Aula 2 O SISTEMA DE ESGOTO SANITÁRIO. 2.1 Objetivos do sistema

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1 Sistema de Esgoto

2 Aula 2 O SISTEMA DE ESGOTO SANITÁRIO 2.1 Objetivos do sistema a) Objetivos Sanitários: Coleta e remoção rápida e segura das águas residuárias; Eliminação da poluição e contaminação de áreas a jusante do lançamento final; Redução ou eliminação de doenças de transmissão através da água, aumentando a expectativa de vida dos habitantes.

3 b) Objetivos Sociais: Controle da estética do ambiente, evitando lamaçais e surgimento de odores desagradáveis; Melhoria das condições de conforto e bem estar da população; Utilização das áreas de lazer tais como parques, rios, lagos, etc, facilitando, por exemplo, as práticas esportivas.

4 c) Objetivos Econômicos Melhoria da produtividade tendo em vista uma vida mais saudável para os cidadãos e menor número de horas perdidas com recuperação de enfermidades; Preservação dos recursos naturais, valorizando as propriedades e promovendo o desenvolvimento industrial e comercial; Redução de gastos públicos com campanhas de imunização e/ou erradicação de moléstias endêmicas ou epidêmicas.

5 2.2 Sistemas de coleta e transporte dos esgotos

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7 Sistemas individuais para esgotamento sanitário A ausência, total ou parcial, de serviços públicos de esgotos sanitários nas áreas urbanas e rurais exige a implantação de algum meio de disposição dos efluentes. Em regiões pouco desenvolvidas, com residências isoladas, com peculiaridades topográficas, peculiaridades socioeconômicas e culturais, nem sempre é possível a utilização de sistemas de esgotamento convencional.

8 Para estes casos, é conveniente adotar soluções individuais de tratamento. Sistema individual: é caracterizado pelo tratamento de pequena contribuição de esgoto proveniente de imóveis domiciliares, comerciais e públicos de locais normalmente desprovidos de coleta de esgoto. Pode-se destacar Soluções por via seca, quando não é feito uso de água. Soluções por via hídrica, quando faz-se uso de descarga de água.

9 a) Soluções por via seca Todos os tipos de privada incluídas neste tipo de solução são variantes da privada com fossa seca. Tem encontrado aplicação em países em desenvolvimento, inclusive no Brasil, em programas saneamento básico. Esses sistemas são mais adequados para regiões desprovidas de sistemas de abastecimento de água, em particular em residências que não dispõem de instalações sanitárias.

10 Fossa Seca: constitui-se de uma escavação feita no terreno, com ou sem revestimento; de uma laje de tampa com um orifício que serve de piso, e de uma casinha para sua proteção e abrigo do usuário. Principal característica da fossa seca (e daí vem o seu nome): esse dispositivo é destinado a receber somente as excretas (não há utilização alguma de água). As fezes retidas no interior da fossa seca se decompõem pelo processo de digestão anaeróbia.

11 Principais problemas: a geração de odor e a proliferação de insetos, particularmente, a mosca (é recomendado a utilização de um sistema de ventilação).

12 A localização das fossas secas exige atenção devido ao processo de infiltração no solo (deverão ser instaladas em locais planos, secos, livres de enchentes e de fácil acesso aos usuários). Distantes de poços e fontes e em cota inferior a mananciais, a fim de evitar a contaminação. Recomenda-se afastamento de pelo menos 1,5m em relação ao lençol freático, e de 15 metros em relação a um poço (que deve se situar a montante da fossa).

13 Algumas dimensões indicadas: abertura circular ou quadrada com 80 a 90 cm de diâmetro (ou lado) e profundidade em torno de 2,5m. Na fossa seca são lançados apenas os dejetos e o papel de limpeza do usuário. Se ocorrer mau cheiro, recomenda-se empregar sais alcalinizantes (de sódio, cálcio e potássio), sendo comum o uso de cal ou cinza.

14 É conveniente que o recinto seja mantido em penumbra para evitar a presença de moscas. A ventilação deve ser feita através de pequenas aberturas no topo das paredes. Se surgir água na fossa, propiciando a proliferação de mosquitos aconselha-se utilizar derivados de petróleo, sendo mais comum o uso de querosene e de óleo queimado.

15 Vantagens: baixo custo; simples operação e manutenção; não consome água. Desvantagens: Imprópria para áreas de alta densidade; polui o solo; requer solução para outras águas. Deve-se lembrar que essas privadas vão ser instaladas em áreas onde antes era hábito defecar no terreno, sem maiores cuidados de limpeza, cabendo, um trabalho prévio de educação sanitária em relação ao uso e manutenção da privada, e conscientização dos moradores em relação aos benefícios sanitários e de saúde pública.

