens, substituição de peças desgastadas e verificação dos componentes

eletromecânicos, caso o gradeamento seja mecanizado;

Utilizar dispositivos para minimização de impacto pela emissão de odores, tais como

a aspersão de produtos biológicos que são comercializados ou pelo fechamento do

canal de chegada, caso a estação esteja próxima de residências;

Encaminhar o material retido para disposição final adequada – valas na área da ETE

com recobrimento diário, ou aterro sanitário, preferencialmente licenciado.

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A

A

A

A

Figura 2 - Gradeamento com remoção manual

3.2. Desarenador

Limpar a caixa de areia sempre que o material acumulado ocupar a metade da altura

da câmara de armazenamento ou 2/3 de todo o seu comprimento;

Retirar com pá, enxada, equipamentos pesados, ou mesmo por remoção mecânica, a

areia e os outros materiais sedimentados nessa unidade, que deverão ser depositados

em local preparado para essa finalidade;

Dispor a areia e os outros materiais retidos conforme o processo licenciado;

Garantir a vedação e limpeza da unidade paralisada, em caso de desativação.

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A

Figura 3 - Desarenador (Caixa de areia)

3.3. Tratamento primário

No tratamento primário, além do tratamento preliminar, pode-se incluir sedimentação

simples (decantação primária), digestão de lodos, secagem e disposição no terreno,

incineração ou afastamento dos lodos resultantes, ou ainda utilização de filtros-prensa para

secagem e tratamento dos lodos. Após passarem pelas grades e caixas de areia, o efluente

preliminar pode se dirigir para decantadores ou fossas sépticas enquanto os lodos

10







A

A

A

A

A

produzidos são encaminhados aos digestores ou leitos de secagem. O tratamento é dito

primário porque remove cerca de 30 a 40% de bactérias patógenas, de 30 a 40% de DBO e

de 60 a 70% de sólidos em suspensão através de decantação, flotação, secagem ou

digestão.

Figura 4 - Fluxograma de um sistema de tratamento de esgoto

3.3.1. Tanques Sépticos

Definição: são variantes da fossa séptica, ocorrendo a sedimentação dos sólidos. No

fundo, o lodo se acumula, sendo removido num intervalo de 6 meses a 1 ano.

Freqüentemente, utiliza-se uma forma complementar de tratamento, pelo fato de ser baixa

a eficiência de remoção de matéria orgânica.

Rotina de operação:

Remover o lodo digerido nos intervalos de limpeza pré-determinados e manter um

volume de lodo em digestão. Dispor o lodo excedente em leitos de secagem,

promover o tratamento com cal e encaminhar para aterro sanitário, preferencialmente

licenciado conforme definido na Cartilha de Operação;

Remover freqüentemente a escuma;

Promover rigorosa higiene na área, quando terminada a operação de remoção.

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A

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A

3.3.2. Decantador

Definição: é o tanque onde os esgotos escoam vagarosamente, permitindo que os

sólidos em suspensão sedimentem-se no fundo de forma gradual. Essa massa de sólidos é

denominada lodo primário bruto. Nos decantadores de pequenas dimensões, o lodo é

retirado por meio de uma tubulação única e, nos tanques maiores, com raspadores

mecânicos e bombas.


Retirar da superfície materiais flutuantes como graxas e óleos;

Limpar, sempre que necessário, os dispositivos de entrada e saída do afluente;

Efetuar, freqüentemente, a inspeção e manutenção preventiva dos equipamentos,

havendo bombas e raspadores mecânicos para remoção do lodo decantado;

Promover o desaguamento (desidratação) do lodo, tratamento e destinação para as

valas de rejeitos na área da ETE ou aterro sanitário, preferencialmente licenciado.

3.3.3. Leito de secagem

Definição: unidades que visam a obter condições adequadas para a disposição final

dos lodos. A água é removida para concentrar os sólidos, diminuindo seu volume. Em

resumo, trata-se de separar o sólido do líquido. É utilizado um meio de areia para o

escoamento da água livre e a evaporação pela exposição ao ambiente.


