UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA UDESC. CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS CCT. DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL DEC.

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1 UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA UDESC. CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS CCT. DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL DEC. JEDERSON PULGA TRATAMENTO DE ESGOTO SANITÁRIO EM ÁREAS RESIDENCIAIS URBANAS POR ZONA DE RAÍZES JOINVILLE, SC. 2011

2 JEDERSON PULGA TRATAMENTO DE ESGOTO SANITÁRIO EM ÁREAS RESIDENCIAIS URBANAS POR ZONA DE RAÍZES Trabalho de graduação apresentado ao Departamento de Engenharia Civil da Universidade do Estado de Santa Catarina UDESC como requisito para obtenção do grau de Bacharel em Engenharia Civil. Orientador: Prof. Dr. Doalcey Antunes Ramos. JOINVILLE, SC. 2011

3 JEDERSON PULGA TRATAMENTO DE ESGOTO SANITÁRIO EM ÁREAS RESIDENCIAIS URBANAS POR ZONA DE RAÍZES Trabalho de graduação apresentado ao Departamento de Engenharia Civil da Universidade do Estado de Santa Catarina UDESC como requisito para obtenção do grau de Bacharel em Engenharia Civil. BANCA EXAMINADORA Orientador: Prof. Dr. Doalcey Antunes Ramos. Universidade do Estado de Santa Catarina. Membro: Prof. Me. Kurt Morriesen Junior. Universidade do Estado de Santa Catarina. Membro: Engenheiro Ambiental Ernesto Caetano da Silva. Fundação Municipal de Desenvolvimento Rural 25 de Julho. Joinville SC, 14/06/2011.

4 Á Deus. A meu pai Luiz A. Pulga cujos ensinamentos e exemplos perdurarão pela eternidade. A minha mãe Neusa L. T. Pulga pelas palavras de incentivo e compreensão. Ao meu irmão Jefferson Pulga pelos bons momentos vividos e orientações no caminho da engenharia civil.

5 AGRADECIMENTOS Agradeço a Universidade do Estado de Santa Catarina UDESC e a seus integrantes que diretamente ou indiretamente acompanharam minha jornada. Agradeço ao Professor Doutor Doalcey Antunes Ramos pela orientação e conselhos prestados durante a concretização deste trabalho. Agradeço aos professores que com sabedoria ensinaram o correto caminho na estrada da engenharia. Agradeço a Fundação Municipal de Desenvolvimento Rural 25 de Julho pelas preciosas informações fornecidas a este trabalho. Agradeço aos amigos que acompanharam esta caminhada e que estabeleceram laços de amizade e companheirismo.

6 "Todo efeito tem uma causa. Todo efeito inteligente tem uma causa inteligente. O poder da causa inteligente está na razão da grandeza do efeito." Allan Kardec

7 RESUMO O trabalho pretende analisar a implantação de sistemas de tratamento de esgoto doméstico em residências urbanas onde não existe rede coletora. O sistema sugerido é composto por caixa de gordura, fossa séptica, filtro anaeróbio e zona de raízes. Este vem sendo empregado em zonas rurais e costeiras que se encontram próximas a áreas de preservação permanente (APA s). Para tal será realizado um estudo de viabilidade de implantação do sistema sugerido em áreas urbanas. Em Joinville, a Fundação Municipal de Desenvolvimento Rural 25 de Julho é um dos órgãos responsáveis pela implantação de zonas de raízes na área rural. Esta instituição já possui pesquisas realizadas neste campo, cujos dados obtidos serão referências de estudo para a formulação da base deste trabalho. Como resultado, espera-se obter uma clara visão dos custos e benefícios e dos cuidados envolvidos na implantação desse sistema de tratamento, bem como a partir de que momento se torna interessante ao poder público o incentivo para execução do mesmo. Palavras-chave: Saneamento. Esgoto doméstico. Sistema de tratamento. Zona de raízes.

