ETAR de Macr³fitas

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Sistema de tratamento de Águas Residuais Urbanas por Plantas Macrófitas para uma casa de campo

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  • Sistema de tratamento de guas Residuais Urbanas por Plantas Macrfitas para uma casa de campo -

    2008

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    Sistema de tratamento de guas Residuais Urbanas por Plantas Macrfitas para uma casa de campo

    Goulart, J.P.L. - joaogoulart@sapo.pt

    Resumo De acordo com os Censos de 2001 do INE, cerca de 40% da populao Portuguesa residia em aglomerados com menos de 2000 habitantes (Ribeiro e Almeida, 2004). Desta forma, a soluo habitual para o tratamento das guas residuais domsticas de pequenos aglomerados caracteriza-se por sistemas de fossa unifamiliar com infiltrao no terreno, contribuindo directamente para a contaminao dos lenis freticos.

    Em alternativa, o presente estudo prope uma soluo ambientalmente sustentvel, nomeadamente atravs de:

    Qualidade do efluente, tendo em conta o meio receptor; Inexistentes consumos de energia, recursos e reagentes;

    Reduzidos encargos em operao e manuteno;

    Reutilizao da gua para rega de espaos verdes;

    Valorizao ambiental da rea envolvente, nomeadamente em termos visuais;

    Aceitao social.

    Este documento destina-se a fornecer uma breve descrio de um Sistema de tratamento de guas Residuais Urbanas por Plantas Macrfitas com escoamento sub-superficial horizontal para uma habitao unifamiliar.

    Palavras-chave: sustentabilidade ambiental, tratamento de guas residuais urbanas, plantas macrfitas.

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    1. Introduo O principal responsvel pela decomposio de matria orgnica a bactria. Estes organismos unicelulares podem reproduzir-se a grande velocidade, a partir da matria orgnica disponvel. A capacidade de sobrevivncia dentro de uma variedade de condies ambientais uma caracterstica das bactrias. H dois grupos, um as chamadas Aerbias, s vivem e se reproduzem num meio que contm oxignio molecular livre (atmosfrico ou dissolvido na gua). O outro grupo, as Anaerbias, no necessitam de oxignio livre e morrem quando esto em ambiente com oxignio.

    As bactrias decompem as substncias orgnicas complexas dos esgotos (hidratos de carbonos, protenas e gorduras) em materiais solveis. Em condies anaerbias, ocorre o seguinte processo: a matria orgnica sedimentvel acumula-se e sofre um processo de digesto anaerbio: As bactrias produzem substncias solveis, utilizadas como alimento dentro do ecossistema e que podem ser convertidas em gases como o dixido de carbono, metano, gs sulfdrico e amnia, conforme figura 1.

    O ambiente filtrante (brita, areia e terra) responsvel pela remoo de grande parte da matria orgnica como as gorduras e sabo. Os filtros plantados com macrfitas, podem ser construdos empregando-se direces de fluxo hidrulico seguindo na horizontal e/ou na vertical, sendo que estas duas concepes de fluxo diferem-se quanto aos objectivos propostos para o tratamento.

    No presente caso aplica-se um conceito de reactor biolgico de biofilme fixo, prevendo para este uma remoo da matria orgnica segundo a cintica de primeira ordem aplicvel mais especificamente em unidades de fluxo horizontal.

    Figura 1 Balano biolgico do

    sistema

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    2. Tipo de tratamento preconizado De forma a optimizar o processo de tratamento tendo como objectivo primordial a depurao e reutilizao da gua numa lgica de sustentabilidade ambiental, preconizou-se o seguinte sistema:

    Tratamento primrio O sistema constitudo por fossa sptica de cmara nica, recebendo o esgoto (aguas negras e cinzentas) proveniente das instalaes sanitrias e cozinha. Neste rgo, a matria orgnica sedimentar e sofrer aco das bactrias anaerbias.

    O efluente decantado passar para a seguinte fase de tratamento atravs de descarga com aspirao abaixo do nvel a fim de minimizar a passagem de slidos suspensos para o rgo seguinte e consequente colmatao, assim como odores desagradveis, conforme figura 2.

    Figura 2 pormenor em corte da fossa sptica para tratamento primrio

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    Tratamento secundrio O sistema constitudo por um leito de macrfitas baseado na interaco material filtrante macrfitas com escoamento sub-superficial horizontal (Seidel e Kirkutch, 1952).

    As macrfitas contribuem para oxigenao do meio, devido a possurem razes e rizomas extensos que favorecem o arejamento do solo e o consequente desenvolvimento de microrganismos aerbios, responsveis pelos processos de oxidao da matria orgnica. Para alm disso, as plantas contribuem para a condutividade hidrulica do meio, ao formarem canais de escoamento preferencial medida que as suas razes e rizomas se desenvolvem.

