Saneamento Urbano TH419

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1 Universidade Federal do Paraná Arquitetura e Urbanismo Saneamento Urbano TH419 O Sistema de Esgoto Sanitário Profª Heloise G. Knapik 1

2 Tratamento de Esgotos Tecnologias Eficiências e níveis de tratamento Processos de tratamento Configurações Remoção de carga orgânica Remoção de Nutrientes Físicoquímicos Biológicos Viabilidade técnica, econômica e ambiental

3 Tratamento de Esgotos Sistema individual ou estático Local, individual ou para poucas residências Usualmente algum sistema de infiltração no solo. Funciona bem nas seguintes condições: - Pouca densidade populacional - Áreas rurais - Solo com boas condições de infiltração Obs. O nível d água deverá ser profundo para evitar contaminação com microrganismos patogênicos (p. ex. fossas sépticas, negras, infiltração direta)

4 Fossa séptica

5 Fossa séptica

6 Fossa séptica

7 Fossa séptica SUMIDOURO VALAS DE INFILTRAÇÃO 7

8 Tratamento de Esgotos Sistema coletivo ou dinâmico Coleta e afastamento dos esgotos da área servida Elevada densidade populacional meio urbano - Sistema unitário ou combinado - Sistema separador absoluto (Brasil) Esgotos domésticos Despejos industriais Águas de infiltração

9 Tratamento de Esgotos

10 TRATAMENTO DO LODO DE EFLUENTES DOMÉSTICOS 10

11 Características do lodo de ETEs Lodo gerado em ETAs Presença de produtos químicos (processos físicos de remoção) Lodo gerado em ETEs Presença de matéria orgânica/biomassa (processos físicos, biológicos e químicos) Composição básica do lodo da ETE depende de: Do efluente que será tratado Da técnica utilizada para tratar o esgoto Da eficiência obtida durante o tratamento 11

12 Características do lodo de ETEs Planejamento e gerenciamento do lodo Produção de lodo na fase líquida Descarte de lodo da fase líquida (remoção da linha de tratamento do lodo) Descarte do lodo na fase sólida (remoção da ETE para o local de disposição final ou reuso) 12

13 Características do lodo de ETEs Composição básica de lodo de ETEs: Sólidos (matéria orgânica e biomassa) Metais pesados Poluentes orgânicos variados Microrganismos patogênicos Gramas de sólidos secos/hab.dia: Europa: 82 Brasil: 35,64

14 Características do lodo de ETEs LODO PRIMÁRIO: Coloração cinza Extremamente viscoso (decanta com facilidade) Odor extremamente ofensivo Elevada concentração de patógenos Deve necessariamente ser adensado e digerido antes do descarte final

15 Características do lodo de ETEs LODO SECUNDÁRIO/BIOLÓGICO OU EXCEDENTE Coloração marrom e aparência floculenta Inofensivo odor de terra úmida, mas com tendência a tornar-se séptico, com geração de odores. Não se sedimenta facilmente Características de degradabilidade depende do sistema prévio de tratamento e/ou de processos de mistura com lodo primário

16 Descarte do lodo de ETEs Frequência de remoção em função das etapas de tratamento Sistema Intervalo de remoção (LP) Intervalo de remoção (LB) Tratamento primário convencional Horas - Tratamento primário fossa séptica Meses - Tanque (fossa) séptico + filtro anaeróbio Meses Meses Lagoa facultativa - Décadas Reator UASB + combinações - Semanas Lodos ativados convencional Horas Contínuo Lodos ativados aeração prolongada - Contínuo Lodos ativados conv. com remoção de N/P Horas Contínuo

17 Tratamento do lodo de ETEs ETAPAS DO TRATAMENTO DA FASE SÓLIDA Adensamento/espessamento Estabilização Condicionamento Desaguamento Higienização Disposição final

18 Tratamento do lodo de ETEs Adensamento: remoção da umidade (remoção de volume) Adensamento por gravidade Flotação Centrífuga Filtro prensa de esteiras Adensador de Lodo por Gravidade ETE Barueri, SP

19 Tratamento do lodo de ETEs Estabilização: remoção da matéria orgânica (redução de sólidos voláteis) Digestão anaeróbia Digestão aeróbia Tratamento térmico Estabilização química Digestor Anaeróbio de Lodo ETE Barueri, SP

20 Tratamento do lodo de ETEs Desaguamento: remoção de umidade (redução de volume) Leitos de secagem Lagoas de lodo Filtros prensa, centrífuga Filtros a vácuo, secagem térmica Leito de secagem ETE Menino Deus, Curitiba

21 Tratamento do lodo de ETEs Higienização: remoção de organismos patogênicos Adição de cal Tratamento térmico Compostagem Oxidação úmida, solarização, etc Tratamento térmico

22 Tratamento do lodo de ETEs Disposição final: destinação final dos subprodutos Reciclagem agrícola, aterro sanitário Recuperação de áreas degradadas Landfarming (disposição no solo) Uso não agrícola (lajotas, combustível) Depende da tecnologia de tratamento utilizada!!!

