Tanques sépticos e pós-tratamento

Transcrição

1 Módulo I

2 Tanques sépticos e pós-tratamento Ricardo Franci Gonçalves Eng. Civil e Sanitarista, D.Ing. Fluxo Ambiental Ltda. EPP.

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4 Fossa Séptica Conceito e Aplicação

5 Restrições ao Uso; Localização e Distâncias Mínimas æ æ O sistema de fossas sépticas deve preservar a qualidade das águas superficiais e subterrâneas, mediante estrita observância das prescrições da NBR 7229/1993 É vedado o encaminhamento ao tanque séptico de: águas pluviais e despejos capazes de causar interferência negativa na fase do processo de tratamento ou elevação excessiva da vazão de esgoto afluente, como os provenientes de piscinas e lavagem de reservatórios de água.

6 Restrições ao Uso;; Localização e Distâncias Mínimas æ Devem ser localizadas o mais próximo possível do banheiro, com tubulação o mais reta possível e com no mínimo 15m abaixo de qualquer manancial de água (poço, cisterna, etc) æ Devem observar as seguintes distâncias horizontais mínimas: a)1,50m de construções, limites de terreno, sumidouro, valas de infiltração e ramal predial de água;; b)3,0m de árvores e de qualquer ponto de rede pública de abastecimento de água;; c)15,0m de poços freáticos e de corpos de água de qualquer natureza. OBS: As distâncias mínimas são computadas a partir da face externa mais próxima aos elementos considerados.

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8 Funcionamento n Retenção: a retenção do liquido pode variar de 12 a 24 hs ( mais usual) n Decantação : Paralelo á retenção processa-se a sedimentação de 60% a 70% dos sólidos, formando o lodo. A mistura de gases, com óleos, graxas, gorduras, forma a escuma

9 Funcionamento ( continuação) n n Digestão ;; o lodo e a escuma são modificados pelas bactérias anaeróbias, provocando uma destruição total ou parcial de organismos patogênicos Redução de volume: a digestão provoca uma redução de volume dos sólidos, por transformar parte do sólido em líquidos e gases.

10 Fonte: Manual de Saneamento - FUNASA

11 Funcionamento n n n Após a digestão, o efluente pode ser lançado em sumidouros, valas de infiltração ou outro corpo receptor. O tanque séptico não remove bactérias do esgoto. Serve de separador do sólido do líquido e diminuição do volume de sólidos.

12 Eficiência de um tanque séptico n A eficiência somente sobre SS e matéria orgânica (DBO5 ou DQO) n O ideal é que sejam retidos 60% dos sólidos e em torno de 50% a redução de DBO

13 Parâmetros Eficiência de Remoção Eficiência de Remoção Azevedo Netto e Lothar Hess (apud Batalha, 1986) Vieira e Sobrinho (1983) DBO 40% a 60% 62% DQO 30% a 60% 57% SS 50% a 70% 56% OG 70% a 90% CTerm 55%

14 NBR Aplicação do sistema O sistema de tanques sépticos aplica-se primordialmente ao tratamento de esgoto doméstico e, em casos plenamente justificados, ao esgoto sanitário O emprego de sistemas de tanque séptico para o tratamento de despejos de hospitais, clínicas, laboratórios de análises clínicas, postos de saúde e demais estabelecimentos prestadores de serviços de saúde deve ser previamente submetido à apreciação das autoridades sanitárias e ambiental competentes, para a fixação de eventuais exigências específicas relativas a pré e póstratamento.

15 NBR Aplicação do sistema Mesmo nos casos em que seja admitido o tratamento de esgoto sanitário com presença de substâncias tóxicas, nos termos das seções precedentes, cuidados especiais devem ser tomados na disposição do lodo O sistema deve ser dimensionado e implantado de forma a receber a totalidade dos despejos, com exceção dos despejos especificados em

16 Sistemas Individuais para residências ou condomínios isolados ou valas de infiltração, ou pós- filtros anaeróbios de fluxo ascendente.

17 Condições de execução n n n Para o tanque séptico, podem ser remetidos os despejos domésticos de cozinhas, lavatórios, vasos sanitários, lavanderias, banheiros, ralos, etc. Deve ser evitado, ou feito um reservatório separado, para substâncias contaminantes. Deve ser feita uma caixa de gordura para reter estas substâncias, antes de remeter para o tanque séptico.

