SISTEMAS PREDIAIS DE ESGOTAMENTO SANITÁRIO. Professor Daniel Costa dos Santos

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1 SISTEMAS PREDIAIS DE ESGOTAMENTO SANITÁRIO Professor Daniel Costa dos Santos

2 SISTEMA PREDIAL DE ESGOTO SANITÁRIO 1 Função 2 Estrutura Básica 3 Dimensionamento

3 1 Função Coleta: coleta segura do esgoto; Transporte: afastamento rápido do esgoto; Ventilação: evitar maus odores; Tratamento e Disposição: proteção sanitária e ambiental;

4 2 Estrutura Coleta: Aparelhos sanitários, caixas secas, caixas sifonadas; Transporte: Tubulações para esgotamento; Ventilação: Tubulações para proteção dos desconectores e para escoamento dos gases; Tratamento e Disposição: Esgoto bruto ou tratado;

5 2 Estrutura: Ilustração

6 2.1 Coleta Bacias Sanitárias; Lavatórios; Banheiras; Tanques; Caixas Secas; Caixas Sifonadas; Desconectores; etc.;

7 Desconectores

8 Desconectores

9 Desconector: Bacia Sanitária

10 2.2 Tubulações de Transporte

11 2.3 Tubulações de Ventilação Sistema Totalmente Ventilado Sistema Parcialmente Ventilado C/ Colunas de Ventilação Tubo de Queda Único Detalhamento dos Ambientes

12 SPES Totalmente Ventilado (ILHA, 2005)

13 SPES Totalmente Ventilado (ILHA, 2005)

14 SPES Parcialmente Ventilado (ILHA, 2005)

15 SPES Parcialmente Ventilado (ILHA, 2005)

16 Obs: Detalhes nos Ambientes

17 Obs: Detalhes nos Ambientes

18 Obs: Detalhes nos Ambientes

19 Obs: Detalhes nas Edificações Térreas

20 Obs: Detalhes nas Edificações Térreas

21 Fenômenos Ocorrentes Auto-Sifonagem; Sifonagem Induzida; Sobrepressão.

22 Escoamento no Sifão

23 Escoamento na Caixa Sifonada

24 Escoamento na Bacia Sanitária

25 Escoamento Esgoto/Ar no TQ

26 Auto-sifonagem

27 Sifonagem Induzida

28 Sifonagem Induzida

29 Zonas de Sobrepressão

30 Auto-sifonagem, Sifonagem Induzida e Sobrepressão

31 Conexão do Ramal de Ventilação

32 Conexão do Ramal de Ventilação

33 2.4 Tratamento e Disposição Existência de rede coletora: lançamento na rede coletora, tratamento centralizado e disposição final; Inexistência de rede coletora: tratamento do esgoto no lote antes da disposição final.

34 Tratamento do Esgoto no Lote Ex: Tanque Séptico, Filtro Anaeróbio e Sumidouro

35 3 Dimensionamento Vazão de Projeto: Unidades Hunter de Contribuição Tubulações de transporte: ramal de descarga, ramal de esgoto, tubo de queda, subcoletor e coletor; Tubulações de ventilação: sub-ramais, ramais e colunas; Tratamento do esgoto no lote e disposição.

36 TANQUE SÉPTICOS E COMPLEMENTARES

37 1. Fossa Séptica Câmaras de tratamento de esgoto cujo funcionamento é composto das seguintes fases: Retenção do esgoto: 24 a 12 horas; Decantação: 60 a 70% dos sólidos em suspensão; Digestão anaeróbia do lodo; Redução do volume do lodo. Eficiência de Remoção: - DBO: 35 a 55% - Sólidos Suspensos: 20 a 90% - Óleos e Graxas: 70 a 90%

38 1.1 Funcionamento da Fossa Séptica

39 1.2 Tipos e Dimensionamento das Fossas Sépticas Câmara Única e Câmara em Série - Segundo a ABNT NBR 7229/1993: V = N (C.T + K.Lf) - Geometria dos Tanques: Diâmetro mínimo: 1,10 m Largura mínima: 0,80 m 2,0 < C/L < 4,0

40 1.2 Tipos e Dimensionamento das Fossas Sépticas Câmara Sobreposta V = V1 + V2+ V3+ V4+ V5 - Geometria dos Tanques: Diâmetro mínimo: 1,20 m Altura mínima: 1,20 m

41 1.3 Fossa Séptica de Câmara Única

42 1.4 Fossa Séptica de Câmara em Série

43 FONTE:

44 FONTE:

45 1.5 Fossa Séptica de Câmara Sobreposta

46 1.6 Tratamentos Complementares Sumidouro; Valas de Infiltração; Valas de Filtração; Filtro Anaeróbio.

