SISTEMA DE ESGOTOS SANITÁRIOS SISTEMA DE ESGOTOS SANITÁRIOS SISTEMA DE ESGOTOS SANITÁRIOS SISTEMA DE ESGOTOS SANITÁRIOS

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1 SISTEMA DE Definição Conjunto de obras e instalações destinadas a propiciar a coleta, transporte, tratamento e disposição final das águas residuárias da comunidade, de uma forma adequada do ponto de vista sanitário. Caracterização Quantidade e Qualitativa de Esgotos esgotos domésticos águas de infiltração efluentes industriais SISTEMA DE SISTEMAS DE COLETA E TRANSPORTE DE ESGOTOS Sistemas individuais: são adotados normalmente para o atendimento unifamiliar e é constituído por uma fossa séptica e um dispositivo de infiltração no solo que poderá ser um poço negro (sumidouro) ou outro dispositivo de irrigação sub-superficial (valas). Para que estes sistemas funcionem satisfatoriamente: as habitações tem que ser esparsas (lotes grandes com elevada percentagem de área livre) o solo deverá apresentar boas condições de infiltração, o lençol freático deve estar em uma profundidade adequada para não haver risco de contaminação por microorganismos transmissores de doenças (microorganismos patogênicos). SISTEMA DE SISTEMAS DE COLETA E TRANSPORTE DE ESGOTOS Sistemas individuais: SISTEMA DE SISTEMAS DE COLETA E TRANSPORTE DE ESGOTOS Sistemas coletivos: são adotados para o atendimento de uma comunidade e são constituídos de canalizações que recebem os esgotos para transportar adequadamente ao destino final. O atendimento de uma comunidade, como por exemplo: uma vila ou um loteamento, poderá ser feita com uma fossa séptica coletiva que terá também a função de tratamento dos esgotos, desde que exista área disponível e que as características do solo e de nível de lençol subterrâneo permitam a infiltração dos esgotos sem riscos de contaminação.

2 SISTEMA DE SISTEMAS DE COLETA E TRANSPORTE DE ESGOTOS Sistemas coletivos: SISTEMA DE SISTEMAS DE COLETA COLETIVOS E TRANSPORTE DE ESGOTOS SISTEMA UNITÁRIO (COMBINADO). Este sistema coleta os esgotos juntamente com as águas pluviais e normalmente não é utilizado por exigir investimentos iniciais maiores, devidos principalmente ao grande diâmetro das canalizações. Inconvenientes: problemas em regiões onde as precipitações são muito intensas (regiões tropicais); poluição dos corpos receptores porque os sistemas de tratamento não podem ser dimensionados para tratar toda a vazão (vazão dos esgotos e vazão da chuva), logo, uma parcela destes esgotos, em períodos críticos, extravasa para o corpo receptor sem tratamento; problemas de mau cheiro em certas partes do sistema (bocas de lobo). SISTEMA DE SISTEMAS DE COLETA COLETIVOS E TRANSPORTE DE ESGOTOS SISTEMA SEPARADOR O sistema separador tem o objetivo de coletar exclusivamente os esgotos sanitários e apresentam como grande vantagem o reduzido custo (canalizações de menor diâmetro), o que já justifica o seu emprego. Vantagens: o afastamento das águas pluviais em separado - vários lançamentos ao longo dos cursos de água, evitando-se o transporte das águas pluviais a longa distância; possibilidade de planejamento das obras para a execução em etapas, de acordo com a sua importância e as disponibilidades econômicas da comunidade; permite o emprego de vários materiais para as tubulações de esgotos (tubos de cerâmica, tubos de concreto, tubos de PVC, tubos de ferro fundido). SISTEMA DE SISTEMAS DE COLETA COLETIVOS E TRANSPORTE DE ESGOTOS Os sistemas normalmente não são totalmente separadores, pois no próprio conceito de esgoto sanitário já estão incluídas parcelas de esgoto industrial (admissível a tratamento juntamente com o esgoto doméstico), águas de infiltração e a contribuição pluvial parasitária (proveniente do encaminhamento acidental ou clandestino das águas pluviais). Em princípio as águas pluviais não deveriam chegar aos coletores de sistemas separadores, mas na prática isto ocorre devido a defeitos nas instalações e ligações clandestinas (lançamento de águas de chuva nos sistemas de esgotos), mas estas ligações clandestinas deverão ser fiscalizadas e controladas porque poderão dificultam as operações dos sistemas.

