ETE 600L - ecohabitatbrasil.com.br · exemplo, já incorporando tanque anaeróbio em substituição ao tanque séptico.” (NBR 13969/97 pg.1/2)

SISTEMA COMPACTO DE TRATAMENTO DE EFLUENTES

SANITÁRIOS

ETE 600L

2

www.ecohabitatbrasil.com.br – 048 3238-9147 – Florianópolis

“Cuidando do Meio Ambiente”

Anderson Müller

Larrymar Ruoso

Memorial Descritivo, Justificativa, Memória de Cálculo e

Procedimentos de Operação e Manutenção do Sistema de

Tratamento de Esgotos.

ETE 600L

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1 - OBJETIVO

O objetivo deste trabalho é apresentar um sistema de tratamento de esgoto que

atenda a legislação vigente. Por isso, o projeto será elaborado conforme as indicações da

NBR – 7229/93, NBR – 13969/97 e através de publicações de autores de conhecida

responsabilidade.

2 – DADOS DAS PESSOAS ENVOLVIDAS NO PROJETO

1) BAKOF – Indústria e Comércio de Fiberglass Ltda - Projeto Hidráulico

Sanitário.

Nome: Anderson Luís Müller

CREA: RS164653

2) BAKOF – Indústria e Comércio de Fiberglass Ltda - Execução do Projeto

Nome: Larrymar Faccin Ruoso

CREA: RS161044

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3 – JUSTIFICATIVA E DESCRIÇÃO

Em decorrência das necessidades de saneamento básico efetivo das áreas não

abrangidas por sistema de rede coletora e tratamento de esgotos de porte, da proteção do

meio ambiente e do manancial hídrico, tornou-se imperativo oferecer opções coerentes

com aquelas necessidades.

Por todas estas razões supra citadas, este projeto será elaborado conforme as

indicações da ABNT, onde, inclusive, se lê: “Isso não impede que um fabricante

desenvolva outros processos mais compactos, econômicos e eficientes, como, por

exemplo, já incorporando tanque anaeróbio em substituição ao tanque séptico.” (NBR

13969/97 pg.1/2)

O tratamento de efluentes deste empreendimento será feito através de um conjunto

de unidades modulares e compactas utilizando o processo anaeróbio. Esse sistema de

tratamento é denominado ETE 600L, e é composto por um Reator Anaeróbio e um

Filtro Anaeróbio.

Logo, este projeto contempla a utilização de um reator anaeróbio de manta de lodo e

fluxo ascendente seguido de um filtro anaeróbio, também de fluxo ascendente, com

objetivo principal de remoção da matéria orgânica contida no efluente sanitário.

O funcionamento do sistema se dará em 2 etapas. Na primeira, o esgoto bruto irá se

decompor numa porção sedimentável e outra solúvel, removida através da

transformação de matéria orgânica complexa em gases.

Grande parte da matéria orgânica dissolvida e em suspensão que não teve tempo

para ser digerida na primeira etapa será removida no filtro anaeróbio, através do

processo biológico.

Descrição dos Equipamentos:

As unidades são confeccionadas em PLÁSTICO REFORÇADO / COMPÓSITO

EM PRFV (Plásticos Reforçados em Fibra de Vidro), de alta resistência química e

mecânica.

Reator Anaeróbio: Tanque fabricado em PRFV com volume útil de 0,40m³,

diâmetro de 0,68m e altura total de 1,50m. O tanque é composto pelos seguintes

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elementos: distribuidor de fluxo, cone defletor, separador de fases, calha vertedoura,

tubo de sucção, tubo de limpeza, suspiro e tampa de inspeção.

Filtro Anaeróbio: Tanque fabricado em PRFV com volume útil de 0,40m³, com

diâmetro de 0,68m e altura total de 1,50m. O tanque é composto pelos seguintes

elementos: distribuidor de fluxo, calha vertedoura, tubo de sucção, suspiro e tampa de

inspeção.

O sistema foi dimensionado para tratar efluentes domésticos em caráter permanente,

com a eficiência média de 80 % na remoção de DBO. Esta eficiência pode ser

comprovada através de laudos de análise realizados por laboratórios de análise

credenciados.

Em anexo segue o desenho do modelo ETE 600L mostrando em detalhes seus

componentes e disposição.

