fossa séptica biodigestora o que é e como funciona

Fossa Séptica Biodigestora

O que é e como funciona

Poluição

X

Na área urbana (~138 milhões de habitantes*):

51,6% da população

possuem rede coletora

de esgoto

35,3% recebem

algum tipo de

tratamento;

Situação atual – Esgotamento Sanitário

*IBGE, PNAB, 2004

o Rede Coletora + Fossa

Séptica 24 %

o Fossa rudimentar 40,7%

Na área rural (~29,3 milhões de habitantes –

15% da população*):

*IBGE, PNAD, 2011.

Situação atual – Esgotamento Sanitário

• Fossa negra

• percolação do chorume

• contaminação do lençol freático

Contaminação de Poços (Biológica)

CETESB, 2004

Porcentagem de amostras com presença de coliformes totais e coliformes fecais.

Premissas

Tecnologias simples e eficientes

Necessitam de poucos insumos externos para resultados adequados

Sistemas biológicos (exceto clorador)

Harmonização dos sistemas de tratamento com o ambiente (quebra de paradigma)

Reciclagem segura de nutrientes e água na agricultura

Fácil apropriação pelo agricultor

Custos de instalação e manutenção acessíveis

FOSSA SÉPTICA

• Norma NBR 13969:1997 da ABNT

• Sistema básico é construído com câmara única (decantação e digestão)

• Existem sistemas de câmara dupla (decantação seguida de digestão)

• Saída do efluente é encaminhada para um sumidouro ou vala de infiltração

• Tempo de Retenção Hidráulica de 1 a 2 dias

• Efluente “tratado” não pode ser reciclado sem tratamento posterior

Norma NBR 13969:1997

O esgoto sanitário é dividido tecnicamente em duas classes:

- Água negra – Vaso sanitário – contaminação microbiana e carga orgânica lábil (DBO). - Água cinza – restante da água da residência (pias, chuveiro, tanque, etc) – Contaminação química por óleos, gorduras, graxas, sabões e detergentes.

Lixo x Resíduo

X

Histórico

Início dos estudos no ano 1999 (Fossa Séptica Biodigestora)

Validação da Fossa Séptica Biodigestora e Clorador (Saneamento Básico Rural)

Prêmio Fundação BB de tecnologia social (2003)

Início dos estudos com biodigestores para pequenas comunidades (2007)

Início dos estudos com Jardim Filtrante (2011)

Prêmio Mercocidades (2011)

2012 - Unidades instaladas da Fossa Séptica Biodigestora em todo o território nacional (de Macapá a Pelotas, de Rio Branco a Aracajú).

Tratamento do esgoto: Fossa Séptica Biodigestora e Jardim Filtrante

Esquema representativo do sistema de tratamento de esgoto proposto.


- Sistema de tratamento de esgoto

sanitário rural, evitando a

contaminação de água e solo por

coliformes fecais.

- Este sistema também produz um

efluente orgânico para utilização

em plantas perenes.

- Custo acessível e instalação e

manutenção simples.

Vantagens

Prêmio Fundação Banco do Brasil

de Tecnologia Social -2003

Prêmio Mercocidades - 2011

Fossa Séptica Biodigestora Como funciona?

- Trata somente esgoto do vaso sanitário;

- biodigestão anaeróbia;

- Inoculante: 5 litros de esterco bovino;

- Casa com até 5 pessoas (como é modular, pode ser facilmente redimensionado)

Caixa 1 Caixa 2 Caixa 3

Válvula de

retenção


- Custo aproximado de material: R$ 1500,00

- Efluente tratado pode ser utilizado no solo como fertilizante

Caixa 1 Caixa 2 Caixa 3

Válvula de

retenção

Moléculas Orgânicas Complexas

I

Bactérias Hidrolíticas Acidogênicas

II

Bactérias Heteroacetogênicas

Ácidos orgânicos, Compostos neutros

IIIa

Bactérias Metanogênicas Utilizando H2 e CO2

IIIb

Bactérias Metanogênicas Utilizando CH3COOH

H2O + CH4 CO2 + CH4

H2 e CO2 Acetato

Por que utilizar esterco bovino?

