Universidade Catlica de GoisDepartamento de EngenhariaCurso de Engenharia CivilDisciplina de Saneamento Bsico
NOTAS DE AULA SANEAMENTO BSICO
SISTEMA DE ESGOTAMENTO SANITRIO
Autor: Professor Joo Bosco de Andrade.Colaborao: Acadmica Fernanda Posch Rios
Notas de aula da Discipl ina de
Saneamento Bsico do Curso de
Engenharia Civi l da Universidade
Catl ica de Gois , ministrada pelo
Professor Joo Bosco de Andrade.
2006
U nive r s idade Ca t l i c a de G o isE nge nhar ia C iv i l Sane am e n to B s i c o
S U M R I O
CAPTULO I - FOSSAS SPTICAS E SUMIDOUROS_________________________9
INTRODUO________________________________________________________________________________9
HISTRICO________________________________________________________________________________10
CONCEITO__________________________________________________________________________________10
DEFINIO_________________________________________________________________________________10
FUNCIONAMENTO__________________________________________________________________________10
1.AFLUENTES A UMA FOSSA SPTICA___________________________________________________11
DIMENSIONAMENTO_______________________________________________________________________11
EFICINCIA DAS FOSSAS SPTICAS______________________________________________________15
SUMIDOUROS_______________________________________________________________________________15
Teste para determinao de absoro de um solo____________________________________________16
CAPTULO II - SISTEMA COLETOR DE ESGOTOS SANITRIOS__________19
INTRODUO_______________________________________________________________________________19
PARTES CONSTITUTIVAS DE UM SISTEMA CONVENCIONAL DE ESGOTOS.__________19
LOCALIZAO DOS COLETORES EM RELAO AO SISTEMA VIRIO.______________20
LOCALIZAO DOS INTERCEPTORES___________________________________________________21
Vias Sani tr ias ou Marginais .______________________________________________________________21
Fundos de Vale Tratados.__________________________________________________________________22
VAZES DE DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA COLETOR_____________________________22
VELOCIDADE NOS COLETORES___________________________________________________________23
DECLIVIDADES DOS COLETORES________________________________________________________23
1.TRAADO DOS COLETORES_____________________________________________________________24
NUMERAO DOS COLETORES.__________________________________________________________28
POO DE VISITA.___________________________________________________________________________29
Definio _________________________________________________________________________________29
Disposio Construt iva_____________________________________________________________________29
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Situaes em que se empregam os poos de vis i ta . _________________________________________30
Terminal de Limpeza ( TL )________________________________________________________________32
Caracter s t icas bsicas dos poos de vis i ta_________________________________________________32
PROFUNDIDADE DOS COLETORES._______________________________________________________35
DETERMINAO DA PROFUNDIDADE MNIMA DOS COLETORES_____________________36
CAPTULO III - CARACTERSTICAS DOS ESGOTOS______________________38
CONCEITO__________________________________________________________________________________38
CARACTERSTICAS FSICAS______________________________________________________________38
Matria Slida_____________________________________________________________________________39
CARACTERSTICAS QUMICAS___________________________________________________________40
Demanda Bioqumica de Oxignio ( DBO )_________________________________________________41
CARACTERSTICAS BIOLGICAS_________________________________________________________41
ESGOTOS INDUSTRIAIS - EQUIVALENTE POPULACIONAL DAS INDSTRIAS_________41
CAPTULO IV - PROCESSOS E GRAUS DE TRATAMENTO DOS ESGOTOS SANITRIOS________________________________________________________________42
INTRODUO_______________________________________________________________________________42
OPERAES UNITRIAS___________________________________________________________________42
PROCESSOS DE TRATAMENTO____________________________________________________________43
Processos Fs icos__________________________________________________________________________43
Processos Qumicos________________________________________________________________________44
Processos Biolgicos_______________________________________________________________________44
CLASSIFICAO DOS PROCESSOS________________________________________________________44
Em Funo da Remoo____________________________________________________________________44
Em Funo da Eficincia das Unidades_____________________________________________________45
Grau de Tratamento________________________________________________________________________46
CAPTULO V - REMOO DE SLIDOS GROSSEIROS TRATAMENTO PRELIMINAR________________________________________________________________48
CONCEITO__________________________________________________________________________________48
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FINALIDADES______________________________________________________________________________48
CARACTERSTICAS DAS GRADES DE BARRAS___________________________________________49
Disposi t ivos de Reteno___________________________________________________________________49
Disposi t ivos de Remoo___________________________________________________________________49
Dest ino do Material Removido_____________________________________________________________50
FUNCIONAMENTO DAS GRADES__________________________________________________________50
Velocidade de Passagem dos Esgotos Entre as Barras_______________________________________50
Perdas de Carga____________________________________________________________________________50
Dimensionamento__________________________________________________________________________50
CAPTULO VI REMOO DE SLIDOS SEDIMENTVEIS_______________51
CONCEITO__________________________________________________________________________________51
FINALIDADES DA REMOO DAS AREIAS_______________________________________________51
CARACTERSTICAS________________________________________________________________________51
DIMENSIONAMENTO_______________________________________________________________________52
DETALHES EXECUTIVOS__________________________________________________________________53
CAPTULO VII LAGOAS DE ESTABILIZAO___________________________54
HISTRICO_________________________________________________________________________________54
CONCEITO E CLASSIFICAO____________________________________________________________54
EFICINCIA E APICABILIDADE DAS LAGOAS___________________________________________55
FATORES QUE INTERFEREM NO PROCESSO_____________________________________________55
Fatores Incontrolveis_____________________________________________________________________55
Fatores Parcialmente Controlveis__________________________________________________________56
PARMETROS DE INTERESSE_____________________________________________________________56
PRINCPIOS DE DIMENSIONAMENTO E FUNCIONAMENTO____________________________58
LAGOAS ANAERBIAS___________________________________________________________________58
Princpios de Funcionamento_______________________________________________________________58
Parmetros de Dimensionamento___________________________________________________________58
LAGOAS FACULTATIVAS________________________________________________________________59
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Princpios de Funcionamento_______________________________________________________________59
Parmetros de Dimensionamento___________________________________________________________59
Condies Locais__________________________________________________________________________59
CAPTULO VIII - LAGOAS DE ESTABILIZAO ASPECTOS CONSTRUTIVOS____________________________________________________________60
INTRODUO_______________________________________________________________________________60
FASES DE IMPLANTAO_________________________________________________________________61
Locao___________________________________________________________________________________62
Desmatamento_____________________________________________________________________________62
Raspagem__________________________________________________________________________________62
Escavao_________________________________________________________________________________62
Escari f icao______________________________________________________________________________63
Terraplenagem_____________________________________________________________________________63
Construo dos Diques_____________________________________________________________________63
DISPOSITIVOS DE ENTRADA______________________________________________________________69
DISPOSITIVOS DE SADA__________________________________________________________________71
REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS__________________________________________73
N D I C E D E T A B E L A S
TABELA 1 - PERODO DE DETENO (T) EM FUNO DA VAZO AFLUENTE (NC)_____________________________________________________________10
TABELA 2 - CONTRIBUIES UNITRIAS DE ESGOTOS ( C ) E DE LODO FRESCO ( LF ) POR TIPO DE PRDIOS E DE OCUPANTES________________13
TABELA 3 - TEMPO DE PENETRAO EM FUNO DO TIPO DE SOLO__16
TABELA 4 - DECLIVIDADES MNIMAS, CONFORME OS DIMETROS:___24
