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O Sistema de Esgoto Sanitário
Profª Heloise G. Knapik
Saneamento Urbano – TH419
Universidade Federal do Paraná Arquitetura e Urbanismo
Tecnologias
Eficiências e níveis de tratamento
Remoção de carga orgânica
Remoção de Nutrientes
Processos de tratamento
Físico-químicos
Biológicos
Configurações
Tratamento de Esgotos
Viabilidade técnica, econômica e ambiental
Usualmente algum sistema de infiltração no solo.
Funciona bem nas seguintes condições:
- Pouca densidade populacional
- Áreas rurais
- Solo com boas condições de infiltração
Obs. O nível d’água deverá ser profundo para evitar contaminação com microrganismos patogênicos (p. ex. fossas
sépticas, negras, infiltração direta)
Tratamento de Esgotos
Sistema individual ou estático
• Local, individual ou para poucas residências
Sistema coletivo ou dinâmico
• Coleta e afastamento dos esgotos da área servida
Elevada densidade populacional → meio urbano
- Sistema unitário ou combinado
- Sistema separador absoluto (Brasil)
Tratamento de Esgotos
Esgotos domésticos Despejos industriais Águas de infiltração
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Composição básica do lodo da ETE depende de:
• Do efluente que será tratado
• Da técnica utilizada para tratar o esgoto
• Da eficiência obtida durante o tratamento
Lodo gerado em ETAs → Presença de produtos químicos (processos físicos de remoção)
Lodo gerado em ETEs → Presença de matéria orgânica/biomassa
(processos físicos, biológicos e químicos)
Características do lodo de ETEs
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Planejamento e gerenciamento do lodo
• Produção de lodo na fase líquida
• Descarte de lodo da fase líquida (remoção da linha de tratamento do lodo)
• Descarte do lodo na fase sólida (remoção da ETE para o local de disposição final ou reuso)
Características do lodo de ETEs
Composição básica de lodo de ETEs:
• Sólidos (matéria orgânica e biomassa)
• Metais pesados
• Poluentes orgânicos variados
• Microrganismos patogênicos
Gramas de sólidos secos/hab.dia:
Europa: 82 Brasil: 35,64
Características do lodo de ETEs
LODO PRIMÁRIO:
• Coloração cinza
• Extremamente viscoso (decanta com facilidade)
• Odor “extremamente ofensivo”
• Elevada concentração de patógenos
Deve necessariamente ser adensado e digerido antes do descarte final
Características do lodo de ETEs
LODO SECUNDÁRIO/BIOLÓGICO OU EXCEDENTE
• Coloração marrom e aparência floculenta
• “Inofensivo odor de terra úmida”, mas com tendência a tornar-se séptico, com geração de odores.
• Não se sedimenta facilmente
Características de degradabilidade depende do sistema prévio de tratamento e/ou de processos de mistura com lodo
primário
Características do lodo de ETEs
Frequência de remoção em função das etapas de tratamento
Sistema Intervalo de remoção (LP)
Intervalo de remoção (LB)
Tratamento primário convencional Horas -
Tratamento primário – fossa séptica Meses -
Tanque (fossa) séptico + filtro anaeróbio Meses Meses
Lagoa facultativa - Décadas
Reator UASB + combinações - Semanas
Lodos ativados convencional Horas Contínuo
Lodos ativados aeração prolongada - Contínuo
Lodos ativados conv. com remoção de N/P Horas Contínuo
Descarte do lodo de ETEs
ETAPAS DO TRATAMENTO DA FASE SÓLIDA
• Adensamento/espessamento
• Estabilização
• Condicionamento
• Desaguamento
• Higienização
• Disposição final
Tratamento do lodo de ETEs
Adensamento: remoção da umidade (remoção de volume)
Tratamento do lodo de ETEs
Adensamento por gravidade
Flotação Centrífuga Filtro prensa de
esteiras
Adensador de Lodo por Gravidade – ETE Barueri, SP
Estabilização: remoção da matéria orgânica (redução de sólidos voláteis)
Tratamento do lodo de ETEs
Digestão anaeróbia
Digestão aeróbia
Tratamento térmico
Estabilização química
Digestor Anaeróbio de Lodo – ETE Barueri, SP
Desaguamento: remoção de umidade (redução de volume)
Tratamento do lodo de ETEs
Leitos de secagem
Lagoas de lodo Filtros prensa,
centrífuga
Filtros a vácuo, secagem térmica
Leito de secagem – ETE Menino Deus, Curitiba
Higienização: remoção de organismos patogênicos
Tratamento do lodo de ETEs
Adição de cal Tratamento
térmico Compostagem
Oxidação úmida,
solarização, etc
Tratamento térmico
Disposição final: destinação final dos subprodutos
Tratamento do lodo de ETEs
Reciclagem agrícola, aterro
sanitário
Recuperação de áreas
degradadas
Landfarming (disposição no
solo)
Uso não agrícola (lajotas,
combustível)
Depende da tecnologia de tratamento utilizada!!!