16 Fossa seca estanque: consta de um tanque destinado a receber os dejetos, diretamente, sem descarga de água, em condições idênticas às da privada de fossa seca. Principal característica é o fato de ser totalmente impermeabilizada (evita o perigo de poluição de poços dos quais é retirada a água para abastecimento humano).

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18 Fossa Seca estanque de Fermentação: é composta de duas câmaras unidas e independentes destinadas a receber os dejetos. De acordo com o tipo de solo, poderão ser tanques enterrados, semienterrados, ou totalmente construídos na superfície do terreno. Quanto ao funcionamento, utiliza-se apenas uma das câmaras até esgotar sua capacidade (em geral para uma família de seis pessoas, a câmara ficará cheia em aproximadamente um ano).

19 Isola-se esta câmara vedando a respectiva tampa, passando a utilizar a segunda câmara. Nesse período o material acumulado na primeira sofrerá fermentação natural. Quando a segunda câmara atingir sua capacidade máxima, o material contido na primeira já estará mineralizado, podendo ser removido e utilizado como fertilizante na agricultura, e a mesma poderá ser utilizada novamente.

20 Assim, sempre que uma câmara estiver sendo utilizada a outra estará em repouso. Na operação de limpeza das câmaras, é conveniente deixar uma pequena porção do material já fermentado, a fim de auxiliar o reinício do processo de fermentação.

21 b) Soluções por via hídrica Fossa séptica ou tanque séptico ou decanto digestor. É atualmente uma das principais unidades de tratamento de esgotos, dada a sua aplicabilidade generalizada. É uma câmara construída para reter os esgotos sanitários por um período de tempo criteriosamente estabelecido.

22 Permite a sedimentação dos sólidos e a retenção do material graxo presente no esgoto, transformando-os bioquimicamente em substâncias e compostos mais simples e estáveis. Existe uma norma técnica que fixa as condições exigíveis para projeto, construção e operação de sistemas de tanques sépticos: NBR Projeto, construção e operação de sistemas de tanques sépticos. Inclui: tratamento e disposição de efluentes e lodo sedimentado.

23 É um tanque com paredes verticais de alvenaria revestida ou concreto, provido de cobertura removível, e tendo uma ou duas câmaras. Tem forma cilíndrica (anéis pré-moldados de concreto ou alvenaria de tijolos) ou prismática retangular (forma de caixa de sapato). No Brasil, é uma solução bastante disseminada entre a população, servindo tanto a residências com poucos moradores como a prédios mais complexos como escolas e outros

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26 O tanque séptico recebe as águas provenientes de descarga sanitária, despejos de lavatórios, banho, de lavagem de roupas e provenientes da cozinha, sendo este recebimento feito de modo contínuo. A entrada dessas águas corresponderá à saída de idêntica quantidade de esgoto tratado. Funcionamento. Retenção: o esgoto é retido na fossa por um período que pode variar de 12 a 24 horas.

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28 Decantação: simultaneamente à fase de retenção, processa-se a sedimentação de 60 a 70% dos sólidos em suspensão contidos nos esgotos e a formação de lodo. Parte dos sólidos não decantados como óleos, graxas, gorduras e outros materiais misturados com gases e retidos na superfície livre do líquido, formarão uma camada de escuma no interior do tanque. Digestão: tanto o lodo quanto a escuma sofrem a ação principalmente dos microrganismos anaeróbios (já que a concentração de oxigênio dissolvido é muito baixa).

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30 Redução do volume (estabilização): na digestão anaeróbia, acontece a hidrólise dos sólidos voláteis que se sedimentam, gerando como produtos gases e líquidos. Isso permite que o efluente líquido do tanque séptico possa ser lançado em melhores condições de segurança do que as do esgoto bruto. Entretanto, o efluente de tanques sépticos ainda não apresenta condições propícias para descarte sem comprometer a qualidade da água (não atende a todos os parâmetros da Resolução CONAMA 430/2011).

31 Os tanques podem ser constituídos em câmara única, em câmaras em série ou em câmaras sobrepostas, e podem ter forma cilíndrica ou prismática retangular. Os de câmaras em série constituem um único tanque coberto, dividido por uma parede interna vazada, formando duas câmaras em série no fluxo horizontal. A primeira câmara é o principal reator biológico, que recebe a maior quantidade de lodo (os sólidos de mais fácil decantação).