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TABELA 5 - DIMENSES MNIMAS PARA CHAMIN E BALO DE POO DE VISITA.__________________________________________________________________30
TABELA 6 - TIPOS DE GRADE E ESPAAMENTO ENTRE AS BARRAS____49
TABELA 7 - DIMENSES DAS BARRAS_____________________________________49
TABELA 8 TEMPO DE DETENO E EFICINCIA DE REMOO DE DBO EM FUNO DA TEMPERATURA MDIA ____________________________58
TABELA 9 - TAXAS DE APLICAO, POPULAO EQUIVALENTE E TEMPOS DE DETENO EM LAGOAS FACULTATIVAS___________________59
N D I C E D E F I G U R A S
FIGURA 1 - DETALHES EXECUTIVOS DE UMA FOSSA SPTICA PRISMTICA RETANGULAR DE CMARA NICA_________________________14
FIGURA 2 - CURVA DA CAPACIDADE DE ABSORO DE UM SOLO______16
FIGURA 3 - DETALHES CONSTRUTIVOS DO SUMIDOURO________________17
FIGURA 4 - ESQUEMA COM EXISTNCIA DE DOIS SUMIDOUROS_______18
FIGURA 5 - LOCALIZAO DAS REDES COLETORAS_____________________21
FIGURA 6 - LOCALIZAO DE INTERCEPTORES EM FUNDOS DE VALE CANALIZADOS______________________________________________________________21
FIGURA 7 - LOCALIZAO DE INTERCEPTORES EM FUNDOS DE VALE TRATADOS__________________________________________________________________22
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FIGURA 8 - TIPO 1 DE TRAADO DE COLETORES________________________25
FIGURA 9 - TIPO 2 DE TRAADO DE COLETORES________________________26
FIGURA 10 - TIPO 3 DE TRAADO DE COLETORES_______________________27
FIGURA 11 - PARTES CONSTITUTIVAS DO SISTEMA CONVENCIONAL__28
FIGURA 12 DETALHE DO FUNDO DO POO_____________________________29
FIGURA 13 DETALHES DOS DEGRAUS DO P.V.__________________________30
FIGURA 14 - MODELO DE TAMPO DE FO FO PARA POO DE VISITA__31
FIGURA 15 - DETALHE DO TERMINAL DE LIMPEZA TL__________________32
FIGURA 16 - POO DE VISITA EM ANIS PR MOLDADOS_______________33
FIGURA 17 PEA DE TRANSIO EM CONCRETO ARMADO___________33
FIGURA 18 - DETALHE DA CHEGADA DO COLETOR AO PV______________34
FIGURA 19 - PROFUNDIDADES MAIS CONVENIENTES____________________35
FIGURA 20 - POSIO DO COLETOR EM PRFIL___________________________36
FIGURA 21 - COMPOSIO DOS SLIDOS NOS ESGOTOS________________39
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FIGURA 22 - ESQUEMA GERAL DE SISTEMA DE ABASTECIMENTO DE GUA E TRATAMENTO DE ESGOTO_______________________________________47
FIGURA 23 - DESLOCAMENTO DAS PARTCULAS NO INTERIOR DO DESARENADOR_____________________________________________________________52
FIGURA 24 - DETALHE DA CAIXA DE AREIA DE LIMPEZA MANUAL____53
FIGURA 25 - LAGOA DE ESTABILIZAO_________________________________57
FIGURA 26 - DETALHE DO DIQUE: FOLGA E COROAMENTO____________64
FIGURA 27 - DETALHE DO DIQUE: LINHA DE INFILTRAO____________64
FIGURA 28 - DETALHE DO DIQUE: BERMA________________________________65
FIGURA 29 - DETALHE DO DIQUE: EMPRTIMO LATERAL______________66
FIGURA 30 - DETALHE DO DIQUE: DESLOCAMENTO DO DIQUE_________66
FIGURA 31 - DETALHE DO DIQUE: VALA CENTRAL______________________67
FIGURA 32 - DETALHE DO DIQUE: DRENO - FILTRO_____________________68
FIGURA 33 DETALHE DO FILTRO COM MATERIAL DE GRANULOMETRIA DECRESCENTE________________________________________68
FIGURA 34 - LAJE DE PEDRAS PARA PROTEO DOS TALUDES CONTRA IMPACTO DAS ONDAS______________________________________________________69
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FIGURA 35 - ENTRADA TIPO SUBMERSO HORIZONTAL__________________70
FIGURA 36 - ENTRADA TIPO SUBMERSO COM JATO POR BAIXO________70
FIGURA 37 - ENTRADA TIPO SUBMERSO COM JATO PARA CIMA_______71
FIGURA 38 - ENTRADA TIPO ESTRUTURA ELEVADA_____________________71
FIGURA 39 - ESQUEMA DE SADA DAS LAGOAS__________________________72
CAPTULO I - FOSSAS SPTICAS E SUMIDOUROS
INTRODUO
A ausncia, total ou parcial, de servios pblicos de esgotos nas reas urbanas, suburbanas
e rurais exige a implantao de algum meio de disposio dos esgotos locais, com o objetivo de
evitar a contaminao do solo e da gua. Em sua maioria, estas regies so tambm desprovidas
de sistemas de abastecimento de gua e utilizam poos como fonte de suprimento de gua, razo
pela qual se exige extremo cuidado para no ocorrer a contaminao da gua do subsolo, utilizada
para consumo.
A defasagem na implantao dos servios pblicos, em relao ao crescimento
populacional, principalmente nos pases em desenvolvimento, permite prever que as solues
individuais para o destino dos esgotos sero ampla e permanentemente adotadas.
A fossa sptica uma soluo tcnica e econmica para dispor os esgotos de residncias
isoladas.
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HISTRICO
As fossas spticas evoluram a partir das fossas Mouras. Em 1860, Jean Louis Mouras
construiu um tanque de alvenaria, para o qual encaminhou, antes de destin-los a um sumidouro,
os esgotos de uma habitao, na cidade de Vesoul, na Frana. Este tanque aberto, 12 anos mais
tarde, no apresentava acumulada a quantidade de slidos para l endereada, em funo da
reduo apresentada no efluente lquido do tanque, em termos de teor de slidos. Essa fossa foi
patenteada em 1881.
CONCEITO
Fossa sptica um dispositivo de tratamento de esgotos destinado a receber a contribuio
de um ou mais domiclios, dando aos esgotos um grau de tratamento compatvel com a sua
simplicidade e custo.
DEFINIO
Fossas spticas so cmaras construdas em alvenaria de tijolos ou pr-moldadas em
concreto, e destinadas a reter os despejos por um perodo de tempo especificamente estabelecido,
de forma a permitir a sedimentao dos slidos e a reteno do material graxo (gorduras e leos)
contidos nos esgotos, transformando-os, bioquimicamente, em substncias mais simples e
estveis.
FUNCIONAMENTO
Em uma fossa sptica ocorrem os seguintes fenmenos:
reteno dos esgotos - o esgoto retido na fossa por um perodo de tempo
racionalmente estabelecido, que pode variar de 12 a 24 horas, dependendo das
contribuies afluentes. (Tabela 1).
sedimentao e flotao - 60 a 70% dos slidos em suspenso nos esgotos sedimentam-
se formando o lodo. leos, graxas e gorduras ficam flutuando formando a escuma.
digesto anaerbia - ambos, lodo e escuma so atacados por bactrias anaerbias,
provocando a destruio, total ou parcial, da matria orgnica e de organismos
patognicos.
reduo de volume - do fenmeno anterior, digesto anaerbia, resultam gases, lquidos
e acentuada reduo de volume dos slidos retidos e digeridos, que adquirem
caractersticas estveis capazes de permitir que o efluente lquido das fossas spticas possa
ser disposto em melhores condies de segurana.
Tabe la 1 - Pe r od o de de te n o ( T) e m fu n o da vaz o af lu en te ( NC )
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Contribuio (NC) l itros /dia Perodo de detenoHoras Dias
At 6000 24 16000 a 7000 21 0,8757000 a 8000 19 0,7908000 a 9000 18 0,7509000 a 10000 17 0,7101000 a 11000 16 0,67011000 a 12000 15 0,62512000 a 13000 14 0,58513000 a 14000 13 0,540Acima de 14000 12 0,500
1. AFLUENTES A UMA FOSSA SPTICA
A fossa sptica pode receber todos os despejos domsticos de cozinhas, lavanderias domiciliares,
lavatrios, vasos sanitrios, bids, banheiras, chuveiros, mictrios, ralos de pisos. conveniente a
insta1ao de dispositivos retentores de leos, gorduras e graxas (caixas de gordura) evitando o aporte
de quantidades expressivas desses materiais nas fossas.
DIMENSIONAMENTO
O volume til de uma fossa sptica calculado da seguinte forma:
1 2 3V = V + V + V , em que:
V1 = volume decorrente do tempo de deteno - 1V = N C T ;
V2 = volume decorrente do perodo de armazenamento do lodo - 2 1 AV = N R L T ;
V3 = volume correspondente ao lodo em digesto - 3 2 DV = N R L T .
Os termos adotados correspondem aos seguintes valores:
N = nmero de usurios da fossa;
C = contribuio unitria de esgotos em litros/pessoa/dia (Tabela 2);
T = tempo de deteno, em dias (Tabela 1);
R1= coeficiente de reduo de volume do lodo armazenado (R1 = 0,25);
L = contribuio de lodo, em litros/pessoa/dia (Tabela 2);
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TA = perodo de armazenamento do lodo, (perodo entre limpezas consecutivas da
fossa), ( considerado TA = 300 dias );
R2 = coeficiente de reduo de volume do lodo em processo de digesto (R2 = 0,50);
TD = tempo de digesto do lodo, ( considerado TD = 50 dias ).
Substituindo os termos, na frmula obtm-se:
1 2 3
( ) (0, 25 300 ) (0,50 50 )100
( 100 )
V V V VV N C T N L N LV N C T N LV N C T L
= + +
= + +
= +
= +
A profundidade til mnima 1,00m e nas fossas prismticas retangulares L 2B, em
que L o comprimento e B a largura da fossa.
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Tab e la 2 - C ont r ibu i e s un i t r ia s d e e sgo t os ( C ) e d e l od o f re sc o ( Lf ) por t ip o d e p r d ios e d e ocu p an te s
Prdio Unidade Contribuio ( Litros / dia )Esgotos ( C ) Lodo fresco (
LD )
1. Ocupantes permanentes
Hospitais leitos 250 1,00 Apartamentos pessoa 200 1,00 Residncias pessoa 150 1,00 Escola Internatos pessoa 150 1,00 Casas populares rurais pessoa 120 1,00 Hotis (sem cozinha e lavanderia) pessoa 120 1,00 Alojamentos temporrios pessoa 80 1,00
2. Ocupantes temporrios
Fbricas em geral operrio 70 0,30 Escritrios pessoa 50 0,20 Edifcios pblicos ou comerciais pessoa 50 0,20 Escolas externatos pessoa 50 0,20 Restaurantes e similares refeio 25 0,10 Cinema, teatro e templos. lugar 2 0,02
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F igu r a 1 - D et a lh e s exec ut ivos de um a f o s sa s p t i c a pr i sm t i c a r e t an gu lar de cm ar a n ic a
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EFICINCIA DAS FOSSAS SPTICAS
A remoo de DBO varia de 30 a 60%, conforme a ABNT. Os slidos em suspenso podem
ser reduzidos at 60%.