18 ESGOTO PRIMÁRIO TUBO DE VENTILAÇÃO ESGOTO SECUNDÁRIO

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20 NBR 7229 / 1993 æ Tanque séptico de câmara única æ Tanque séptico de câmaras em série

21 NBR 7229 / 1993

22 NBR 7229 / 1993 Tanque séptico de câmara única Unidade de apenas um compartimento, em cuja zona superior devem ocorrer processos de sedimentação e de flotação e digestão da escuma, prestando-se a zona inferior ao acúmulo e digestão do lodo sedimentado

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24 Tanque séptico cilíndrico n O diâmetro mínimo deve ser de 0,90m n O nível da água ( entrada) 0,25 m.

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26 D = /3.h 200 htot = 1900 h d = 1100

27 Dimensões minimas à NBR 7229

28 NBR 7229 / 1993 Tanque séptico de câmaras em série Unidade com dois ou mais compartimentos contínuos, dispostos seqüencialmente no sentido do fluxo do líquido e interligados adequadamente, nos quais devem ocorrer, conjunta e decrescentemente, processos de flotação, sedimentação e digestão.

29 Dimensões minimas à NBR 7229

30 DIMENSIONAMENTO NBR 7229 / 1993

31 Dimensionamento n Tanque séptico com câmara única V= N (C. T+ K Lf) V à volume útil em litros N à número de pessoas C à contribuição de despejo (litros/pessoa/dia) T à período de retenção em dias K à taxa de acumulação de lodo digerido em dias. Lf à Contribuição de lodo fresco em litros/pessoa (residencias igual a1, sanitários publicos 4, outros 0,2) NBR 7229 / 1993

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33 Taxa de acumulação total de lodo - K Taxa de acumulação total de lodo (K), em dias, por Intervalos entre limpezas e temperatura do mês mais frio NBR 7229 / 1993

34 Período de detenção dos despejos T por faixa de contribuição diária L NBR 7229 / 1993

35 Dimensionamento n Recomenda-se uma capacidade útil mínima de 1500 litros. n Relação entre comprimento e largura 2:1 n A profundidade nunca deve ser inferior a 0,80m à O recomendado é 1,20m + 0,20m para a escuma e gases = 1,40m

36 Recomendações de dimensionamento n n n Fossas sépticas muito rasas, a secção transversal ficará reduzida pelo acúmulo de lodo. Em fossas muito estreitas, a velocidade é grande e prejudica a sedimentação. Fossas muito largas, produzem zonas mortas, reduzindo a capacidade do tanque.

37 Dispositivos de entrada e saída n n n Podem ser feitas com tubos ou chicanas Desnível de entrada e de saída 5cm Altura do tê de entrada em relação a laje de cima à 30 cm n Altura do tê de saída em relação laje de cima à 35 cm

38 EXEMPLO à DIMENSIONAMENTO DA FOSSA SÉPTICA. Edifício com 8 Pavimentos tipo com 4 apartamentos por pavimentos, Padrão Médio(2 Dormitórios sendo um de Casal, Sala, Cozinha, Banheiro, Área de Serviço). População à 5 pessoa por apartamento, 5 Pessoas da Administração condominial e 1% de Visitas

39 1º Passo: Determinação do Numero de contribuintes (N) N = 8 x 4 x ,01(8 x 4 x 5) = 166,6 = 167 hab 2º Passo: Determinação das contribuições unitárias de esgoto(c) e de Lodo Fresco (Lf) Tomando a Resistência com padrão Médio Temos Pela Tabela 1 NBR7229/1993 os seguintes valores: C = 130 litros/dia x pessoa Lf = 1 litros/dia x pessoa

40 3º Passo: Determinação do período de detenção (T) Para a determinação do período de detenção consultase a tabela 2 (NBR7229/1993). Porém, antes disso é preciso calcular a contribuição diária, obtida a partir do produto entre a contribuição diária por pessoa vezes o número de pessoas. C(diária) = N x C = 167 x 130 = litros/dia Tomando litros/dia como contribuição diária consulta-se a Tabela 2 (NBR7229/1993) e Obtemos: T = 0,50 dias