3 VAZÃO DOMÉSTICA Estimativa da vazão base no consumo de água Quota Per Capita (QPC) Valores padrões de geração de esgotos ESTABELECIMENTO Aeroporto Alojamento Banheiro público UNIDADE Passageiro Residente Usuário Faixa de Vazão (L/unid.d) Bar Freguês 5-15 Vazões mínimas, médias e máximas Hidráulica Processo Valores típicos da QPC para ligações domiciliares Consumo de água típico de alguns estabelecimentos comerciais Cinema/teatro Escritório Hotel Industria (esgotos sanit. apenas) Lanchonete Assento Hóspede Freguês Porte População (hab.) QPC (L/hab.d) Lavanderia-comercial Lavanderia-automática Máquina Máquina Povoado rural < Loja Banheiro Vila Cidade pequena Loja de departamento Posto de gasolina Banheiro m 2 de área Veículo servido Cidade média Cidade grande > Consumo de água típico de alguns estabelecimentos comerciais ESTABELECIMENTO Clinica de repouso Escola -com lanchonete, ginásio, chuveiros -com lanchonete, sem ginásio e chuveiros -sem lanchonete, ginásio e chuveiros Hospital Prisão UNIDADE Residente Estudante Estudante Estudante Leito Detento Faixa de Vazão (L/unid.d) VAZÃO DOMÉSTICA Fatores de Influência no Consumo de Água Fator de influência Comentário Clima Climas mais quentes e secos (+) Porte da comunidade Cidades maiores (+) Condições econômica Melhor nível econômico (+) Grau de industrialização Localidades mais industrializadas (+) Pressão da água Elevada pressão induz a maiores gastos (+) Restaurante Refeição Perdas dos sistemas Necessidade de maior produção de água (+) Shopping center m 2 de área Medição do consumo Custo da água Inibição do consumo (-) Custo mais elevado reduz o consumo (-)

4 VAZÃO DOMÉSTICA Cálculo da vazão doméstica - Coeficiente de Retorno (R) Relação com o consumo de água % Valor usual 80 % ou R = 0,80 Pop. QPC. R Qdmédia = (m 1000 Pop. QPC. R Q dmédia = Cálculo da vazão doméstica Norma ABNT - NBR7229 (1993) Padrão socio-econômico: Baixo: 100 L/dia.hab Médio: 130 L/dia.hab Alto: 160 L/dia.hab 3 (L / s) Geração de esgotos / d) VAZÃO DOMÉSTICA Coeficientes de variação de vazão K1 = 1,2 (coef. do dia de maior consumo) K2 = 1,5 (coef. Da hora de maior consumo) K3 = 0,5 (coef. Da hora de menor consumo Q dmax = Q dmédio.k1.k2 = 1,80. Q dmédio Q dmin = Q dmédio.k3 = 0,5. Q dmédio Variações de vazão - Vazões máxima e mínima Variações ao longo do dia (variações horárias) Variações ao longo da semana (variações diárias) Variações ao longo do ano (variações sazonais) VAZÃO DE INFILTRAÇÃO Origem Tubos defeituosos, conexões, juntas ou paredes de poços de visitas Fatores Influentes Extensão da rede coletora Área servida Tipo de solo Profundidade do lençol freático Topografia Densidade populacional Estimativa da Vazão de infiltração 0,3 0,5 L/s.km Vazão máxima: considerar a vazão média Vazão mínima: desconsiderar a vazão de infiltração VAZÃO INDUSTRIAL Esta vazão é função do tipo e porte da indústria, processo, grau de reciclagem da água, existência de pré-tratamento. Avaliação adequada da vazão Dados específicos de cada indústria Maior segurança da estimativa