SUMIDOUROS
Os sumidouros ou poos absorventes recebem os efluentes das fossas spticas. Tm,
portanto, vida til longa, devido a facilidade de infiltrao do lquido praticamente isento dos
slidos causadores da colmatao do solo.
Consistem em escavaes cilndricas, tendo as paredes protegidas por pedras, tijolos,
madeira ou por anis de concreto perfurados. O material utilizado na proteo no deve ser
rejuntado, para permitir fcil infiltrao do lquido no terreno.
A cobertura dos sumidouros dever ser de lajes de concreto armado, dotadas de abertura de
inspeo, cuja dimenso ser no mnimo de 0,60m, com tampo de fechamento hermtico.
As dimenses do sumidouro sero determinadas em funo das caractersticas de absoro
do solo.
Vrios processos podem ser utilizados para o reconhecimento das caractersticas de
absoro do solo, todos eles, verdade, sujeitos limitaes.
O mais comum o de estimar a permeabilidade em termos da textura do solo, isto , das
propores de areia, silte e argila existentes.
Um outro mtodo de se conhecer a permeabilidade do solo a cor do mesmo. Solos que,
em corte, se apresentam com coloraes entre o marrom e o avermelhado, indicam que existem
condies favorveis de oxidao e que h movimento de gua e de ar em seu seio. Ao contrrio,
solos acinzentados nas camadas superficiais e escuros e matizados nas camadas inferiores
significam falta de aerao ou movimentos restritos de ar e de gua.
Os processos at aqui mencionados podem auxiliar na escolha do terreno para disposio
dos efluentes de uma fossa sptica, mas so, entretanto, de valor limitado.
O mais aconselhvel recorrer a um ensaio de infiltrao, de modo a se estimar a
capacidade de absoro do solo, feito da seguinte maneira:
Em trs pontos do terreno que vai ser utilizado para disposio do efluente lquido da fossa
sptica utiliza-se o mtodo da abertura de covas, que consiste em:
proceder a abertura de uma vala cujo fundo vai coincidir com o plano til de absoro;
no fundo de cada vala abrir um buraco cbico de 30cm x 30cm x 30cm, retirando a terra
solta e colocando 5cm de brita n 1, bem limpa. Em seguida manter o buraco cheio de
gua durante 4 horas, adicionando gua, proporo que ocorre infiltrao no terreno,
com a finalidade de que o terreno fique em condies semelhantes aos de poca de
grandes chuvas;
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no dia seguinte encher o buraco com gua, aguardando que a mesma escoe
completamente;
encher novamente a cavidade com gua, at a altura de 15cm, marcando o tempo que o nvel da mesma baixa 1cm. Quando o tempo for inferior a 3 minutos, deve-se refazer
esta etapa do ensaio por 5 vezes. O intervalo de tempo verificado para o ltimo teste
deve ser adotado como o real. Com o tempo determinado poder ser obtida, na curva que
se segue, a capacidade de absoro em litros/m2/dia. Para sumidouros, fazer o teste em
diferentes profundidades e adotar o menor coeficiente de infiltrao.
F igur a 2 - Cu r va da c ap ac id ade d e ab sor o d e u m so lo
CURVA DE ABSORO DO SOLO
0
5
10
15
20
0 25 50 75 100 125 150 175 200
LITROS POR m 2 POR DIA
MIN
UTOS
VALA
DE
FILT
RA
O
VALA
DE
INFI
LTR
A
O
40
Teste para determinao de absoro de um solo
Na impossibilidade de se realizar ensaio de infiltrao, podero ser adotados os valores da
tabela abaixo.Tabe la 3 - Tem p o de Pe ne tr a o em F un o d o T ip o d e S o lo
Descrio do Solo Tempo de PenetraoAreia grossa limpa 13 segundos a 1 minutoCinza, carvo 30 segundos a 1 minutoCascalhos e argila com poros no cheios 13 segundos a 45 segundosAreia fina 2 minutos a 5 minutosAreia com argila 5 minutos a 10 minutosArgila com um pouco de areia 30 minutos a 60 minutosArgila compacta ou rocha decomposta 2 horas a 5 horas
O dimetro dos sumidouros varia de 1,5m a 1,8m. Como segurana, a rea do fundo no
deve ser considerada pois o fundo logo ficar colmatado pelos sedimentos eventualmente contidos
nos efluentes das fossas spticas.
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A rea das paredes necessria para que haja a infiltrao poder ser determinada pela
expresso:
, :i
QA em queC
=
Q = contribuio de esgotos em litros por dia = NC;
Ci = coeficiente de infiltrao, em litros/m2/dia.
O volume til mnimo do sumidouro dever ser igual ao volume da fossa contribuinte.
A rea lateral das paredes dada por:
LA D Ppi=
Assim determinada a profundidade ( P ) necessria. O fundo do sumidouro deve estar no
mnimo a l,50m do nvel do lenol fretico. A distncia mnima, entre sumidouros e poos rasos
(cisternas ), deve ser de 15m.
Deve-se reservar terreno para futuras ampliaes.
F igu r a 3 - D et a lh e s con s tr ut ivos do su m id our o
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F igu r a 4 - Esq ue m a c om e x i s t nc ia de do i s su m id ou r os
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CAPTULO II - SISTEMA COLETOR DE ESGOTOS
SANITRIOS
INTRODUO
Em 1778, Joseph Bramah patenteou o vaso sanitrio. Em 1847, 69 anos depois, no
havendo outro meio mais prtico para dispor as guas imundas, os ingleses adotaram o transporte
daquelas guas em canalizaes para o afastamento dos dejetos. Criou-se assim o sistema de
esgotamento com transporte hdrico. Com essa opo a gua passou a ter uma dualidade de usos;
gua limpa para o consumo e gua suja para o afastamento das imundcies.
Na Europa foi autorizado o lanamento dessas guas servidas nas galerias de gua pluvial,
criando-se assim o sistema unitrio que prevalece ainda em Paris, (os esgotos sanitrios e as guas
pluviais escoam pela mesma canalizao).
Em 1879, o engenheiro George Waring Jr. concebeu o primeiro sistema coletor de esgotos
sanitrios do tipo separador, para a cidade de Memphis Tennessee, aps a epidemia de clera que
assolou aquela cidade.
PARTES CONSTITUTIVAS DE UM SISTEMA CONVENCIONAL DE
ESGOTOS.
Ramal predial trecho compreendido entre o limite do lote e o coletor pblico.
Coletor secundrio canalizao de menor dimetro que recebe os esgotos das residncias, t ransportando-os para os coletores troncos ou principais.
Coletores troncos canalizaes do sistema coletor que recebem as contribuies dos coletores secundrios, t ransportando-as para os interceptores. Os dimetros
so usualmente maiores que os dos coletores secundrios.
Interceptores desenvolvem-se ao longo dos fundos de vale, margeando cursos dgua ou canais. Os interceptores so responsveis pelo transporte dos esgotos de
sua sub-bacia, evi tando que os mesmos sejam lanados nos corpos de gua. Em
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virtude das maiores vazes t ransportadas, os dimetros so usualmente maiores
que os dos coletores troncos.
Emissrio canalizao que liga a extremidade final da rede Estao de Tratamento, quando houver, e/ou ao local de lanamento. Os emissrios no
recebem contribuies ao longo de seu percurso.
Elevatria quando as profundidades das tubulaes se tornam demasiadamente elevadas, quer devido baixa declividade do terreno, quer devido necessidade de
se t ranspor uma elevao, torna-se necessrio bombear os esgotos para um nvel
mais elevado. A parti r desse ponto, os esgotos podem voltar a f luir por gravidade.
As unidades que efetuam o bombeamento dos esgotos so denominadas elevatrias,
e as tubulaes que transportam o esgoto bombeado so denominadas l inhas de
recalque.
Estao de Tratamento dos Esgotos ( ETE ) A final idade das estaes de tratamento de esgotos a de remover os poluentes dos esgotos, os quais poderiam
causar uma deteriorao da qualidade dos corpos dgua. O tratamento dos esgotos
tem sido negligenciado em nosso meio, mas deve-se ter em mente que o sistema de
esgotamento sanitrio s pode ser considerado completo se incluir a etapa de
tratamento.
Disposio Final Aps o tratamento, os esgotos so lanados em um corpo dgua receptor ou, eventualmente apl icados no solo. Em ambos os casos, h que
se levar em conta os poluentes eventualmente ainda presentes nos esgotos tratados,
especialmente os organismos patognicos e metais pesados.
Poos de visita os poos de visi ta so estruturas complementares do sistema de esgotamento. A sua f inal idade permit ir a inspeo e l impeza da rede
LOCALIZAO DOS COLETORES EM RELAO AO SISTEMA VIRIO.