Remover o lodo, quando seco, encaminhando-o para disposição em valas na área da

ETE, com recobrimento, ou em aterro sanitário preferencialmente licenciado;

Repor, sempre que necessário, a areia removida junto com o lodo;

Retornar com o líquido percolado para a fase líquida do tratamento.

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A

A

A

A

A

4. MEMORIAL DE CÁLCULO

4.1. Tratamento Preliminar

O tratamento preliminar será composto por:

Unidade de gradeamento;

Caixa de areia;

Calha Parshall.

4.1.1. Dimensionamento da calha Parshall

4.1.1.1. Cálculo das vazões

Cálculo da vazão de infiltração:

Temos que:

Vazão de infiltração específica: ;

Extensão da rede coletora:

Assim:

Cálculo da vazão média:

Temos que:

População: ;

Consumo per capita: ;

Coeficiente de retorno Água/ Esgoto: .

Assim:

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A

A

A

A

A

Cálculo da vazão mínima:

Cálculo da vazão máxima:

Temos que:

Coeficiente :

Coeficiente :

Com isso:

4.1.1.2. Dimensionamento da tubulação de esgotos afluentes ao tratamento

preliminar

Segundo Mendonça (1990), o dimensionamento se dá da seguinte forma:

Fórmula de Gauckler – Manning à seção plana para a vazão máxima:

Declividade da tubulação afluente: ;

Coeficiente de rugosidade de Manning (Tubos de PVC):

Adotando um diâmetro de 150 mm, temos o valor do coeficiente K como sendo:

Como a vazão para um diâmetro de 150 mm (13,28 L/s) é maior que a vazão máxima

de projeto (7,00 L/s), o diâmetro satisfaz o dimensionameto.

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A

A

A

A

A

4.1.1.3. Cálculo da largura da calha Parshall

Para as vazões máxima e mínima calculadas, e de posse da tabela 4, obtemos a largura

(garganta) da calha Parshall.

Tabela 4 - Garganta da calha Parshall (adaptada de Azevedo Netto et alli, 1998)

Como a vazão máxima foi de 7,0 L/s, temos:

Para a largura encontrada, temos as demais dimensões obtidas conforme Azevedo

Netto et alli (1998), temos:

Tabela 5 - Dimensões da calha Parshall (dimensões em centímetros)

Figura 5 - Detalhamento da calha Parshall

4.1.1.4. Cálculo das alturas dos níveis de esgoto na calha Parshall

As alturas são obtidas pela seguinte equação:

W = 76 m m

G = 305 m mB = 457 m m F = 152 m m

K = 25 m m

N = 57 m m

A = 466 m m

D = 259 m m C = 178 m m

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A

A

A

A

A

Para a largura encontrada, temos os coeficientes M e n conforme Daltro Filho (2004).

Temos:

Tabela 6 - Coeficientes M e n

Altura para vazão máxima

Altura para vazão média

Altura para vazão mínima

4.1.1.5. Cálculo do rebaixo (Z) da calha Parshall

O rebaixo (Z) é calculado pela expressão:

As vazões e alturas já foram obtidas, dessa forma:

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A

A

A

A

A

4.1.1.6. Cálculo das alturas de esgoto na grade e caixa de areia

Altura para vazão máxima

Altura para vazão média

Altura para vazão mínima

4.1.2. Dimensionamento da unidade de gradeamento

4.1.2.1. Cálculo da eficiência da grade

A eficiência das grades é função da espessura das barras e do espaçamento entre elas,

é expressa da seguinte forma:

Temos que:

Espaçamento entre barras: ;

Espessura das barras:

Assim:

4.1.2.2. Cálculo da área útil

A área útil é a razão entre a vazão máxima afluente e a velocidade escoamento entre as

barras, é obtida da seguinte forma:

Velocidade de escoamento: (valor adotado conforme parâmetros para

o projeto)

