universidade sÃo francisco tecnologia em...

33
1 UNIVERSIDADE SÃO FRANCISCO TECNOLOGIA EM GESTÃO AMBIENTAL TRATAMENTO DE ESGOTO SANITÁRIO Bragança Paulista 2008

Upload: others

Post on 11-Jul-2020

0 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: UNIVERSIDADE SÃO FRANCISCO TECNOLOGIA EM ...lyceumonline.usf.edu.br/salavirtual/documentos/1620.pdfExaminadora do Curso de Tecnologia em Gestão Ambiental da Universidade São Francisco

1

UNIVERSIDADE SÃO FRANCISCO

TECNOLOGIA EM GESTÃO AMBIENTAL

TRATAMENTO DE ESGOTO SANITÁRIO

Bragança Paulista

2008

Page 2: UNIVERSIDADE SÃO FRANCISCO TECNOLOGIA EM ...lyceumonline.usf.edu.br/salavirtual/documentos/1620.pdfExaminadora do Curso de Tecnologia em Gestão Ambiental da Universidade São Francisco

2

UNIVERSIDADE SÃO FRANCISCO

TECNOLOGIA EM GESTÃO AMBIENTAL

TRATAMENTO DE ESGOTO SANITÁRIO

Autor: Carina Aparecida de Moraes

Orientador: Prof. André Augusto Gutierrez Fernandes Beati

Trabalho de Estágio apresentado à Banca

Examinadora do Curso de Tecnologia em

Gestão Ambiental da Universidade São

Francisco como parte dos requisitos para a

obtenção do título de Licenciado em

Tecnologia em Gestão Ambiental, sob a

orientação pedagógica do Prof. André

Augusto Gutierrez Fernandes Beati

Bragança Paulista

2008

Page 3: UNIVERSIDADE SÃO FRANCISCO TECNOLOGIA EM ...lyceumonline.usf.edu.br/salavirtual/documentos/1620.pdfExaminadora do Curso de Tecnologia em Gestão Ambiental da Universidade São Francisco

3

UNIVERSIDADE SÃO FRANCISCO

CURSO DE TECNOLOGIA EM GESTÃO AMBIENTAL

TRATAMENTO DE ESGOTO SANITÁRIO

Autor: Carina Aparecida de Moraes – RA 001200700158

Profa. Doutora Sheila Cristina Canobre

Presidente da Banca Examinadora

Profa. Ângela Sanches Rodrigues

Profa. Cândida Maria Costa Batista

Prof. Jean Ferreira Silva

Page 4: UNIVERSIDADE SÃO FRANCISCO TECNOLOGIA EM ...lyceumonline.usf.edu.br/salavirtual/documentos/1620.pdfExaminadora do Curso de Tecnologia em Gestão Ambiental da Universidade São Francisco

4

DEDICATÓRIA

Dedico esse trabalho ao meu filho Matheus, a minha família, a

Empresa Better Box Indústria e Comércio e a todos que de uma forma

ou de outra me apoiaram nesses dois anos.

Page 5: UNIVERSIDADE SÃO FRANCISCO TECNOLOGIA EM ...lyceumonline.usf.edu.br/salavirtual/documentos/1620.pdfExaminadora do Curso de Tecnologia em Gestão Ambiental da Universidade São Francisco

5

AGRADECIMENTO

Em primeiro lugar agradeço a Deus por ter me dado saúde para poder seguir em frente com o curso de Tecnologia em Gestão Ambiental. Agradeço também à minha família e de modo muito especial ao meu filho Matheus, que soube entender e estar ao meu lado nos momentos difíceis, e também nos de alegria.

Agradeço aos meus colegas de sala, aos meus professores e orientadores, e também a empresa que abriu as portas para que eu pudesse fazer esse trabalho.

A todos, minha eterna gratidão!

Page 6: UNIVERSIDADE SÃO FRANCISCO TECNOLOGIA EM ...lyceumonline.usf.edu.br/salavirtual/documentos/1620.pdfExaminadora do Curso de Tecnologia em Gestão Ambiental da Universidade São Francisco

VI

RESUMO

O presente trabalho apresenta um modelo de tratamento de esgoto sanitário, que se

inicia na própria casa do cidadão, onde o efluente é tratado anaerobiamente no subsolo por

meio de um sistema compacto e otimizado de tratamento anaeróbio de esgoto na versão

residencial, em seguida a rede coletora de esgoto, com suas quedas e declives, é responsável

por parte do pós-tratamento aeróbio e de levar esse esgoto ao seu descarte em algum corpo de

água, valas de infiltração, sumidouros ou a uma estação de polimento desse esgoto tratado.

Essa técnica mostra-se bem menos impactante ambientalmente do que o que

atualmente ocorre, que é o uso de fossas negras, ou fossas séticas pré-fábricadas em cimento,

que normalmente não atendem as normas da ABNT , além do mais, como o esgoto passa a

estar com uma carga orgânica poluidora de pelo menos em média 80% menor, para se efetuar

o pós tratamento dessa carga orgânica remanescente, o tamanho da estação, será

consideravelmente menor do que seria o de uma estação para tratar 100% da carga orgânica

do esgoto, isso se o efluente for coletado por sistema público.