Os coletores devem ser assentados, de preferncia, do lado da rua no qual ficam os
terrenos mais baixos.
A existncia de estruturas ou canalizaes de servios pblicos, tais como: galerias de
guas pluviais, redes de gua, adutoras, cabos eltricos, e telefnicos pode, entretanto, determinar
o deslocamento dos coletores de esgotos para posies mais convenientes.
Para ruas com largura superior a 18,00 m, devero ser executados dois coletores ( um de
cada lado ) de modo a viabilizar o atendimento dos domiclios de ambos os lados com
profundidades convenientes.
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F igu r a 5 - Loc a l i z a o das r ed e s co l e t or as
LOCALIZAO DOS INTERCEPTORES
Os interceptores podem ser localizados:
em vias sanitrias ou avenidas marginais;
em fundos de vale tratados.
F igur a 6 - Loc a l i z a o d e in te rc ep t or e s e m f un dos de va le c an a l i z ad os
Vias Sanitrias ou Marginais.
Os esgotos fluem por gravidade. Assim, os interceptores situam-se nos pontos mais baixos,
ou seja, nos fundos de vale, correndo paralelo aos crregos de cada bacia.
Sua construo tem sido tradicionalmente feita em conjunto com as obras de canalizao
dos cursos dgua e com a implantao das vias sanitrias ou marginais. Apresenta como
vantagens a possibilidade de se realizar obras conjuntas e a reduo nos custos de implantao.
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Fundos de Vale Tratados.
A implantao de vias sanitrias no deve ser encarada como a nica forma de se executar
interceptores de esgotos.
Existem solues ainda mais econmicas para a implantao dos mesmos, que no exigem
que se executem obras em concreto ou mesmo abertura de vias pblicas ao longo dos corpos
dgua naturais. A preservao das margens do curso dgua com reas verdes ou matas ciliares
uma forma bastante atrativa de tratamento de fundo de vale.
As principais vantagens so a preservao natural do curso dgua, evitando-se o
artificialismo do concreto; a independncia da canalizao, a qual muitas vezes demora a ser
implantada devido a seu elevado custo; o tratamento dos fundos de vale com criao de reas
verdes ao longo dos crregos, introduzindo concepes de maior qualidade esttica, paisagstica e
econmica.
F igu r a 7 - Loc a l i z a o de in t er ce pt ore s em fu nd os d e va l e t r a t ad os
VAZES DE DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA COLETOR
A rede coletora dimensionada considerando a vazo
1 20,80 ( / )86400P q K KQ l s = ;
Em que 0,80 o coeficiente de retorno, uma vez que uma parcela da gua utilizada no
retorna sob a forma de esgotos. Os demais parmetros so idnticos aos utilizados no
dimensionamento da rede distribuidora de gua.
A rede coletora de esgotos transporta tambm uma parcela de gua que passa do subsolo
para os coletores - vazo de infiltrao.
A vazo especfica de dimensionamento dos coletores dada por:
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1 20,80 , :86400esg
P q K Kq em queL
=
L = o comprimento total da rede;
qesg = expressa em litros/segundo/metro.
qi = a vazo de infiltrao considerada de 0,0002 a 0,0008 l/s/m.
qesp = ( qesg + q i ) expressa em 1/s/m, em que qesp a vazo de dimensionamento dos
coletores.
Os coletores so dimensionados como condutos livres, funcionando por gravidade e por
meio das frmulas de: Darcy, Flamant, Ganguillet Kutter, ou de Manning.
Os coletores so considerados com vazo a 1/2 seo, os interceptores com vazo a 2/3 de
seo, e os emissrios com vazo a 3/4 de seo.
VELOCIDADE NOS COLETORES
Quanto maior for a velocidade, melhores sero as condies de arrastamento da matria
slida e a no ocorrncia de depsitos nas canalizaes. Entretanto as velocidades excessivas
podem provocar desgastes nas paredes das tubulaes pelo efeito da abraso.
A NBR 9649 indica como limite de velocidade 5,0 m/s.
Tradicionalmente so aceitas as seguintes velocidades mximas:
ferro fundido 6,0 m/s manilhas cermicas e PVC 5,0 m/s concreto 4,0 m/s; fibrocimento 3,0 m/s
A velocidade mnima, de forma a assegurar a auto- limpeza, considerada 0,60 m/s.
A velocidade crtica dada por:
12
CV = 6 (9,8 RH) , em que:
VC = velocidade crtica;
RH = raio hidrulico;
9,8 = valor da acelerao devida gravidade.
DECLIVIDADES DOS COLETORES
As declividades mnimas dos coletores so estabelecidas conforme o dimetro e so
mostradas na tabela a seguir.
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Tabe la 4 - De c l iv id ad e s m n im as , c on f orm e os d im e tr os :
Dimetros ( mm ) Declividades
mnimas m/m
Dimetros( mm ) Declividades
mnimas m/m150 0,0070 500 0,0015200 0,0050 600 0,0010250 0,0035 700 0,0008300 0,0025 800 0,0006350 0,0023 900 0,00045400 0,0020 1000 0,00040450 0,0018 1200 0,00035
1. TRAADO DOS COLETORES
O traado dos coletores feito de acordo com o traado urbanstico e a topografia da
cidade, ou da bacia que est sendo esgotada. Uma bacia de drenagem caracterizada pela
existncia de um espigo, linha de cumeada ou divisor de gua e os respectivos fundos de
vale para os quais os esgotos convergem. So mostrados, a seguir, diversos tipos de traados de
coletores pblicos, de acordo com a topografia da cidade.
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F igu r a 8 - T ip o 1 d e t r a ad o de co l e t ore s
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F igur a 9 - T ip o 2 d e t ra ad o d e c o le t ore s
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F igur a 10 - T ip o 3 d e t ra ad o d e c o le t ore s
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F igu r a 11 - P ar t e s c on s t i tu t ivas d o s i s t em a c on ven c ion a l
)
NUMERAO DOS COLETORES.
Os coletores so numerados de forma seqencial e em ordem crescente, de acordo com o
sentido do escoamento. Exemplo: 10 4 ; em que o primeiro nmero ( 10 ) corresponde
numerao do coletor e o segundo nmero (4) corresponde ao nmero do trecho. Pode-se adotar Au tor P ro fe s sor Joo Bosc o de An drade
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ainda a numerao alfa- numrica. Exemplo A- 4 ; em que ( A ) corresponde ao coletor e ( 4 ) ao
trecho.
Pode-se, no caso de existirem vrias sub-bacias de drenagem, adotar-se o seguinte esquema
de numerao CP15 7; em que: CP = Capim Puba, indicando a sub-bacia de drenagem; 15 o
nmero do coletor e 7 o nmero do trecho.
POO DE VISITA.
Definio
Poo de visita uma cmara visitvel atravs de uma abertura existente na sua parte
superior, ao nvel do terreno, destinado a permitir a reunio de dois ou mais trechos consecutivos
e a execuo dos trabalhos de manuteno nos trechos a ele ligados.
Disposio Construtiva
Um poo de visita convencional possui dois compartimentos distintos que so a chamin e
o balo, construdos de tal forma a permitir fcil entrada e sada do operador e espao suficiente
para este operador executar as manobras necessrias operao e manuteno.
O balo o compartimento principal. Pode ter seo circular, quadrada ou retangular. No
balo se realizam todas as manobras internas, manuais ou mecnicas, na manuteno de cada
trecho. No seu piso encontram-se moldadas calhas de concordncia entre as canalizaes de
entrada e de sada.
A chamin, pescoo ou tubo de descida consiste no conduto de ligao entre o balo e o
exterior.
Convencionalmente iniciado num furo excntrico feito na laje de cobertura do balo e
termina na superfcie do terreno. O movimento de entrada e sada dos operadores feito com o
uso de uma escada, de ligas metlicas inoxidveis, do tipo marinheiro, afixada de degrau em
degrau nas paredes do poo. Opcionalmente podem ser usadas escadas mveis, o que conduz a
maior economia.
F igu r a 12 De t a lh e do f un d o do p o oNo desenho ao lado, observa-se as calhas
de fundo do poo; as quais so dispostas
de forma a orientar o f luxo dos esgotos
desde a entrada at a sada, evi tando o
turbi lhonamento e reteno de materiais
em suspenso. As arestas superiores
devero estar niveladas com a geratriz
superior do trecho de sada.
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F igu r a 13 De t a lh e s d os de gr au s do P .V .
Tab e la 5 - D im en se s M n im as p ar a C h am in e Ba lo de Po o de V i s i t a .
Profundidade do Poo de Visita (PV)
(m)
Dimetro do Tubo de Sada (DO) (m)
Dimetro da Chamin (DC) (m)
Dimetro do Balo (DB) (m)
h 1,00 qualquer DO DC = 0,60 DB = DC
1,00 < h < 2,50DO 0,30 DC = 0,60
e
hc = 0,30
DB = 1,00
0,30< DO 0,50 DB = DO + 1,00
h 2,50
DO 0,30 DC =060
e
0,30 hc 1,00
DB = 1,00
0,30 < DO 0,50 DB = 1,50
DO > 0,50 DB = do + 1,00
Quando os coletores so implantados nas ruas o tampo deve ser em ferro fundido, com
capacidade de 4 toneladas, para no ser danificado pela passagem de veculos pesados.