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A

A

A

A

A

Com a vazão máxima agora calculada, temos:

4.1.2.3. Cálculo da área da seção do canal da grade

A área da seção da grade deve ser maior que a área útil devido a sua eficiência não ser

de 100 %, dessa forma:

4.1.2.4. Cálculo da largura do canal

A largura do canal é função da área do mesmo e da altura máxima da caixa de areia. É

calculada por:

Onde e

4.1.2.5. Verificação das velocidades

As velocidades devem respeitar o limite inferior de 0,4 m/s e o limite superior de 0,75

m/s. Dessa forma:

Tabela 7 - Velocidades nas alturas máxima, média e mínima

Constatação: As velocidades estão dentro dos limites.

4.1.2.6. Cálculo da perda de carga

A perda de carga é calculada pela seguinte expressão:

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A

A

A

A

A

Considerando obstrução máxima de 50% na grade, a velocidade V0 é dobrada

resultando na velocidade V da fórmula. A velocidade v é obtida multiplicando a velocidade

V0 pela eficiência da grade.

Dessa forma, temos:

Assim:

4.1.2.7. Cálculo do comprimento do canal de acesso

O comprimento do canal de acesso a grade deve ser suficiente para que não ocorra o

turbilhonamento junto à grade. O mesmo é calculado conforme:

O tempo de detenção (t) é de 3 segundos;

A vazão média e a área da grade foram obtidas anteriormente.

4.1.2.8. Cálculo do número de barras

O número de barras é obtido pela seguinte expressão:

4.1.2.9. Cálculo da largura real do canal da grade

Com o número de barras já obtido, pode ser calculada a largura real do canal da grade

pela seguinte expressão:

4.1.2.10. Cálculo do comprimento da grade

O diâmetro da tubulação afluente a grade é de 150 mm.

A profundidade do mesmo é de 0,10 m.

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A

A

A

A

A

Sabendo disso e, sabendo-se que o comprimento da grade é obtido pela fórmula:

E:

Assim:

4.1.2.11. Cálculo do espaçamento entre as barras extremas e as laterais do canal

Tal cálculo é obtido conforme:

Logo:

Figura 6 - Detalhamento da unidade de gradeamento

4.1.3. Dimensionamento da caixa de areia

4.1.3.1. Lâmina d’água máxima na caixa de areia

A lâmina de água máxima na caixa de areia foi obtida anteriormente. O valor obtido

foi de:

10 barras de 8 m m x 40 m m c/ e = 20 m m

L = 30 cm

X g = 45 cm

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A

A

A

A

A

4.1.3.2. Cálculo da largura do canal da caixa de areia

A caixa de areia deve ser dimensionada com largura suficiente para que a velocidade

fluxo não ultrapasse a velocidade de projeto (0,6 m/s). Dessa forma adotaremos a

velocidade de fluxo como sendo:

A largura da caixa de areia é obtida pela seguinte expressão:

A vazão máxima de projeto foi de:

Assim:

4.1.3.3. Cálculo da área útil da caixa de areia

A área útil da caixa de areia é obtida conforme se apresenta a seguir:

4.1.3.4. Cálculo do comprimento da caixa de areia

Segundo Mendonça (1990), como se trata de uma pequena estação de tratamento de

esgoto, a seguinte expressão pode ser utilizada:

Assim:

4.1.3.5. Cálculo da área superficial

A área superficial da caixa de areia é obtida de forma simples, multiplicando a largura

da caixa pelo seu comprimento. Isto é:

4.1.3.6. Cálculo da quantidade diária de material retido no canal

A quantidade de material retido na caixa de areia (Mr) é obtida pela expressão:

Sabendo-se que:

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A

A

A

A

A

R é a taxa de retenção de esgoto na caixa de areia. Segundo Jordão e Pacheco (2005), a

taxa de retenção de esgoto na caixa de areia está compreendida entre 2 e 4 metros cúbicos

a cada 100000 metros cúbicos de areia. Isto é:

Adotando-se: , temos:

4.1.3.7. Cálculo do volume de acumulação da caixa de areia

O volume de acumulação da caixa de areia é proporcional ao tempo em que a mesma

passa pela limpeza. Como a caixa de areia será limpa diariamente, temos:

4.1.3.8. Cálculo da profundidade necessária para acumulação do material

A profundidade necessária para acumulo de material que sedimenta na caixa de areia é

obtido pela expressão:

Dessa forma:

Figura 7 - Detalhamento da caixa de areia

4.2. Tratamento Primário

O tratamento primário será composto por:

Tanque séptico;

L = 35 cm

L = 35 cm

C om prim ento = 4,30 m

C om porta

C om porta

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A

A

A

A

A

Filtro anaeróbio;

Leito de secagem;

Tanque de contato.

4.2.1. Dimensionamento do tanque séptico

4.2.1.1. Cálculo do volume do tanque

O cálculo do volume útil do tanque séptico é dado pela seguinte expressão:

Onde:

V: volume útil, em litros;

N: número de contribuintes;

C: contribuição de despejos, em litros / pessoa x dia;

T: tempo de detenção, em dias;

K: taxa de acumulação de lodo digerido em dias, equivalente ao tempo de acumulação

de lodo fresco;

Lf: contribuição de lodo fresco em litros / pessoa x dia.

Temos que:

Dessa forma:

No presente projeto serão utilizados tanques prismáticos.

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A

A

A

A

A

Em face do volume do tanque ter sido consideravelmente alto, o mesmo será dividido

em dois tanques. Assim o volume de cada tanque será de:

A profundidade útil máxima é de 2,50 m (Conforme Manual 001 do CPRH).

Dessa forma, a área de cada tanque será:

4.2.1.2. Geometria dos tanques

Os tanques sépticos de forma prismática retangular deverão obedecer às seguintes

condições:

1. Largura interna mínima (L) = 0,70 m.

2. Relação entre o comprimento (C) e a largura (L):

Adotando o comprimento como sendo três vezes maior que a largura, temos as

dimensões do tanque:

Temos que:

Geometria de cada tanque:

Comprimento: 13,5 metros;

Largura: 4,5 metros;

Profundidade: 2,5 metros.

4.2.1.3. Produção de lodo por ano

O volume de lodo gerado em um ano é obtido conforme:

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A

A

A

A

A

4.2.2. Disposição dos efluentes

A disposição dos efluentes será através de filtro anaeróbio.

4.2.2.1. Cálculo do volume do filtro anaeróbio

O cálculo do volume útil do filtro anaeróbio é dado pela seguinte expressão:

Onde:

Vu: volume útil do filtro, em litros.

N: números de contribuintes;

C: contribuição de despejos (Já calculado, C = 130 l/hab.dia);

T: tempo de detenção, em dias (Já calculado, T = 1 dia);

Dessa forma:

Serão utilizados 2 filtros, em detrimento de serem dois tanques sépticos, dessa forma:

Quanto à seção horizontal do filtro, a expressão é a seguinte:

S:= seção horizontal.

H: profundidade útil do filtro (Obrigatoriamente: 1,80 m).

Obs.: O leito filtrante deve ter altura (h) igual a 1,20 m, que é constante para qualquer

volume obtido no dimensionamento.

Dessa forma:

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A

A

A

A

A

4.2.2.2. Geometria dos filtros

Os filtros anaeróbios seguirão a seguinte relação entre o comprimento (C) e a largura

(L):

Adotando o comprimento como sendo três vezes maior que a largura, têm-se as

dimensões do tanque:

Temos que:

Geometria de cada filtro:

Comprimento: 15 metros;

Largura: 5 metros;

Profundidade: 1,8 metros.

Obs.: A camada suporte deverá ser constituída de brita N.º4 ou N.º5 com o maior grau

de uniformidade possível.

4.2.3. Leito de secagem

O leito de secagem de lodos será provido de uma estrutura metálica que permitirá a

sua cobertura com lonas plásticas para a ocasião de chuvas.