O sistema residencial de biodigestão anaeróbia da Better Box Ambiental é composto

por um Reator Anaeróbio de Fluxo Ascendente (RAFAs ou UASB) e um Filtro Anaeróbio

Biológico de fluxo ascendente, dispostos em série formando separadores de fases sólida-

líquida-gasosa.

Quando o esgoto sanitário é tratado por meio de RAFAs é possível uma remoção

média de cerca de 80% da demanda bioquímica de oxigênio (DBO), restando apenas 20% da

DBO original do afluente.

O tratamento anaeróbio residencial gera biogás, que pode ser aproveitado

energeticamente por meio de sistema gerador elétrico.

O processo apresentado promove o tratamento de esgoto a baixo custo, reduz o

tamanho da área requerida para construção de estações de tratamento de esgoto (ETE), não

tem consumo de energia elétrica, pois o afluente chega ao sistema por gravidade e pode

aproveitar a energia do biogás gerado.

Palavras-Chave: tratamento de esgoto sanitário, biodigestor anaeróbio, baixo custo, biogás.

Page 7: UNIVERSIDADE SÃO FRANCISCO TECNOLOGIA EM ...lyceumonline.usf.edu.br/salavirtual/documentos/1620.pdfExaminadora do Curso de Tecnologia em Gestão Ambiental da Universidade São Francisco

VII

LISTA DE FIGURAS

Figura. 1.1 - Better Box Ambiental na 43ª Expo agro em Bragança Paulista_____________02

Figura 1.2 – Cinco reservatórios de água produzidos pela Better Box Ambiental em um

condomínio em Bragança Paulista______________________________________________03

Figura 1.3 – Better STE (Sistema de Tratamento de Esgoto), composto por um Reator

Anaeróbico de Fluxo Ascendente e um Filtro Biológico_____________________________04

Figura 1.4 – Desenho esquemático de um Reator Anaeróbio de Fluxo Ascendente________05

Figura 1.5 – Lançamento de esgoto in-natura em corpo d’água_______________________07

Figura 1.6 – Corpo d’água totalmente poluído pelo lançamento de esgoto sem tratamento__07

Figura 1.7 – Equipamentos instalados, em seqüência_______________________________09

Figura 2.5 - Síntese do processo de digestão anaeróbia______________________________11

Figura 3.1 – Reator Anaeróbio de Fluxo Ascendente apresentando todas as fases_________14

Figura 3.2 - Esquemas mais freqüentes de formas de reatores UASB__________________14

Figura 3.3 – Detalhes da instalação do reator anaeróbio_____________________________17

Figura 3.4 – Instalação passo a passo do filtro biológico____________________________18

Figura 3.5 – Instalação completa do Reator e do Filtro Biológico_____________________19

Figura 3.6 – Reator e Filtro instalado e semi enterrados_____________________________20

Figura 3.7 – Conjunto Reator e Filtro coberto por jardinagem________________________20

Figura 4.1 – Equipamentos instalados parcialmente em um residência em Atibaia SP_____21

Figura 4.2 – Equipamento instalado em uma área de estacionamento__________________22

Page 8: UNIVERSIDADE SÃO FRANCISCO TECNOLOGIA EM ...lyceumonline.usf.edu.br/salavirtual/documentos/1620.pdfExaminadora do Curso de Tecnologia em Gestão Ambiental da Universidade São Francisco

VIII

SUMÁRIO

1 – INTRODUÇÃO_________________________________________________________1

1.1 – Diagnóstico da Empresa_________________________________________________1

1.2 – Aspectos Teóricos______________________________________________________5

1.3 – Histórico______________________________________________________________5

1.4 - Sistema de Tratamento de Esgoto (Better STE)______________________________8

1.5 – Fundamentos da Digestão Biológica______________________________________10

1.6 – Nitrificação__________________________________________________________11

2 – OBJETIVOS_________________________________________________________12

3 – MATERIAIS _________________________________________________________13

4 – RESULTADOS E DISCUSÕES_________________________________________21

5 – CONCLUSÕES_______________________________________________________24

6 – REFERÊNICAS BIOGRÁFICAS________________________________________25

Page 9: UNIVERSIDADE SÃO FRANCISCO TECNOLOGIA EM ...lyceumonline.usf.edu.br/salavirtual/documentos/1620.pdfExaminadora do Curso de Tecnologia em Gestão Ambiental da Universidade São Francisco

1

1 – INTRODUÇÃO

1.1 – DIAGNÓSTICO DA EMPRESA

A Better Box Indústria e Comércio Ltda. é uma empresa nacional que foi fundada em

2001 com a finalidade de produzir reservatórios de água em plástico reforçados com fibra de

vidro.

Por ser uma empresa criada com parcos próprios, sofreu toda sorte de dificuldades

para se firmar no mercado. Dificuldades estas nas áreas governamentais, como falta de

incentivo em questões fiscais e tributárias, questões burocráticas e falta de recursos

financeiros. Entretanto, nada disso impediu que a Better Box Indústria e Comércio se

firmasse no mercado.