Digestão anaeróbia/aeróbia
• Biossólido apto para ser utilizado (após tratamento) na agricultura, condicionador de solos e fertilizantes
Tratamento químico (alcalinização)
• Utilizado na agricultura ou na cobertura de aterro sanitário
Compostagem
• Produto tipo terra vegetal para uso em viveiros, horticultura e paisagismo
Secagem térmica (peletização)
• Elevado teor de sólidos, presença de nitrogênio e livre de patógenos – indicado para uso irrestrito na agricultura
Tecnologias de estabilização e disposição final do lodo de ETEs
DESCARGA OCEÂNICA
• Disposição de esgotos no mar, após pré-condicionamento, através de emissários oceânicos ou de navios lameiros.
• Disposição sem fins benéficos.
• Vantagens: baixo custo
• Desvantagem: poluição de águas, flora e fauna oceânicas
Disposição final do lodo de ETEs
INCINERAÇÃO
• Decomposição térmica via oxidação (queima na presença de oxigênio), convertendo os sólidos em dióxido de carbono, água e cinzas.
• Disposição sem fins benéficos.
• Vantagens: redução drástica de volume, esterilização
• Desvantagem: custos elevados, disposição das cinzas, poluição atmosférica
Disposição final do lodo de ETEs
ATERRO SANITÁRIO
• Disposição de resíduos em valas ou trincheiras, compactadas e recobertas com solo. Aterro sanitário exclusivo ou co-disposto com resíduos sólidos urbanos.
• Disposição sem fins benéficos.
• Vantagens: baixo custo
• Desvantagem: necessidade de grandes áreas, localização próxima a centros urbanos, características especiais do solo, isolamento ambiental, produção de gases e percolado, dificuldade de reintegração da área após desativação.
Disposição final do lodo de ETEs
LANDFARMING – DISPOSIÇÃO SUPERFICIAL NO SOLO
• O substrato orgânico é degrada biologicamente na camada superior solo. A parte inorgânica é transformada ou fixada nessa mesma camada de solo.
• Disposição sem fins benéficos.
• Vantagens: Degradação microbiana, baixo custo, disposição de grandes volumes por unidade de área.
• Desvantagem: Acúmulo de metais pesados e elementos de difícil disposição no solo, possibilidade de contaminação do lençol freático, liberação de odores, presença de vetores.
Disposição final do lodo de ETEs
RECUPERAÇÃO DE ÁREAS DEGRADADAS
• Disposição em locais drasticamente alterados (p. ex. mineração), para recuperar a matéria orgânica e atividade microbiológica.
• Disposição com fins benéficos.
• Vantagens: Resultados positivos sobre a reconstituição do solo e flora.
• Desvantagem: Odores, limitações de composição e uso, contaminação do lençol freático, fauna e flora.
Disposição final do lodo de ETEs
RECICLAGEM AGRÍCOLA
• Disposição em solos agrícolas em associação ao plantio de culturas.
• Disposição com fins benéficos.
• Vantagens: grande disponibilidade de áreas, efeitos positivos sobre o solo, solução a longo prazo, potencial como fertilizante, resposta positiva das culturas ao uso.