Quando a rede coletora executada no passeio o tampo pode ser feito em concreto
armado.
Situaes em que se empregam os poos de visita.
Os poos de visita ( PV ) so empregados nas seguintes situaes:
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nas cabeceiras das redes, ou ponto de incio dos coletores, podendo ser substitudos por
um Terminal de Limpeza ( TL ), nesta situao;
nas mudanas de materiais;
nas alteraes de dimetros;
nas mudanas de direo dos coletores;
nos encontros de coletores;
nas mudanas de declividades;
em posies intermedirias de coletores de grande extenso.
A distncia entre dois PVs consecutivos no deve exceder:
a) 100 metros para canalizaes at 150 mm;
b) 120m para canalizaes de 200 a 600 mm;
c) 150m para canalizaes > 600 mm.
F igu r a 14 - M od e lo d e t amp o d e f o f o p ar a p o o d e v i s i t a
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Terminal de Limpeza ( TL )
O Terminal de Limpeza recomendado para ser colocado na cabeceira das redes por serem
mais baratos que o PV.
F igur a 15 - De t a lh e do t er m in a l de l imp ez a TL
Caractersticas bsicas dos poos de visita
Os poos de visita podem ser feitos com anis pr-moldados de concreto. So os mais
comuns, principalmente para tubulaes de sada de at 400 mm de dimetro. So rapidamente
montados, da a vantagem de sua utilizao. Possuem seo circular. Podem ser feitos, ainda, em
concreto moldado no local, para canalizaes de dimetro superior a 400 mm.
Normalmente, apenas o balo moldado no local. A chamin sempre pode ser feita com o
uso de tubos pr-moldados. As sees quase sempre so quadradas ou retangulares.
recomendvel a construo de uma chamin com altura mnima de 0,30m, para facilitar a
construo e a reposio da pavimentao das ruas.
Poos de alvenaria de tijolos s so feitos, quando no existem condies de se obter ou
confeccionar peas pr-moldadas no local da obra. As paredes tero espessuras mnimas de uma
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vez, rejuntadas e revestidas com argamassa de cimento e areia no trao 1:3, com adio de
impermeabilizantes.
F igur a 16 - P o o d e v i s i t a e m an i s p r mo ld ad os
F igu r a 17 Pe a de tr an s i o e m c on cr e t o ar m ad o
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Devido demora para ser executado, retardando a liberao da rua para o trnsito,
raramente o poo feito com o emprego de tijolos.
No caso de um ou mais trechos de coletores chegarem ao poo de visita, acima do nvel do
fundo, so necessrios cuidados especiais, nesta ligao, a fim de que haja operacionalidade do
poo, sem constrangimento do operrio que entrar em seu interior. Para desnveis inferiores a
0,50m admite-se queda livre ( QL ). Para desnveis a partir de 0,50m necessrio a instalao de
tubos de queda ( TQ ).
F igu r a 18 - D et a lhe d a ch egad a do c o l e t or ao PV
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Os tubos de queda consistem numa derivao constituda de uma juno invertida,
associada a uma curva de 45o,conectada a um tubo vertical, cuja extremidade inferior dotada de
uma curva de 90o que direciona o fluxo para o PV.
Para dimetros superiores a 350mm, adota-se outro dispositivo denominado poo de queda,
o qual constitudo de poos geminados, sendo a passagem do primeiro para o segundo poo feita
atravs de um orifcio ou vertedouro convenientemente dimensionado para comportar a vazo.
PROFUNDIDADE DOS COLETORES.
a) profundidade mnima: est relacionada com a possibilidade de esgotamento de todos os compartimentos sanitrios existentes na residncia, situados a uma certa distncia da frente do
lote e em cota inferior da via pblica. Est tambm relacionada proteo da canalizao
contra a ao das cargas externas.
O limite da profundidade mnima freqentemente estabelecido em 1,00m.
Quando as condies de traado ou de topografia impuserem profundidades inferiores ao
mnimo recomendado, devem ser tomadas precaues especiais, tais como proteo contra a
ao de cargas acidentais, ou emprego de tubos mais resistentes.
F igur a 19 - Pr o fu nd id ade s m a i s c on ven ie nt e s
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b) profundidade mxima: deve-se ter em conta no projeto, no ultrapassar profundidades acima de 4,50m.
c) profundidades mais convenientes: os valores mdios devero estar em torno de 1,50 a 2,50m.
d) profundidades elevadas: quando o terreno possui uma baixa declividade, preponderantemente plano ou mesmo possui uma declividade contrria declividade da
tubulao, esta tende a se aprofundar com relao ao nvel do terreno. Em alguns casos,
quando estas profundidades se tornam muito elevadas, torna-se necessrio a utilizao de uma
estao elevatria de esgotos.
So os seguintes os inconvenientes das valas profundas:
maior efeito da carga permanente ( terra de recobrimento da tubulao );
ligaes dos coletores mais onerosas;
aumento do custo de construo da rede coletora;
necessidade de escoramento das valas para impedir desmoronamentos e acidentes
fatais;
DETERMINAO DA PROFUNDIDADE MNIMA DOS COLETORES
A profundidade mnima deve ser estabelecida de modo a viabilizar a ligao de pelo menos
80% dos domiclios de uma rua.
minH = h + 0,50m + 0,02 L + 0,30m + (D + e), em que:
h (m) = desnvel entre o leito da rua e a tampa da caixa de inspeo mais prxima;
0,50m = profundidade da caixa de inspeo mais prxima;
0,02 (m/m) = declividade mnima para os ramais prediais;
L (m) = distncia da caixa de inspeo mais prxima ao eixo do coletor;
0,30m = dimenso das peas de conexo do ramal predial ao coletor de esgoto;
D(m) = dimetro do coletor;
e = espessura da parede do coletor
F igu r a 20 - P os i o d o co l e t or e m p rf i l
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CAPTULO III - CARACTERSTICAS DOS ESGOTOS
CONCEITO
Os esgotos costumam ser classificados em dois grupos principais: os esgotos sanitrios e
os esgotos industriais.
Os esgotos sanitrios so constitudos de despejos domsticos, uma parcela de gua de chuva, gua
de infiltrao e eventualmente uma parcela no significativa de esgotos industriais com caractersticas bem
definidas.
Os esgotos industriais, por serem bastante diversificados em suas caractersticas, no sero
considerados neste curso.
Os esgotos domsticos provm principalmente de residncias, edifcios comerciais,
instituies ou quaisquer edificaes que contenham instalaes de banheiros, lavanderias,
cozinhas ou qualquer dispositivo de utilizao de gua para fins domsticos. Compe-se
essencialmente de gua de banho, urina, fezes, papel, restos de comida, sabo, detergentes e guas
de lavagem.
Neste curso devido a grande amplitude de caractersticas dos esgotos industriais, somente
sero consideradas as caractersticas dos esgotos tipicamente domsticos, os quais constituem o
maior formador dos esgotos sanitrios.
CARACTERSTICAS FSICAS
As caractersticas fsicas do esgoto podem se interpretadas pela obteno das grandezas
correspondentes s seguintes determinaes:
matria slida;
temperatura;
odor;
cor e
turbidez.
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Matria Slida
Das caractersticas fsicas, o teor de matria slida a de maior importncia em termos de
dimensionamento e controle de operao das unidades de tratamento. A remoo de matria slida
que vai determinar uma srie de operaes unitrias de tratamento, ainda que represente apenas
cerca de 0,08% dos esgotos ( a gua compe os restantes 99,2% ).
Classif icao da Matria Slida
A matria slida presente nos esgotos pode ser classificada como:
slidos totais - matria que permanece como resduo aps a evaporao dos esgotos;
slidos volteis - se o resduo que permanece aps a evaporao calcinado a 600C,
as substncias orgnicas se volatilizam, da a sua designao;
slidos fixos - componentes minerais dos esgotos que permanecem aps a calcinao;
slidos em suspenso - parcela que retida ao se filtrar os esgotos em membrana
filtrante apropriada, usualmente um filtro de fibra de vidro com tamanho de poros de
1,2mm. Poro que no se sedimenta naquele perodo no cone;
slidos dissolvidos - frao que atravessa o filtro;
slidos sedimentveis - poro que se sedimenta aps 2 horas num cone de
sedimentao, com volume de 1 litro ( cone IMHOFF ).
F igu r a 21 - C omp os i o d os s l id os n os e sgot os
Temperatura
A temperatura dos esgotos , em geral, pouco superior a das guas de abastecimento em
virtude de se usar gua aquecida nas residncias em banhos e demais usos.
Em relao aos processos de tratamento sua influncia ocorre da seguinte forma:
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nas operaes de natureza biolgica ( a velocidade de decomposio do esgoto aumenta
com a temperatura );
nos processos de transferncia de oxignio ( a solubilidade do oxignio menor nas
temperaturas mais elevadas );
nas operaes de sedimentao ( o aumento de temperatura faz diminuir a viscosidade,
melhorando as condies de sedimentao ).