Hoje ela é uma empresa associada à FIESP (Federação das Indústrias do Estado de

São Paulo e ao CIESP (Centro das Indústrias do Estado de São Paulo), sendo que uma das

suas diretoras faz parte do Conselho do CIESP, SESI e SENAI da região bragantina. A

empresa conta área de vendas, atendimento técnico, sistema de entrega e produção.

Atualmente seu quadro é composto por dez funcionários.

Apesar de ainda ser uma empresa relativamente jovem, ela está apta para atender as

diversas necessidades do mercado, e é por tudo isso, que já conquistou a confiança de todos

os que conhecem e adquiriram seus produtos.

Há três anos a Better Box Indústria e Comércio Ltda. passou a ser denominada por

Better Box Ambiental, pois vem atuando fortemente na área ambiental. No início ela somente

produzia os tradicionais reservatórios de água que vão de 80 litros até 15.000 litros. Como a

Better Box Ambiental está sempre olhando para o futuro, ela também não podia deixar de se

preocupar com o meio ambiente, por isso, passou a atuar na área de saneamento básico, e

além dos tradicionais produtos que produzia, passou a fabricar várias soluções para questões

ambientais, tais como o Better STE (Better Sistema de Tratamento de Esgoto) para tratamento

de esgotos sanitários e as Cisternas para captação e reaproveitamento das águas pluviais e

separadores de óleo e gordura, e o Kit desenvolvido pela EMBRAPA, para tratamento de

esgoto nas áreas rurais.

A Better Box Ambiental está desenvolvendo novas opções para tratamento de

efluentes, inclusive efluentes físico, químicos, que é uma área bastante carente, e que tem

grande impacto no meio ambiente.

Page 10: UNIVERSIDADE SÃO FRANCISCO TECNOLOGIA EM ...lyceumonline.usf.edu.br/salavirtual/documentos/1620.pdfExaminadora do Curso de Tecnologia em Gestão Ambiental da Universidade São Francisco

2

A Figura 1.1 registra a participação da Better Box Ambiental em uma feira de

negócios em Bragança Paulista.

Figura. 1.1 - Better Box Ambiental na 43ª Expo agro em Bragança Paulista

A Better Box Ambiental também atende outras empresas, dentre elas a Empresa

Sansuy S/A Indústria de Plásticos que produz biodigestores para áreas como suinocultura.

A Figura 1.2 mostra quatro reservatórios de 5000 l entregues em um condomínio

residencial na cidade de Bragança Paulista.

Page 11: UNIVERSIDADE SÃO FRANCISCO TECNOLOGIA EM ...lyceumonline.usf.edu.br/salavirtual/documentos/1620.pdfExaminadora do Curso de Tecnologia em Gestão Ambiental da Universidade São Francisco

3

Figura 1.2 – Cinco reservatórios de água produzidos pela Better Box Ambiental em um

condomínio em Bragança Paulista

O conforme mostra a Figura 1.3 o Sistema de Tratamento de Esgoto produzido pela

Better Box Ambiental que recebeu o nome de Better STE, é composto basicamente por um

Reator Anaeróbio de Fluxo Ascendente UASB e de um Filtro Biológico.

Todas as peças são fabricadas em plástico reforçado em fibra de vidro.

Page 12: UNIVERSIDADE SÃO FRANCISCO TECNOLOGIA EM ...lyceumonline.usf.edu.br/salavirtual/documentos/1620.pdfExaminadora do Curso de Tecnologia em Gestão Ambiental da Universidade São Francisco

4

Figura 1.3 – Better STE (Sistema de Tratamento de Esgoto), composto por um Reator

Anaeróbico de Fluxo Ascendente e um Filtro Biológico

Page 13: UNIVERSIDADE SÃO FRANCISCO TECNOLOGIA EM ...lyceumonline.usf.edu.br/salavirtual/documentos/1620.pdfExaminadora do Curso de Tecnologia em Gestão Ambiental da Universidade São Francisco

5

1.2 – ASPECTOS TEÓRICOS

O Sistema de Tratamento de Esgoto produzido pela Better Box Ambiental é conhecido

como Reator Anaeróbio de Fluxo Ascendente (UASB ou RAFA), esse sistema foi

desenvolvido na década de 70 pelo Prof. Lettinga e sua equipe na Universidade de

Wageningen - Holanda.

A Figura 1.4 mostra o esquema de um Reator Anaeróbio de Fluxo ascendente.

Figura 1.4 – Desenho esquemático de um Reator Anaeróbio de Fluxo Ascendente

1.3 – HISTÓRICO

O Sistema de Tratamento de Esgoto denominado como Digestor Anaeróbio de Fluxo

Ascendente (UASB) foi desenvolvido na década de 70 pelo Prof. Lettinga e sua equipe na

Universidade de Wageningen - Holanda.

A Holanda a partir do final dos anos 60 vêm se destacando pelo avanço no campo

tecnológico no tratamento de águas residuárias.

Essa tecnologia foi desenvolvida inicialmente para tratamento de águas residuárias

industriais concentradas. Mais tarde surgiu a idéia de usar o mesmo processo para tratamento

de águas domésticas. Esse processo foi testado e aprovado em países em desenvolvimento,

Page 14: UNIVERSIDADE SÃO FRANCISCO TECNOLOGIA EM ...lyceumonline.usf.edu.br/salavirtual/documentos/1620.pdfExaminadora do Curso de Tecnologia em Gestão Ambiental da Universidade São Francisco

6

onde os testes tiveram inicio em 1976 e sua eficiência foi comprovada com emprego efetivo

em cidades como Cali na Colômbia, Kanpur e Mirzapur as margens do Rio Ganges.