• Desvantagem: Contaminação do solo com metais, contaminação dos alimentos com elementos tóxicos e organismos patogênicos, odores
Disposição final do lodo de ETEs
Tratamento Paisagístico Biodiversidade Econômico Gestão
5 princípios dos jardins filtrantes:
Jardins Filtrantes
Exemplo de uso do jardim filtrante no Brasil: MSD (Merck Sharp and Dohme) – indústria farmacêutica, Distrito de Sousas, em Campinas
Princípio do método:
Capacidade de filtragem das raízes em jardins
Decomposição da matéria orgânica
Lagoa de polimento (desinfecção via raios solares)
Jardins Filtrantes
Tratamento biológico
30% mais barato que
uma ETE convencional
Jardins Filtrantes
Aplicável para tratar:
Esgotos domésticos e efluentes industriais
Condicionar lodos de ETEs
Biorremediação de solos
Revitalizar rios e lagos
Composto fertilizante
Fábrica da GM em Joinvile
Área de decomposição ativa: formação de biofilme
Área de contato entre as raízes das plantas e a água
Aeração e circulação da água
Fonte: http://www.biomatrixwater.com/
Ilhas Flutuantes (FTWs: Floating Treatment Wetlands)
Wetlands Construídos
Tratamento secundário e terciário de esgoto
Purificação de grandes volumes de água
Abastecimento de água industrial e urbana
Baixo custo de implantação e manutenção
Sistemas projetados e aplicados para:
Wetlands Construídos
Sistema Sustentável de Tratamento de Esgoto - UFMG
Fonte: Sezerino et al. (2015): Experiências brasileiras com wetlands construídos aplicados ao tratamento de águas residuárias: parâmetros de projeto para sistemas horizontais
Wetlands Construídos – Sistema Horizontal
Fonte: Sezerino et al. (2015) & http://gesad.ufsc.br/boletins/
Remoção de 90% de DBO5
Remoção de 90% de SS
Remoção de 20% de NH3
Remoção de 30% de P
Relação de 2m²/pessoa
Wetlands Construídos – Sistema Vertical
Fonte: Sezerino et al. (2015) & http://gesad.ufsc.br/boletins/
Relação de 1.2m²/pessoa
Remoção de 72% de DQO
Remoção de 70% de SS
Remoção de 78% de NH3
Aplicável quando...
Situações em que não exista ainda nenhum tipo de sanitário
Lugares com escassez de água
Desejo da comunidade/casa em uma sustentabilidade extrema
Banheiro seco
Funcionamento:
Apenas material seco (separação da urina)
Adição de serragem (relação C/N)
Compostagem do material
Banheiro seco
Fossas, Bacias de
evapotranspiração
Funcionamento:
Águas negras (bacia sanitária)
Sistema fechado
Percolação, filtração e evapotranspiração
Bacias de evapotranspiração
Fossa das Bananeiras
Águas cinzas deverão ser encaminhadas para
outro sistema
(p. ex. filtro biológico)
Poluição industrial e esgoto
doméstico
Biologicamente morto em 1960
Investimento em coleta e
tratamento de esgotos
Princípio do poluidor - pagador
Rio Sena, Paris
1 bilhão de Euros arrecadados por ano e investidos na despoluição
Tratamento Paisagístico Biodiversidade Econômico Gestão
5 princípios dos jardins filtrantes:
Jardins Filtrantes no rio Sena
Despoluição do rio Sena, França
Estoque de água limpa
para situações de emergência
30 mil m³
Local: cidade de Londres População: > 8 milhões de habitantes Área de drenagem: aprox. 1.600 km²
Rio Tâmisa
Percepção, pela população, de que o rio é fundamental para a vida na cidade.
Poluição Doenças de veiculação hídrica
Enchentes recorrentes
1957: O rio foi decretado biologicamente morto.
1958: Ações coordenadas para acabar com a poluição: construção de rede de coleta e
tratamento de esgotos
Na década de 70: melhoria gradativa da qualidade da água
Retirada dos materiais que impermeabilizavam as margens
1980: Construção da Barragem do Tâmisa para diminuir enchentes
São recolhidos atualmente 30 toneladas de lixo por dia (sistemas de barcas)
Tecnologia + Investimento =
50 anos para a recuperação
Problema no Tâmisa: sistema unitário
↑ População Chuvas + intensas
Excede a capacidade
de esgotamento
Thames Tideway Tunnel Tunel de 25 km e diâmetro interno de 7,2 m.
Coleta e armazenamento do escoamento superficial e de esgoto não tratado (39 milhões de toneladas por ano)
Início: 2016 & Previsão de término: 2013
O efluente coletado será encaminhado para a estação de tratamento de esgoto e
posteriormente lançado no rio novamente
Custo: £4.2 bilhões (R$ 24 bilhões )
Instituições envolvidas: Prefeitura e Empresa de Saneamento de Londres
Para saber mais...
http://gesad.ufsc.br/boletins/ Livro: Wetland Construído no tratamento de esgotos sanitários (Douglas et al.,
2015)
Wetlands construídos
http://www.revistatae.com.br/noticiaInt.asp?id=8001
https://www.youtube.com/watch?v=44xuoigQ2do
Jardins Filtrantes
http://www.ecoeficientes.com.br/bet-como-tratar-o-esgoto-de-forma-ecologica/
Banheiro seco e bacia de evapotranspiração