23 Tecnologias de estabilização e disposição final do lodo de ETEs Digestão anaeróbia/aeróbia Biossólido apto para ser utilizado (após tratamento) na agricultura, condicionador de solos e fertilizantes Tratamento químico (alcalinização) Utilizado na agricultura ou na cobertura de aterro sanitário Compostagem Produto tipo terra vegetal para uso em viveiros, horticultura e paisagismo Secagem térmica (peletização) Elevado teor de sólidos, presença de nitrogênio e livre de patógenos indicado para uso irrestrito na agricultura

24 Disposição final do lodo de ETEs DESCARGA OCEÂNICA Disposição de esgotos no mar, após pré-condicionamento, através de emissários oceânicos ou de navios lameiros. Disposição sem fins benéficos. Vantagens: baixo custo Desvantagem: poluição de águas, flora e fauna oceânicas

25 Disposição final do lodo de ETEs INCINERAÇÃO Decomposição térmica via oxidação (queima na presença de oxigênio), convertendo os sólidos em dióxido de carbono, água e cinzas. Disposição sem fins benéficos. Vantagens: redução drástica de volume, esterilização Desvantagem: custos elevados, disposição das cinzas, poluição atmosférica

26 Disposição final do lodo de ETEs ATERRO SANITÁRIO Disposição de resíduos em valas ou trincheiras, compactadas e recobertas com solo. Aterro sanitário exclusivo ou co-disposto com resíduos sólidos urbanos. Disposição sem fins benéficos. Vantagens: baixo custo Desvantagem: necessidade de grandes áreas, localização próxima a centros urbanos, características especiais do solo, isolamento ambiental, produção de gases e percolado, dificuldade de reintegração da área após desativação.

27 Disposição final do lodo de ETEs LANDFARMING DISPOSIÇÃO SUPERFICIAL NO SOLO O substrato orgânico é degrada biologicamente na camada superior solo. A parte inorgânica é transformada ou fixada nessa mesma camada de solo. Disposição sem fins benéficos. Vantagens: Degradação microbiana, baixo custo, disposição de grandes volumes por unidade de área. Desvantagem: Acúmulo de metais pesados e elementos de difícil disposição no solo, possibilidade de contaminação do lençol freático, liberação de odores, presença de vetores.

28 Disposição final do lodo de ETEs RECUPERAÇÃO DE ÁREAS DEGRADADAS Disposição em locais drasticamente alterados (p. ex. mineração), para recuperar a matéria orgânica e atividade microbiológica. Disposição com fins benéficos. Vantagens: Resultados positivos sobre a reconstituição do solo e flora. Desvantagem: Odores, limitações de composição e uso, contaminação do lençol freático, fauna e flora.

29 Disposição final do lodo de ETEs RECICLAGEM AGRÍCOLA Disposição em solos agrícolas em associação ao plantio de culturas. Disposição com fins benéficos. Vantagens: grande disponibilidade de áreas, efeitos positivos sobre o solo, solução a longo prazo, potencial como fertilizante, resposta positiva das culturas ao uso. Desvantagem: Contaminação do solo com metais, contaminação dos alimentos com elementos tóxicos e organismos patogênicos, odores

30 Alternativas ecológicas & descentralizadas JARDINS FILTRANTES, ILHAS FLUTUANTES E WETLANDS

31 Jardins Filtrantes 5 princípios dos jardins filtrantes: Tratamento Paisagístico Biodiversidade Econômico Gestão Exemplo de uso do jardim filtrante no Brasil: MSD (Merck Sharp and Dohme) indústria farmacêutica, Distrito de Sousas, em Campinas

32 Jardins Filtrantes Princípio do método: Capacidade de filtragem das raízes em jardins Tratamento biológico Decomposição da matéria orgânica Lagoa de polimento (desinfecção via raios solares) 30% mais barato que uma ETE convencional

33 Jardins Filtrantes Aplicável para tratar: Esgotos domésticos e efluentes industriais Composto fertilizante Condicionar lodos de ETEs Biorremediação de solos Revitalizar rios e lagos Fábrica da GM em Joinvile