A digestão anaeróbia é dentre outros, o mais antigo e mais largamente usado processo

de tratamento biológico de resíduos, e também é o mais popular método usado para

bioestabilizar lodo primário originado do tratamento de esgoto, convertendo sólidos voláteis

em biogás e produtos finais.

No Brasil os resíduos dos esgotos têm se tornado um problema gravíssimo de

saneamento básico e até mesmo de saúde publica. Há varias regiões e mesmo cidades que não

possuem nenhum tipo de tratamento de esgotos (IBGE 2001).

No Brasil, segundo o IBGE (2001), por dia são produzidos em média cerca de 125 mil

toneladas de resíduos sólidos domiciliares. Os números são assustadores no que diz respeito

ao tratamento desses afluentes. Na sua grande maioria, esses esgotos são descartados em rios,

lagos ou no próprio terreno, com pouco ou nenhum tratamento. Por isso, hoje este tipo de

reator é um equipamento essencial para essa demanda e é bastante difundido e tem sido

aplicado para tratamento de muitos tipos de águas residuárias, sendo o aspecto essencial do

processo a natureza da biomassa ativa (Quarmby e Forster, 1995).

Os resíduos dos esgotos têm se tornado um problema gravíssimo de saneamento

básico e até mesmo de saúde publica. Há varias regiões e mesmo cidades que não possuem

nenhum tipo de tratamento de esgotos.

Conforme a Figura 1.5 e Figura 1.6 pode se observar o lançamento de esgoto não

tratado nos rios e corpos de água.

Page 15: UNIVERSIDADE SÃO FRANCISCO TECNOLOGIA EM ...lyceumonline.usf.edu.br/salavirtual/documentos/1620.pdfExaminadora do Curso de Tecnologia em Gestão Ambiental da Universidade São Francisco

7

Figura 1.5 – Lançamento de esgoto in-natura em corpo d’água

Figura 1.6 – Corpo d’água totalmente poluído pelo lançamento de esgoto sem

tratamento

Page 16: UNIVERSIDADE SÃO FRANCISCO TECNOLOGIA EM ...lyceumonline.usf.edu.br/salavirtual/documentos/1620.pdfExaminadora do Curso de Tecnologia em Gestão Ambiental da Universidade São Francisco

8

Segundo o IBGE (2001) no Brasil, por dia são produzidos em média cerca de 125 mil

toneladas de resíduos sólidos domiciliares. Os números são assustadores no que diz respeito

ao tratamento desses afluentes. Na sua grande maioria, esses esgotos são descartados em rios,

lagos ou no próprio terreno, com pouco ou nenhum tratamento. Por isso, hoje este tipo de

reator é um equipamento essencial para essa demanda e é bastante difundido e tem sido

aplicado para tratamento de muitos tipos de águas residuárias, sendo o aspecto essencial do

processo a natureza da biomassa ativa (Quarmby e Forster, 1995).

1.4 - O Sistema de Tratamento de Esgoto (Better STE)

Tratar o esgoto sanitário na fonte geradora, ou seja, promover a remoção em média de

80% da carga orgânica do esgoto, no subsolo da casa do cidadão, como forma de reduzir

impactos ambientais do descarte de esgoto in natura nos corpos receptores e de aumentar a

autonomia de estações de tratamento de esgoto quando o efluente for coletivo e captado por

rede pública já existentes, pois só restarão 20% da carga orgânica remanescente do esgoto.

No Brasil de todo o esgoto gerado, apenas cerca de 50% é devidamente coletado, e

menos de 25% recebe tratamento adequado antes de chegar aos corpos d água, causando

assim a propagação de doenças hidrotransmissíveis e o grande número de mortalidade

infantil.

Uma solução seria o Better STE, que é um sistema de tratamento anaeróbio para

esgoto sanitário e desenvolvido para atender residências, hotéis, pousadas, postos de saúde,

escolas e indústrias.

A Figura 1.7 mostra o Better STE instalado na escola Pedro Alcântara no Bairro

Chácara Brasil na cidade de Atibaia SP.

Page 17: UNIVERSIDADE SÃO FRANCISCO TECNOLOGIA EM ...lyceumonline.usf.edu.br/salavirtual/documentos/1620.pdfExaminadora do Curso de Tecnologia em Gestão Ambiental da Universidade São Francisco

9

Figura 1.7 – Equipamentos instalados, na seqüência: 01- Sistema de gradeamento, 02

– Separador de areia, 03 – Reator Anaeróbio, 04 – Filtro Biológico e 05 – Clorador.

Devido ao tratamento ser anaeróbio há também a produção de biogás, o qual pode ser

aproveitado de várias maneiras quando produzido em grande quantidade, isso ocorre no caso

de condomínios.

Este sistema produzido pela empresa proporciona a redução de cerca de 80% da DQO

(Demanda Química de Oxigênio) do esgoto sanitário que é gerado na própria residência.