    O efluente descarregado numa das extremidades atravs de um tubo perfurado, percolando de seguida ao longo do leito, conforme figura 3.

    Por sua vez, o leito constitudo (ordenando de baixo para cima), por camadas de gravilha, areia e por fim terra vegetal, conforme figura 4.

    A camada de gravilha destina-se a facilitar a drenagem e evitar a colmatao do rgo. A camada de areia assente sobre uma manta de geotextil permite a absoro dos nutrientes por parte das razes das macrfitas. Por fim, a camada de terra servir para fixar as plantas e proporcionar um acamamento final superfcie.

    Em ambas as extremidades do leito, recorreu-se disposio de seixos para uma boa drenagem.

    Figura 3 pormenor

    em planta da fossa

    sptica e distribuidor

    de efluente primrio no

    leito das macrfitas

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    H ainda um sistema de ventilao constituda por tubos de PVC ligados aos tubos de distribuio de forma a proporcionar o ambiente aerbios.

    superfcie sero plantadas macrfitas adaptadas ao clima da regio e capazes de suportar inundaes frequentes das razes e parte inferior do caule. As espcies a utilizar sero do tipo Typha e Phragmites conforme figuras 5 e 6.

    Durante a Primavera e o Vero, ocorre o desenvolvimento e crescimento das plantas. No Outono e no Inverno verifica-se uma diminuio do seu crescimento, com morte de alguns componentes das plantas, resultando num acrscimo de matria orgnica no leito, o que pode interferir nos processos de tratamento.

    Figura 5 Exemplo de macrfitas

    do gnero Typha

    Figura 6 Exemplo de macrfitas

    do gnero Phragmites

    Figura 4 corte

    transversal do leito

    das macrfitas

    para tratamento

    secundrio

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    Reutilizao da gua O sistema constitudo por um tanque para o armazenamento do efluente tratado conforme figura 7 e 8. A aduo foi concebida de forma a poder proporcionar uma inundao controlada a montante, ou seja, existe uma curva de PVC virada para cima que ir impor o nvel de gua no leito onde as plantas iro fornecer oxignio e absorver os nutrientes presentes no efluente primrio conforme figura 4.

    Salienta-se que para efeitos de manuteno do rgo, a curva poder-se- virar para baixo, vazando totalmente o tanque.

    Existir ainda uma bomba submersvel para transferncia da gua armazenada para os canais de superfcie de forma a assegurar a rega das rvores de fruto.

    3. Dimensionamento O presente dimensionamento refere-se a uma casa de campo de uso no permanente. Adoptaram-se as solues construtivas mais econmicas e fiveis adequadas s exigncias do projecto.

    Figura 7 pormenor em corte do

    tanque de guas recuperadas

    Figura 8 pormenor em planta do

    tanque de guas recuperadas

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    3.1 Fossa Sptica Foi adoptada uma fossa sptica de forma cilndrica de cmara nica, considerando uma populao de 4 pessoas e para um intervalo entre limpezas de 2 anos.

    Volume til Calculado pela frmula:

    Vu = P x (C x tr + Cld x (tl td) + ((Clf - Cld) / 2) x td) / 1000

    Sendo: P = Populao do projecto: 4 pessoas C = Capitao de guas residuais: 80 [litros/ hab. x dia] Clf = Capitao de lamas frescas: 0,45 [litros/ hab. x dia] Cld = Capitao de lamas digeridas: 0,11 [litros/ hab. x dia] tr = Tempo de reteno: 3 [dias] tl = Tempo entre limpezas: 720 [dias] td = Tempo digesto de lamas: 60 [dias]

    Vu = 4 x (80 x 3 + 0,11 x (720 - 60) + ((0,45 0,11) / 2) x 60) / 1000 = 1,29 m

    Dimenses da fossa sptica: Dimetro = 1,0 metros; Profundidade = 1,5 metros;

    Volume til adoptado 2,36 m

    3.2 Leito de macrfitas Devido ausncia de espao, foi adoptada um conceito de rgo quadrangular. Em condies normais seria recomendvel a disposio rectangular de forma a aumentar o tempo de contacto do efluente primrio.

    rea til Calculado pela frmula: Au = 1 x P Sendo: P = Populao do projecto: 4 pessoas Au = 1 x 4 = 4 m

    rea til adoptada 4 m

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    4. Expectativas para a eficincia do tratamento Os principais mecanismos de remoo de poluentes identificados em leitos de macrfitas incluem sedimentao, filtrao, absoro pelas plantas e a degradao por aco de microrganismos presentes no meio de enchimento do leito.

    Dado que este tipo de tratamento assenta em processos naturais, as eficincias de tratamento podem variar ao longo do tempo. No quadro 1 apresentam-se algumas gamas de eficincia para alguns dos principais po