5 EXEMPLO: Calcular a vazão média, mínima e máxima de uma comunidade com as seguintes características: População: 1200 habitantes (60 % baixo; 40 % médio) EXERCÍCIO: 1 Estimar a vazão de esgoto de um hotel com uma capacidade de 80 hospedes e que necessitará de uma equipe de 15 pessoas para o funcionamento. 2 - Calcular a vazão média, mínima e máxima de uma comunidade com as seguintes características: População: habitantes (75 % baixo; 20 % médio; 5 % alto) Comprimento da rede: metros. COMPOSIÇÃO Função dos usos a qual a água é submetida e forma com que são exercidos. Variação com o clima Situação social e econômica Hábitos da população Água: 98 99,9 % Sólidos: 2 0,1 % Orgânicos Inorgânicos Suspensos Dissolvidos Microrganismos Esgoto SÓLIDOS ÁGUA POLUIÇÃO TRATAMENTO Principais Características Físicas dos Esgotos Domésticos Temperatura Cor Odor Turbidez Descrição -Ligeiramente superior à da água de abastecimento -Variação conforme as estações (mais estável ar) -Influência na atividade microbiana -Influência na solubilidade dos gases -Influência na viscosidade do líquido -Esgoto fresco: ligeiramente cinza -Esgoto séptico: cinza escuro ao preto -Esgoto fresco: odor oleoso, relativamente desagradável -Esgoto séptico: odor fétido, devido ao H 2 S e outros -Despejos industriais: odores característicos -Causada por uma grande variedade de SS -Esgotos mais frescos ou mais concentrados (+) Principais Características Químicas dos Esgotos Domésticos Matéria Orgânica DBO 5 DQO DBO u Sólidos totais Em suspensão -Fixos -Voláteis Dissolvidos -Fixos -Voláteis Sedimentáveis Descrição Orgânicos e inorgânicos: suspenso e dissolvidos; sedimentáveis -Fração dos sólidos orgânicos e inorgânicos que não são filtráveis -Componentes minerais inertes dos sólidos em suspensão -Componentes orgânicos dos sólidos em suspensão -Fração dos sólidos orgânicos e inorgânicos que são filtráveis -Componentes minerais inertes dos sólidos dissolvidos -Componentes orgânicos dos sólidos dissolvidos -Fração dos sólidos orgânicos e inorgânicos que sedimentam em 1 hora no cone Imhoff. Mistura heterogênea de diversos compostos orgânicos: proteínas, carboidratos e lipídios -Está associada a fração biodegradável dos componentes orgânicos carbonàceos. Medida do oxigênio consumido após 5 dias pelos microrganismos na estabilização bioquímica da matéria orgânica -Representa a quantidade de oxigênio requerida para estabilizar quimicamente a matéria orgânica carbonácea. Utiliza fortes agentes oxidantes em condições ácidas -Representa o consumo total de oxigênio, ao final de vários dias, requeridos pelos microrganismos para a estabilização bioquímica

6 Principais Características Químicas dos Esgotos Domésticos Principais Características Biológicas dos Esgotos Domésticos Nitrogênio Total Nitrogênio orgânico Amônia Nitrito Nitrato Fósforo Total Fósforo orgânico Fósforo inorgânico Forma orgânica e inorgânica. -Combinado á matéria orgânica -Ortofosfato e polifosfatos. Descrição Inclui o nitrogênio orgânico e amônia (NTK), nitrito e nitrato. -Nitrogênio na forma de proteínas, aminoácidos e uréia. -Produzida como primeiro estágio da decomposição do N orgânico -Estágio intermediário da oxidação da amônia. - Produto final da oxidação da amônia. Microrganismos Bactérias Fungos Descrição -Organismos protistas unicelulares -Apresentam-se em várias formas e tamanhos -São os principais responsáveis pela estabilização da matéria orgânica -Organismos aeróbios, multicelulares, não fotossintéticos, heterotróficos -Também de grande importância na decomposição da MO -Podem crescer em condição de baixo ph. ph Alcalinidade Cloretos Indicador das características ácidas ou básicas do esgoto. Indicador da capacitade tampão do meio ( resistência às variações do ph). Devido a presença de bicarbonatos, carnonatos e íon hidroxila. Proveniente da água de abastecimento e dos dejetos humanos. Protozoários -Organismos unicelulares sem parede celular -A maioria é aeróbia ou facultativa -Alimentam-se de bactérias, algas e outros microrganismos -São essenciais no tratamento biológico para a manutenção de um equilíbrio entre os diversos grupos -Alguns são patogênicos Óleos e graxas Fração da matéria orgânica solúvel em hexanos.. Vírus -Organismos parasitas, formados pela associação de material genético (DNA ou RNA) e uma carapaça proteíca -Causam doenças e podem ser de difícil remoção no tratamento da água ou esgoto.. Helmintos -Animais superiores -Ovos de helmintos presentes nos esgotos podem causar doenças Principais Características Biológicas dos Esgotos Domésticos Principais Características Biológicas dos Esgotos Domésticos Indicadores de Contaminação Fecal Difícil detecção dos agentes patogênicos em uma amostra d água em razão das suas baixas concentrações (virus, bactéria, etc) Organismos indicadores de contaminação fecal. Não são necessariamente patogênicos Indicação da contaminação da água por fezes humanas ou animais de sangue quente Potencialidade da água para transmitir doenças Organismos utilizados Bactérias do Grupo Coliformes Grande número nas fezes humanas (10 10 a células por dia) Grande número apenas nas fezes humanas e animais de sangue quente Resistência aproximadamente similar à maioria das bactérias patogênicas intestinais Técnicas de detecção são rápidas e econômicas Principais Indicadores de Contaminação Fecal Coliformes totais Coliformes fecais Estreptococos fecais