8 ABSTRACT The study aims to examine the deployment of domestic wastewater treatment in urban households where no collection network. The suggest system consist of the grease trap, septic tank, anaerobic filter and wetlands. This been used in rural end coastal areas that lie close to the permanent preservation areas (APA s). For such a detailed study of the feasibility of implementing the suggested system in urban areas. In Joinville, the Municipal Foundation for rural Development 25 th July is one of the agencies responsible for implementation of root zones in rural areas. This institution already has conducted research in this field, whose data will study references for the formulation of the basis for this. As a result, expect to get a clear view of costs and benefits and care involved the implementation of this treatment system, and from that moment becomes interesting to the government the incentive for implementation. Keywords: Sanitation. Sewage. Treatment system. Wetlands.

9 LISTA DE ILUSTRAÇÕES Figura 1 Cidades brasileiras com rede de abastecimento de água e sistema de esgoto sanitário Figura 2 Municípios com serviço de saneamento no Brasil Figura 3 Percentual de moradores em domicílios particulares permanentes atendidos por sistema de esgotamento sanitário adequado, em relação à população total por tipo de esgotamento sanitário e situação do domicilio Brasil 1992/ Figura 4 Esgotamento sanitário na zona urbana Figura 5 Esgotamento sanitário na zona rural Figura 6 Esquema demonstrativo: Rede coletora Figura 7 Esquema demonstrativo: Processo aeróbio Figura 8 Estação de tratamento de esgoto de Londrina PR Figura 9 Caixa de gordura Esquema de Funcionamento Figura 10 Tanque séptico de câmara simples Figura 11 Filtro anaeróbio retangular de fluxo ascendente Figura 12 Substrato do tanque de zona de raízes Figura 13 Funcionamento do sistema de zona de raízes Figura 14 Tanque de zona de raízes Figura 15 Reuso da água do tanque de zona de raízes Figura 16 Tanque de raízes associado com o paisagismo: Figura 17 Tanque de zona de raízes associado com o paisagismo Figura 18 Efluente tratado por zona de raízes associado ao paisagismo Figura 19 Zona de raízes auxiliada pelo paisagismo Figura 20 Tanque séptico de câmara dupla Figura 21 Tanque de inspeção Figura 22 Construção do tanque de zona de raízes

10 Figura 23 Tubulação de entrada da zona de raízes Figura 24 Tubulação de saída da zona de raízes Figura 25 Tanque séptico pronto Figura 26 Tanque de zona de raízes pronto Figura 27 Inspeção do tanque séptico em operação Figura 28 Coleta de amostra de efluente a montante da zona de raízes Figura 29 Coleta de amostra de efluente a jusante da zona de raízes Figura 30 Diferença entre o efluente coletado Figura 31 Croqui de implantação de uma ETE em uma comunidade rural do municio de Irati PR

11 LISTA DE TABELAS Tabela 1 Composição do Esgoto Doméstico Tabela 2 Operações, processos e sistemas de tratamentos frequentemente utilizados para a remoção de poluentes de esgotos domésticos Tabela 3 - Eficiência na remoção de matéria orgânica e custo do tratamento (em US$) por habitante de alguns sistemas de tratamento de esgoto Tabela 4 Custo de implantação da ETE piloto na comunidade rural do município do Irati PR Tabela 5 Custos os materiais de construção de uma estação de tratamento de esgoto por zona de raízes em duas situações distintas, em Ilha Rasa Tabela 6 Contribuição diária de esgoto (C) e de lodo fresco (Lf) por tipo de prédio e de ocupante. Fonte: ABNT 7229/ Tabela 7 Período de detenção dos despejos, por faixa de contribuição diária Tabela 8 Taxa de acumulação total de lodo (K), em dias, por intervalo entre limpezas e temperatura do mês mais frio Tabela 9 Profundidade útil mínima e máxima, por faixa de volume útil

12 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO CONTEXTO OBJETIVOS Objetivo Geral Objetivos Específicos CONTEÚDO REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ASPECTOS GERAIS SOBRE SANEAMENTO NO BRASIL ESGOTO SANITÁRIO Origem Características físicas Caraterísticas químicas Características biológicas Os impactos do lançamento in natura TRATAMENTO DE ESGOTO SANITÁRIO Níveis de Tratamento Sistemas de Tratamentos de Esgotos Sanitários O SISTEMA DE TRATAMENTO DE ESGOTOS DOMÉSTICOS POR ZONA DE RAÍZES Descrição do sistema ESTUDO DE VIABILIDADE DE IMPLANTAÇÃO DO SISTEMA DE ZONA DE RAÍZES EM REGIÕES URBANAS ESTUDO DE CASOS CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES... 57

