UNIVESIDADE FEDERAL DO ACRE UFACCENTRO DE CINCIAS EXATAS E TECNOLGICAS

Curso de Engenharia Civil

Disciplina: Saneamento Geral

DIMENSIONAMENTO DE UM TANQUE SPTICO

RIO BRANCO ACREMaro/2013Brbara Bruna de Arajo VieiraRicardo Oliveira Bezerra

DIMENSIONAMENTO DE UM TANQUE SPTICO

Trabalho extraclasse requerido na Disciplina Saneamento Geral, sob a orientao do docente Dr. Marconi Gomes de Oliveira como requisito avaliativo.

RIO BRANCO ACREMaro/2013SUMRIO

1. Introduo42. Metodologia53. Objetivo54. Generalidades64.1 Tanque Sptico 64.2 Filtro Anaerbio de Fluxo Ascendente 65. Dimensionamento75.1 Dimensionamento de Tanque Sptico 85.2 Dimensionamento das aberturas de ligao entre as cmaras 105.3 Dimensionamento do Filtro Anaerbio de Fluxo Ascendente11Referncias Bibliogrficas 13Anexos 14Apndices16

1. INTRODUO

O saneamento bsico consiste em um conjunto de atividades relacionadas limpeza dos municpios e a sade da populao. Entre essas atividades esto o abastecimento de gua potvel, o manejo de gua pluvial, a coleta e tratamento de esgoto, a limpeza urbana, destinao de resduos slidos e controle de pragas e epidemias.Grande parte das doenas e males que afetam a sade da populao provm de impurezas presentes no esgoto. Mortalidade infantil, diarria e desnutrio so alguns dos grandes problemas decorrentes da falta desse tipo de servio.Com as medidas sanitrias adequadas possvel garantir melhores condies de sade e higiene para as pessoas, evitando a contaminao e proliferao de doenas. Ao mesmo tempo, uma prtica que evita o comprometimento dos recursos hdricos do municpio, tornando-se indispensvel para a preservao do meio ambiente. Neste trabalho, entenderemos o funcionamento de uma fossa sptica, e como fazer o seu dimensionamento, por fim, esquematizando-o.

2. METODOLOGIA

No dimensionamento deste sistema de tratamento de esgoto, sero utilizadas as orientaes fornecidas em sala de aula juntamente com o material utilizado pelo professor Marconi, incluindo as tabelas das Normas NBR 7229/93 e NBR 13969/97.

Foi utilizada a ferramenta Paint para a elaborao dos esquemas para representao do dimensionamento.

3. OBJETIVO

Realizar o dimensionamento de uma fossa sptica com filtro anaerbio de fluxo ascendente de um exemplo fornecido em sala de aula.

4. GENERALIDADES

4.1 Tanque Sptico

Em um conceito geral, os tanques spticos, comumente chamados de fossas spticas, so unidades de tratamento primrio de esgoto domstico nas quais so feitas a separao e a transformao fsico-qumica da matria slida contida no esgoto. uma maneira simples e barata de disposio dos esgotos indicada, sobretudo, para a zona rural ou residncias isoladas onde no existe uma rede de esgotamento pblica. Entretanto, o tratamento no completo como numa Estao de Tratamento de Esgotos (ETE). Segunda a Norma NBR 7229, trata-se de uma unidade cilndrica ou prismtica retangular de fluxo horizontal, para tratamento de esgotos por processos de sedimentao, flotao e digesto.

4.2 Filtro Anaerbio de Fluxo Ascendente

Filtros anaerbios so reatores biolgicos com fluxo atravs do lodo aderido e retido em um leito fixo de material inerte. Portanto, apresentam as vantagens dos reatores anaerbios com fluxo atravs do lodo ativo, inclusive na remoo da matria orgnica dissolvida. Ademais: podem ser utilizados para esgotos concentrados ou diludos; resistem bem s variaes de vazo afluente; perdem pouco dos slidos biolgicos; permitem vrias opes de forma, sentido de fluxo e materiais de enchimento; e tm construo e operao muito simples.Existem dois tipos de filtros anaerbios: os filtros de fluxo ascendente, cujo leito necessariamente submerso (afogado); e os de fluxo descendente que podem trabalhar afogados ou no. Aparentemente, os filtros com fluxo descendente afogado assemelham-se funcionalmente aos de fluxo ascendente, mas pouco se conhece sobre os filtros anaerbios de fluxo descendente com leito afogado. Apenas os filtros com fluxo ascendente tm sido significativamente aplicados ao tratamento de esgotos e pesquisados.As principais limitaes dos filtros anaerbios decorrem do risco de obstruo do leito (entupimento ou colmatao dos interstcios) e do volume relativamente grande devido ao espao ocupado pelo material inerte de enchimento.