• Inocula bactérias que aceleram a biodigestão

• Melhora o processo de biodigestão

• Retira odores desagradáveis do sistema

Bactérias presentes no rumem bovino (RUIZ, 1992)

Tipos de

Bactérias Nomes

Celulolíticas Bacteróides succinogenes, Ruminococus flavefaciens,

Ruminococus albus, Ruminococus Butyrivibrio fibrisolvens

Hemicelulolítica Butyríbrio fibrisolvens, Bacteróide ruminícola, Ruminococus sp.

Pectinolíticas Butyvíbrio fibrisolvens, Bacteróides ruminícola, Lachnospira

multiparus, Succinivibrio dextrinosolvens, Treponema bryantii,

Streptococus bovis

Amilolíticas Bacteróide amylophilus, Streptococus bovis, Succimimonas

Amylolitica, Bacteróide ruminícola

Ureolíticas Succinivibrio dextrinosolvens, Selenomonsas sp., Bacteróide

ruminícola, Ruminococus bromii, Butivibrio sp., Treponema sp.

Por que utilizar esterco bovino?

Ponto de

Coleta

OD (mg L-1) OD (%) Temperatura

(°C)

pE (mV) Condutividade

(mS cm-1)

1 0,05 0,50 16 - 27 -30 1,91

3 0,05 0,50 16 - 27 -3 2,74

• Análises físico-químicas do efluente

Análise do efluente

Instalação

Módulos de fermentação Módulo de

armazenamento

Entrada

Saída

Detalhe do interior de um dos módulos de fermentação. Foto de Valentim

Monzane


Vedação das caixas da Fossa Séptica Biodigestora com borracha macia.

Foto de Valentim Monzane.

Instalação

Válvula de retenção

a) Válvula de retenção de PVC. Foto de Lucas Domingues, b) Desenho esquemático

da válvula de retenção de Valentim Monzane.

A B

Instalação

Tês de Inspeção

”Tê” de inspeção. Foto de Valentim Monzane.

Instalação

Chaminés de alívio de

pressão

Fossa Séptica Biodigestora com destaque para sistema

de alívio de gases. Foto de Valentim Monzane.

~20 dias*

Efluente

tratado

Adubo

orgânico

* Tempo de retenção hídrica

Aspecto do efluente gerado

-Líquido

-“sem odores”

-Não procria baratas,

escorpiões, etc.

-Valores admissíveis de

coliformes

termotolerantes

(0 a 104 UFC/100 mL)

Alguns parâmetros de eficiência da fossa séptica biodigestora

• DBO 5,20 – ≥ 60%

• Coliformes termotolerantes: ≥ 95%

• Sólidos suspensos totais: ≥ 90 %

• N total: ≤ 20%

• Odores: ausentes

05

1015202530354045505560657075

1 2 3

Tu

rbid

ez (

FT

U)

Coletas

Variação de turbidez nos pontos de amostragem, em cada coleta

P1

P2


• Coliformes Totais na entrada: 105 – 107 UFC* / 100 mL

• Coliformes Totais na saída: 103 – 104 UFC / 100 mL

• Coliformes Termotolerantes** na entrada: 105 – 106 UFC / 100 mL

• Coliformes Termotolerantes na saída: 101 – 104 UFC / 100 mL

Unidade Formadora de colônia. ** Antigamente conhecidos como “coliformes fecais”.