13 13 1 INTRODUÇÃO 1.1 CONTEXTO O artigo 225 da Constituição Brasileira de 1988 rege que: Todos têm direito ao meio ambiente ecologicamente equilibrado, bem de uso comum do povo e essencial à sadia qualidade de vida, impondo-se ao poder público e à coletividade o dever de defendê-lo e preserva-lo para as presentes e futuras gerações. O saneamento é necessário para promover a saúde além de ser uma forma de dar um tratamento adequado a um produto da natureza, a água (SIMAE, 2011). A falta de tratamento do esgoto sanitário traz sérias consequências ao meio ambiente bem como à população que depende dos recursos hídricos onde estes efluentes são lançados. Esta problemática da saúde pública há muito vem sendo enfrentada e mesmo com as técnicas de tratamentos apresentadas hoje, ainda existem edificações industriais, urbanas e rurais que não possuem tratamento adequado para seus efluentes. A preservação dos corpos hídricos é condição sine qua non para o aumento da qualidade de vida do ser humano. Os efluentes despejados in natura ocorrem no corpo receptor como um agravante de poluição e dependendo da origem do esgoto podem ser fonte disseminadora de doenças. É importante que a melhoria do acesso ao saneamento venha acompanhada da educação sobre a higiene e a saúde. A água limpa, a eliminação segura de excremento e a higiene pessoal são três elementos fundamentais para qualquer estratégia que vise melhorar a saúde pública e devem estar integrados.

14 14 Este trabalho tem como foco o tratamento de esgoto sanitário através de zona de raízes, porém buscou-se explanar alguns aspectos gerais sobre o saneamento no Brasil. Apresenta-se também, sistemas de coleta, transporte de esgoto sanitário e formas de tratamento empregadas. Descrevem-se ainda um sistema comumente utilizado para o tratamento de efluentes domésticos assim como o funcionamento, vantagens e desvantagens de cada dispositivo. Por fim é realizado um estudo de implantação do sistema de zonas de raízes em regiões urbanas. 1.2 OBJETIVOS Objetivo Geral Procurando soluções para o déficit no tratamento de esgoto sanitário em áreas residenciais urbanas este trabalho apresenta a implantação de um sistema de tratamento por zona de raízes em áreas residenciais urbanas Objetivos Específicos Analisar a eficiência, custo de implantação e cuidados necessários na implantação de um sistema de tratamento de esgoto sanitário por zona de raízes. 1.3 CONTEÚDO No capítulo 2 são apresentados aspectos gerais sobre o saneamento no Brasil, assim como a origem e características do esgoto e os impactos causados pelo seu lançamento in natura em corpos receptores. Também são comentados aspectos sobre os níveis e sistemas de tratamento de esgoto sanitário. O capítulo 3 apresenta estudos de implantação do sistema de tratamento de esgoto sanitário por zona de raízes. O capítulo 4 exprime as conclusões e recomendações observadas no desenvolvimento deste trabalho.

15 15 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 2.1 ASPECTOS GERAIS SOBRE O SANEAMENTO NO BRASIL Na segunda metade do século XIX o poder politico e econômico estava nas mãos dos grandes latifundiários. A produção de café impulsionava a economia estimulando a industrialização. A troca do trabalho escravo pelo assalariado abriu margens para a imigração e aumentou o número de excluídos da sociedade obrigando os que não possuíam trabalho a seguir para a cidade, aumentando assim, a ocupação urbana de forma desordenada (TELAROLLI, 1995). As condições de higiene, moradia e saneamento passaram a serem fatores inerentes para o desenvolvimento e melhoria da produção no país (SCHNEIDER, 2008). Em 1857 a cidade do Rio de Janeiro começa a ser servida por esgotos. A cidade de São Paulo tem sua primeira rede de esgotos projetada e construída por ingleses em 1876 (NETTO, 1977). Na figura 1 podemos observar a evolução do saneamento no Brasil nos anos de 1910, 1920 e Não obstante torna-se evidente que neste período o sistema de esgoto sempre esteve abaixo de 50% em relação ao abastecimento de água. A sociedade urbana, principalmente nas grandes cidades, era acometida por epidemias de cólera, febre amarela e varíola. A mudança no plano de ações sanitárias teve inicio com a criação de institutos que enfatizavam o combate aos agentes causadores destas doenças (Resende apud SCHNEIDER, 2008).