41 4º Passo: Determinação da taxa de acumulação total de lodo(k), por intervalo entre limpeza e temperatura de mês mais frio. Admitindo um valor de temperatura média para o mês mais frio do ano, compreendendo t>200, para o caso de Belém PA, e um intervalo entre limpeza da fossa de 4 anos, consulta-se a tabela 3 (NBR7229/1993), obtém-se K = 177 dias

42 5ºPasso: Cálculo do volume útil (V) V = N (C x T + K x Lf) NBR7229/1993 Colocando os dados obtidos nos passos anteriores, temos: V= (130 x 0, x 1) V = litros V = 41,414 m3

43 6º Passo: Determinação das dimensões Conforme os dados da NBR 7229: Prof. Mínima = 1,80m e Prof. Máxima = 2,80m 4,30 = 0,75 + h + 1,00 à h = 2,55 m à OK h = 2,55m à A = 41,414/2,55 = 16,24 m 2 Solução Tipo Cilíndrica D = 4,54 m Solução Tipo Prismática L = 2B à A = 2B 2 = 16,24 m 2 à B = 2,85 m à L = 5,70 m

44 TIPOS DE FOSSAS q FOSSAS SÉPTICAS PRÉ- MOLDADAS q FOSSAS SÉPTICAS FEITAS NO LOCAL q SUMIDOROS q BIOFOSSAS q FOSSAS ECOLÔGICAS

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49 Principais disposições da NBR 7229/1993 Aspectos Construtivos: Geratriz inferior do tubo de entrada 5 cm acima da superfície do líquido. Dispositivos de entrada e saída devem ter submersão em torno de 1/3 da altura útil ou no mínimo 40 cm Detalhes de dispositivo de entrada e saída Fonte: PROSAB, 1999

50 Principais disposições da NBR 7229/1993 Aspectos Construtivos Descarga de Lodo Todo reator deve ter um dispositivo de inspeção Pressão hidrostática Fundo a 45º Remoção por sucção (carro limpa-fossa) - Raio de limpeza 1,50m - Fundo plano Efluentes de Tanques Sépticos: NBR 13969/ Tanques sépticos - Unidades de tratamento complementar e disposição final dos efluentes líquidos - Projeto, construção e operação

51 Por : caminhão limpa- fossa à prever uma tubulação de 0,15 m, cuja extremidade inferior de verá se situar a 0,20 m do fundo. à Facilita a introdução do mangote da bomba

52 Descarga p/ pressão hidrostática à instalar dispositivo hidráulico, com tubo de diâmetro mínimo (100 mm) e com altura hidrostática mínima de 1,20 m. ü Limpeza à anualmente ü 25 litros de lodo como inóculo ü Evitar acender fósforos ü Coluna de ventilação

53 Disposição do lodo e escuma n n n n A falta de limpeza no período fixado em projeto à diminuição acentuada da sua eficiência. Poucos tanques sépticos à enterrar a uma profundidade mínima de 0,60m pode ser uma solução, desde que o local escolhido não crie um problema sanitário. Muitos tanques sépticos ou fossa grande à lodo encaminhado para um leito de secagem. Não é admissível o lançamento de lodo e escuma nos corpos de água ou galerias de águas pluviais.

54 DISPOSIÇÃO DO EFLUENTE NBR 7229 / 1993

55 Fatores são considerados na seleção: ü Taxa de infiltração do esgoto no solo ü Disponibilidade de espaço ü Inclinação do terreno ü Profundidade do lençol freático ü Natureza e profundidade do leito rochoso ü Variação do fluxo de esgoto ü Distância das águas superficiais e poços ü Valas de filtração ou filtro anaeróbio lançam seus efluentes em corpos d água receptores

56 A NBR à dois métodos p/ determinação da taxa de absorção do solo. ü O 1º deve ser feito no terreno que irá receber o sumidouro ou as valas de infiltração. Fonte: Manual de Saneamento - FUNASA

57 A taxa de infiltração de água no solo, adotando se o menor valor de toda obtida nos cinco meses pode ser estimada por um ábaco: Fonte: Manual de Saneamento - FUNASA

58 Fonte: Manual de Saneamento - FUNASA

59 SUMIDOUROS NBR 7229 / 1993 NBR 13969/1997

60 Sumidouros n n Também conhecidos como poços absorventes ou fossas absorventes, são escavações feitas no terreno para disposição final do efluente de tanque séptico, que se infiltram no solo pela área vertical (parede). ABNT, NBR nº /1997 à uso favorável somente nas áreas onde o aqüífero é profundo, onde possa garantir a distância mínima de 1,50m (exceto areia) entre o seu fundo e o nível aqüífero máximo.