Exemplo de filtro anaerbio de fluxo ascendente:

5. DIMENSIONAMENTO

De acordo com orientaes fornecidas em sala de aula, no livro Manual de Saneamento (FUNASA) e conforme recomendaes da ABNT (NBR 7229/93) e (NBR 13969/97), dimensionar um tanque sptico de forma prismtica retangular, de duas cmaras em srie para atender a pequenos condomnios em determinada cidade, do interior do Estado do Acre, que ainda no possui infraestrutura de coleta e tratamento de esgoto sanitrio. Como unidade de tratamento complementar utilizar o Filtro Anaerbio de Fluxo Ascendente.

Considerar os dados e informaes possveis:

- Habitaes tipo padro baixo.- Populao de cada condomnio = 30 habitantes- Intervalo entre limpeza de tanque = 4 anos- Temperatura mdia do ms mais frio = 18C- Profundidade do dispositivo de entrada do tanque: 1,0 m- A rea onde sero instalados o tanque e o filtro plana.- Profundidade do lenol fretico (no inverno) = 2,5 m- O filtro anaerbio dever ser constitudo por trs mdulos de idnticas dimenses dispostos em paralelo.- Apresentar memorial de clculo e desenho (planta baixa e cortes do tanque sptico e filtro anaerbio) esquemtico.

5.1 Dimensionamento do Tanque Sptico

O volume til total do tanque sptico calculado pela frmula:

V = 1000 + N (CT + K Lf)

Onde:

V = volume til, em litros.N = nmero de pessoas ou unidades de contribuioC = contribuio de despejos, em litro/pessoa x dia ou em litro/unidade x dia (ver Tabela 1).T = perodo de deteno, em dias (ver Tabela 2).K = taxa de acumulao de lodo digerido em dias, equivalente ao tempo de acumulao de lodo fresco (ver Tabela 3)Lf = contribuio de lodo fresco, em litro/pessoa x dia ou em litro/unidade x dia (ver Tabela 1).

Para a situao em questo, foram usados os seguintes dados:

N= 30 habitantes (dado na questo)C = 100 (Tabela 1 retirada das normas da ABNT)T = 0,92 (Tabela 2 retirada das normas da ABNT)K = 185 (Tabela 3 retirada das normas da ABNT)Lf = 1 (Tabela 1 retirada das normas da ABNT)

Substituindo na frmula, obtemos um volume til de 9340 litros ou 9,34 m.

Descoberto o volume mnimo, o prximo passo definir as dimenses do tanque sptico. Para isso, importante considerar alguns pontos como: a profundidade do lenol fretico no inverno; e a relao 2/3 para a primeira cmara e 1/3 para a segunda.

A profundidade do tanque foi determinada por meio do intervalo retirado da tabela 4 de mnimos e mximos. Determinamos uma profundidade de 2,0m. A largura mnima deve ser de 0,80m. Determinamos uma largura de 1,5 m.Respeitando a proporo estabelecida pela norma, encontramos um comprimento de 3,11m para o volume til calculado. Porm para melhor execuo utilizaremos o valor de 3,2 m para o comprimento, totalizando um novo volume de 9,6 m para o tanque.

Logo, temos as dimenses:

L (comprimento): 3,2 mW (largura): 1,5 mH (profundidade): 2,0 m

Para achar a altura til do tanque sptico, basta dividir o volume til pela rea til da seo transversal:h = 9,6 / 6,4h = 1,5 m

Respeitando a profundidade til mnima por faixa de volume til oferecida pela tabela 4, ser adotada a altura de 1,50 m.H = 1,50 m

Est altura (h) ser usada para as duas cmaras.

