Saneamento Urbano II TH053

Transcrição

1 Universidade Federal do Paraná Arquitetura e Urbanismo Saneamento Urbano II TH053 O Sistema de Esgoto Sanitário Profª Heloise G. Knapik 1

2 Grau de tratamento do efluente - Características de uso de água a jusante do ponto de lançamento - Capacidade de autodepuração - Características e condições do despejo $$$ 2

3 Grau de tratamento do efluente $$$ Como determinar o grau de tratamento necessário? - Verificação da diluição local/ Mistura no rio - Estudo da autodepuração (modelagem) - Atendimento da legislação (CONAMA 430/11, complemento da 357/05) 3

4 Autodepuração de rios

5 Tipos de sistemas SISTEMA DE ESGOTAMENTO SANITÁRIO 5

6 Sistema de esgotos urbanos Rede de tubulações destinadas a transportar os esgotos; Elementos acessórios, tais como poços de visitação, estações de recalque, etc; Estações de tratamento de esgotos

7 Tipos de esgotamento sanitário Sistema individual ou estático Local, individual ou para poucas residências

8 Tipos de esgotamento sanitário 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)

9 Fossa séptica

10 Fossa séptica

11 Fossa séptica

12 Fossa séptica VALAS DE INFILTRAÇÃO SUMIDOURO Quando existe rede coletora de esgotos, é obrigatória a ligação e a desativação do sistema de tratamento independente (fossa, filtro e sumidouro) [SANEPAR]

13 Tipos de esgotamento sanitário Sistema coletivo ou dinâmico Coleta e afastamento dos esgotos da área servida

14 Tipos de esgotamento sanitário 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

15 Tipos de esgotamento sanitário Sistema unitário Sistema separador absoluto

16 Tipos de esgotamento sanitário Sistema Unitário Esgoto Águas pluviais Galeria única

17 Desvantagens do Sistema Unitário Custos iniciais elevados Grandes dimensões das canalizações Riscos de refluxo de esgoto sanitário para o interior das residências, por ocasião de cheias Extravasamento sem tratamento nas ETES na ocorrência de grandes cheias Possível ocorrência de mal cheiro proveniente de bocas de lobo e demais pontos do sistema O regime de chuvas torrencial no país demanda tubulações de grandes diâmetros, com capacidade ociosa no período seco.

18 Problema no Rio Tâmisa (Londres): Sistema Unitário População Chuvas + intensas Excede a capacidade de esgotamento

19 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

20 Problema no Rio Sena (Paris) : Sistema Unitário Investimento em coleta e tratamento de esgotos Técnica de jardins filtrantes estoque de água limpa Princípio do poluidor - pagador 1 bilhão de Euros arrecadados por ano e investidos na despoluição 30 mil m³ Estoque de água limpa para situações de emergência

21 Tipos de esgotamento sanitário Sistema Separador Absoluto Esgoto Águas pluviais

22 Vantagens do Sistema Separador Absoluto Afastamento das águas pluviais facilitado (menores distâncias) Menores dimensões das canalizações de esgoto sanitário Utilização de diferentes tipos de materiais nas tubulações Redução de custos e prazos de construção Melhoria das condições de tratamento do esgoto sanitário Possibilidade de efetuar a obra em diferentes etapas Não ocorrência de extravasamento dos esgotos nos períodos de chuva intensa

23 Detecção de ligações clandestinas Injeção de corantes e acompanhamento na ligação predial e na rede de drenagem urbana 23

24 Detecção de ligações clandestinas Uso de câmeras ou robôs para monitorar as redes de esgoto e de drenagem pluvial 24

25 Sistema de esgotamento sanitário Dimensionamento do sistema Cálculo da rede Vazão e carga poluidora Tecnologias para tratamento Eficiências e níveis de tratamento Processos de tratamento Configurações Remoção de carga orgânica Remoção de Nutrientes Físicoquímicos Biológicos

26 Instalações, requisitos, operação REDE COLETORA DE ESGOTOS 26

27 Rede Coletora de Esgotos Critérios Funcionamento por gravidade, mas respeitando os critérios de declividade mínima e máxima quando não é possível, utilizam-se estações elevatórias Defasagem das contribuições amortecimento das vazões máximas Velocidade mínima para o escoamento: 0,5 m/s (evitar a deposição, decomposição e odores) Velocidade máxima para o escoamento: 4 m/s (evitar a erosão nos tubos) Localização dos acessórios Norma ou de acordo com o tamanho da rede/necessidades locais

28 Sistema de esgoto ligação predial 28

29 Rede de esgoto e estrutura viária Rede de drenagem pluvial Rede de água Rede de esgoto

30 Partes do Sistema

31 Partes do Sistema

32 Partes do Sistema Rede Coletora Ligação predial Coletor de esgoto

33 Partes do Sistema Rede Coletora Coletor principal Coletor tronco

34 Partes do Sistema - Acessórios Poços de visitação Tubos de inspeção e limpeza Caixas de passagem

35 Partes do Sistema Estação Elevatória Para alcançar cotas disponíveis/ vencer desníveis Evitar o aprofundamento excessivo da rede

36 Partes do Sistema - Emissário Tubulação que recebe as contribuições de esgoto e lançam diretamente na ETE ou no receptor final Exemplo: emissário que leva o esgoto até a ETE Barueri (4,4 milhões de habitantes), na Grande São Paulo, construído em um túnel com cerca de 12,4 km de extensão, 4,5 m de diâmetro e um desnível de 30 m