32 Além da remoção dos sólidos em suspensão, há também uma significativa remoção da matéria orgânica dissolvida nos esgotos. Nessa fase, há geração de gases devido à decomposição anaeróbia do lodo. A segunda câmara formará pouco lodo e servirá como polimento do esgoto permitindo uma sedimentação mais tranquila dos sólidos suspensos remanescentes, devido à menor interferência das bolhas dos gases gerados.

33 Esse tipo de fossa séptica proporciona uma eficiência global maior do que uma única câmara de igual volume.

34 Os tanques de câmaras sobrepostas constituem duas câmaras dispostas verticalmente. Placas inclinadas são dispostas no interior do tanque com a função de separar as fases, sólido líquido gás. Esse dispositivo permite a passagem do lodo sedimentado da câmara superior para a inferior e desvia os gases produzidos na câmara inferior. Na câmara superior ocorre a sedimentação de sólidos sem a interferência das bolhas de gases ascendentes.

35 O lodo se acumula na câmara inferior, propiciando maior eficiência de sedimentação.

36 Importante: os tanques de câmara única, câmaras em série e câmaras sobrepostas são funcionalmente diferentes: Nos de câmara única, todos os fenômenos ocorrem num único ambiente. Nos de câmaras em série, embora ocorra decantação e digestão nas duas câmaras, a primeira favorece a digestão e a segunda a sedimentação, sequencialmente.

37 Nos de câmaras sobrepostas, a câmara superior favorece apenas a decantação e a câmara inferior funciona como digestor e acumulador de resíduos. Aplicabilidade e Vantagens: São indicadas para zonas urbanas ou rurais de baixa densidade populacional e que apresentam um solo com boa capacidade de absorção. Embora tenham sido mais aplicados para pequenas vazões, podem tratar vazões médias e elevadas (quando construídos em módulos).

38 É uma tecnologia simples, compacta e de baixo custo, de fácil construção e operação extremamente simples. Contudo, apresenta baixa eficiência, principalmente na remoção de nutrientes e de patogênicos, produzindo um efluente que deve ser encaminhado a um póstratamento. A NBR Tanques sépticos - Unidades de tratamento complementar e disposição final dos efluentes líquidos - Projeto, construção e operação oferece alternativas para tratamento complementar.

39 Na pratica destacam-se o filtro anaeróbio para póstratamento e a disposição no solo como destino final. Critérios e Parâmetros de Projeto Volume útil total do decanto-digestor de câmara única ou de câmara em serie (a NBR 7229 não contempla unidades de câmaras sobrepostas): V= N. (C. T + K. L f ) em que:

40 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 (valores tabelados na NBR 7229; T = período de detenção, em dias; K = taxa de acumulação de lodo digerido em dias, equivalente ao tempo de acumulação de lodo fresco (valores tabelados na NBR 7229); Lf = contribuição de lodo fresco, em litro/pessoa x dia ou em litro/unidade x dia (valores tabelados na NBR 7229)

41 O valor fixo de litros introduzido nessa fórmula representa um aumento significativo no volume do tanque para pequenas vazões, porém é muito pouco significativo quando se trata de vazões maiores. Aspectos construtivos e operacionais Quanto a formas e dimensões, o fundamental e evitar curto-circuito hidráulico e cantos mortos. Os reatores que forem projetados com maiores áreas de base, deverão apresentar melhor desempenho.

42 Essa configuração permite uma maior superfície de contato entre a biomassa decantada e a fase líquida, favorecendo os mecanismos de transferência de lodo ativo para a fase líquida e também facilitando que os ácidos graxos voláteis gerados no lodo passem para a fase líquida, acelerando a digestão do lodo. Favorece também a hidrólise por meio da qual a matéria orgânica particulada e solubilizada. Contudo, a altura não pode ser muito pequena, por motivos hidráulicos.

43 Os dispositivos de entrada e saída são importantes para a eficiência do decanto-digestor. O de entrada diminui a área relativa de turbulência, favorecendo a decantação. O de saída permite a tomada do efluente no nível em que o líquido e mais clarificado, além de reter a escuma. Todo reator deve ter pelo menos uma abertura de inspeção para propiciar a fácil remoção do lodo e a

44 inspeção, e eventual desobstrução dos dispositivos de entrada e saída. O decanto-digestor deve conter, em lugar visível, informações sobre a data de construção, seu volume útil e a frequência de remoção do lodo A operação de um decanto-digestor é simples e eventual.