Com essa redução da DQO (dado obtido experimentalmente pelos autores e

teoricamente em bibliografias) do esgoto sanitário na residência, restam apenas cerca de 20%

da DQO para ser tratado em uma estação de tratamento aeróbio comunitária, que dessa forma

terá suas dimensões significativamente reduzidas, assim como o consumo de energia elétrica

para sua operação.

Por ser uma proposta ecologicamente correta, ela trás significantes benefícios ao meio

ambiente, e é muito interessante para os cidadãos preocupados com a conservação da natureza

e para toda a sociedade, pois o sistema proposto beneficia diretamente os corpos d’águas da

localidade onde for utilizado, e conseqüentemente, a natureza e os consumidores dessas águas

a jusante.

Page 18: UNIVERSIDADE SÃO FRANCISCO TECNOLOGIA EM ...lyceumonline.usf.edu.br/salavirtual/documentos/1620.pdfExaminadora do Curso de Tecnologia em Gestão Ambiental da Universidade São Francisco

10

Isso porque o sistema trata anaerobiamente o esgoto in situ, reduzindo

significativamente os custos do tratamento coletivo de esgoto, sendo ainda possível o

aproveitamento do biogás produzido no caso de um condomínio.

Outros benefícios da proposta são: facilidade de execução; melhora no saneamento

ambiental em relação a outros sistemas como a fossa séptica, e por ser em material plástico

reforçado com fibra de vidro é estanque e não sofre corrosão, ao passo que a fossa séptica

reduz em média apenas 40% e, quando construída utilizando pré-fabricados de concreto ou

em alvenaria, devido a trincas e a porosidade do material, acaba contaminando o lençol

freático; não requer a utilização de cimento nem mesmo de mão de obra especializada,

somente de serviços de hidráulica; possibilidade de aproveitamento do biogás quando

instalado em condomínios; e a possibilidade de aproveitamento do lodo residual gerado como

adubo orgânico, depois de desinfetado.

1.5 - Fundamentos da Digestão Anaeróbia

A digestão anaeróbia de compostos orgânicos complexos é normalmente considerada

um processo de dois estágios.

No primeiro estágio, um grupo de bactérias facultativas e anaeróbias, denominadas

formadoras de ácidos ou fermentativas, convertem os orgânicos complexos em outros

compostos. Compostos orgânicos complexos como carboidratos, proteínas e lipídios são

hidrolisados, fermentados e biologicamente convertidos em materiais orgânicos mais simples,

principalmente ácidos voláteis.

No segundo estagio ocorre à conversão dos ácidos orgânicos, gás carbônico e

hidrogênio em produtos finais gasosos, o metano e o gás carbônico. Esta conversão é efetuada

por um grupo especial de bactérias, denominadas formadoras de metano, as quais são

estritamente anaeróbias.

No caso especifico dos reatores anaeróbios a digestão anaeróbia se desenvolve mais

intensamente no lodo, onde ocorre a maior atividade de transformação da matéria orgânica. O

processo biológico devido à ação séptica, que se registra na fase liquida do conteúdo do reator

é de pouca importância.

Resumidamente a digestão anaeróbia pode ser considerada como um ecossistema onde

diversos grupos de microrganismo trabalham interativamente na conversão da matéria

Page 19: UNIVERSIDADE SÃO FRANCISCO TECNOLOGIA EM ...lyceumonline.usf.edu.br/salavirtual/documentos/1620.pdfExaminadora do Curso de Tecnologia em Gestão Ambiental da Universidade São Francisco

11

orgânica complexa em: metano, gás carbônico, água, gás sulfídrico e amônia, além de novas

células bacterianas, como mostra a Figura 2.5:

Figura 2.5 - Síntese do processo de digestão anaeróbia

Como demonstrado acima, torna-se evidente que os efluentes das fossas sépticas

(reatores anaeróbios), carecem ainda de um pós-tratamento, antes de ser lançado em um corpo

receptor qualquer ou mesmo ao solo, haja vista que apesar da remoção eficiente da matéria

orgânica, existe a produção da amônia (NH3), esta substância exerce uma demanda de

oxigênio, já que em ambiente aquático pode ser oxidada para Nitrato (NO3), num processo

chamado nitrificação.

1.6 - Nitrificação

O processo de Nitrificação ocorre na presença de bactérias que oxidam o nitrogênio

amoniacal a nitrito e este, a nitrato. Os dois principais gêneros de bactérias responsáveis pela

nitrificação são as nitrosomonas e nitrobacter, sendo que outros tipos de bactérias tanto

autotróficas como heterotróficas também são capazes de promover a oxidação do nitrogênio

amoniacal.

Estes dois grupos de bactérias são classificados como autotróficos por obterem a

energia para seu crescimento da oxidação da forma inorgânica do nitrogênio. Outra

característica destes microorganismos é que eles utilizam o carbono inorgânico, dióxido de

carbono, e não o carbono orgânico como a maioria das bactérias.

Page 20: UNIVERSIDADE SÃO FRANCISCO TECNOLOGIA EM ...lyceumonline.usf.edu.br/salavirtual/documentos/1620.pdfExaminadora do Curso de Tecnologia em Gestão Ambiental da Universidade São Francisco

12

2 - OBJETIVOS

Esse trabalho tem por objetivo apresentar as soluções encontradas pela empresa Better

Box Ambiental para tratar o esgoto sanitário na fonte geradora, com baixo custo e facilidade

de transporte, instalação e eficiência.