Conforme recomendação da Norma NB 570, a taxa de aplicação será de 15 kg.SST/m²

e o teor de sólidos admitido será de 4%.

4.2.3.1. Volume de lodo a ser descartado

O volume de lodo gerado em um ano já foi calculado e o resultado obtido é

apresentado a seguir.

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A

A

A

A

A

Desse total de lodo gerado, o teor de sólidos é de 4%. Dessa forma, o volume de lodo

descartado será:

4.2.3.2. Área mínima necessária

A área necessária para o leito de secagem é facilmente obtida, valendo-se da taxa de

aplicação. Isto é:

4.2.3.3. Profundidade do leito

A profundidade do leito de secagem é obtida dividindo se o volume pela área do

mesmo, dessa forma:

Em termos operacionais, é sugerido que se faça o descarte de um tanque séptico por

vez.

O período de secagem deve ser de 20 dias.

O tempo de limpeza deve ser de 10 dias.

Com isso, o ciclo da operação será de 30 dias.

Vale ressaltar que, o volume de lodo do filtro anaeróbio é bem reduzido em se

comparando com o volume do tanque séptico, porém, a limpeza do filtro irá gerar lodo –

em pequena quantidade- e o mesmo será destinado também para o leito de secagem.

4.2.3.4. Dimensões do leito

O leito de secagem deve ser dividido em células. No presente projeto serão adotadas 4

células. Dessa forma, a área de cada célula será:

O comprimento do leito será de:

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A

A

A

A

A

O comprimento de cada célula será de:

A largura do leito será de:

A profundidade será de:

4.2.3.5. Camada filtrante

O fundo do leito de secagem irá promover a remoção do líquido intersticial, através de

material drenante constituído por:

a. Uma camada de areia com espessura de 7,5 cm a 15 cm, com diâmetro efetivo de 0,3

mm a 1,2 mm e coeficiente de uniformidade igual ou inferior a 5;

b. Sob a camada de areia, três camadas de brita, sendo a inferior de pedra de mão ou brita

4 (camada suporte), a intermediária de brita 3 e 4 com espessura de 20 cm a 30 cm e a

superior de brita 1 e 2 com espessura de 10 cm a 15 cm; não deve ser permitido o

emprego de mantas geotêxteis;

c. Sobre a camada de areia devem ser colocados tijolos recozidos ou outros elementos de

material resistente à operação de remoção do lodo seco, com juntas de 2 cm a 3 cm

tomadas com areia da mesma granulometria da usada na camada de areia; a área total

de drenagem, assim formada, não deve ser inferior a 15% da área total do leito de

secagem;

d. O fundo do leito de secagem deve ser plano e impermeável, com inclinação mínima

de 1% no sentido de um coletor principal de escoamento do líquido drenado.

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A

A

A

A

A

Alternativamente pode ter tubos drenos ou material similar de diâmetro mínimo de

100 mm, dispostos na camada suporte e distantes entre si não mais que 3,00 m.

4.2.3.6. Desinfecção

O sistema de desinfecção será realizado por hipocloreto de sódio diluído, com um

tanque de contato à jusante e com tempo de detenção hidráulica de 30 minutos.

Consumo de cloro:

Dosagem de cloro:

A dosagem do cloro será de 6 mg/L.

Consumo de cloro:

O consumo de cloro é calculado da seguinte forma:

Assim, temos:

Consumo máximo:

Consumo médio:

Consumo mínimo:

Consumo de hipocloreto de sódio:

Dosagem de hipocloreto:

A percentagem de cloro ativo é de 10%. Isto é:

Dosagem: 0,10 kg/L

Consumo de hipocloreto:

O consumo de hipocloreto é calculado da seguinte forma:

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A

Assim, temos:

Consumo máximo:

Consumo médio:

Consumo mínimo:

Consumo de hipoclorito de sódio:

Dosagem de hipoclorito:

A percentagem de hipoclorito é de 2%. Isto é:

Dosagem: 0,02 kg/L

Consumo de hipoclorito:

O consumo de hipoclorito é calculado da seguinte forma:

Assim, temos:

Consumo máximo:

Consumo médio:

Consumo mínimo:

Volume do tanque de diluição de hipoclorito:

O tanque de diluição de hipoclorito deverá ter autonomia de sete dias.