16 16 Cidades Brasileiras com Rede de Abastecimento de Água e Sistema de Esgoto Sanitário Sistema de Água 284 Sistema de Esgoto Ano de 1910 Ano de 1920 Ano de 1930 Figura Cidades brasileiras com rede de abastecimento de água e sistema de esgoto sanitário. Fonte: Adaptado de Telles, Em 1940, cerca de 68,4% da população do país era residente em áreas rurais. A partir daí ocorre uma crescente tendência de concentração da população brasileira nas áreas urbanas sendo que no ano de 1991 cerca de 75,6% da população já se concentrava residente nas mesmas (NUVOLARI, 2003). Em sua maioria, as cidades brasileiras tiveram um avanço na área de saneamento básico a partir da década de 70. Pressões da sociedade exigiam maior investimento no setor e foi fator preponderante para a criação de companhias de saneamento básico estaduais. Atualmente, muitas das cidades já possuem estações de tratamento de esgoto, porém a grande maioria não coleta e não trata os efluentes produzidos pela população (NUVOLARI, 2003). Entre 1971 e inicio de 1980 o saneamento básico teve um crescimento de 42% em sistemas e água e 122% em coleta de esgoto (Abicalil apud SCHNEIDER, 2008). As pesquisas realizadas pelo Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE) no setor de Pesquisa Nacional de Saneamento Básico (PNSB) apresentadas na figura 2 demonstram a lenta evolução na coleta de esgoto. Vale ainda lembrar que no CENSO de 2008, cerca de 68,8% do esgoto coletado não recebia tratamento (IBGE, 2011).

17 17 Municípios com serviço de saneamento no Brasil /2000/2008 Água Esgoto Lixo 95,60% 97,20% 97,90% 99,40% 99,40% 100% 47,30% 52,20% 55,20% Figura Municípios com serviço de saneamento no Brasil. Fonte: Adaptado de IBGE (2000) e IBGE (2008). O problema da concentração da população nas áreas urbanas deveria ser estudado e planejado pelos governos de forma a conservar a população em áreas rurais, minimizando os problemas sociais nas cidades devido ao fato dos indivíduos migrarem para a cidade o que condiciona os menos preparados a viverem em condições insalubres (NUVOLARI, 2003). Figura Percentual de moradores em domicílios particulares permanentes atendidos por sistema de esgotamento sanitário adequado, em relação à população total por tipo de esgotamento sanitário e situação do domicilio Brasil 1992/2008. Fonte: IBGE 2008.

18 18 Dos tipos de esgotamento sanitário apresentados na figura 3, podem ser considerados como adequados à saúde humana e ao meio ambiente o acesso dos domicílios à rede geral e os servidos por fossa séptica (IBGE, 2011). Na zona rural, a predominância entre os dois tipos de esgotamento sanitário considerados adequados é da fossa séptica, que tem crescido ao longo do tempo. A rede coletora tem apresentado valores baixos e oscilantes. Há, ainda, a ausência de instalações sanitárias nos domicílios de mais de 1/5 dos habitantes da zona rural (IBGE, 2011). O conjunto das figuras 3, 4 e 5, trata-se de indicador muito importante, tanto para a caracterização básica da qualidade de vida da população residente em um território quanto para o acompanhamento das políticas públicas de saneamentos básico e ambiental (IBGE, 2011). Ao separar as áreas urbanas das rurais, este indicador permite a análise de suas diferenças (IBGE, 2011).

