Tratamento de Águas Residuais Domésticas - PARTE 1

por tsantos » quarta nov 24, 2004 2:08 am

Segue um artigo sobre um sistema de tratamento de águas residuais muito utilizado em Portugal: as fossas sépticas. Texto adaptado do "Manual dos Sistemas Prediais de Distribuição e Drenagem de Águas", de Vitor M. R. Pedroso, edições do LNEC. Este tipo de informação é sempre útil. Será dividido em duas partes, sendo a primeira destinada às fossas em si e a segunda aos órgãos complementares de tratamento.

1. Generalidades

Sempre que se verifique a inexistência de sistema público de recolha de águas residuais domésticas, torna-se essencial a criação de meios que possibilitem a depuração dessas águas residuais, de modo a que posteriormente possam ser lançadas numa linha de água ou infiltradas no solo. O processo de tratamento privado dos efluentes domésticos mais generalizado no nosso país é, sem dúvida, aquele que recorre às fossas sépticas, seguidas de trincheiras de infiltração, leitos de infiltração, poços de infiltração, trincheiras filtrantes ou filtros de areia enterrados (órgãos complementares). A escolha destes órgãos complementares a instalar a jusante da fossa séptica depende de vários factores, tais como área de implantação do sistema, afastamento de poços de água, tipo de solo, topografia, etc. Uma fossa séptica é constituída por um ou mais reservatórios onde as águas residuais domésticas são mantidas, de modo a possibilitar a que estas sejam sujeitas a uma acção mecânica (sedimentação e flotação) e a uma acção biológica (digestão anaeróbia ou fermentação séptica). A entrada das águas residuais na fossa deve sofrer um substancial redução na sua velocidade, de modo a possibilitar que as matérias sedimentáveis que transportam, sob a acção do próprio peso, se separem do líquido e se acumulem no fundo, formando lamas. As matérias transportadas de menor densidade (gorduras, detritos vegetais, etc.) flutuantes, aglomeram-se à superfície, formando a escuma ou crosta. Assim, a concepção das fossas deverá ser de tal forma que a velocidade das águas residuais no seu interior sejam inferiores à velocidade a que se dá o processo anteriormente referido. Deverão ser dotadas de meios físicos que impeçam a saída dos elementos flutuantes, possibilitando que se dê adequadamente toda a acção mecânica. Em seguida, estas substâncias retidas no interior da fossa (escumas e lamas), sofrem uma acção biológica, a qual consiste na sua transformação de matéria orgânica em matéria mineral, acompanhada de libertação de gases, processada através de uma fermentação do tipo anaeróbio. Não deverão ser encaminhadas para as fossas grandes quantidades de gorduras ou de detergentes, uma vez que a acção bacteriana pode ser prejudicada, em maior ou menor escala, um função dessas quantidades. Tendo em conta o que atrás foi referido, alguns projectistas preferem encaminhar para as fossas apenas as águas residuais provenientes de aparelhos destinados a receber dejectos humanos, encaminhando as águas saponáceas ou de lavagens directamente para os meios complementares de tratamento. No entanto, uma fossa séptica bem dimensionada está em perfeitas condições de receber e tratar essas águas residuais. Não deverão ser encaminhadas para as fossas sépticas águas residuais pluviais.

2. Fossas Sépticas 2.1. Tipos e formas de fossas sépticas 2.1.1. Considerações gerais As fossas sépticas são geralmente de um dos seguintes tipos:

Fossas de dois andares Fossas de um compartimento Fossas de vários compartimentosPodem ainda ser de forma rectangular ou circular, sendo a última geometria praticamente restringida a fossas pré-fabricadas, uma vez que as rectangulares são de mais fácil execução.

2.1.2. Fossas sépticas de dois andares Nas fossas sépticas de dois andares, o compartimento destinado à decantação sobrepõe-se ao destinado à digestão. Este tipo de fossas não tem uma aplicação muito generalizada no nosso país, talvez fundamentalmente por obrigar frequentemente a operações de manutenção, destinadas à remoção das escumas do decantador, de modo a que estas não prejudiquem o processo de decantação.

2.1.3. Fossas sépticas de um compartimento Neste tipo de fossas, tanto a acção mecânica (decantação) como a acção biológica (digestão) sobre as águas residuais afluentes, processam-se no mesmo compartimento.