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4 – MEMORIAL DE CÁLCULO

4.1 - A Legislação Pertinente

A Legislação Brasileira sobre lançamento de efluentes, o CONAMA 20, hoje,

reformulada na RESOLUÇÃO nº. 357, de 17 de março de 2005, que “Dispõe sobre a

classificação dos corpos de água e diretrizes ambientais para o seu

enquadramento, bem como estabelece as condições e padrões de lançamento de

efluentes, e dá outras providências”. Já os estados contêm Decretos e Resoluções no

que concerne aos padrões de lançamento. Alguns estados trabalham com carga

orgânica, outros com DBO máxima e outros com porcentagem de eficiência.

4.2 - Enquadramento do Empreendimento na legislação pertinente

Para a instalação deste equipamento deve-se verificar se os padrões do mesmo

respeitam a legislação local. A verificação destes parâmetros deve ser de

responsabilidade do engenheiro responsável pela obra, podendo o FABRICANTE

assessorar a empresa interessada em adquirir os equipamentos desta linha.

4.3 - Cálculo da vazão

População estimada (N) = 4 pessoas

Contribuição de esgotos (C) = 160 l/pessoa.dia (padrão alto - NBR 7229/93)

Q = N . C = 4 . 160 = 640 l/dia

Portanto, consideraremos uma vazão média de Q = 640 l/dia

4.4 - Cálculo da Carga Orgânica e DBO5 afluente

Padrão alto = 50 g DBO5/pessoa.dia (NBR 13969/97)

C.O. = (50 x 4 pessoas) = 200 g DBO5/dia

C.O. = 200000 mg DBO5/dia

DBO5 = C.O./ Vazão de efluente gerada

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DBO5 = 200000 mg / 640 l

DBO5 = 312,5 mg/l

4.5 - Dimensionamento do Reator Anaeróbio

Cálculo do Volume:

V = Q . TDH

Segundo CHERNICHARO (2007), o tempo de detenção hidráulica (TDH)

empregado para reatores anaeróbios é de até 8 horas. Porém, para este

dimensionamento, consideraremos 12 horas para o TDH.

Portanto:

V = 16000 l/dia . (12 / 24) dia

V = 8000 l

Adotando-se Hútil = 2,30 m, temos:

V = PI . D2 . Hútil / 4

0,32 = PI . D2 . 1,10 / 4

D = 0,61 m

Logo, adotaremos um tanque cilíndrico com:

D = 0,68 m (diâmetro) e Hútil = 1,10 m (altura)

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Vantagens do equipamento

“Os reatores anaeróbios obtiveram evoluções que não podemos deixar de

aproveitar em nossos projetos. Foram verificados, em estudos realizados pela USP –

Universidade de São Paulo, SANEPAR, CETESB e outros órgãos de reconhecida

responsabilidade, os pontos abaixo:”

1) Melhor eficiência em reatores anaeróbios de fluxo ascendente do que em fluxo

horizontal.

2) Sistema de coleta de efluente (Calha Vertedoura) reduz o curto circuito hidráulico

através da boa distribuição afluente e efluente.

Devido a isto, optamos por projetos mais modernos e de comprovada eficiência.

efluente

afluente

- partícula dissolvida não entra em contato com a

manta de lodo;

- sistema carreia mais sólidos com sobrecarga

hidráulica;

- necessita de maior tempo de detenção hidráulica.

Fluxo Ascendente Fluxo Horizontal

afluente efluente

Figura 1: Comparação entre o fluxo do reator anaeróbio e da fossa ABNT.

Correto Errado

Zona Morta

Figura 2: Curto circuito hidráulico na fossa (à direita) – Superdimensionamento.

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4.6 - Dimensionamento da tubulação de entrada

A tubulação de entrada deve ser calculada através dos seguintes parâmetros:

- Evitar o entupimento com materiais grosseiros;

- Permitir a passagem normal do fluxo.

Serão utilizados tubos de esgoto de 100 mm devido esta ser a dimensão mínima

para coletores prediais.

4.7 - Sistema distribuidor de fluxo

O sistema distribuidor de fluxo foi projetado levando em consideração a

hidráulica, entupimento e estrutura. Portanto, optou-se por um formato parabólico ao

invés dos planos.

4.7.1 - Quanto ao aspecto estrutural

100 mm

Figura 3: Tubulação de entrada.

Força – Peso Flecha Situação Ideal

F F F F F F Contra flecha

Figura 4: Fundo falso pretendido.

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4.7.2 - Quanto ao aspecto hidráulico e de entupimento

“O sistema é facilmente desentupido

“O sistema é facilmente desentupido através de retrolavagem, no entanto, é

muito importante lembrar que é proibido jogar objetos maiores que 3 cm dentro do

esgoto, que não sejam fezes. Não jogar panos, trapos, papéis e outros materiais de

baixa taxa de decomposição.”