19 Figura Esgotamento sanitário na zona urbana. Fonte: IBGE

20 20 Figura Esgotamento sanitário na zona rural. Fonte: IBGE Na figura 4 e figura 5, tanto para áreas urbanas quanto rurais, a situação dos estados do Sul e Sudeste é melhor que a daqueles do Centro-Oeste, Norte e Nordeste do País. 2.2 ESGOTO SANITÁRIO

21 Origem Define-se o esgoto sanitário como sendo despejo líquido constituído de esgotos doméstico e industrial, água de infiltração e a contribuição pluvial parasitária (ABNT 7929, 2003). Costumeiramente estes efluentes são classificados em esgoto sanitário e esgoto industrial (PESSÔA, et al., 1982). O esgoto domiciliar provém de qualquer local que possua instalações de banheiros, cozinhas, lavanderias em que a água tenha utilidade doméstica. Sua composição básica é de excretas, produtos de limpeza doméstica e restos de alimentos (PESSÔA, et al., 1982). A tabela 1 apresenta a composição do esgoto doméstico assim como sua origem e observações dos tipos de substâncias citadas. Resumindo, o esgoto doméstico é constituído das águas utilizadas pelo homem em sua higiene e necessidades fisiológicas (ARAUJO, 2003). A quantidade de esgoto gerado em uma localidade varia de região para região e é proveniente do abastecimento de água potável, esta sendo admitida como média em 200 l/hab. dia. Portanto poderemos ter um esgoto com diluição variável tomando como fato que a quantidade de resíduo produzido por uma pessoa é praticamente constante (ARAUJO, 2003). As características dos esgotos gerados por uma população incorrem dos usos a que a água foi submetida. O uso desta água varia com o clima, os hábitos, a situação social e econômica da população (COPASA, 2011). O esgoto industrial possui grande gama de substâncias devido ao processo a que foi submetida a água na cadeia de produção. Dessa forma, o efluente de cada indústria deve ser analisado de forma isolada (PESSÔA, et al., 1982). Composição do esgoto doméstico Tipos de substancias Origem Observações Lavagem de louças e Sabões --- roupas Detergentes (podem ser ou não biodegradáveis) Cloreto de sódio Fosfatos Lavagem de louças e roupas Cozinha e na urina humana Detergentes e a urina humana A maioria dos detergentes contem o nutriente fosforo na forma de polifosfato. Cada ser humano elimina, em media, pela urina de 7 a 15 gramas/dia Cada ser humano elimina, em media, pela urina 1,5 gramas/dia.

22 22 Sulfatos Urina humana --- Carbonatos Urina humana --- Uréia, amoníaco e acido úrico Urina humana Gorduras Cozinha e fezes humanas --- Substancias córneas ligamentos da carne e fibras vegetais não digeridas Porções de amido (glicogênio, glicose) e de proteicos (aminoácidos, proteínas, albumina) Urobilina, pigmentos hepáticos, etc. Mucos, célula de descamação epitelial Vermes, bactérias, vírus, leveduras, etc. Outros materiais e substancias: areia, plásticos, cabelos, sementes, fetos, madeira, absorventes femininos, etc. Fezes humanas Fezes humanas Urina humana Fezes humanas Fezes humanas Areia: infiltrações nas redes de coleta, banhos em cidades litorâneas, parcela de águas pluviais. Demais substancias são indevidamente lançadas nos vasos sanitarios Cada ser humano elimina de 14 a 42 gramas de ureia por dia. Vão se constituir na porção de matéria orgânica em decomposição encontrada nos esgotos. Idem. Idem. Idem. Idem. Água ,9% Tabela Composição do Esgoto Doméstico. Fonte: (NUVOLARI, 2003). Areias: produção nas ETEs: (S.Paulo) Pinheiros: de 0,013 a 0,073 l/m³ (média 0,041 l/m³) Leopoldina: 0,003 a 0,022 l/m³ (media 0,012 l/m³) Fonte: Jordão e Pessoa (1995) Barueri 0,00424 l/m³ (Fonte: Pegoraro s/d) Características físicas A matéria sólida contida no esgoto sanitário é o principal fator no dimensionamento das unidades de tratamento. Ela representa apenas 0,08% do volume total do esgoto enquanto a água constitui os 99,92% restantes (PESSÔA, et al., 1982). Considera-se desta forma que o esgoto possui o mesmo comportamento e propriedade física da água quando sujeita a forças externas. Segundo o mesmo autor o esgoto sanitário, de forma mais detalhada, pode ter como seus constituintes (ARAUJO, 2003): 99,97% de água;