2.1.4. Fossas de vários compartimentos AS fossas sépticas de vários compartimentos são constituídas por dois ou mais compartimentos. Estas câmaras possibilitam que o processo de decantação perturbado de

certa forma no primeiro compartimento, pela excessiva quantidade de gases devidos à fermentação, possa completar-se nos outros compartimentos, uma vez que se verificará a existência de uma menor quantidade de lamas, uma fermentação mais lenta, logo uma menor produção de gases.

2.2. Disposições Construtivas e de utilização No que se refere ao número de compartimentos das fossas, alguns estudos têm revelado não haver grande vantagem num elevado número destes. Preferencialmente, como forma de aumentar a sua eficiência, deverão ser consideradas fossas com um mínimo de dois compartimentos, sendo no entanto admissível a utilização apenas de um compartimento, quando a mesma se destina ao tratamento das águas residuais de uma habitação unifamiliar ocupada por um pequeno número de utilizadores, ou quando utilizada sazonalmente. Um critério a adoptar para o estabelecimento do número de compartimentos poderá basear-se nos seguintes pressupostos: - Evacuação do efluente da fossa para massa de águas significativa

N.º de utilizadores: <20 - 1 compartimento N.º de utilizadores: 20 a 100 - 2 compartimentos N.º de utilizadores: > 100 - 3 compartimentos

- Evacuação do efluente da fossa para massa de água reduzida ou para infiltração no solo

N.º de utilizadores: <20 - 2 compartimentos N.º de utilizadores: >=20 - 3 compartimentos

As fossa sépticas deverão preferencialmente ser construídas em betão armado, devendo em todas as circunstâncias ficar assegurada a sua resistência estrutural, para além da sua completa e perfeita estanquidade, através de revestimento interior adequado às características das águas residuais a tratar. Deverão ser respeitadas algumas relações dimensionais das fossas sépticas, de modo a evitar zonas mortas (sem movimento adequado dos efluentes), bem como a controlar a velocidade de circulação das águas residuais no seu interior: - Fossas de 1 compartimento Relação comprimento largura (c/l): 2/1 a 3/1 Altura máxima (H) das águas (m): >= 1,20 e <= 2,00 - Fossas de 2 compartimentos Relação comprimento largura (c/l): até 5/1 Altura máxima (H) das águas (m): >= 1,20 e <= 2,00 Capacidade relativa entre compartimentos: C1=2 * C2 ; C2 = C1 / 2 - Fossas de 3 compartimentos Relação comprimento largura (c/l): até 5/1 Altura máxima (H) das águas (m): >= 1,20 e <= 2,00 Capacidade relativa entre compartimentos: C1=(C2+C3) ; C2=C3 ; C3=C2 As fossas sépticas de um e de dois compartimentos deverão ter duas aberturas de dimensão mínima igual a 0,6 m e de fecho hermético, uma sobre a entrada e outra sobre a saída. As fossas de três compartimentos deverão ter três ou quatro aberturas de dimensão mínima igual a 0,6 m e de fecho hermético, de acordo com a sua disposição sequencial ou lado a lado, respectivamente. As soleiras das fossas deverão possuir inclinação descendente dirigida no sentido das aberturas, de modo a possibilitar a mais fácil remoção das lamas acumuladas. As fossas serão dotadas à entrada e à saída de septos, de modo a inviabilizar a saída dos elementos em flutuação e das escumas. As fossas terão de ser dotadas de ventilação, podendo a mesma ser assegurada através do sistema ou sistemas prediais de drenagem que serve, tendo em atenção que ela se deverá processar através de tubagem de diâmetro não inferior a 100 mm. Antecedendo a sua entrada em funcionamento, as fossas deverão ser cheias com água, devendo preferencialmente ser-lhe introduzida uma pequena quantidade inicial de lamas ou estrume. A manutenção das fossas deverá ser efectivada de forma periódica, através de períodos não superiores a um ano, procedendo-se à extracção das lamas sempre que tal se justifique (as lamas acumuladas não devem distar menos de 0,3 m do septo da saída e a parte inferior da camada de escumas deve ficar pelo menos 0,075 m acima da parte inferior do septo), não ultrapassando os dois anos. As operações de manutenção só deverão ser iniciadas após a fossa ter permanecido algum tempo aberta (cerca de 30 min), de modo a que se dê o escape dos gases concentrados no seu interior, os quais poderão pôr em risco a integridade física dos operadores, visto serem tóxicos. 2.3. Localização das Fossas Sépticas As fossas deverão ser instaladas junto à edificação ou edificações que servem, com um mínimo de afastamento destas de 1,5 m, de modo a que o escoamento se processe facilmente entre a edificação e a fossa e entre esta e os órgãos complementares de tratamento. Como anteriormento foi referido, as paredas das fossas devem ser construídas de modo a que a sua estanquidade fique assegurada; no entanto, tendo em conta a ocorrência de quaisquer fugas, deverão ficar posicionadas de modo a garantir um afastamento da ordem dos 3 m, de tubagens de água ou árvores de grande porte e na ordem dos 15 m de poços, fontes, etc., preferencialmente a jusante destes. Deverão ainda ficar localizadas de forma a garantir um acesso fácil, tendo em conta a efectivação das indispensáveis operações de limpeza e manutenção; dentro deste contexto, não deverão ficar enterradas a profundidades que ultrapassem os 0,5 m. 2.4. Dimensionamento