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63 Exemplo à dimensionamento de sumidouro: Uma casa com oito pessoas contribui com litros de efluente por dia. Calcular a área necessária das paredes do sumidouro. O teste de infiltração de um terreno indicou o tempo (t) igual a quatro minutos para o abaixamento de 1cm na escala graduada.

64 n O coeficiente (Ci) é fornecido pelo gráfico ou pela seguinte fórmula: n Calculando o coeficiente de infiltração: Ci = 490 / (4 + 2,5) = 75,4 L/m2.d

65 n Área de parede do sumidouro: n Considerando D = 1,5 m para o sumidouro, a sua profundidade será:

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67 Podem ser construídos com: tijolos, blocos, ou pedra ou ainda por anéis pré- moldados de concreto, desde que sejam feitos furos na parede lateral e deixado o fundo livre para permitir a infiltração. Lateral externa e o fundo à preenchidos com pedra britada nº 04. Lages de Cobertura à Concreto armado, dotadas de abertura de inspeção com no mínimo 0,60 m na menor dimensão, com tampões hermeticamente fechados

68 Sumidouro

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70 VALAS DE INFILTRAÇÃO NBR 7229 / 1993 NBR 13969/1997

71 n Conjunto de canalizações assentado a uma profundidade determinada, em um solo cujas características permitam a absorção do esgoto efluente do tanque séptico. n A percolação do líquido através do solo resulta no tratamento do esgoto, antes que o mesmo contamine as águas subterrâneas e de superfície. n A área por onde são assentadas as canalizações de infiltração também são chamados de campo de nitrificação. Fonte: Manual de Esgotamento Sanitário, Cap. 3

72 Quando a taxa de absorção do solo estiver na faixa entre 20L/m².dia e 40L/m².dia Argilas pouco siltosas e/ou arenosas (Batalha, 1986)

73 Detalhes construtivos

74 Detalhes construtivos

75 n Para determinação da área de infiltração do solo, utiliza-se a mesma fórmula do sumidouro, ou seja: A = V/Ci n Para efeito de dimensionamento da vala de infiltração, a área encontrada se refere apenas ao fundo da vala.

76 n Em valas escavadas em terreno, com profundidade entre 0,60m e 1,00m, largura mínima de 0,50m e máxima de 1,00m, devem ser assentados em tubos de drenagem de no mínimo 100mm de diâmetro; n A tubulação deve ser envolvida em material filtrante apropriado e recomendável para cada n Tipo de tubo de drenagem empregado, sendo que sua geratriz deve estar a 0,30m acima da soleira das valas de 0,50m de largura ou até 0,60m, para valas de 1,00m de largura. n Sobre a câmara filtrante deve ser colocado papelão alcatroado, laminado de plástico, filme de termoplástico ou similar, antes de ser efetuado o enchimento restante da vala com terra;

77 n A declividade da tubulação deve ser de 1:300 a 1:500; n Deve haver pelo menos duas valas de infiltração para disposição do efluente de um tanque séptico com comprimento máximo de cada vala de infiltração é de 30m e espaçamento mínimo entre as laterais de duas valas de infiltração é de 1,00m; n A tubulação de efluente entre o tanque séptico e os tubos instalados nas valas de infiltraçãodeve ter juntas tomadas; n Comprimento total das valas de infiltração é determinado em função da capacidade de absorção do terreno, calculada segundo a formula A=V/Ci;

78 Exemplo à dimensionamento de valas de infiltração: O efluente diário de um tanque séptico é de litros e o coeficiente de infiltração do terreno é de Ci = 68 litros/m2/dia. Dimensionar as valas de infiltração. A = V / Ci = 2100 / 68 = 30,9 m2