O Sistema atende principalmente áreas rurais e condomínios que não possuem estação

de tratamento de esgoto e é uma alternativa eficiente e de baixo custo para o saneamento

básico.

Page 21: UNIVERSIDADE SÃO FRANCISCO TECNOLOGIA EM ...lyceumonline.usf.edu.br/salavirtual/documentos/1620.pdfExaminadora do Curso de Tecnologia em Gestão Ambiental da Universidade São Francisco

13

3 - MATERIAIS

O sistema de tratamento de esgoto produzido pela Better Box Ambiental é composto

basicamente por dois tanques, o primeiro é um Reator Anaeróbio de Fluxo Ascendente, e o

segundo um Filtro Biológico Anaeróbio.

O Better STE é compacto e tem o formato circular, por isso, são mais econômicos do

ponto de vista estrutural, sendo mais utilizados para atendimento a residências ou pequenas

populações.

Os materiais utilizados na fabricação são: Gel Coat Ortoftalico Azul e Verde Caixa

P.A., Resina em Solução Inflamável – N ONU 1866, Gel Coat Orotoftalico Verde Parafinado,

Resinas Ortoftálicas, e Roving 2400.

O Tratamento do efluente na Better STE segue o processo anaeróbio (esse processo

consiste na multiplicação de bactérias que não necessitam de oxigênio para sobreviverem e se

alimentam dos dejetos).

Após o processo de digestão anaeróbia, haverá uma baixa produção de lodo o que

reduz os custos operacionais e de descarte de lodo (item 6.2.1.2 da norma 7229/93).

Se bem utilizadas, a Better STE removerá em torno de 70% a 80% da DBO520 contida

nos esgotos. O tempo de detenção hidráulica influencia sobre à auto-inoculação na partida de

um reator UASB tratando Esgoto Sanitário Bezerra, S. M. C. (1998).

Page 22: UNIVERSIDADE SÃO FRANCISCO TECNOLOGIA EM ...lyceumonline.usf.edu.br/salavirtual/documentos/1620.pdfExaminadora do Curso de Tecnologia em Gestão Ambiental da Universidade São Francisco

14

A Figura 3.1 mostra o funcionamento de um reator anaeróbio de fluxo ascendente.

Figura 3.1 – Reator Anaeróbio de Fluxo Ascendente apresentando todas as fases

A Figura 3.2 mostra esquematicamente as mais freqüentes formas de reatores UASB

(Haandel e Lettinga, 1994).

.

Figura 3.2 - Esquemas mais freqüentes de formas de reatores UASB

Page 23: UNIVERSIDADE SÃO FRANCISCO TECNOLOGIA EM ...lyceumonline.usf.edu.br/salavirtual/documentos/1620.pdfExaminadora do Curso de Tecnologia em Gestão Ambiental da Universidade São Francisco

15

Os reatores anaeróbios de manta de lodo foram inicialmente concebidos para

tratamento de efluentes industriais como estruturas cilíndricas ou prismático-retangulares, nos

quais as áreas dos compartimentos de digestão e de decantação eram iguais, configurando-se,

portanto, reatores de paredes verticais. A adaptação destes reatores para tratamento de águas

residuárias de baixa concentração (como os esgotos domésticos) tem levado a diferentes

configurações em função dos aspectos principais descritos a seguir.

A obrigatoriedade de dotar o reator anaeróbio de condições físicas que sejam

favoráveis à imobilização em flocos ou grânulos da biomassa ativa ao mesmo tempo em que

garanta sua retenção dentro dele constitui-se no principal fator de estabelecimento da

configuração adequada, visto que a desagregação ou perda de lodo já imobilizado em maior

ou menor quantidade terá muito a ver com a paralela eficiência do reator.

A mistura e contato da matéria orgânica a ser biodegradada com a biomassa, a

imobilização em colônias de massa viva e a sua retenção podem ser muito favorecidas com a

agitação promovida pela geração e movimentação ascensional do biogás, porém esgotos

muitos diluídos dependerão muito mais das condições hidráulicas em virtude da pequena

produção gasosa.

Em relação à forma dos reatores em planta, estes podem ser circulares ou retangulares.

Os reatores de seção circular são mais econômicos do ponto de vista estrutural, sendo mais

utilizados para atendimento a pequenas populações, usualmente com uma unidade única. Para

atendimento a populações maiores, quando a modulação se torna necessária, os reatores

retangulares passam a ser mais indicados, uma vez que uma parede pode servir a dois

módulos contíguos.

Este separador de fases é um dispositivo característico do reator (Van Haandel e

Lettinga, 1994), e tem a finalidade de dividir a zona de digestão (parte inferior), onde se

encontra a manta de lodo responsável pela digestão anaeróbia, e a zona de sedimentação

(parte superior).

A água residuária, que segue uma trajetória ascendente dentro do reator, desde a sua

parte mais baixa, atravessa a zona de digestão escoando a seguir pelas passagens do separador

de fases e alcançando a zona de sedimentação.