23 23 0,04% de sólidos sedimentáveis; 0,02% de sólidos não sedimentáveis; 0,07% de substâncias dissolvidas. Dentro deste quadro se classifica o esgoto em sedimentável e não sedimentável. A parcela sedimentável é aquela em que a decantação ocorre pela força da gravidade enquanto a parcela não sedimentável é constituída por finos em que a remoção destes ocorrerá através de processos biológicos (PESSÔA, et al., 1982). Ainda é inerente à característica física do esgoto algumas substâncias que quando acrescidas alteram aspectos referentes à cor e turbidez, odor e temperatura do efluente (Andrade apud SCHNEIDER, 2008). A cor e a turbidez do esgoto doméstico fornecem uma idéia da condição de decomposição em que se encontra o efluente. Uma cor acinzentada apresentando alguma turbidez diz respeito ao esgoto fresco, enquanto a cor preta é originária de esgoto velho ou em decomposição parcial (PESSÔA, et al., 1982). Os odores gerados pelos gases no processo de decomposição também são um indicativo do estado de decomposição em que o esgoto se encontra. O odor de mofo suportável diz respeito a um esgoto fresco enquanto o esgoto com odor de ovo podre, diz respeito a um esgoto velho (PESSÔA, et al., 1982). Os maus odores são gerados por uma mistura de moléculas com o enxofre (FILHO et al., apud SCHNEIDER, 2008). A temperatura em que se encontra o esgoto está diretamente ligada à velocidade de sedimentação e de decomposição do esgoto. O esgoto proveniente de utilização doméstica em geral está acima da temperatura do ar devido ao despejo de águas aquecidas vindas do chuveiro entre outros. Sua influência decorre no aumento da viscosidade melhorando a sedimentação e a decomposição do esgoto no processo biológico (PESSÔA, et al., 1982). Estes processos necessários à filtragem do efluente são tratados mais adiante neste trabalho juntamente com os respectivos dispositivos Caraterísticas químicas

24 24 As características químicas podem ser classificadas em dois grandes grupos: matéria orgânica e inorgânica. Os principais parâmetros utilizados para avaliação são: ph, DBO, DQO, Nitrogênio e Fósforo (COPASA, 2011) Matéria Orgânica No esgoto doméstico 70% dos sólidos são constituídos de matéria orgânica. Em sua composição encontram-se combinados carbono, hidrogênio e em alguns casos nitrogênio (PESSÔA, et al., 1982). O mesmo autor cita que os seguintes grupos estão presentes nesta composição orgânica: Compostos de proteínas (40 a 60%); Carboidratos (25 a 50%); Gordura e óleos (10%); Uréia, surfatans, fenóis, pesticidas (em menor quantidade). A diversidade de compostos presentes nos efluentes gera grande dificuldade na determinação da matéria orgânica presente (ANDRADE, 2001) apud (SCHNEIDER, 2008). Os métodos mais usuais nesta determinação medem basicamente a demanda de oxigênio necessária para a oxidação da matéria orgânica. São eles: Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO); Demanda Ultima de Oxigênio (DBOU); Demanda Química de Oxigênio (DQO). Segundo Nuvolari (2003, pg. 184): A D.B.O Demanda Bioquímica de Oxigênio é a quantidade de oxigênio dissolvido, necessária aos microrganismos, na estabilização da matéria orgânica em decomposição, sob condições aeróbias. A Demanda Bioquímica de Oxigênio é o método mais utilizado para se avaliar as águas residuais. Esta análise avalia o consumo de oxigênio, utilizado pelos microrganismos, após cinco dias (DBO5). Quanto mais poluído o corpo d água está, maior DBO será necessária para a oxidação da matéria orgânica. Os esgotos domésticos possuem uma DBO5 que varia entre 100 e 300 mg/l, onde em tratamentos completos busca-se uma redução para 20 a 30mg/l (PESSÔA, et al., 1982).