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4.2.4. Tanque de contato

4.2.4.1. Dimensões do tanque de contato

Antes de dimensionarmos o tanque de contato, deve ser verificado o volume útil

mínimo do tanque, dessa forma:

A altura total do tanque é de 0,80 metros e a altura da lâmina líquida será de 0,20 metros.

A largura do tanque será de 4,60 metros.

O comprimento será de 6,30 metros.

A borda livre será de 0,50 metros.

O volume útil será de:

4.2.4.2. Chicanas

A espessura (e) das paredes é de 0,10 metros.

O comprimento (C) do tanque é de 6,30 metros.

O espaçamento entre chicanas (a) é de 0,30 metros.

O número de chicanas (M) é obtido pela expressão:

Dessa forma:

Logo, o número de compartimentos será de:

Dessa forma, serão 16 compartimentos.

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4.2.4.3. Tempo de detenção hidráulica

O tempo de detenção é obtido conforme a expressão a seguir.

Sendo:

Q: Vazões (média, máxima diária e máxima horária);

V: Volume útil ( .

Com isso, temos:

Tempo de detenção para vazão máxima:

Tempo de detenção para vazão média:

Tempo de detenção para vazão mínima:

O tempo de detenção para a vazão média foi bem próximo de 30 minutos, que foi o

valor adotado no inicio do dimensionamento.

4.2.4.4. Velocidade de escoamento horizontal

A velocidade de escoamento horizontal (V) é obtida conforme a expressão a seguir.

Sendo:

Q: Vazões (máxima, média e mínima);

a: Espaçamento entre chicanas ( ;

h: Altura da lâmina líquida ( ).

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Velocidade horizontal para vazão máxima:

Velocidade horizontal para vazão média:

Velocidade horizontal para vazão mínima:

4.2.4.5. Verificações

Verificações a serem realizadas:

As seguintes verificações devem ser realizadas:

1. (Sendo “L” a extensão percorrida pelo esgoto tratado no tanque de

contado e “a” o espaçamento entre chicanas);

2. (Sendo “h” a altura da lâmina líquida no tanque e “a” o espaçamento

entre chicanas).

Extensão percorrida pelo esgoto tratado no tanque de contato:

Realização das verificações:

Como as duas verificações foram satisfeitas, o tanque de contato está bem

dimensionado.

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Obs.: O esquema em planta do tratamento primário será apresentado nos anexos.

4.3. Balanço de Massas

Os parâmetros de mistura são regulados pela Resolução do CONAMA Nº 357 de 2005

sobre a Classificação dos Corpos D’águas. Os padrões de lançamento efluente da ETE não

podem diferir dos limites estabelecidos pela Resolução do CONAMA, para que não mude

a classificação do rio. Como o Rio Pardo é de Classe III, as verificações de DBO, OD e pH

são listados no Art. 16; e a verificação da temperatura no Art. 34 da Resolução do

CONAMA Nº 357.

A eficiência para este tipo de sistema é de aproximadamente 65% para remoção de

DBO e de aproximadamente 100% para Coliformes Termotolerantes.

4.3.1. Remoção de Coliformes Termotolerantes

A eficiência na remoção de Coliformes Termotolerantes é de aproximadamente 100%,

portanto, em relação a este parâmetro, não modificará o Rio Pardo.

4.3.2. Remoção de Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO)

A eficiência na remoção de DBO é de aproximadamente 65%, portanto:

Sendo que:

E – eficiência do tratamento;

– DBO de entrada da ETE;

– DBO de saída da ETE.