Dimenses da primeira cmara do tanque sptico2,10 m x 1,50 m x 2,00 m

Dimenses da segunda cmara do tanque sptico1,10 m x 1,50 m x 2,00 m

5.2 Dimensionamento das aberturas de ligao entre as cmaras

O dimensionamento dessas aberturas pode ser obtido atravs da frmula abaixo, desde que os limites sejam respeitados:n x d x f = 0,05 x h x WOnde:n = n. de aberturas (=3)d = altura da abertura f = largura da abertura h = altura til da cmara (2,00 m)W = largura til da cmara (1,50 m)

Entretanto, por meio desta frmula seriam achadas dimenses inferiores aos limites, ento, para esse dimensionamento, ser utilizada a figura abaixo:

Onde, alm das incgnitas relacionadas acima, tem-se:

g = 0,5 x h (para tanques com intervalo de limpeza de at quatro anos)Para h = 2,0, tem-se que:g = 0,5 x 2,0g = 1,0 m

Deliberando:e = 0,50 mCom isso, acha-se d:d = h g ed = 2,0 1,0 0,5d = 0,5 m

Ento, sero 3 aberturas com as dimenses de: 0,1 m x 0,5 mE se posicionaro a 1,0 m do fundo e 0,50 m do nvel da gua, conforme projeto anexo.

5.3 Dimensionamento do Filtro Anaerbio de Fluxo Ascendente

Nesta segunda etapa, as tabelas citadas referem-se s anexadas norma NBR 13969/97, e de acordo com a mesma, o volume til do leito filtrante, em litros, obtido pela equao:Vu = 1,6 x N x C x TOnde:V = Volume til (meio filtrante)N = Nmero de contribuintesC = Contribuio de despejo, em litro/pessoa x dia (Tabela1)T = Perodo de deteno, em dias (Tabela 2).

Por meio dos dados fornecidos e com auxlio das tabelas encontraremos os valores necessrios para o clculo do volume til.

Substituindo os valores encontrados nas tabelas, teremos o volume til do filtro de 4,12 m.Foi pedido que o filtro anaerbio fosse constitudo por trs mdulos de idnticas dimenses dispostos em paralelo. Sendo assim, apenas dividiremos o volume til encontrado para cada mdulo, ficando cada um com um Vu = 1,37 m.

Assim como no dimensionamento da fossa sptica, para determinar as dimenses do filtro anaerbico, arbitraremos um valor, a partir do volume til encontrado, para a altura do leito filtrante h = 1,00 m. Para esse valor de h, obteremos o valor do dimetro D da seguinte forma:Vu = h x ( x D)/41,37 = 1,00 x ( x D) / 4D = [ (1,37 x 4) / ] = 1,32m

Arbitraremos tambm um valor h1 = 0, 20 m, e para a altura sobressalente um valor h2 = 0,50 m. Dessa forma teremos o valor da altura total H:H = h1 + h2 + h = 0,20 + 0,50 + 1,00 = 1,70 mPor fim, teremos os valores de todas as dimenses para os dois mdulos individualmente:h = 0,20 m; H = 1,70 m; D = 1,32 m

Os esquemas representando o dimensionamento da fossa se encontram no final deste trabalho nos apndices.

REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS

Civil, C. B. (setembro de 1997). NBR 13969 Tanques Spticos - Und. de Tratam. Complementar e Disposio Final de Efluentes Liquidos. ABNT Associao Brasileira de Normas Tcnicas , p. 60.

Civil, C. B. (setembro de 1993). NBR 7229 Projeto, Construo e Operao deSistemas de Tanques Spticos. ABNT - Associao Brasileira de Normas Tcnicas, p. 15.

Fossa Sptica. (2008). Wikipdia - A Enciclopdia Livre, 4.

ANEXOS

TABELA 1: Contribuio diria de esgoto(C) e de lodo fresco (Lf) por tipo de prdio e ocupante.

Lodo: Material acumulado na zona de digesto do tanque sptico, por sedimentao de partculas slidas suspensas no esgoto. Lodo fresco: Lodo instvel, em incio de processo de digesto.

TABELA 2: Perodo de deteno (T) dos despejos, por faixa de contribuio diria. Perodo de Deteno do Esgoto: Tempo de permanncia da parcela lquida do esgoto dentro da zona de decantao do tanque sptico.

TABELA 3: Taxa de acumulao total de lodo (K), em dias por intervalo entre limpezas e temperatura do ms mais frio.

Taxa de acumulao de lodo: Nmero de dias de acumulao de lodo fresco equivalente ao volume de lodo digerido a ser armazenado no tanque, considerando reduo de volume de quatro vezes para o lodo digerido.

TABELA 4: Profundidade til mnima e mxima, por faixa de volume til. Profundidade til: Medida entre o nvel mnimo de sada do efluente e o nvel da base do tanque.

APNDICE

Planta Baixa Nvel Superior do Tanque Sptico (sem escala)

Corte 01 (sem escala)

Corte 02