45 Consiste basicamente na remoção do lodo na frequência prevista no projeto (tempo de esgotamento), que geralmente são períodos de meses ou anos. Não se deve raspar ou lavar o reator quando se procede o esgotamento, porque o lodo que resta é importante para o desenvolvimento mais rápido da nova população bacteriana. No projeto deve ser prevista a disposição adequada do lodo a ser removido, definindo claramente o seu processamento e destino final.

46 Filtros anaeróbios Consistem em um tanque cheio de pedras britadas ou outro material inerte que serve de suporte para aderência e desenvolvimento de microrganismos. Podem ter fluxo ascendente, horizontal ou descendente. Nos filtros de fluxo ascendente, o líquido penetra pela base, distribuído por um fundo falso ou tubos perfurados, flui através do material de enchimento e é descarregado pelo topo, coletado em canaletas ou tubos perfurados.

47 Filtro de fluxo ascendente, fundo falso, coleta do efluente em calhas e remoção do lodo em excesso por sucção, por meio de tubos guias.

48 Nos de fluxo descendente, o caminho e inverso e o leito pode ser submerso (afogado) ou não. Na superfície de cada peça do material de enchimento ocorre a fixação e o desenvolvimento de microrganismos na forma de biofilme. Nos filtros afogados, também agrupam-se microrganismos na forma de flocos ou grânulos nos interstícios do material de enchimento.

49 Filtro de fluxo descendente afogado, com entrada e saída por tubos perfurados.

50 O esgoto percola nos interstícios do leito filtrante, em contato com o lodo ativo retido. São, portanto, reatores biológicos com fluxo através do lodo anaeróbio ativo, com a biomassa aderida e retida em um leito fixo. A NBR trata apenas de filtros ascendentes, mas os quatro modelos apresentados estão bem detalhados e especificados e percebe-se a preocupação com aspectos operacionais.

51 O filtro anaeróbio não se presta apenas para póstratamento de tanque séptico, mas essa combinação compõe uma associação de reatores muito boa e que propiciara arranjos vantajosos. Essa associação em série de um reator resistente as variações quantitativas e qualitativas do afluente (tanque séptico) e eficiente na remoção de sólidos sedimentáveis, com um reator eficiente também sobre a parcela dissolvida da matéria orgânica (filtro anaeróbio), traz bons resultados.

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53 A NBR apresenta desenhos de quatro modelos de filtro anaeróbio de leito fixo com fluxo ascendente: Tipo retangular totalmente enchido de brita; Tipo circular totalmente enchido de brita; Tipo circular com entrada única de esgoto; Tipo circular com múltiplas entradas de esgoto. Contem especificações e detalhes construtivos para todos, prevendo pequenas vazões. Debate: Quando se deve aplicar as fossas sépticas por via seca e por via hídrica?

54 Sistema Coletivo É utilizado quando o crescimento populacional e a redução de áreas livres nas habitações tornam-se fatores preponderantes para a escolha do sistema de esgotamento sanitário. É adequado para locais de médio ou grande adensamento populacional

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57 Sistema coletivo do tipo separador absoluto. Segundo a NBR-9648 Estudo de concepção de sistemas de esgoto sanitário, o sistema de esgoto sanitário separador é o conjunto de condutos, instalações e equipamentos destinados a coletar, transportar, condicionar e encaminhar somente esgoto sanitário a uma disposição final conveniente, de modo contínuo e higienicamente seguro. Destacam-se dois aspectos importantes:

58 a) O sistema deve ser separador absoluto: é entendido que não admite coletar outras águas senão o esgoto sanitário. Entretanto, o conceito de separação absoluta é relativo, pois a definição de esgoto sanitário, contida na NBR-9648, inclui as águas de infiltração e pluvial. Não estão excluídas águas pluviais caídas em áreas internas aos domicílios ou águas subterrâneas que porventura surgem nos terrenos e que, por falta de fiscalização, são acrescidas ao esgoto por mera comodidade dos moradores.

59 A participação dessas contribuições no cálculo das vazões fica por conta da parcela de contribuição pluvial. O que é evidente no Brasil, principalmente nos municípios de menor porte, é a falta de controle para se evitar que as águas pluviais (dos telhados e pátios dos domicílios esgotados) sejam encaminhadas junto com o esgoto sanitário. Isso pode acarretar num sistema ineficiente.

60 Ligação clandestina (Esgoto), na galeria circular da Rua Cel. Nunes de Melo (Fortaleza)

61 b) O segundo aspecto relevante está na expressão final "... de modo contínuo e higienicamente seguro". A continuidade e a segurança higiênica são atributos imprescindíveis de um serviço que pretende a preservação da saúde pública descarta soluções indesejáveis coleta domiciliar, similar a coleta de lixo "limpafossas".