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Portanto:

Sendo que:

– DBO de mistura entre o rio e o esgoto efluente;

– DBO do rio;

– DBO de saída da ETE;

– Vazão do rio;

– Vazão da saída da ETE;

O Art. 16 da Resolução Nº 357 do CONAMA prescreve que a DBO 5 dias a 20°C até

10 mg/L O2, ou seja, 9,75 mg/L < 10 mg/L. Portanto este parâmetro está OK.

4.3.3. Oxigênio Dissolvido (OD)

Sendo que:

– Oxigênio Dissolvido de mistura;

– Oxigênio Dissolvido do rio;

– Oxigênio Dissolvido efluente do esgoto;

– Vazão do rio;

– Vazão efluente do esgoto.

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O Art. 16 da Resolução Nº 357 do CONAMA prescreve que o OD, em qualquer

amostra, seja não inferior a 4 mg/L O2, ou seja, 5,8 mg/L > 4 mg/L. Portanto este

parâmetro está OK.

4.3.4. Temperatura

Sendo que:

– Temperatura de mistura;

– Temperatura do rio;

– Temperatura efluente do esgoto;

– Vazão do rio;

– Vazão efluente do esgoto.

O Art. 34 da Resolução Nº 357 do CONAMA prescreve que a temperatura de

lançamento de efluentes, deve ser inferior a 40°C, ou seja, 26,16°C < 40°C. Portanto este

parâmetro está OK.

4.3.5. pH

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O Art. 16 da Resolução Nº 357 do CONAMA prescreve que o pH deve-se encontrar

entre 6 a 9, ou seja, 6 < 7,02 < 9. Portanto este parâmetro está OK.

5. CONCLUSÃO

O dimensionamento da estação de tratamento de esgoto para pequenas comunidades

foi um processo bem simples, prático e importante. Com o desenvolvimento do presente

projeto foi possível aprendermos como dimensionar uma ETE para comunidades pequenas/

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rurais. Vimos que a quantidade de emissários de esgoto é bem pequena, e o tratamento do

esgoto, com isso, se torna bem menos dispendioso, pois apenas o tratamento preliminar e o

tratamento primário bastam para o esgoto ser tratado de forma eficaz, a tal ponto que o

esgoto tratado pode ser lançado no corpo receptor, no nosso caso, o Rio Verde.

6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

ABNT – ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, NBR 12209 –

Projeto de estações de tratamento de esgoto sanitário. Rio de Janeiro: 1992.

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Projeto de interceptores de esgoto sanitário. Rio de Janeiro: 1992.


Estudo de concepção de sistemas de esgoto sanitário. Rio de Janeiro: 1986.


Tanques sépticos - Unidades de tratamento complementar e disposição final dos

efluentes líquidos - Projeto, construção e operação. Rio de Janeiro: 1993.

Notas de aula do professor MSc. Pedro Alves da Silva Filho da disciplina de

Saneamento Geral.

CONAMA – CONSELHO NACIONAL DO MEIO AMBIENTE, Resolução Nº 357.

Brasília: 2005.

FERNANDES, Carlos. Esgotos Sanitários. Editora Universitária/ UFPB. João Pessoa:

1997.

Brasil. Fundação Nacional de Saúde (FUNASA). Manual de Saneamento, 3ª Ed.

Brasília: 2006.

ANDRADE, João Bosco de. Notas de aula - Saneamento Básico: Sistema de

esgotamento Sanitário. UCG – Universidade católica de Goiás. Goiás: 2006.

CPRH - Agência Estadual De Meio Ambiente E Recursos Hídricos. Manual Técnico

001: Dimensionamento de tanques sépticos e unidades básicas complementares. 2ª

Ed. Recife: 2004.

FEAM - Fundação Estadual Do Meio Ambiente. Orientações básicas para a operação de

estações de tratamento de esgoto. Belo Horizonte: 2006.

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EEA – Empresa de Engenharia Ambiental. Curso de tratamento de esgoto. Disponível no

site: www.comitepcj.sp.gov.br

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ANEXOS

dimensionamento de ete para pequenas comunidades

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