das fossas sépticas Como já foi referido anteriormente, deverão respeitar-se algumas dimensões mínimas das fossas sépticas, isto independentemente dos valores que se é conduzido através do cálculo, de modo a garantir que a remoção das lamas possa ser feita no mínimo de dois em dois anos. O volume útil das fossas (de compartimentos) poderá ser determinado através da expressão: V=P * [(Cp * tr) + [Cd * (tl - td)] + [(Cf + Cd)/2 * td]] * 10^-3 Onde: V - volume útil (m3) P - população (número de utentes) Cp - capitação de águas residuais (l/hab/dia) tr - tempo de retenção (dias) Cd - capitação de lamas digeridas (l/hab/dia) tl - tempo entre limpezas (dias) td - tempo de digestão de lamas (dias) Cf - capitação de lamas frescas (l/hab/dia) Valores recomendados das variáveis anteriores: Volume útil (m3): >= 2 (limite); >= 2 (recomendado para Portugal) Capitação de águas residuais (l/hab/dia): 30 a 100 (limite); 80 (recomendado para Portugal) Capitação de lamas digeridas (l/hab/dia): 0,08 a 0,26 (limite); 0,11 (recomendado para Portugal) Capitação de lamas frescas (l/hab/dia): 0,30 a 1,10 (limite); 0,45 (recomendado para Portugal) Tempo de retenção (dias): 1 a 10 (limite); 3 até 50 utentes, 2 até 500 utentes (recomendado para Portugal) Tempo entre limpezas (dias): 180 a 1000 (limite); 720 (recomendado para Portugal) Tempo de digestão de lamas (dias): 40 a 90 (limite); 60 (recomendado para Portugal) Quando estamos em presença de edifícios não habitacionais, o número de utentes a considerar como população será obtido através da equivalência entre um determinado número de utentes dos diferentes tipos de edifícios considerados e um utente dum edifício de habitação. - Equivalentes a 1 utente habitacional: Escolas sem dormida: 3 alunos Unidades hoteleiras: 1 cama Parques de campismo: 2 pessoas Quartéis e asilos: 1 cama Restaurantes: 3 lugares Oficinas sem refeitório: 2 operários Escritórios e estabelecimentos comerciais sem refeitório: 3 funcionários Parques desportivos sem restaurante: 30 lugares Em seguida apresenta-se as características dimensionais dos tipos de fossas referenciados, de acordo com os valores das variáveis recomendadas para Portugal: - 5 utentes Volume da fossa: >= 2 m3 Comprimento (m): C1 = 1,50 ; C2 = 0,75 Largura (L) (m): 0,75 Altura (H) do líquido (m): 1,20 - 10 utentes Volume da fossa: >= 3 m3 Comprimento (m): C1 = 2,00 ; C2 = 1,00 Largura (L) (m): 1,00 Altura (H) do líquido (m): 1,20 - 15 utentes Volume da fossa: >= 5 m3 Comprimento (m): C1 = 2,50 ; C2 = 1,25 Largura (L) (m): 1,10 Altura (H) do líquido (m): 1,25 - 20 utentes Volume da fossa: >= 7 m3 Comprimento (m): C1 = 2,90 ; C2 = 1,45 Largura (L) (m): 1,20 Altura (H) do líquido (m): 1,30 - 30 utentes Volume da fossa: >= 10 m3 Comprimento (m): C1 = 3,20 ; C2 = 1,60 Largura (L) (m): 1,40 Altura (H) do líquido (m): 1,50 - 50 utentes Volume da fossa: >= 16 m3 Comprimento (m): C1 = 4,30 ; C2 = 2,15 Largura (L) (m): 1,60 Altura (H) do líquido (m): 1,60 Na segunda parte será abordado o órgão complementar mais utilizado: o poço de infiltração.Tito Santos