7 Sólidos totais Em suspensão -Fixos -Voláteis Dissolvidos -Fixos -Voláteis Sedimentáveis Matéria Orgânica DBO 5 DQO DBO u Características Químicas dos Esgotos Domésticos CPC (g/hab.d) Faixa Típico Concentração (mg/l) Faixa Típico ph Nitrogênio total Nitrogênio orgânico Amônia Nitrito Nitrato Fósforo Fósforo orgânico Fósforo inorgânico Alcalinidade (mgcaco 3 /L) Características Químicas dos Esgotos Domésticos CPC (g/hab.d) Faixa 6,0 112,0 2,5 5,0 3,5 7,0 0,0 0,5 1,0 4,5 0,3 1,5 0,7 3, Típico 8,0 3,5 4,5 2,5 0,8 1,7 25 Concentração (mg/l) Faixa ,7 7, Típico ,0 35 Cloretos Óleos e graxas Microorganismos presentes nos Esgotos Domésticos Microorganismo Bactérias totais Coliformes totais Coliformes fecais Estreptococos fecais Cistos protozoários Ovos de helmintos Vírus de CPC (org/hab.d) <10 6 < Concentração (org/100 ml) <10 3 < RELAÇÕES DIMENSIONAIS ENTRE CARGA E CONCENTRAÇÃO Carga per capita (CPC) Representa a contribuição de cada indivíduo (expressa em termos de massa do poluente) por unidade de tempo. EX: Contribuição per capita de DBO é 54 g/dia.hab Carga Poluidora (CP) Corresponde a quantidade de poluente (massa) por unidade de tempo. carga = população x carga per capita carga = concentração x vazão EX: CP = 120 kg/dia Concentração (C) corresponde a quantidade de poluente (massa) por unidade de volume. EX: concentração = carga/vazão concentração = carga per capita/quota per capita EX: C = 200 mg/l (g/m 3 )

8 EXEMPLO 1: Os habitantes de uma cidade geram uma carga per capita de DBO de 54 g/hab.d, e uma contribuição per capita de esgotos de 180 L/hab.d. Calcular a concentração de DBO nos esgotos. EXEMPLO 2: Calcular a carga de nitrogênio total afluente a uma ETE, sendo dados: Concentração de nitrogênio= 45 mg/l Vazão: 50 L/s EXEMPLO 3: Qual a carga poluidora diária e per capita para o esgoto doméstico de uma cidade, admitindo-se os seguintes dados: População: habitantes Contribuição per capita de esgoto: 160 L/hab.dia Concentração de DBO: 300 mg/l (g/m³) EXEMPLO 4: Qual a carga poluidora diária e per capita do esgoto doméstico de uma cidade, admitindo-se os seguintes dados; População: habitantes padrão alto: 20 % padrão médio: 30 % padrão baixo: 50 % Concentração de DBO no esgoto: 300 mg/l (g/m³) EQUIVALENTE POPULACIONAL (EP) Equivalência entre o potencial poluidor de uma indústria (comumente em termos de matéria orgânica) e uma determinada população, a qual produz essa mesma carga poluidora. Geralmente utiliza-se CPC = 54 g DBO/hab.d EXEMPLO 5: Calcular o equivalente populacional de uma indústria que possui os seguintes dados: Vazão de efluentes: 120 m 3 /d Concentração de DBO: 2000 mg/l EXEMPLO 6: Calcular o equivalente populacional de uma indústria que possui os seguintes dados: Vazão de efluentes: 5 L/s (considere que a indústria opere um processo contínuo) Concentração de DBO: 3200 g/m 3

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