47 Sumidouro Poço escavado verticalmente no solo com paredes revestidas de alvenaria ou anéis pré-moldados de concreto furados, com ou sem enchimento de pedra britada utilizado como unidade de depuração e disposição final de efluentes.

48 Vista em Planta do Sumidouro

49 Corte Esquemático do Sumidouro

50 Sumidouro - Dimensionamento Dimensões: f(características de absorção do solo) A = Q/ C INF. - Área de infiltração: área vertical (abaixo da tubulação de entrada) acrescida da superfície do fundo. - C INF : coeficiente de infiltração do solo. Volume útil do sumidouro volume útil da fossa séptica. Diâmetro interno mínimo: 0,30 m. Distância mínima do fundo do sumidouro ao lençol freático: 1,50 m.

51 Coeficiente de Infiltração R (L/m 2 /d) A (m 2 ) = Q (m 3 /d) / R

52 1.6.2 Valas de Infiltração Unidade de disposição de efluentes no solo constituída de tubos perfurados, envolvidos com pedras britadas, que distribuem o efluente ao longo da vala promovendo a infiltração subsuperficial.

53 Valas de Infiltração Planta e Corte Esquemáticos

54 Valas de Infiltração Corte Esquemático

55 VALAS DE INFILTRAÇÃO: FONTE:

56 Valas de Infiltração Dimensionamento e Aspectos Construtivos A = Q/ C INF. C = A / L - Largura Mínima: 0,30 m. - Altura: 0,40 a 0,90 m. - Comprimento máx. da vala: 30 m. Número de valas: 2 a 10. Declividade do tubo: 0,003 m/m Distância mínima do fundo da vala ao nível do lençol freático: 1,50m.

57 1.6.3 Valas de Filtração Valas constituídas por uma tubulação distribuidora de efluentes apoiada sobre um leito de areia seguida de uma tubulação receptora (ambas perfuradas).

58 Vala de Filtração - Planta e Corte Esquemáticos

59 Vala de Filtração Corte Esquemático

60 Valas de Filtração Dimensionamento e Aspectos Construtivos A = Q/ C inf. C = A / L - Comprimento mín. total: 25 m. Número mínimo de valas: 2 Declividade do tubo: 0,001 a 0,003 m/m Distância mínima do fundo da vala ao nível do lençol freático: 1,50m.

61 2. Filtros Anaeróbios Caracteriza-se por um reator contendo parte do seu volume preenchido com material inerte sobre o qual ficam aderidos microrganismos. Indicados para tratamento de esgotos pouco solúveis ou como pós-tratamento de unidades anteriores.

62 2.1 Filtros Anaeróbios - Classificação Filtros Anaeróbios de Fluxo Horizontal Filtros Anaeróbios de Fluxo Ascendente Filtros Anaeróbios de Fluxo Descendente

63 2.2 Filtros Anaeróbios de Fluxo Ascendente

64 2.3 Filtro Anaeróbio Detalhe da Laje de Fundo

65 Tanque e Filtro FONTE:

66 2.4 Filtro Anaeróbio - Dimensionamento Dimensionamento (ABNT): - Parâmetro de Projeto: tempo de detenção hidráulica Cálculo do volume V = 1,6. N. C. T V volume total do filtro (m 3 ) N número de pessoas ou unidades de contribuição (hab. Ou unid.) C contribuição de esgotos TDH tempo de detenção hidráulica Cálculo da seção horizontal A = V/H

67 2.5 Filtros Anaeróbios Eficiência e Concentração do Efluente Final Eficiência (relação empírica) E = 100 x ( x TDH ) E eficiência do filtro anaeróbio (%) TDH tempo de detenção hidráulica (h) 0.87 cte empírica (coeficiente do sistema) 0.50 cte empírica (coeficiente do meio suporte) Concentração do Efluente Final S = S 0 E x S 0 /100 S concentração de DBO/DQO efluente (mg/l) S 0 - concentração de DBO/DQO afluente (mg/l) E eficiência de remoção de DBO/DQO (%)

68 UTILIZAÇÃO DE FONTES ALTERNATIVAS DE ÁGUA: ÁGUA CINZA 1 Conceitos ÁGUA ORIUNDA DO LAVATÓRIO, CHUVEIRO, BANHEIRA, MÁQUINA DE LAVAR ROUPA E TANQUE.