A água residuária após entrar e ser distribuída pelo fundo do reator flui pela zona de

digestão, onde se encontra o leito de lodo, ocorrendo à mistura do material orgânico nela

presente com o lodo. Os sólidos orgânicos suspensos são quebrados, biodegradados e

digeridos através de uma transformação anaeróbia, resultando na produção de biogás e no

crescimento da biomassa bacteriana.

Page 24: UNIVERSIDADE SÃO FRANCISCO TECNOLOGIA EM ...lyceumonline.usf.edu.br/salavirtual/documentos/1620.pdfExaminadora do Curso de Tecnologia em Gestão Ambiental da Universidade São Francisco

16

O biogás segue em trajetória ascendente com o líquido, após este ultrapassar a camada

de lodo, em direção ao separador de fases.

Na parte interna do separador de fases fica a câmara de acumulação do biogás que se

forma na zona de digestão. O projeto da Better STE garante os dois pré-requisitos para

digestão anaeróbia eficiente:

a) através do escoamento ascensional do afluente passando pela camada de lodo,

assegura-se um contato intenso entre o material orgânico e o lodo.

b) o decantador interno garante a retenção de uma grande massa de lodo no reator.

Com o fluxo ascendente a estabilização da matéria orgânica ocorre na zona da manta de lodo,

não havendo necessidade de dispositivos de mistura, pois esta é promovida pelo fluxo

ascensional e pelas bolhas de gás.

Os métodos de instalação são muito simples e baratos, pois não necessitam de mão de

obra especializada. O efluente final é descartado em valas de infiltração, sumidouros ou

mesmo em rede pública. Conforme mostra a Figura 3.3 pode se pode ver exemplo de como

deve ser instalado o reator anaeróbio de fluxo ascendente.

Page 25: UNIVERSIDADE SÃO FRANCISCO TECNOLOGIA EM ...lyceumonline.usf.edu.br/salavirtual/documentos/1620.pdfExaminadora do Curso de Tecnologia em Gestão Ambiental da Universidade São Francisco

17

Figura 3.3 – Detalhes da instalação do reator anaeróbio

Page 26: UNIVERSIDADE SÃO FRANCISCO TECNOLOGIA EM ...lyceumonline.usf.edu.br/salavirtual/documentos/1620.pdfExaminadora do Curso de Tecnologia em Gestão Ambiental da Universidade São Francisco

18

A Figura 3.4 mostra o exemplo de como deve ser a instalação do filtro biológico.

Figura 3.4 – Instalação passo a passo do filtro biológico

Page 27: UNIVERSIDADE SÃO FRANCISCO TECNOLOGIA EM ...lyceumonline.usf.edu.br/salavirtual/documentos/1620.pdfExaminadora do Curso de Tecnologia em Gestão Ambiental da Universidade São Francisco

19

E a Figura 3.5, 3.6 e 3.7 apresenta passo a passo a instalação do conjunto completo,

reator, filtro e destinação do efluente tratado.

Figura 3.5 – Instalação completa do Reator e do Filtro Biológico

Page 28: UNIVERSIDADE SÃO FRANCISCO TECNOLOGIA EM ...lyceumonline.usf.edu.br/salavirtual/documentos/1620.pdfExaminadora do Curso de Tecnologia em Gestão Ambiental da Universidade São Francisco

20

Figura 3.6 – Reator e Filtro instalado e semi enterrados

Figura 3.7 – Conjunto Reator e Filtro coberto por jardinagem

Page 29: UNIVERSIDADE SÃO FRANCISCO TECNOLOGIA EM ...lyceumonline.usf.edu.br/salavirtual/documentos/1620.pdfExaminadora do Curso de Tecnologia em Gestão Ambiental da Universidade São Francisco

21

4 - RESULTADOS E DISCUSSÕES

As vantagens do Better STE estão intimamente relacionadas com a sua eficiência de

remoção de DBO e de sólidos, e o seu curto tempo de detenção hidráulica para a remoção de

DBO e dos sólidos em suspensão.

Segundo van Haandel e Catunda (1995), apoiados em estudos desenvolvidos com um

reator em escala real, tratando os esgotos domésticos gerados pela população do Bairro do

Pedregal, Campina Grande, Paraíba, além das vantagens inerentes dos processos anaeróbios,

os reatores de fluxo ascendente podem se tornar uma opção viável, pois pode ser aplicados em

vários pontos da rede de esgoto, "pulverizando-se" assim o sistema de tratamento, o que reduz

significativamente os custos de construção da rede coletora e de condutores de esgoto.

Ainda segundo os mesmos autores, os reatores anaeróbios e filtros biológicos

requerem menor área de construção (aproximadamente 0,01 m 2 por habitante (lagoas de

estabilização necessitam de 3 ou 4 m 2 por habitante)". A Figura 4.1 mostra os equipamentos

em processo de instalação em uma residência.

