DESENVOLVIMENTO DE UM SOFTWARE PARA SELEÇÃO DE TIPOS DE TRATAMENTO DE ESGOTOS PARA PEQUENAS COMUNIDADES

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1 DESENVOLVIMENTO DE UM SOFTWARE PARA SELEÇÃO DE TIPOS DE TRATAMENTO DE ESGOTOS PARA PEQUENAS COMUNIDADES Carlos Alberto Ferreira Rino (1) Engenheiro Químico (UNICAMP, 1989); Engenheiro de Segurança do Trabalho (UNESP, 1994); Mestre em Engenharia Química (UNICAMP,1996). Engenheiro da CETESB - Cia. de Tecnologia de Saneamento Ambiental - Distrito da Bacia do Baixo Tietê - Bauru - SP. Endereço (1) : Av. Orlando Ranieri 8-85, Bloco 17, apto 24 - Bauru - SP - CEP: Tel: (014) Fax: (014) rino@techno.com.br. RESUMO O objetivo deste trabalho é o desenvolvimento de um software para a seleção de tipos de tratamento de esgotos para pequenas comunidades, de tal modo a permitir ao usuário uma facilidade na utilização do mesmo. O software determina os tipos de tratamentos possíveis, a partir da seleção, pelo usuário, de algumas características do local e econômicas, as quais são apresentadas na tela. Além disso, para fossas sépticas e lagoas de estabilização, o software realiza o dimensionamento das mesmas, após a especificação de determinados parâmetros. Com a utilização do software, o mesmo mostra-se uma importante ferramenta, devido à sua versatilidade e facilidade de uso. PALAVRAS-CHAVE: Esgotos domésticos, Tratamento, Software. INTRODUÇÃO No Brasil, apenas cerca de 30% da população total é servida por rede coletora de esgotos, sendo que apenas uma pequena parte destes recebem tratamento adequado. O lançamento de esgotos em corpos d água, sem tratamento, polui as águas e transmite doenças, às quais podem vir a atingir a população. Daí, a importância do tratamento dos esgotos domésticos. METODOLOGIA O software é desenvolvido de maneira interativa, rodando sob ambiente WINDOWS, sendo utilizado o software VISUAL BASIC para o desenvolvimento do mesmo. O algoritmo de 19 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 324

2 funcionamento do mesmo foi originalmente desenvolvido por Gasi el al (1988), e é apresentado na Figura 1. Figura 1. Algoritmo do software desenvolvido. O software desenvolvido determina os tipos de tratamentos de esgoto possíveis para pequenas comunidades, a partir da seleção de algumas características do local e econômicas. Quando os tratamentos possíveis são fossas sépticas e lagoas de estabilização, o software realiza o dimensionamento das mesmas. Após o carregamento do programa, uma tela similar à Figura 2 é apresentada. O usuário deve selecionar todas as seguintes características (do local e econômicas) apresentadas nos 7 quadros da tela, clicando com o mouse na opção desejada: - permeabilidade do terreno: pouco permeável ou muito permeável; - inclinação do terreno: plano/pouco inclinado ou inclinado; 19 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 325

3 - profundidade do lençol freático: menos ou mais de 3 metros; - existência de área a custo acessível: sim ou não; - existência de pessoal especializado para operação: sim ou não; - disponibilidade de energia, para implantação de aeradores de superfície: sim ou não; - disponibilidade de máquinas para movimentação de terra: sim ou não. Figura 2. Tela inicial do programa (após a seleção das características). No canto inferior esquerdo da tela (Figura 2), são apresentadas as opções de tratamento possíveis: - fossa séptica + filtro anaeróbio; - fossa séptica + sumidouro; - fossa séptica + valas de infiltração; - lançamento no solo, por aspersão; - lançamento no solo, por escoamento superficial; - lançamento no solo, por infiltração/percolação; - lançamento no solo, por inundação; - digestor anaeróbio de fluxo ascendente; - valos de oxidação; - lagoas aeradas; 19 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 326