69 UTILIZAÇÃO DE FONTES ALTERNATIVAS DE ÁGUA: ÁGUA CINZA 2 Disponibilidade e Demanda 2.1 Avaliação Quantitativa

70 UTILIZAÇÃO DE FONTES ALTERNATIVAS DE ÁGUA: ÁGUA CINZA 2 Disponibilidade e Demanda 2.2 Avaliação Qualitativa (p.33)

71 UTILIZAÇÃO DE FONTES ALTERNATIVAS DE ÁGUA: ÁGUA CINZA Tabela 5: Síntese dos Resultados para Água Cinza e Critérios Qualitativos Características Observadas Parâmetros CH 4 MLR 4 CS 1 LV/TQ/CH 2 CH/LV 3 ph ,7 7,5 DBO (mg/l) Turbidez (NTU) Colif. Totais (NPM/100 ml) 3.5x x x Colif. Fecal (NPM/100 ml) 1.1x x x Cloro Total (mg/l) 0.12 < OD (mg/l) ,1 4,4 DQO (mg/l) Temperatura Cor (UH) Fósforo (mg/l) ,70 0,35 3,35 Obs: CH: Água do Banho de Chuveiro Coletada na Bacia Esterilizada; MLR: Máquina de Lavar Roupas CS: Caixa Sifonada para Chuveiro e Lavatório; LV: Lavatório; TQ: Tanque; SST: Sólidos Suspensos Totais; 1 ZABROCKI (2002); 2 PETERS (2006); 3 RAPOPORT (2004); 4 SANTOS et al (2007)

72 UTILIZAÇÃO DE FONTES ALTERNATIVAS DE ÁGUA: ÁGUA CINZA: Legislação Internacional Tabela 6: Critérios Usos Urbanos Não Potáveis Critérios para Uso Urbano SAUTCHUK et al USEPA Austrália Flórida Parâmetros (2005) Brasil, ANA (usos urbanos) (irrigação e BS) (usos não potáveis) ph DBO (mg/l) 10,0 10,0 20,0 15,0 SST (mg/l) 5,0 Turbidez(NTU) 2,0 2 2,0 Colif. Totais (NPM/100 ml) 3,0 Colif. Fecal (NPM/100 ml) ND ND 10,0 2,2 Cloro Total Cloro residual Cloro residual Cloro residual (mg/l) 1.0 mgl 0,5 mgl 1.0 mgl Cor (UH) 10 Fósforo (mg/l) 0,1

73 UTILIZAÇÃO DE FONTES ALTERNATIVAS DE ÁGUA: ÁGUA CINZA 3.2 Legislação e Normas no Brasil.Conselho Nacional de Recursos Hídricos - CNRH, Resolução Nº 54/ Curitiba, Lei Nº /2003, que Cria no Município de Curitiba o Programa de Conservação e Uso Racional da Água nas Edificações PURAE. (p.21)

74 UTILIZAÇÃO DE FONTES ALTERNATIVAS DE ÁGUA: ÁGUA CINZA Concepção e Projeto (p.39) Referente a configuração básica de um sistema de utilização da água cinza, a mesma consta basicamente do subsistema de coleta da água servida, do subsistema de condução da água (ramais, tubos de queda e coletores), da unidade de tratamento da água (gradeamento, decantação, filtro e desinfecção) e do reservatório de acumulação. Pode ainda ser necessário um sistema de recalque, o reservatório superior e a rede de distribuição.

75 EDIFICAÇÕES UNIFAMILIARES (p.40)

76 Opções para reuso de águas cinzas

77 SISTEMAS EM EDIFÍCIOS CONDICIONANTES 1 PARA TIPO A e B: Há risco de uso acidental de AC. Recomenda-se colorir a mesma. Deve ser evitada a conexão cruzada. Deve ser evitada a retrossifonagem. Para tanto, devem ser garantidas a pressões mínimas nas tubulações. Faz-se importante a orientação do usuário quando no uso de AC. 1 KIBERT, 1994

78 Sistemas em Edifícios TVP1 TQAC TVP2 TVP3 RSAC TQ1 TQ2 TQ3 BS CH,LV PIA TA RV BS CH,LV PIA TA CV1 BS CH,LV PIA TA BS CH,LV PIA TA CGC CIG STAC RIAC RC SUB-SOLO

79 Sistemas em Edifícios VÁLVULA DE INSPEÇÃO ALTO NÍVEL DE ÁGUA VÁLVULA DA BOIA CAMADA ATMOSFÉRICA DE SEPARAÇÃO RESERVATÓRIO DE ÁGUA POTÁVEL BAIXO NÍVEL DE ÁGUA RESERVATÓRIO DE ÁGUA NÃO-POTÁVEL FORNECIMENTO DE ÁGUA NÃO POTÁVEL BOMBA

80 UTILIZAÇÃO DE FONTES ALTERNATIVAS DE ÁGUA: ÁGUA CINZA 5 Dimensionamento (p.45) Referente a configuração básica de um sistema de utilização da água cinza, a mesma consta basicamente do subsistema de coleta da água servida, do subsistema de condução da água (ramais, tubos de queda e coletores), da unidade de tratamento da água (gradeamento, decantação, filtro e desinfecção) e do reservatório de acumulação. Pode ainda ser necessário um sistema de recalque, o reservatório superior e a rede de distribuição.