Figura 4.1 – Equipamentos instalados parcialmente em um residência em Atibaia SP

O Better STE não causa transtornos para a população beneficiada: O sistema é

"invisível" (enterrado), não espalha odores e não causa proliferação de insetos, a produção de

Page 30: UNIVERSIDADE SÃO FRANCISCO TECNOLOGIA EM ...lyceumonline.usf.edu.br/salavirtual/documentos/1620.pdfExaminadora do Curso de Tecnologia em Gestão Ambiental da Universidade São Francisco

22

lodo biológico é pequena e o lodo de excesso já sai estabilizado e com concentração elevada,

podendo ser secado diretamente em leitos de secagem. A Figura 4.2 mostra o equipamento

instalado em uma pousada em Monte Verde MG.

Figura 4.2 – Equipamento instalado em uma área de estacionamento

A operação e manutenção são extremamente simples podendo ser feito por pessoal não

especializado. A instalação do Better STE também é simples podendo ser usados materiais e

mão de obra locais.

O custo de construção e de operação tende a ser bem menores que os de outros

sistemas de tratamento de esgoto.

O Better STE como principal unidade de tratamento pode remover em torno de 80 % da

matéria orgânica sem dispêndio de energia externa ou adição de substâncias químicas.

Assim unidades posteriores podem ser usadas sem cuidados prévios para remoção de

parcelas remanescentes.

O tamanho da unidade de pré-tratamento é reduzido drasticamente: Para a mesma

eficiência de remoção de material orgânico o Better STE é 20 a 30 vezes menor que as Lagoas

Anaeróbias e muito menor que as antigas fossas em concreto, isso trás grandes vantagens

econômicas.

Page 31: UNIVERSIDADE SÃO FRANCISCO TECNOLOGIA EM ...lyceumonline.usf.edu.br/salavirtual/documentos/1620.pdfExaminadora do Curso de Tecnologia em Gestão Ambiental da Universidade São Francisco

23

O Better STE pode ser enterrado ou ficar externo, se ficar externo ele pode ser

construído como uma unidade quase invisível e imperceptível, inserido harmonicamente na

paisagem.

Page 32: UNIVERSIDADE SÃO FRANCISCO TECNOLOGIA EM ...lyceumonline.usf.edu.br/salavirtual/documentos/1620.pdfExaminadora do Curso de Tecnologia em Gestão Ambiental da Universidade São Francisco

24

5 - CONCLUSÕES

A implantação do sistema Better STE é bastante interessante do ponto de vista

ecológico e também energético, pois é uma alternativa que não consome energia elétrica e

colabora na mitigação da eutrofização e propagação de doenças hidrotransmissíveis causada

pelo descarte in natura de esgoto sanitário nos corpos de água.

Há grandes vantagens econômicas, pois o sistema é de fácil instalação e não requer

mão de obra especializada, por ser leve, o custo de transporte também é baixo, o que torna o

Better STE uma opção econômica para tratamento de esgoto.

Page 33: UNIVERSIDADE SÃO FRANCISCO TECNOLOGIA EM ...lyceumonline.usf.edu.br/salavirtual/documentos/1620.pdfExaminadora do Curso de Tecnologia em Gestão Ambiental da Universidade São Francisco

25

6 - REFERÊNCIAS BIOGRAFICAS

1. Bezerra, S. M. C. (1998). Influência do tempo de detenção hidráulica sobre a auto-

inoculação na partida de um reator UASB tratando Esgoto Sanitário , Dissertação de

Mestrado, Universidade Federal da Paraíba - UFPB, Campina Grande - Brasil.

2. Lettinga, g., Hulshoff Pol, L. M. (1991). Uasb-process design for various types of

wastewaters , Water Science Tech., 24, 87-107.

3. Quarmby, J., Forster, C. F. (1995) . An examination of the structure of uasb granules ,

Water Science Tech., 29, 2449-2454.

4. Van Haandel, A. C. (1994) . Influence of the digested cod concentration on the

alkalinity requirement in anaerobic digesters , Water Science Tech., 30, 23-24.

5. Van Haandel, A. C., Cavalcanti, P. F. F. (1995) . Melhoramento do desempenho e

aumento da aplicabilidade de lagoas de estabilização através de pré-tratamento

anaeróbio em um DAFA ,

6. Van Haandel, A. C., Cavalcanti, P. F. F., Araújo, M. L. B. (1998) . Comparação do

Desempenho de Reatores UASB Unitário com o de Reatores em Série, 20 o Cong.

Bras. Eng. Sanitária e Ambiental, Rio de Janeiro, disponível em CD.

7. Van Haandel, A. C., Lettinga, G. (1994) . Tratamento Anaeróbio de Esgotos: Um

Manual para Regiões de Clima Quente , Epgraf, Campina Grande, 240 p.

8. Van Haandel, A. C., Verton, P. (1994) . Evaluation of institutional and Technological

aspects related to the collection and treatment of sewage by SANEPAR in the state of

Paraná-Brasil. World Bank, Curitiba.

9. VON SPERLING, M., Princípios do Tratamento Biológico de Águas Residuárias –

Lodos Ativados, Vol.4, Belo Horizonte, MG, Departamento de Engenharia Sanitária e

Ambiental da Universidade Federal de Minas Gerais, 416p., 1997.

10. Von Sperling, M. (1996). Princípios Básicos do Tratamento de Esgotos, DESA-

UFMG, Belo Horizonte, 210 p.

11. http://www.dec.ufcg.edu.br/saneamento/UASB01.html Consultado em 25 de

Novembro de 2008 às 15:30hs