Parâmetros físico-químicos das amostras de efluente da última caixa

Parâmetros 2O3 3O3 2B3 3B3 2FSC3*

CONAMA 430/2011

pH 8,05 8,14 8,67 8,61 7,73 6-9

DQO* (mgO2 L-1) 638 576 605 528 252 -

DBO5* (mgO2 L-1) 411 344 191 316 153 120

N-NO3 (mgN L-1) 0,86 2,02 0,66 3,27 3,31 -

N-NH4 (mgN L-1) 562 517 517 427 269 20

N.Total (mgN L-1) 614 672 568 541 287 -

Fosfato Total

(mgPO4-3 L-1)

32 12 78 7 14 -

Óleo / Graxa (mg

L-1) 44 34 67 28 39 70

SST* (mg L-1) 96 117 134 130 66

SSV* (mg L-1) 88 89 122 120 64

SSF* (mg L-1) 8 28 12 10 2

Condutividade

(dS cm-1) 5,35 4,24 4,63 2,98 2,62

* Amostras: O – Sistema inoculado com esterco ovino, Fazenda Morro Verde; B – Sistema inoculado com esterco bovino, Sítio Aparecida;

FSC – Fazenda Santa Cândida (inoculante esterco bovino) ; os números iniciais 2, 3 referem-se, respectivamente à ordem das coletas

(07/2006 e 10/2006). DQO – Demanda Química de Oxigênio; DBO5 – Demanda Bioquímica de Oxigênio; SST – Sólidos Suspensos Totais;

SSV – Sólidos Suspensos Voláteis; SSF – Sólidos Suspensos Fixos. **Para lançamento em corpos d´água classe 2

Macro e micronutrientes solúveis

Ca2+

mg/L

Mg2+

mg/L

PO43-

mg/L

K+

mg/L

S2-

mg/L

Cu2+

mg/L

Fe (II)

e (III)

mg/L

Mn2+

mg/L

Zn2+

mg/L

Na+

mg/L

Al3+

mg/L

50 –

70

20 -

30

15 -

50

65-

100

4 - 3 0,05–

0,1

0,40 –

0,80

0,20

–

0,30

0,10 –

0,30

60 -

90

0,12 –

0, 50

*Amostra digerida em meio acidificado (HNO3) em microondas e banho de areia. Análise

realizada na Embrapa Pecuária Sudeste

Análise do Efluente

4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500

Número de Onda (cm-1)

Ponto 1

Ponto 5

Matéria Orgânica - Efluente

Ácido Húmico - Solo

Escolha do local

Local

Local seco

Abaixo do nível da

tubulação

Próximo à residência

Preferencialmente cavar

manualmente

Onde não dá para usar a fossa séptica biodigestora?

• Separação das águas se mostrar muito difícil

• Onde não houver água disponível (ex. semi-árido)

• Onde o lençol d´água subterrâneo for muito “raso” – nível máximo a, pelo menos, 1 m abaixo do fundo das caixas.

• Áreas alagáveis

• Onde a única fonte de descarte do efluente for um córrego (a não ser que autorizado)

• Falta de acesso a esterco de ruminante

Vantagens da fossa séptica biodigestora

• Reciclagem da água e nutrientes na agricultura

• Não há a necessidade do uso de caminhões limpa-fossa (não acumula lodo)

• Não há necessidade de limpeza dos sistemas instalados

• Manutenção cotidiana muito simples (esterco fresco uma vez por mês e retirada do efluente)

• Material para construção é facilmente encontrado

Divulgação

Revista em Quadrinhos Folder Vídeo Perguntas e

respostas

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EM QUE LUGARES A FOSSA SÉPTICA BIODIGESTORA CHEGOU?

Fundação BB 2873 unidades

CATI 2765

unidades

Fundação Cargill/USAID 29 unidades

Embrapa

Outros Parceiros

MDA-Incra Centro Paula

Souza USP

UFSCar UFTo UFTPr IFBA

EMATERs Pref. Mun. São

Carlos Dossel Ambiental Inst. Trata Brasil Comitê Guandú

...

A FOSSA PREMIADA (Saneamento Básico Rural)

-Prêmio Fundação Banco do Brasil de Tecnologia Social - 635 Tecnologias – 6 premiadas • Ano: 2003

-Prêmio Mercocidades de Ciência e Tecnologia - 27 inscritos – 3o Lugar - Ano 2011

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fossa séptica biodigestora o que é e como funciona

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