Odor
H alguns odores bem caractersticos:
de mofo, razoavelmente suportvel, tpico do esgoto novo;
de ovos podres, tpico do esgoto velho ou sptico, devido formao do gs sulfdrico.
Cor
esgoto novo tem cor acinzentada. O esgoto velho tem cor escura.
Turbidez
A turbidez devida aos slidos em suspenso nos esgotos.
CARACTERSTICAS QUMICAS
A origem dos esgotos permite classificar as caractersticas qumicas em dois grandes
grupos: da matria orgnica e da matria inorgnica.
J vimos que 70% dos slidos dos esgotos, ( slidos volteis ), so orgnicos. Geralmente
estes compostos so: uma combinao de carbono, oxignio, hidrognio, algumas vezes de
nitrognio, compreendendo: compostos de protenas ( 40 a 60% ); carboidratos ( 25 a 50% ) e
gorduras ( 10% ).
As protenas so produtoras de nitrognio e contm carbono, hidrognio, nitrognio,
oxignio, fsforo, enxofre e ferro. As protenas so os principais constituintes do organismo
humano e animal, mas ocorre tambm em plantas. O gs sulfdrico dos esgotos proveniente do
enxofre presente nas protenas.
Os carboidratos contm carbono, hidrognio e oxignio. So as primeiras substncias a
serem destrudas pelas bactrias com produo de cidos orgnicos, ( originando a acidez dos
esgotos velhos ). Entre os carboidratos temos: acares, amidos, farinhas e glicose.
Quanto s gorduras, nas residncias existem caixas de gordura para reter parcialmente
esse material, diminuindo sua presena na rede coletora. As gorduras esto sempre presentes no
esgoto domstico proveniente do uso de leos, manteigas, da carne etc. Produzem odores
desagradveis, aderem s paredes da tubulao diminuindo a seo til, inibem a vida biolgica
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das bactrias que decompem os esgotos. No deve ser aceita na rede na forma de leos minerais
derivados do petrleo ( leos, lubrificantes, querosene, leo diesel ).
Demanda Bioqumica de Oxignio ( DBO )
A quantidade de matria orgnica presente nos esgotos pode ser identificada indiretamente
pela determinao em laboratrio, da Demanda Bioqumica de Oxignio, ou seja da quantidade
de oxignio necessria para oxidar ou queimar a matria orgnica dos esgotos.
No Brasil considera-se que cada pessoa contribua com 54 gramas de DBO por dia.
Normalmente os esgotos apresentam concentrao de DBO variando de 180 a 360 mg/litro.
Exemplos:
contribuio de esgoto = 150 litros /hab./dia
54g / hab / diaconcentrao de DBO =
150 l / hab / dia
, o que resulta em 360 mg/litro;
contribuio de esgotos = 300 litros/hab./dia
54g / hab / diaconcentrao de DBO = 300 l / hab / dia
, resultando em 180 mg/litro.
CARACTERSTICAS BIOLGICAS
Os principais organismos encontrados nos esgotos so: as bactrias, os fungos, os
protozorios e os vrus. As bactrias constituem o elemento mais importante por serem
responsveis pela decomposio e estabilizao da matria orgnica, tanto na natureza, quanto nas
unidades de tratamento. As bactrias coliformes so tpicas do intestino do homem e esto sempre
presentes no excremento humano ( 100 a 400 bilhes de coliformes / pessoa / dia ).
O esgoto bruto contem de 109 a 1010 NMP / 100 ml de coliformes totais e 108 a 109 de
coliformes fecais. ( NMP = Nmero Mais Provvel ). Um NMP alto significa que o curso dgua
est recebendo esgotos, ou seja o lanamento de esgotos num curso dgua vai determinar um
nmero de expresso para os coliformes que ali estaro presentes em virtude do lanamento.
ESGOTOS INDUSTRIAIS - EQUIVALENTE POPULACIONAL DAS
INDSTRIAS
Os esgotos industriais presentes na rede pblica de coleta, geralmente em quantidade no
significativa, podem ter seu potencial de poluio expressos em populao equivalente.
Exemplo: uma fbrica que produz uma DBO de 1000 kg/dia corresponde a uma populao
equivalente = 1000kg/dia 0,054 kg/hab./dia = 18.518 habitantes. Considerando que cada
habitante representa uma contribuio de 54 gramas de DBO /dia.
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CAPTULO IV - PROCESSOS E GRAUS DE TRATAMENTO
DOS ESGOTOS SANITRIOS
INTRODUO
Um sistema qualquer de esgotos sanitrios encaminha seus efluentes, direta ou
indiretamente, para corpos dgua receptores, formados pelo conjunto de gua de superfcie ou do
subsolo. A capacidade receptora destas guas em harmonia com sua utilizao, estabelece o grau
de condicionamento a que dever ser submetido os esgotos, de modo que o corpo dgua receptor
no sofra alteraes nos parmetros de qualidade fixados para o trecho do curso dgua afetado
pelo lanamento. Os condicionamentos aplicados aos esgotos so denominados processos de
tratamento.
OPERAES UNITRIAS
Os processos de tratamento so formados, em ltima anlise, por uma srie de operaes
unitrias. Essas operaes so empregadas para a remoo de substncias indesejveis, ou para
transform-las em outras de forma aceitvel.
As mais importantes destas operaes unitrias, empregadas nos sistemas de tratamento so:
trocas de gs - adio de oxignio ou ar ao esgoto para criar ou manter condies
aerbias, adio de gs cloro para eliminao de microrganismos;
gradeamento - operao pela qual os materiais flutuantes e em suspenso, que forem
maior em tamanho que as aberturas das grades, so retidos e removidos;
sedimentao - operao pela qual a capacidade de carreamento dos esgotos
diminuda, permitindo que as partculas em suspenso se sedimentem pela ao da
gravidade. A diminuio da capacidade de carreamento obtida com a diminuio da
velocidade dos esgotos. A areia, por exemplo, removida desta forma;
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flotao - operao pela qual a capacidade de carreamento dos esgotos diminuda e sua
capacidade de empuxo aumentada. Tal operao serve para remover gorduras e leos dos
esgotos;
precipitao qumica - operao pela qual os produtos qumicos apropriados reagem
com as substncias qumicas dos esgotos precipitando-as;
filtrao - operao pela qual os esgotos atravessam um meio poroso que retm determinadas
impurezas ( matria em suspenso ) presentes nos esgotos;
desinfeco - operao pela qual os organismos infecciosos em potencial so
exterminados, ( clorao dos esgotos, ao de raios ultravioletas, ozonizao );
oxidao biolgica - operao pela qual os microrganismos decompem a matria
orgnica contida nos esgotos, transformando substncias complexas em produtos finais
simples.
PROCESSOS DE TRATAMENTO
Os fenmenos atuantes na formao dos esgotos sanitrios devero atuar, de modo inverso,
nos processos de tratamento. Assim se um esgoto formado pela ao de agentes fsicos, o
sistema de remoo destes agentes dever ser um processo fsico.
Em funo destes fenmenos e da mesma forma que os poluentes contidos nos esgotos so
de natureza fsica, qumica e biolgica, os processos de tratamentos podem ser classificados em:
fsicos, qumicos e biolgicos.
Obviamente estes processos no atuam isoladamente; as transformaes provocadas por
um determinado processo de tratamento influiro nos fenmenos inerentes aos demais processos.
Processos Fsicos
So os processos em que predominam os fenmenos fsicos. Estes fenmenos
caracterizam-se principalmente nos processos de remoo de substncias fisicamente separveis
dos lquidos ou que no se encontram dissolvidas. Basicamente tm por finalidade separar as
substncias em suspenso no esgoto. Neste caso incluem:
remoo de slidos grosseiros;
remoo de slidos sedimentveis;
remoo de slidos flutuantes.
Mas qualquer outro processo em que h predominncia dos fenmenos fsicos constitui um
processo fsico de tratamento, como:
remoo da umidade do lodo;
filtrao dos esgotos;
incinerao do lodo;
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diluio dos esgotos;
homogeneizao dos esgotos ou do lodo.
Processos Qumicos
So os processos em que h utilizao de produtos qumicos e so raramente usados em
esgotos sanitrios. O uso de produtos qumicos tem sido a principal causa do pouco emprego do
processo. Via de regra, utiliza-se o tratamento qumico quando o emprego de processos fsicos e
biolgicos no atendem ou no atuam eficientemente nas caractersticas que se deseja reduzir ou
remover. Os processos comumente adotados so:
floculao e precipitao qumica;
oxidao qumica;
clorao;
neutralizao do pH.
Processos Biolgicos
So considerados processos biolgicos aqueles que dependem da ao de microrganismos
presentes nos esgotos. Os fenmenos de nutrio so predominantes na transformao de
componentes complexos em compostos mais simples, tais como: sais minerais, gs carbnico e
outros.
Os processos biolgicos de tratamento procuram reproduzir em dispositivos racionalmente
projetados, os fenmenos biolgicos observados na natureza, condicionando-os em rea e tempo
economicamente justificveis. Os principais processos biolgicos de tratamento so:
oxidao biolgica ( aerbia, como lodos ativados, filtros biolgicos, valos de
oxidao e anaerbia como reatores anaerbios de fluxo ascendente );
digesto do lodo ( aerbia, anaerbia, fossas spticas ).