20 furos de 5 mm na camada externa

16 furos de 3 mm na segunda camada

12 furos de 3 mm na terceira camada

8 furos de 3 mm na quarta camada

> diferença de distância < diferença de distância

Figura 5: Sistema de distribuição de fluxo.

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4.8 Principais parâmetros do projeto

Zona de digestão

Considerar Q médio = 640 l/dia

Q máx/hora = 1,8 . 640 = 1152 l/dia

Carga hidráulica volumétrica

CHV = = = 1,6 < 4

CHV = = = 2,9 < 6

Tempo de detenção hidráulica

TDH = = 15,0 horas > 6 h

TDH = = 8,3 horas > 4 h

Velocidade superficial do fluxo

V = = = 0,074 m / h OK

V = = = 0,133 m / h OK

Portanto, são recomendadas neste sistema as dimensões de:

D = 0,68 m (diâmetro) Hútil = 1,10 m (altura)

Q médio

V útil

0,64 m3/dia

0,40 m³

Recomendado

Q máx

V útil

1,152 m3/dia

0,40 m³

0,40 m3 . 24 h

0,64 m3. dia

0,40 m3 . 24 h

1,152 m3. dia

Q médio

área

0,64 . 4

24 . . 0,64

Q máx

área

1,152 . 4

24 . . 0,65

Recomendado

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4.9 - Sistema de coleta de efluente – Calha Vertedoura

Neste sistema será adotado o tipo de saída com vertedor triangular, denominado

Calha Vertedoura, assim teremos uma perfeita distribuição do efluente.

Figura 6: Vertedor triangular

VISTA SUPERIOR VISTA LATERAL

Figura 6: Vertedor triangular – Calha Vertedoura

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4.10 – Formação de lodo

P lodo = Y . DQO

Considerando-se Y = 0,15 mg SSV / mg DQO (van Haandel e Lettinga, 1994)

Carga de DQO = 200 g DQO / dia

DQO = 0,20 kg DQO / dia

P = 0,15 . 0,20 = 0,03 kg SSV / dia

V lodo = = 0,58 . 10-3 m3 / dia = 0,58 l / dia

V acúmulo = = 0,20 m3

= 200 l

Tempo de limpeza = = 344,80 dias = 11,5 meses

Portanto, adotar remoção de 210 l de lodo a cada 12 meses.

“Remover 210 litros de lodo a cada 12 meses, no caso de uso de utilização do

equipamento em máxima carga hidráulica e orgânica”

0,55 m . . 2,52

4

200

0,58

0,55 m

1,10 m

Figura 7: Camada de lodo para acúmulo.

0,03 kg DQO / dia

1030 kg / m3 . 0,05

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4.11 - Dimensionamento do Filtro Anaeróbio (NBR 13969/1997)

V = 1,6 x N x C x T

Onde:

T = TDH = Tempo de Detenção Hidráulica;

N = número de pessoas;

C = contribuição de esgoto (l/pessoa.dia);

Considerando:

- Padrão de contribuição de esgotos, C = 160 l/pessoa.dia (Padrão alto)

- Número de pessoas, N = 4 pessoas

- TDH = 8 horas = 8/24 dia (adotado)

- O meio filtrante utilizado no Filtro Anaeróbio - Brita nº 4

Portanto:

V = 1,6 x 8 x 160 x 8/24

V = 341,3 l

Adotando-se Hútil = 1,10 m, temos:

V = PI . D2 . Hútil / 4 0,341 = PI . D

2. 1,10 / 4

D = 0,63 m

Logo, adotaremos um tanque cilíndrico com:

D = 0,68 m (diâmetro) e Hútil = 1,10 m (altura)

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4.12 - Dimensionamento da tubulação de entrada

Serão utilizados tubos de esgoto de 100mm devido esta ser a dimensão mínima

para coletores prediais.

Importante: Verifique que a diferença entre o nível da base do reator anaeróbio e

do filtro anaeróbio deve ser de 15 cm.

Obs: É responsabilidade do empreendedor o preenchimento do filtro com o meio

filtrante descriminado neste projeto (Brita nº 4)

4.13 - Sistema Distribuidor de Fluxo

O sistema distribuidor de fluxo foi projetado levando em consideração à

hidráulica, entupimento e estrutura. Portanto, optou-se pôr um formato parabólico ao

invés dos planos.

No que diz respeito a estes aspectos, o Filtro Anaeróbio é igual ao Reator

Anaeróbio previamente descrito.