25 Matéria Inorgânica As substâncias inorgânicas presentes no esgoto doméstico são constituídas principalmente pela presença de areia, e minerais dissolvidos. Estes minerais em sua maioria são nutrientes como o nitrogênio, o fósforo, o enxofre entre outros (BECKER, 1997) Características biológicas As características biológicas dos esgotos são de grande importância no controle da poluição e tratamento dos esgotos. Os principais organismos encontrados nos rios e esgotos são: as bactérias, os fungos, os protozoários, os vírus, as algas e grupos de plantas e de animais. O organismo mais utilizado como indicador de poluição é do grupo das bactérias coliformes (COPASA, 2011). Os coliformes fecais são utilizados como indicadores de poluição. Podem ser de origem humana, animal ou simplesmente serem carregados pela chuva, pois podem se desenvolver no solo. Sozinhos os coliformes não transmitem doenças, porém se vindas de um indivíduo infectado virão acompanhados pelo agente patogênico. Por este motivo se considera que onde haja coliformes existam agentes patogênicos junto (PESSÔA, et al., 1982) Os impactos do lançamento in natura O corpo receptor final de todos os efluentes, em sua maioria, são cursos de água, lagos, oceanos ou o solo devidamente preparado para receber estes (ARAUJO, 2003). Como já citado no tópico deste trabalho o esgoto sanitário é constituído por 99,9% de água onde o restante, 0,1% são sólidos diluídos no efluente. Destes sólidos presentes, cerca de 75% é matéria orgânica em decomposição. Esta matéria orgânica é rica em microrganismos e em alguns casos podem ocorrer na presença de agentes patogênicos. Esta variável na contribuição dependerá da saúde da população contribuinte (NUVOLARI, 2003).

26 26 Aproximadamente cinquenta infecções podem ser transmitidas através de excretas contaminadas de seres humanos doentes. Estas infecções são transmitidas através de veiculação hídrica ou insetos e animais que tenham tido contado com os dejetos (Tavarez apud BECKER, 1997). Quando o esgoto sanitário é lançado sem nenhuma espécie de tratamento nos corpos receptores e mesmo corpo não possui volume suficiente para autodepuração do efluente incorrerá prejuízos biológicos, físicos e químicos na qualidade desta água. Em alguns casos a sobrevivência de seres aquáticos fica acometida devido à baixa quantidade de oxigênio dissolvido (NUVOLARI, 2003). O crescimento e o adensamento do ser humano nas cidades agrava cada vez mais esta problemática devido a maior produção de esgoto (NUVOLARI, 2003). 2.3 TRATAMENTO DE ESGOTO SANITÁRIO O tratamento do esgoto deve buscar preservar a qualidade da água dos corpos receptores a fim de que continuem servindo de mananciais para abastecimento público; deve zelar pelas condições para sobrevivência de seres de vida aquática; e preservar a estética do corpo receptor (NUVOLARI, 2003) Níveis de Tratamento Os sistemas de tratamento e seus processos são constituídos por níveis de tratamento que objetivam a qualidade final do efluente. Eles obedecem a uma sequência crescente da eficiência em preliminar, primários, secundários e terciários (LEME, 1982). As operações, processos e sistemas de tratamento são apresentados resumidamente na tabela abaixo. Poluente Sólidos em suspenção Matéria orgânica biodegradável Nível de tratamento Preliminar Secundário Primário (remoção parcial) Operação, processo ou sistema de tratamento Gradeamento, remoção de areia, sedimentação, disposição no solo. Lagoas de estabilizações e variações, lodos ativados e variações, filtro biológico e variações, tratamento anaeróbio, disposição no solo.