CLASSIFICAO DOS PROCESSOS
Os processos de tratamento podem ser classificados em funo dos fenmenos de remoo
ou transformao e de acordo com o grau de eficincia obtido por um ou mais dispositivos de
tratamento.
Em Funo da Remoo
Remoo ou transformao de slidos grosseiros em suspenso:
crivos;
grades;
peneiras;
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desintegradores.
Remoo de slidos sedimentveis:
desarenadores ( caixas de areia );
centrfugas;
decantadores.
Remoo de leos, gorduras, graxas e substncias anlogas:
tanques de reteno de leos ( caixas de gordura );
tanques de flotao;
decantadores com removedores de escuma.
Remoo de material mido em suspenso:
tanques de flotao;
filtros de areia;
tanques de precipitao qumica.
Remoo de substncias orgnicas dissolvidas, semidissolvidas e finamente
divididas:
irrigao de grandes superfcies do solo;
campos de nitrificao, com ou sem finalidade agrcola;
filtros biolgicos;
lagoas de estabilizao;
tanques de lodos ativados:
valos de oxidao, sistemas de aerao prolongada.
Remoo de odores e controle de doenas transmissveis:
desinfeco ( clorao, ultravioleta, ozonizao );
reagentes qumicos;
instalaes biolgicas ( aerbias )
Em Funo da Eficincia das Unidades
comum classificar as instalaes de tratamento em funo do grau de reduo dos
slidos em suspenso e da demanda bioqumica de oxignio.
Tais indicadores demarcam a eficincia do sistema de tratamento.
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4.2.1. Tratamento preliminar:
remoo de slidos grosseiros;
remoo de gorduras e leos;
remoo de areia.
4.2.2. Tratamento primrio:
sedimentao;
flotao;
digesto do lodo;
secagem do lodo;
sistemas compactos ( sedimentao e digesto, Tanque Imhofh );
sistemas anaerbios ( lagoa anaerbia, reator de fluxo ascendente ).
4.2.3. Tratamento secundrio:
filtrao biolgica;
lodos ativados;
lagoas de estabilizao ( aerbias, facultativas, aeradas ).
4.2.4. Tratamento tercirio:
lagoas de maturao;
desinfeco;
filtrao final;
processos de remoo de nutrientes.
Grau de Tratamento
O grau e eficincia do tratamento necessrio sero sempre funo da capacidade de
recepo e diluio do corpo de gua receptor e das caractersticas de uso da gua a jusante do
ponto de lanamento, das condies de autodepurao, da legislao ambiental e das
conseqncias dos lanamentos dos esgotos.
H sempre interesse em se fazer o estritamente necessrio em termos de tratamento, por
razes de ordem financeira. Na verdade se s o tratamento primrio for suficiente do ponto de
vista do corpo receptor, no h por que se construir, pelo menos, de inicio uma estao com
tratamento completo. Deve-se ter em mente que os processos mais sofisticados oneram tanto no
custo da construo como na operao e manuteno.
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F igu r a 22 - Esq ue m a Ger a l de s i s te m a d e ab ast ec im en t o de gu a e t r a t am en t o d e e sgot o
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CAPTULO V - REMOO DE SLIDOS GROSSEIROS
TRATAMENTO PRELIMINAR
CONCEITO
So considerados grosseiros os resduos slidos contidos nos esgotos sanitrios e de fcil
reteno e remoo, atravs de operaes fsicas de gradeamento.
Este material procedente do uso inadequado das instalaes prediais, dos coletores
pblicos e demais componentes do sistema de esgotamento sanitrio. As conexes irregulares
nesse sistema, de efluentes pluviais e industriais, tambm contribuem para o agravamento dos
problemas nas operaes de recalque, transporte, tratamento e disposio final nos corpos dgua
receptores, razo pela qual os slidos grosseiros devem ser previamente removidos. A remoo
realizada por unidades denominadas grades de barras.
FINALIDADES
A remoo dos slidos grosseiros contidos nos esgotos tem as seguintes finalidades:
proteo dos dispositivos de transporte dos esgotos nas suas diferentes fases, lquida e
slida ( lodos ), tais como bombas, tubulaes, transportadores e peas especiais;
proteo dos dispositivos de tratamento dos esgotos, tais como raspadores,
removedores, aeradores, bem como os dispositivos de entrada e de sada;
proteo dos corpos receptores, tanto no aspectos esttico como nos regimes de fluxo e
de desempenho;
remoo parcial da carga poluidora, contribuindo para melhorar o desempenho das
unidades subseqentes do tratamento e desinfeco.
A remoo de slidos grosseiros tem, portanto, como finalidade fundamental
condicionar os esgotos para posterior tratamento ou lanamento no corpo receptor.
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CARACTERSTICAS DAS GRADES DE BARRAS
As grades de barras convencionais so constitudas de dispositivos de reteno e de
remoo.
Dispositivos de Reteno
So geralmente barras, de ferro ou de ao, dispostas paralelamente, verticais ou inclinadas,
de modo a permitir o fluxo normal dos esgotos atravs do espaamento entre as barras,
adequadamente projetadas para reter o material que se pretende remover, com baixa perda de
carga.
3.1.1. Espaamento Entre as Barras
O espaamento obedece s seguintes condies, de acordo com o tipo de grade.
Tabe la 6 - T ip os d e gr ad e e e sp a am en t o e nt re a s barr as
Tipo de grade Espaamento entre as barras
Grosseira 4 a 10 cm
Mdia 2 a 4 cm
Fina 1 a 2 cm
3.1.2. Dimenses das Barras e Inclinaes das Mesmas
Tab e la 7 - D im en se s das Bar r as
Grades Grossei ras 3/8 x 2 0,95cm x 5,00 cm
3/8 x 2 1/2 0,95cm x 6,35 cmGrades Mdias 3/8 x 1 1/2" 0,95cm x 3,81 cm
3/8 x 2 0,95cm x 5,00 cm
Grades Finas 1/4 x 1 1/2 0,64cm x 3,81 cm
As grades podem ser instaladas verticalmente ou inclinadas. As grades mdias e finas, com
limpeza manual, so instaladas com inclinaes de 600 e as grosseiras com inclinaes de 45.
Dispositivos de Remoo
O material retido na grade deve ser removido to rapidamente quanto possvel; de modo a
evitar represamento dos esgotos no canal a montante e conseqente elevao do nvel e aumento
excessivo da velocidade do lquido entre as barras, provocado o arraste do material que se
pretende remover.
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A remoo pode ser mecanizada ou manual com o emprego de rastelos, ancinhos ou garfos.
A remoo mecanizada pode ser comandada por um sistema de botoeira acionada quando houver
necessidade de se efetuar a limpeza. Pode tambm ser automaticamente controlada por
temporizador ( timer ), ou atravs de flutuadores adequadamente instalados para acionar o
mecanismo de limpeza sempre que o diferencial de nveis, entre montante e jusante, atingir
determinado valor.
Destino do Material Removido
O material removido pode ser incinerado ( mais indicado do ponto de vista sanitrio ) ou
disposto em aterro sanitrio.
FUNCIONAMENTO DAS GRADES
Velocidade de Passagem dos Esgotos Entre as Barras
A velocidade de passagem entre as barras no deve ser muito elevada, a fim de no arrastar
o material previamente retido. No deve, no entanto, ser muito baixa para no permitir o acmulo
de material sedimentado no canal da grade. A velocidade pode variar de 0,60 m/s a 1,00 m/s.
Perdas de Carga
Admitem-se grade de limpeza manual - 0,15 m; grade de limpeza mecanizada - 0,10 m.
Para se evitar perda de carga elevada, deve-se fazer a limpeza peridica e conveniente da grade.
Dimensionamento
O dimensionamento deve ser precedido da seleo do tipo de grade ( grosseira, mdia ou
fina ), determinao e definio do espaamento e perfil das barras. Dimensionar a grade, da para
a frente dimensionar o canal em que ela ser instalada.
4.3.1.- Dimensionamento do canal da grade
A rea til representada pela rea livre entre barras determinada pela frmula
Au a tS S AuE a
+= = , em que:
E = eficincia da grade
a = espaamento entre as barras
t = espessura das barras
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CAPTULO VI REMOO DE SLIDOS SEDIMENTVEIS
CONCEITO
Os slidos sedimentveis contidos nos esgotos so, na sua maioria, constitudos de
material mineral, tais como: areia, pedriscos, silte, escria, cascalho. Este material contm ainda
reduzida quantidade de matria orgnica putrescvel, tais como: vegetais ( gros de feijo, frutas e
verduras ) casca de ovos, pedaos de ossos e penas de aves. comum a presena de cabelos,
plstico e fibras ( palhas, piaavas, etc. ) A origem desse material se deve ao manuseio normal do
uso domstico; da disposio indevida de materiais no sistema de esgoto, acidentalmente ou
intencionalmente; de ligaes clandestinas de guas pluviais; lavagens de pisos, de despejos
comerciais e industriais, de entulhos e restos de construes. Na orla martima, os banhos de mar
podem determinar a grande quantidade de areia, pelos banhos de chuveiro, aps as idas s praias.