34 Ilhas Flutuantes (FTWs: Floating Treatment Wetlands)

35 Ilhas Flutuantes (FTWs: Floating Treatment Wetlands) Área de decomposição ativa: formação de biofilme Área de contato entre as raízes das plantas e a água Aeração e circulação da água Fonte:

36 Wetlands Construídos Sistemas projetados e aplicados para: Tratamento secundário e terciário de esgoto Purificação de grandes volumes de água Abastecimento de água industrial e urbana Baixo custo de implantação e manutenção

37 Wetlands Construídos Fonte: Sezerino et al. (2015): Experiências brasileiras com wetlands construídos aplicados ao tratamento de águas residuárias: parâmetros de projeto para sistemas horizontais Sistema Sustentável de Tratamento de Esgoto - UFMG

38 Wetlands Construídos Sistema Horizontal Remoção de 90% de DBO5 Remoção de 90% de SS Remoção de 20% de NH3 Remoção de 30% de P Relação de 2m²/pessoa Fonte: Sezerino et al. (2015) &

39 Eficiência de remoção de DBO em Sistemas convencionais:

40 Wetlands Construídos Sistema Vertical Remoção de 72% de DQO Remoção de 70% de SS Remoção de 78% de NH3 Relação de 1.2m²/pessoa Fonte: Sezerino et al. (2015) &

41 Tratamento por zonas de raízes Propriedade rural no Caminho do Vinho, São José dos Pinhais

42 Alternativas ecológicas BANHEIRO SECO E BACIAS DE EVAPOTRANSPIRAÇÃO

43 Banheiro seco Aplicável quando... Situações em que não exista ainda nenhum tipo de sanitário Lugares com escassez de água Desejo da comunidade/casa em uma sustentabilidade extrema

44 Banheiro seco Funcionamento: Apenas material seco (separação da urina) Fossas, Bacias de evapotranspiração Adição de serragem (relação C/N) Compostagem do material

45 Bacias de evapotranspiração Funcionamento: Fossa das Bananeiras Águas negras (bacia sanitária) Sistema fechado Percolação, filtração e evapotranspiração Águas cinzas deverão ser encaminhadas para outro sistema (p. ex. filtro biológico)

46

47 Exemplos Internacionais Sena, França RECUPERAÇÃO DE RIOS URBANOS

48 Rio Sena, Paris Poluição industrial e esgoto doméstico Biologicamente morto em 1960 Investimento em coleta e tratamento de esgotos Princípio do poluidor - pagador 1 bilhão de Euros arrecadados por ano e investidos na despoluição

49 Jardins Filtrantes no rio Sena 5 princípios dos jardins filtrantes: Tratamento Paisagístico Biodiversidade Econômico Gestão Despoluição do rio Sena, França Estoque de água limpa para situações de emergência 30 mil m³

50 Exemplos Internacionais Tâmisa, Londres RECUPERAÇÃO DE RIOS URBANOS

51 Rio Tâmisa Local: cidade de Londres População: > 8 milhões de habitantes Área de drenagem: aprox km² Poluição Doenças de veiculação hídrica Enchentes recorrentes Percepção, pela população, de que o rio é fundamental para a vida na cidade.

52 1957: O rio foi decretado biologicamente morto. 1958: Ações coordenadas para acabar com a poluição: construção de rede de coleta e tratamento de esgotos Na década de 70: melhoria gradativa da qualidade da água 1980: Construção da Barragem do Tâmisa para diminuir enchentes Retirada dos materiais que impermeabilizavam as margens São recolhidos atualmente 30 toneladas de lixo por dia (sistemas de barcas) Tecnologia + Investimento = 50 anos para a recuperação

53 Problema no Tâmisa: sistema unitário População Chuvas + intensas Excede a capacidade de esgotamento

54 Thames Tideway Tunnel Tunel de 25 km e diâmetro interno de 7,2 m. Coleta e armazenamento do escoamento superficial e de esgoto não tratado (39 milhões de toneladas por ano) Início: 2016 & Previsão de término: 2013 Custo: 4.2 bilhões (R$ 24 bilhões ) O efluente coletado será encaminhado para a estação de tratamento de esgoto e posteriormente lançado no rio novamente Instituições envolvidas: Prefeitura e Empresa de Saneamento de Londres

55 Para saber mais... Wetlands construídos Livro: Wetland Construído no tratamento de esgotos sanitários (Douglas et al., 2015) Jardins Filtrantes Banheiro seco e bacia de evapotranspiração

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