79 Exemplo à dimensionamento de valas de infiltração: O efluente diário de um tanque séptico é de litros e o coeficiente de infiltração do terreno é de Ci = 68 litros/m2/dia. Dimensionar as valas de infiltração. A = V / Ci = 2100 / 68 = 30,9 m2

80 n O comprimento total de valas para uma vala com largura de B = 0,60m será: L = A / B = 51,5m de comprimento total n Considerando três valas de infiltração (n = 3), o comprimento de cada uma será: Lv = L / n = 51,5 / 3 = 17,2 m n Esquema de instalação de tanque séptico e valas de infiltração a seguir...

81 Esquema de instalação de uma vala de infiltração 7m árvore Lençol freático 3m

82 VALAS DE FILTRAÇÃO NBR 7229 / 1993 NBR 13969/1997

83 n Os sistemas de valas de filtrações são constituídos de duas canalizações superpostas,com a camada entre as mesmas ocupada com areia. n O sistema deve ser empregado quando o tempo de infiltração do solo não permite adotar outro sistema mais econômico (vala de infiltração) e /ou quando a poluição do lençol freático deve ser evitada.

84 Valas de filtração

85 Detalhes construtivos

86 Detalhes construtivos

87 Vala de filtração O sistema deve ser empregado quando: ü o tempo de infiltração do solo não permite adotar outro sistema mais econômico (vala de infiltração ou sumidouro);; ü quando a poluição do lençol freático deve ser evitada. ü Quando requer uma elevada remoção de poluentes;; ü Quando o corpo receptor puder receber esta constribuição.

88 Vala de filtração Funções das partes componentes do sistema Canalização superior Funciona como sistema de irrigação subsuperficial (valas de infiltração) Camada de areia Realiza efetivamente o tratamento, tem a finalidade de filtrar física e biológicamente o líquido percolado. Canalização superior Funciona como sistema drenagem

89 Vala de filtração Em geral deve-se adotar as mesmas recomendações sugeridas para vala de infiltração, a não ser aquelas específicas ao caso presente, tais como: ü ü A profundidade da vala é de 1,20m e 1,50m e a largura na soleira é de 0,50m;; Efluente do tanque séptico é conduzido a vala de filtração de tubulação, com o diâmetro mínimo DN 100mm;; ü As camadas de pedras deverão ser constituídas de pedregulho ou cascalho (diâmetro médio de 0,4 a 0,6 mm, no mínimo 0,25);;

90 Vala de filtração ü A largura do fundo das valas deverá ser de 0,50 m;; ü As valas deverão ter extensão mínima de 6,0 m por pessoa, sendo pelo menos duas valas por fossa.

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93 Vala de filtração Taxa da aplicação Efluentes de fossa séptica Limitada a 100 L/m 2.d Efluentes de tratamento aeróbio Se desejar um efluentes final de alta qualidade Limitada a 200 L/m 2.d Limitada a 38 L/m 2.d

94 Exemplo de Dimensionamento Dimensionar um sistema de valas de filtração para uma residência cuja a fossa séptica apresenta um volume útil já determinado de 3.380L/d. O coeficiente adotado é de 50 L/m 2.d, largura da vala adotado= 0,50 m. Contribuintes 26 pessoas. Solução: 1º Passo: Determinação do Volume de Contribuição Diária (Q) O volume de contribuição diária (Q) adotado será o equivalente ao volume útil da fossa séptica, já fornecido pelo problema de 3.380L/d.