62 Desvantagens do Sistema Unitário Dificulta o controle da poluição, onerando o tratamento, em virtude dos grandes volumes de esgotos coletados e transportados em épocas de cheias. Acarreta problemas hidráulicos nos condutos e encarece a manutenção do sistema. Exige altos investimentos iniciais na construção de grandes galerias necessárias ao transporte das vazões máximas do projeto.

63 Tem funcionamento precário em ruas sem pavimentação, em função da sedimentação interna de material oriundos dos leitos das vias públicas. Implica em construções mais difíceis e demoradas em consequência das suas dimensões, criando maiores dificuldades físicas e no cotidiano da população atingida. Vantagens do Sistema Separador Absoluto Dentro de um planejamento integrado é possível a execução das obras por etapas, construindo primeiramente a rede de maior importância para a localidade, com investimento inicial menor.

64 Menores custos, pelo fato de empregar tubos mais baratos, de fácil obtenção e de fabricação industrial (tubos de PVC e derivados, manilhas etc.), facilitando a execução e reduzindo custos e prazos de construção. Reduz a extensão das tubulações de grande diâmetro, pelo fato de não exigir a construção de galerias em todas as ruas. Não se condiciona e nem obriga a pavimentação das vias públicas.

65 Maior flexibilidade para a disposição final das águas de origem pluvial, pois estas poderão ser lançados nos corpos receptores sem necessidade de tratamento. Reduz as dimensões das ETEs facilitando sua operação e manutenção em função da constância na qualidade e na quantidade das vazões a serem tratadas.

66 Sistema Condominial de Esgoto Sanitário (SCE) O sistema condominial de esgoto sanitário faz parte da denominada Tecnologia Apropriada (TA). O termo TA indica a possibilidade de adaptação da tecnologia ao meio no qual se adota em termos físicoambientais, culturais e sociais. O SCE é assim denominado porque a ideia básica de sua implantação é a da formação de um condomínio na quadra urbana.

67 Envolve um conjunto de usuários interligados por uma rede de tubulações de diâmetro compatível com o volume de esgoto produzido pela quadra rede condominial de esgoto (RCE), dispostas a pequenas profundidades no interior dos lotes. A concepção do SCE é baseada nos princípios da participação, pacto comunitário, descentralização técnica e administrativa, gradualismo, universalidade e equidade.

68 Esses princípios remetem à ideia de busca de maior cobertura em esgotamento sanitário, de eficácia técnica e organizacional. Da construção de estratégias para ampliação da participação social no processo de implementação e de manutenção dos serviços. O que é tecnologia? E técnica?

69 A tecnologia é compreendida como um conjunto de princípios, configurado por conhecimentos científicos que se aplicam a um determinado ramo de atividade. A técnica é o conjunto de processos que possibilita materializar a tecnologia. Nas últimas décadas tem havido um interesse crescente no sentido de adotar TA para o esgotamento sanitário, com destaque para o SCE.

70 O SCE, em razão do menor custo de implantação e da sua flexibilidade técnica, se adequa as mais diferentes situações físicas onde será implantado (diferentes realidades dos contextos urbanos e rurais brasileiros). Um dos princípios da lei é o da utilização de tecnologias apropriadas, considerando a capacidade de pagamento dos usuários e a adoção de soluções graduais e progressivas. O SCE vai de encontro a esse princípio.

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72 Independentemente das características socioeconômicas e físicas locais, ao percorrer as menores dimensões do lote, ao adotar esse modelo têm-se uma redução significativa na quantidade de tubulações. Isso implica em redução de custos, contribuindo para o atendimento ao princípio da equidade (superação de diferenças evitáveis, desnecessárias e injustas). O SCE é formado por três partes: os ramais condominiais, coletivos ou multifamiliares (redes condominiais); os coletores públicos e as unidades de tratamento.

73 Condomínio significa domínio comum, ou seja, que pertence a todos e não a uma pessoa individualmente. Isso indica a necessidade de parceria de todos os envolvidos no processo de sua implementação. Assim SCE se apoia fundamentalmente na combinação da participação comunitária com a tecnologia apropriada, mostrando-se capaz de enfrentar o desafio do atendimento pleno da população.

74 Na próxima aula: Concepção dos sistemas de esgotamento sanitário (geral) Concepção do modelo condominial: condomínios; microsistemas; sistema cidade; características; parâmetros de projeto;