4.14 - Sistema de coleta de efluente – Calha Vertedoura

No Filtro Anaeróbio, assim como ocorre no Reator, será adotado o tipo de saída

com vertedor triangular, denominado Calha Vertedoura, assim teremos uma perfeita

distribuição do efluente.

Reator

Anaeróbio Filtro

Anaeróbio

15 cm

Figura 8: Diferença do nível da base dos tanques.

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4.15 - Eficiência estimada do sistema:

Os equipamentos funcionam com uma eficiência média de 80% de remoção de

matéria orgânica.

E = (S – So) x 100/ S

Onde: S = 312,5 mg/L, So não conhecemos e E = 80%

Então: 80 = (312,5 – So) x 100 / 312,5

So = 62,5 mg/L

Portanto, o valor estimado para a DBO5 ao final do tratamento, após passar pelo

reator e filtro anaeróbios, é de aproximadamente 62,5 mg/l. Isto se mantidas as

condições estimadas nos itens 4.3 e 4.4 deste projeto.

4.16 - Impacto no Corpo Receptor

O impacto causado no corpo receptor deve ser calculado através de estudo de

auto depuração. O efluente desta estação não deve desenquadrar o rio de suas condições

legais. Se o rio ainda não é classificado deve-se considerar como de classe 2.

É de responsabilidade do empreendedor verificar se os valores preconizados

neste projeto atendem a legislação vigente no local a ser instalado o equipamento.

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5 – PROCEDIMENTOS DE OPERAÇÃO E MANUTENÇÃO

O lodo acumulado no reator deve ser removido, por pessoal capacitado, a cada

13 meses, conforme calculado neste memorial, ou ainda, uma vez ao ano, conforme

preconizado pela NBR 7229/93 Tabela 3 – pg. 5 (ítem 5.6.2).

Conforme calculado no item 4.10, devem ser retirados 210 litros em cada

limpeza, sempre deixando aproximadamente 10% deste volume, ou seja,

aproximadamente 21 litros, para o reinício da depuração da matéria orgânica que será

recebida a partir de então.

Deve ser utilizada uma bomba de recalque que fará a sucção do lodo através de

mangote introduzido no cano de PVC central (tubo-guia). Esta operação deverá ser

realizada tanto no reator quanto no filtro anaeróbio.

Em se tratando do filtro anaeróbio, se constatado que a operação acima é

insuficiente para a retirada do lodo excedente, deve ser lançada água sobre a superfície

do leito filtrante, drenando-a novamente. Não deve ser feita a “lavagem” completa do

filtro, pois retarda a partida da operação após a limpeza.

Anteriormente a qualquer operação que venha a ser realizada no interior dos

tanques, as tampas devem ser mantidas abertas por tempo suficiente à remoção de gases

tóxicos ou explosivos (mínimo: 5 min).

A retirada do lodo deverá ser realizada por pessoal especializado e disposto em

local apropriado, estações de tratamento de esgotos, pontos determinados da rede

coletora de esgotos ou leitos de secagem. Deve haver acesso fácil e direto às tampas de

inspeção e sucção para a manutenção do sistema.

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Resumo do equipamento:

SISTEMA ETE 600L

TIPO Reator e Filtro – fluxo ascendente

PROCESSO Anaeróbio

DBO AFLUENTE 320 – 460 mg/l

DBO EFLUENTE 50 – 160 mg/l

VAZÃO 640 l/dia

PH 6,8 – 7,2

EFICIÊNCIA DBO 80%

EQUIPAMENTOS ELÉTRICOS Não possui

REMOÇÃO DE LODO 210 Litros a cada 12 meses

GASES FORMADOS N2, CH4, H2, S2

Projeto Hidráulico Sanitário:

Engenheiro: Anderson Luís Muller – BAKOF – Indústria a Comércio de Fiberglass

Ltda

_______________________________

Anderson Luís Muller

Engenheiro Ambiental

CREA/RS 164653

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FLUXOGRAMA BÁSICO

Referências:

CHERNICHARO, C. A. L. (2007). Reatores anaeróbios: princípios do tratamento

biológico de águas residuárias.

VAN HAANDEL, A.C., LETTINGA, G. (1994). Tratamento anaeróbio de esgotos.

Rede coletora, corpo hídrico ou

infiltração no solo (depende do

órgão ambiental).

Rede Coletora

Reator

Anaeróbio

Edifício

Caixa

Retentora de

Gordura

Leito de

Secagem Aterro

Secagem Aterro

Filtro

Anaeróbio

Lodo

Gordura

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ANEXO:

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Documents

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