FINALIDADES DA REMOO DAS AREIAS
Basicamente, a remoo de areia ou desarenao, tem por finalidade eliminar ou abrandar
os efeitos adversos ao funcionamento de componentes das instalaes a jusante, bem como evitar
o assoreamento dos corpos receptores. Entre as finalidades, importante destacar as seguintes:
evitar a abraso nos equipamentos e tubulaes;
reduzir a possibilidade de avarias e obstruo das unidades do sistema, tais como:
canalizaes, caixas de distribuio, tanques, sifes calhas, orifcios e outros;
facilitar o manuseio e transporte das fases lquida e slida nos componentes da ETE.
CARACTERSTICAS
A remoo da areia feita nas caixas de areia ou desarenadores, que realizam as seguintes
operaes:
reteno da areia com caractersticas indesejveis ao efluente ou ao corpo receptor;
armazenamento do material retido, durante perodos entre limpezas consecutivas;
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DIMENSIONAMENTO
Para o dimensionamento importante lembrar que, para partculas de dimetro a 0,2 mm
a velocidade de sedimentao adquire valores em torno de 0,02 m / s.
F igu r a 23 - D e s loc am en t o das par t c u la s no in te r ior do d esare n ad or
Observando o trajeto da partcula e relacionado-a com a velocidade de fluxo, tem-se:
1 21 2
:L hV e V em quet t
= = ,
V1 = velocidade de fluxo = 0,30 m / s;
V2 = velocidade de sedimentao = 0,02 m / s;
L = comprimento do desarenador;
h = altura de gua no desarenador;
Como t1 = t2, pois o tempo gasto para a gua percorrer a distncia L o mesmo que os
sedimentos levam ara percorrer a distncia h, tem-se que:
1 2V h L V =
Substituindo os valores de V1 e V2, obtm-se:
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0,30 0,020,30 150,02
h LhL L h
=
= =
Por segurana, para combater o efeito da turbulncia, adota-se um fator de segurana de
50%, o que resulta em:
22,5L h=
DETALHES EXECUTIVOS
F igu r a 24 - D e t a lhe d a ca ixa de ar e ia de l im pe z a manu a l
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CAPTULO VII LAGOAS DE ESTABILIZAO
HISTRICO
A descoberta das lagoas de estabilizao, como processo de tratamento de esgotos, ocorreu de forma acidental. Em 1924, em Santa Rosa Califrnia, para se evitar o custo de uma estao
de tratamento se fez passar o esgoto por um leito de pedras, acreditando-se que este teria um
efeito de filtro percolador. Ocorreu a colmatao dos vazios e uma acumulao de esgotos com
0,90m de lmina, mas o efluente desta lagoa tinha caractersticas equivalentes ao de um filtro
biolgico.
Em Fessenden, Dakota do Norte, em 1928, pelo fato de no haver sido construda a estao
para uma nova rede de coleta, os esgotos foram dirigidos para uma depresso no terreno, fora da
cidade. Alguns meses depois os especialistas ficaram surpresos com a qualidade do efluente final,
comparvel a de um tratamento secundrio. Mas s nos ltimos 50 anos foi que experimentos
objetivos e critrios racionais de projeto comearam a ser desenvolvidos, de modo a estabelecer
parmetros de carga orgnica, tempo de deteno, profundidade e outros.
Os Estados de Dakota do Norte e do Sul foram os pioneiros na pesquisa objetiva nos
Estados Unidos. Em 1948 entrou em operao a primeira lagoa projetada especialmente para
receber esgotos e trat-los ( lagoa de Maddock ).
A partir de 1950, os principais pesquisadores comearam a publicar seus trabalhos e j em
1960 foram estabelecidos intercmbios de informaes entre os diversos pases. Os pases
pioneiros na pesquisa foram os Estados Unidos, Austrlia, Nova Zelndia, Israel, frica do Sul,
ndia, Canad e na Amrica Latina: Brasil, Mxico, Colmbia, Costa Rica, Cuba e Equador.
CONCEITO E CLASSIFICAO
As lagoas de estabilizao so sistemas de tratamento biolgico em que a estabilizao da
matria orgnica realizada pela oxidao bacteriolgica ( oxidao aerbia ou fermentao
anaerbia ) e/ou reduo fotossinttica das algas.
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De acordo com a forma predominante pela qual se d a estabilizao da matria orgnica a
ser tratada, as lagoas so classificadas em:
anaerbias nas quais predominam processos de fermentao anaerbia,
imediatamente abaixo da superfcie no existe oxignio dissolvido;
facultativas nas quais ocorrem simultaneamente, processos de fermentao
anaerbia, oxidao aerbia e reduo fotossinttica. O fundo uma zona anaerbia,
prximo superfcie existe uma zona aerbia de atividade biolgica, onde ocorre a
fotossntese das algas;
aerbias nas quais se chega a um equilbrio da oxidao e da fotossntese, garantindo
condies aerbias em todo o meio;
aeradas nas quais se introduz oxignio atravs de processos de aerao;
de maturao usadas como refinamento ou polimento dos esgotos tratados por
qualquer outro processo, inclusive por lagoas. Reduz bactrias, slidos em suspenso,
nutrientes e uma pequena parcela de DBO.
EFICINCIA E APICABILIDADE DAS LAGOAS
As lagoas apresentam excelente eficincia de tratamento. A matria orgnica dissolvida no
efluente das lagoas bastante estvel. Havendo separao de algas a DBO fica na ordem de 15 a
30 mg/l. As lagoas de maturao removem 99,9999% de organismos coliformes. As lagoas tm
alta aplicabilidade no tratamento de esgotos sanitrios e para alguns tipos de esgotos industriais.
A performance das lagoas nos pases tropicais excelente.
FATORES QUE INTERFEREM NO PROCESSO
Fatores Incontrolveis
Sobre estes fatores praticamente no se pode exercer qualquer ao visando modific-los.
So fatores climticos tais como:
evaporao a evaporao altera a concentrao de slidos na lagoa;
precipitao pluviomtrica atua no sentido inverso da evaporao podendo provocar uma
diluio desfavorvel ao processo, dependendo da durao e intensidade;
temperatura sem dvida o fator mais atuante, uma vez que a temperatura apresenta um
relacionamento com outros fatores importantes como radiao solar, velocidade de fotossntese,
velocidade de metabolismo dos organismos. A matria orgnica decomposta mais rapidamente
quando a temperatura mais elevada;
ventos tm importncia na medida em que favorecem a homogeneizao da massa lquida e
a formao de ondas, so importantes tambm para a oxigenao das lagoas;
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nuvens interferem impedindo a passagem de radiao solar;
radiao solar influi diretamente na velocidade de fotossntese.
Fatores Parcialmente Controlveis
tipo de esgoto se domstico, industrial ou agrcola;
concentrao de DBO;
concentrao de slidos conveniente efetuar o gradeamento e a desarenao para remover
parte dos slidos, antes de sua entrada na lagoa;
toxidade substncias txicas no devem ser introduzidas na lagoa;
lenol subterrneo deve-se conhecer a profundidade do lenol e a permeabilidade do
terreno pois so fatores que podem influir no equilbrio hidrulico da lagoa;
taxa de percolao do terreno favorecer ou no a infiltrao que deve ser minimizada;
caractersticas topogrficas favorecem ou no a construo e o arranjo das lagoas;
custo do terreno importante, pois as lagoas exigem reas extensas para serem implantadas;
inundao devem ficar a salvo de inundaes;
localizao dos cursos dgua o efluente tratado deve alcanar o curso dgua o mais
rpido possvel evitando maiores custos de transporte;
uso da gua a jusante e capacidade de autodepurao do corpo receptor.
PARMETROS DE INTERESSE
rea superficial fator fundamental pois interfere na recepo de radiao solar
(fotossntese ) e na aerao pela ao do vento;
profundidade varia de alguns centmetros ( lagoas aerbias ) a 4,50 metros ( lagoa
anaerbia );
equilbrio hidrulico:
A EQ P Q E I+ = + +
QA = vazo afluenteP = precipitaes atmosfricas ou chuvasQE= vazo efluenteE = evaporaoI = infiltrao no solo
tempo de deteno varia de acordo com a temperatura da regio e com o tipo de lagoa;
formato pode ter qualquer formato, mas deve-se evitar zonas mortas e os curtos - circuitos.
O formato mais interessante o retangular.
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F igu r a 25 - Lagoa de e s t ab i l i z a o
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PRINCPIOS DE DIMENSIONAMENTO E FUNCIONAMENTO
LAGOAS ANAERBIAS
Nas lagoas anaerbias a estabilizao ocorre sem o concurso de oxignio dissolvido. So
os fenmenos de digesto cida e de fermentao metnica que tomam parte do processo.
Princpios de Funcionamento
A fermentao anaerbia um processo seqencial. Primeiramente microrganismos
facultativos, na ausncia de oxignio dissolvido, transformam compostos orgnicos complexos em
compostos mais simples, principalmente cidos orgnicos. a fase da digesto cida e da
produo de compostos mal cheirosos ( gs sulfdrico, mercaptanas ) o pH baixa para 6 e