4 - lagoas de estabilização. Após a seleção das características, o usuário clica com o mouse na caixa de figura Selecionar e o programa apresenta os tipos de tratamentos possíveis. Os tratamentos possíveis, para aquelas características selecionadas anteriormente, aparecem no quadro Tratamentos Possíveis em tonalidade mais escura, enquanto que, os demais tratamentos, encontram-se em tonalidades mais clara. Sendo possível a utilização de Fossa Séptica ou Lagoas de Estabilização, o programa disponibiliza a caixa de figura Dimensionar, sendo assim possível o dimensionamento das mesmas. FOSSA SÉPTICA Para fossas sépticas, o programa permite o dimensionamento das mesmas, através do cálculo do volume útil do tanque séptico. O cálculo é feito de acordo com a NBR-7229 (ABNT, 1993), utilizando a seguinte equação: V? 1000? N ( C T? K L f ) (1) onde: - V= volume útil, em litros; - N= número de pessoas ou unidades de contribuição; - C= contribuição de despejos, em litro/pessoa x dia ou em litro/unidade x dia (ver Tabela 1); Tabela 1 - Contribuição diária de esgoto (C) e de lodo fresco (Lf) por tipo de prédio e ocupante. Contribuição Prédio Unidade de esgotos (C) de lodo fresco (Lf) 1. Ocupantes permanentes - residência padrão alto pessoa padrão médio pessoa padrão baixo pessoa hotel (exceto lavanderia e cozinha) pessoa alojamento provisório pessoa Ocupantes temporários - fábrica em geral pessoa 70 0,30 - escritório pessoa 50 0,20 - edifícios públicos ou comerciais pessoa 50 0,20 - escolas (externatos) e locais de longa permanência pessoa 50 0,20 19 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 327

5 - bares pessoa 6 0,10 - restaurantes e similares refeição 25 0,10 - cinemas, teatros e locais de curta permanência lugar 2 0,02 - sanitários públicos bacia sanitária 480 4,00 19 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 328

6 - T= período de detenção, em dias (ver Tabela 2); - K= taxa de acumulação de lodo digerido em dias, equivalente ao tempo de acumulação de lodo fresco (ver Tabela 3); - Lf= contribuição de lodo fresco, em litro/pessoa x dia ou em litro/unidade x dia (ver Tabela 1). Tabela 2 - Período de detenção dos despejos, por faixa de contribuição diária. Contribuição (litros/dia) Tempo de detenção N x C Dias Horas Até ,00 24 De 1501 a ,92 22 De 3001 a ,83 20 De 4501 a ,75 18 De 6001 a ,67 16 De 7501 a ,58 14 Mais de ,50 12 Tabela 3 - Taxa de acumulação total de lodo (K), em dias, por intervalo entre limpezas e temperatura do mês mais frio. Intervalo entre limpezas (anos) Valores de K por faixa de temperatura ambiente (t), em C t <= 10 10<= t <= 20 t >= No dimensionamento de fossas sépticas, usando o software desenvolvido, o usuário deve especificar os seguintes parâmetros: - número de pessoas, (ocupantes permanentes e ocupantes temporários); - intervalo entre limpezas, (1 a 5 anos); - faixa de temperatura do mês mais frio do ano, (menor que 10, entre 10 e 20 e maior que 20 C). LAGOAS DE ESTABILIZAÇÃO Para lagoas de estabilização, podem ser dimensionadas tanto a lagoa facultativa única ou o conjunto lagoa anaeróbia + lagoa facultativa, calculando as áreas e volumes das mesmas. As equações utilizadas encontram-se em Jordão e Pessoa (1995). 19 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 329