27 27 Patogênicos Nitrogênio Terciário (principal) Secundário Secundário Terciário Lagoas de maturação, disposição no solo, desinfecção com produtos químicos, desinfecção com radiação ultravioleta. Nitrificação e desinfecção biológica, disposição no solo, processos físicoquímicos. Remoção biológica, processos físicoquímicos. Secundário Fosforo Terciário Tabela Operações, processos e sistemas de tratamentos frequentemente utilizados para a remoção de poluentes de esgotos domésticos. Fonte: (BORGES, S.D.) O tratamento biológico de efluente doméstico ocorre através de microrganismos (bactérias). Ao se fornecer condições favoráveis para sobrevivência destas teremos o tratamento de esgoto realizado de forma aeróbia (fornecimento de oxigênio ao sistema) e anaeróbia (ausência de oxigênio no sistema). Existem bactérias que são facultativas participando de ambos sistemas citados (BECKER, 1997) Tratamento Preliminar O tratamento preliminar tem por objetivo a remoção de material de maiores dimensões, material decantável e gorduras para que então o residual seja encaminhado ao próximo nível de tratamento (BNDES apud BATTISTI, 2006). Esse prévio tratamento é realizado através de grades e caixas de gordura prevenindo entupimento das tubulações. O material retido neste tratamento deve ser disposto em aterros sanitários Como exemplo de tratamento preliminar temos a caixa de gordura que é definida como sendo (ABNT 8160, 1999 p. 3): Caixa de gordura: caixa destinada a reter, na sua parte superior, as gorduras, graxas e óleos contidos no esgoto, formando camadas que devem ser removidas periodicamente, evitando que estes componentes escoem livremente pela rede, obstruindo a mesma. Segundo (BORGES, S.D. p. 25): Gradeamento: procedimento que consiste em deter os materiais maiores tais como galhos de árvores, objetos conduzidos e arrastados pelo caminho, etc., os quais ficam presos nos sistemas de gradeamento que possui malhas com espaçamentos diferentes em vários níveis.

28 Tratamento Primário Findado o tratamento preliminar, passa-se ao tratamento primário que tem por objetivo a retenção de sólidos sedimentáveis e a redução da matéria orgânica. Caracteriza-se por um processo mais lento devido à decantação ocorrer de forma simples. Neste nível de tratamento ocorre a redução da carga DBO, antes de se seguir ao próximo nível de tratamento (VON SPERLING, 1996). Esta fase do tratamento é realizada nos tanques sépticos e deverão atender à NBR 7229 que rege sobre o projeto, construção e operação de sistemas de tanques sépticos. Cerca de um terço da eficiência cabe geralmente aos decantadores primários, nos quais são removidos os sólios sedimentáveis, que depois recebem tratamento sobre a forma de lodo (IMHOFF, 1986). Um exemplo de tratamento primário é o tanque séptico que é definido como sendo (ABNT 7929, 2003 p. 3): Tanque séptico: Unidade cilíndrica ou prismática retangular de fluxo horizontal, para tratamento de esgotos por processos de sedimentação, flotação e digestão. Em (HABITASUL, 2011) encontramos: Peneira: Dispositivo compreendido por peneiras metálicas paralelas, destinadas a reter substancias grosseiras em suspenção (papéis, trapos, materiais plástico, etc). Protegem as tubulações e equipamentos do sistema de tratamento contra obstruções e reduzem o volume de escuma nos tanques. Caixa de areia: Retém areias e outros detritos inertes e pesados que se encontram nos efluentes (seixos, partículas metálicas, etc). A remoção protege as bombas, evita entupimentos e obstruções de canalizações, e impede o depósito de material inerte nos outros dispositivos de tratamento. A deposição das partículas dá-se pela redução da velocidade de escoamento que permita deposição destes resíduos no fundo da caixa Tratamento Secundário Após o tratamento primário, o efluente ainda possui matéria orgânica e finos sólidos que não decantam. A remoção desta matéria orgânica ocorre através de microrganismos capazes de promover oxidação biológica estabilizando esta matéria. O resultado deste tratamento é um resíduo orgânico insolúvel (BECKER, 1997). Segundo (SCHNEIDER, 2008 p. 35):