81 UTILIZAÇÃO DE FONTES ALTERNATIVAS DE ÁGUA: ÁGUA CINZA 5.1 Balanço Hídrico (p.45) A avaliação do Balanço Hídrico possibilita comparar os volumes gerados de água cinza pelas fontes com os volumes demandados de água cinza pelos aparelhos sanitários. Nesse ponto, é fundamental o conhecimento da parametrização do consumo, conforme já abordado no item 2.1, pois será pelo conhecimento das parcelas consumidas por aparelho sanitário é que se poderá vislumbrar a relação demanda x disponibilidade.

82 UTILIZAÇÃO DE FONTES ALTERNATIVAS DE ÁGUA: ÁGUA CINZA 5.2 Caracterização da Água Cinza (p. 48) Neste caso, é fundamental a caracterização da água cinza a ser utilizada, tanto para o projeto quanto para o monitoramento. No entanto, não havendo a caracterização da água cinza específica que será utilizada, podem ser utilizados dados de bibliografia. No entanto, essa utilização deve ser feita com atenção ao fato que a caracterização adotada da bibliografia deve ser significativamente similar com relação às fontes de água cinza e usos previstos.

83 UTILIZAÇÃO DE FONTES ALTERNATIVAS DE ÁGUA: ÁGUA CINZA 5.3 Dimensionamento das Unidades Tubulações: Coleta, Transporte, Ventilação e Distribuição Tratamento

84 UTILIZAÇÃO DE FONTES ALTERNATIVAS DE ÁGUA: ÁGUA CINZA Tratamento (p.57) Tratamento das Águas Tratamento das Águas Cinzas

85 Riscos relativos associados à fonte de água cinza, aos métodos de irrigação, aos usos e ao acesso ao público. (Fonte: EACT, 2006)

86 UTILIZAÇÃO DE FONTES ALTERNATIVAS DE ÁGUA: TRATAMENTO ÁGUA CINZA Tabela 16: Síntese dos Resultados para Água Cinza e Critérios Qualitativos Características Observadas Critérios para Uso Urbano Parâmetros CH MLR CS 1 LV/TQ/CH 2 CH/LV 3 et al (2005) SAUTCHUK USEPA 2004 ph ,7 7, DBO (mg/l) ,0 10,0 SST (mg/l) 5,0 Turbidez ,0 2 (NTU) Colif. Totais 3.5x x x (NPM/100 ml) Colif. Fecal 1.1x x x ND ND (NPM/100 ml) Cloro Total (mg/l) 0.12 < Cloro residual 1.0 mgl OD (mg/l) ,1 4,4 DQO (mg/l) Temperatura Cor (UH) Fósforo (mg/l) ,70 0,35 3,35 0,1 CH: Água do Banho de Chuveiro Coletada na Bacia Esterilizada; MLR: Máquina de Lavar Roupas CS: Caixa Sifonada para Chuveiro e Lavatório; LV: Lavatório; TQ: Tanque; SST: Sólidos Suspensos Totais; 1 ZABROCKI (2002); 2 PETERS (2006); 3 RAPOPORT (2004)

87 UTILIZAÇÃO DE FONTES ALTERNATIVAS DE ÁGUA: TRATAMENTO ÁGUA CINZA Em alguns países são encontradas configurações de tratamento de água cinza, a saber, de acordo com PROSAB 4: Austrália: Grade Grossa e Filtro + Lodos Ativados + Cloração; Suécia: Filtro de Pedras + Lagoas + Filtro de Areia; Alemanha: Decantação + Biodisco + UV; Inglaterra: Filtração Simples ou Dupla + Cloração; Inglaterra: Grade e Filtro + Membrana; Inglaterra: Grade e Biofiltro Aerado Submerso (BAS); Brasil (prédio): Peneira + Reator Anaeróbio + BAS + Filtro de Areia + Cloração Brasil (residência): Grade Fina + Filtro Aeróbio com Leito de Brita + Cloração

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89 Fluxograma da Estação de Tratamento de Águas Cinzas (ETAC). Fonte: Gonçalves et al, 2004.

90 Vista superior da ETAC da UFESVista superior da ETAC da UFES

91 Esquema ilustrativo do sistema de reúso de água cinza UFSC.

92 Wetlands

93 DESINFECÇÃO COM CLORO Mais utilizado no mundo inteiro Brasil: maior domínio tecnológico e economicamente viável. Alto poder oxidante. Geração de subprodutos como as cloraminas. Variáveis importantes: tempo de contato e concentração.

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