7 Para lagoa facultativa, é utilizando o método de dimensionamento baseado na temperatura, utilizando as seguintes equações:? 6 35? T 3, 5 x10 Q La ( 1, 085) A? h (2)? 2 35? T V? 35, x10 Q La( 1085, ) ( ) (3) L? a 1, 46 DBO (4) Q? C N /1000 (5) onde - A: área (hectares); - V: volume (m 3 ); - N: número de habitantes; - C: contribuição de esgotos (l/pessoa dia); - Q: vazão afluente (m 3 /dia); - DBO: demanda bioquímica de oxigênio afluente (mg/l); - La: DBO de 1 estágio (mg/l); - h: profundidade da lagoa (m); - T: temperatura do meio líquido na lagoa ( C). No dimensionamento de lagoa facultativa, usando o software desenvolvido, o usuário deve especificar os seguintes parâmetros: - número de habitantes; - temperatura do meio líquido na lagoa (10,0 a 25,0 C); - DBO afluente (150,0 a 300,0 mg/l); - profundidade da lagoa (1,2 a 2,0 metros). Para lagoa anaeróbia, os cálculos são realizados pressupondo-se uma redução de DBO de 50 %, utilizando as seguintes equações: V Q DBO TA? (6) A Q V? (7) h? C N /1000 (8) 19 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 330

8 onde: - A: área (m2); - V: volume (m3); - N: número de habitantes; - C: contribuição de esgotos (l/pessoa dia); - Q: vazão afluente (m3/dia); - TA: taxa de aplicação de carga orgânica (g DBO/m3 dia); - DBO: demanda bioquímica de oxigênio afluente (mg/l); - h: profundidade da lagoa (m). Neste cálculos, adota-se C = 150 l/pessoa dia. No dimensionamento de lagoa anaeróbia, utilizando o software desenvolvido, o usuário deve especificar os seguintes parâmetros: - número de habitantes; - taxa de aplicação de carga orgânica (50,0 a 100,0 g DBO/ m 3 dia); - DBO afluente (150,0 a 300,0 mg/l); - profundidade da lagoa (3,0 a 4,5 metros). RESULTADOS E DISCUSSÕES A Figura 2 mostra um exemplo de utilização do software desenvolvido. O usuário especifica as seguintes características: - terreno pouco permeável; - terreno plano/pouco inclinado; - profundidade do lençol freático: mais de 3 metros; - existência de área com custo acessível; - ausência de pessoal especializado; - sem disponibilidade de energia; - sem disponibilidade de máquinas para movimentação de terra. Após o clique na caixa de figura Selecionar, o programa apresenta as opções de tratamentos possíveis: - fossa séptica + filtro anaeróbio; - fossa séptica + sumidouro; - fossa séptica + valas de infiltração; - lançamento no solo, por escoamento superficial; 19 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 331

9 - digestor anaeróbio de fluxo ascendente. Com a disponibilidade da opção Fossa Séptica, o usuário clica na caixa de figura Dimensionar, entrando na janela de dimensionamento da mesma. Alterando-se apenas a opção disponibilidade de máquinas para movimentação de terra, ou seja, clicando com o mouse na opção Sim do quadro Máquinas p/ movimentação terra, as novas opções de tratamento disponíveis são: - lançamento no solo, por inundação; - lagoas de estabilização. Neste caso, clicando na caixa de figura Dimensionar, o programa apresenta a janela de dimensionamento de Lagoas de Estabilização. CONCLUSÕES O software desenvolvido mostra-se uma importante ferramenta na escolha do tipo de tratamento de esgotos possíveis para pequenas comunidades e também no dimensionamento das opções fossa séptica e lagoas de estabilização. A facilidade de uso, aliada à versatilidade do programa, permite ao usuário tomadas de decisões rápidas na seleção do tipo de tratamento mais adequado às características do local e econômicas. A possibilidade de alteração imediata das características do local e econômicas, facilita a visualização das opções de tratamento possíveis, levando à uma seleção adequada e utilizando menos tempo na realização da tarefa. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. ABNT - ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS; NBR Projeto, construção e operação de sistemas de tanques sépticos, ABNT, GASI, T.M.T., BATALHA, B.H.L., KAWAI, H. et al; Opções para tratamento de esgotos de pequenas comunidades; CETESB, JORDÃO, E.P. e PESSOA, C.A.; Tratamento de esgotos domésticos, 3 a edição; ABES, o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 332