37 Partes do Sistema Emissário submarino Utilizado em cidades litorâneas Autodepuração nos oceanos

38 Partes do Sistema Estação de Tratamento

39 Tipos de efluentes, estimativas de vazões e de cargas ORIGEM DOS EFLUENTES E DIMENSIONAMENTO 39

40 Origem dos Esgotos Esgotos domésticos Despejos industriais Águas de infiltração Importante analisar de forma separada a origem dos esgotos para a caracterização qualitativa e quantitativa dos esgotos que chegam à ETE

41 Origem dos esgotos Vazão de esgotos domésticos Calculada com base no consumo de água da respectiva localidade (residências, comércio e instituições) Consumo de água função da população de projeto e do consumo médio per capita (QPC) Necessário calcular a vazão média e as vazões máxima e mínima para fins hidráulicos e de projeto (1) Estudos populacionais (2) Consumo médio de água (3) Vazão média de esgoto (4) Variações de vazão: máxima e mínima

42 Origem dos esgotos Vazão de esgotos domésticos: (1) ESTUDOS POPULACIONAIS (a) Índice de atendimento ou cobertura (b) Projeção populacional (c) População flutuante Início de plano Final de plano

43 Origem dos esgotos Vazão de esgotos domésticos: (2) CONSUMO MÉDIO DE ÁGUA Várias formas de cálculo da Quota per capita QCP : relação com renda, número de habitantes, etc. QPC (L/hab.dia) Vazão consumida e não a vazão produzida Perdas no sistema

44 Origem dos esgotos Vazão de esgotos domésticos: (2) CONSUMO MÉDIO DE ÁGUA Porte da comunidade Faixa da população (hab) Consumo per capita (QPC) (L/hab.dia) Povoado rural < Vila Pequena localidade Cidade média Cidade grande >

45 Origem dos esgotos Vazão de esgotos domésticos: (2) CONSUMO MÉDIO DE ÁGUA Fator de influência Disponibilidade de água Clima Porte da comunidade Condições econômicas da comunidade Grau de industrialização Medição do consumo residencial Custo da água Pressão da água Comentário Em locais de escassez de água o consumo tende a ser menor Climas mais quentes induzem a um maior consumo Cidades maiores geralmente apresentam maior QPC Melhor nível econômico associa-se a maior consumo Localidades industrializadas apresentam maior consumo Presença de medição inibe um maior consumo Custo mais elevado reduz o consumo Elevada pressão no sistema de distribuição induz a maiores gastos

46 Origem dos esgotos Vazão de esgotos domésticos: (3) VAZÃO MÉDIA DE ESGOTOS Do total de água consumida, nem tudo retorna à rede coletora de esgotos: Parcela incorporada à rede pluvial (água para irrigar jardins, lavagem de carros, etc) Ligações clandestinas diretas na rede pluvial Infiltração Ex. para 40% de perdas e 80% de coeficiente de retorno: de 100 m³/d produzidos, apenas 60 m³/d são consumidos e destes, 48 m³/d retornam na forma de esgotos

47 Origem dos esgotos Vazão de esgotos domésticos: (4) VARIAÇÕES DE VAZÃO VAZÕES MÁXIMA E MÍNIMA Consumo de água Geração de esgotos Variações horárias/ diárias/ sazonais (coeficientes K1, K2 e K3) Grandes variações podem ser devidas à entrada irregular de águas de chuva na rede de coleta de esgotos

48 Origem dos esgotos Vazão de esgotos industriais Função do tipo e porte da indústria, processo, grau de reciclagem/ reuso da água, adoção de práticas de conservação da água, etc. Cadastro de grandes usuários: consumo de água e geração de efluentes Hidrograma difere do hidrograma doméstico: função do horário de funcionamento da indústria, tipo de produção, etc.

49 Origem dos esgotos Vazão de infiltração Tubos defeituosos, juntas, paredes de poços de visita Fatores que influenciam na quantidade de água infiltrada: Extensão da rede coletora, diâmetro das tubulações, área servida, tipo de solo, profundidade do lençol freático, topografia, densidade populacional (nº de conexões por unidade de área) Valores medidos ou tabelados

50 Origem dos esgotos - Dimensionamento Vazão de esgoto total média = Somatório das parcelas (doméstico, industrial e de infiltração) Início de plano Final de plano População Índice de atendimento Projeção de variação de consumo médio per capita Crescimento industrial

51 Esgotos Carga a ser tratada CARGA PER CAPITA: Contribuição de cada indivíduo por unidade de tempo (g/hab.dia) Carga orgânica e de nutrientes Estimativa em função da população Definição dos processos de tratamento

52 Tratamento de Esgotos Dimensionamento Vazão e carga poluidora Cálculo da rede Vazão doméstica Vazão industrial Vazão de infiltração Estudos populacio nais Consumo médio de água Vazão média de esgoto Equivalente pop. Relações dimensionais entre carga e concentração

53 Tipos de tratamento Tratamento preliminar (sólidos em suspensão grosseiros) Tratamento primário (sólidos em suspensão sedimentáveis e parte da matéria orgânica) Tratamento secundário (remoção de carga orgânica e eventualmente nutrientes) Tratamento terciário (remoção de carga de nutrientes e poluentes específicos metais pesados, tóxicos) Tratamento e disposição final do lodo Processos Físicos Processos Químicos Processos Biológicos

54 Tipos de tratamento

55 Escolha dos processos de tratamento Depende de uma série de fatores, tais como: Eficiência de remoção requerida (função de padrões de lançamento, corpo receptor, enquadramento, reuso, etc) Área disponível Geração e disposição final de resíduos Mão de obra para operação e respectiva qualificação Monitoramento e controles operacionais requeridos Recursos disponíveis Viabilidade técnica, econômica e ambiental

56 Crédito das fotos/imagens/informações complementares