95 2ºPasso: Cálculo da área de infiltraçãodo solo Para o cálculo da área de infiltração do solo utiliza-se fórmula apresentada A = Q / Ci Substituindo os dados obtidos nos passos anteriores: V= litros C1=50 litros/m² x dia A= 3.380/ 50 A= 67,2 m²

96 3ºPasso: Determinação do comprimento total, mínimo, da vala L: L = A/largura fixada L = 67,2/0,50 = 135 m 2 Adotar como tentativa, 5 valas espaçadas de 1,0 m com comprimento menor que 30 m: L = 135/5 = 27 m Verificação da taxa de aplicação = 135m/26(habitantes)= 5,2 m/hab. A taxa não satisfaz o mínimo de 6,0 m/hab. Aplicar a taxa mínima de 6,0 m/hab, então: L=6,0m/hab x 26hab = 156m

97 FILTROS ANAERÓBIOS NBR 7229 / 1993 NBR 13969/1997

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99 n Uma alternativa ao tratamento do efluente das fossas sépticas, quando o destino final é o corpo d'água receptor. n Eficiência inferior as da vala de infiltração (75 a 95%)

100 Forma: cilindrica ou prismática de seção retangular ou quadrada, dotado de fundo perfurado falso. Material de enchimento: brita nº 4, bambus ou eletrodutos cortados em pedaços. Função: fixação do filme biológico responsável pela degradação da matéria orgânica.

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102 Biofilme anaeróbio Forma de ocorrência da biomassa ü camada de biofilme aderida ao meio suporte ü dispersa, retida nos interstícios do meio suporte ü flocos ou grânulos retidos no fundo falso

103 Principais fatores de influência Meio suporte ü Tem a finalidade de reter sólidos no interior do reator, seja na forma aderida, seja nos interstícios do meio suporte ou abaixo deste ü Deve ser inerte e com elevado índice de vazios ü Pedras britadas, material plástico, elementos cerâmicos - Sentido de Fluxo no Reator - Fluxo ascendente ou Horizontal Leito afogado - Fluxo descendente afogados Importância do lodo retido - Fluxo descendente não afogados Importância do Biofilme

104 Principais fatores de influência Colmatação do meio suporte Principal problema atribuído aos filtros anaeróbios Necessidade de pré-tratamento efetivo Necessidade de remoção periódica do lodo excedente

105 FILTRO ANAERÓBIO

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107 Fonte: NBR 13969/1997

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110 Dimensionamento V = 1,60 x N x C xtd Onde: V= volume útil (L) N= número de contribuintes C= contribuição unitária (L/pessoa dia) Td= tempo de detenção (dias)

111 Fonte: NBR 13969/1997

112 Geometria do tanque cilíndrico ou prismático altura do fundo falso: 0,60 m (incl. laje) altura da camada de meio suporte: 0,60 m altura da lâmina d água livre (acima do meio suporte)

113 Dimensionamento n n O dimensionamento do filtro anaeróbio deve seguir as recomendações da NBR /1997. A NBR /1997 considera como parâmetros para dimensionamento o número de pessoas a serem atendidas, a contribuição de despejos e o período de detenção de despejos. Os dois primeiros seguem o mesmo padrão do apresentado no dimensionamento do Tanque Séptico, enquanto o período de detenção de despejos sofre alteração com relação à norma referente à NBR 7.229/1993.

114 n Na NBR /1997 as faixas de temperatura uma variável na determinação do tempo de detenção são diferentes. Alguns dos valores sugeridos são: n n n a) Até 1500 litros de contribuição diária e 15ºC t 25ºC: período de detenção de1, 00 dia;; b) De 1501 a 3000 litros de contribuição diária e 15ºC t 25º: período de detenção de 0,92 dias;;

115 n O dimensionamento é realizado através da seguinte equação (NBR /1997): n No presente caso, a contribuição diária de esgoto e o tempo de detenção hidráulica serão: q N. C = 15 x 130 = 1950 litros/dia q T = 0,92 dias (15 o C < temperatura < 25 o C) q q Logo: V útil = 1,6 x 1950 x 0,92 = litros n

116 n O filtro anaeróbio, quando precedido de tanque séptico, possui provável remoção de DBO5,20 situada entre 40 e 75 % segundo a NBR /1997. n O volume útil mínimo do leito filtrante deve ser de L. n A altura do leito filtrante, já incluindo a altura do fundo falso, deve ser limitada a 1,20m. n A altura do fundo falso deve ser limitada a 0,60m já incluindo a espessura da laje.

117 Ampliação de escala Adaptar completamente as prescrições da NBR dispositivo para distribuição do esgoto afluente dispositivo para amostragem e para a retirada do lodo dispositivo para acesso ao fundo falso

118 Erros na utilização de esgotos - conscientização