A pesquisa para escolha de um sistema de esgotamento sanitário é adaptada na metodologia de Von Sperling (2005) e Pacheco (2011), onde se comparam as seguintes informações das tecnologias (HUNT, 2013):
- eficiência na remoção de poluentes, DBO, SS, amônia, nitrogênio total, fósforo total, coliformes fecais e ovos helmintos;
- características dos principais sistemas de tratamento de esgotos, expressos em valores per capita (demanda de área, custo de implantação e custos de operação e manutenção);
- comparação entre os sistemas de tratamento de esgoto, abordando diversos aspectos de relevância (eficiência, economia e processo);
- custo de implantação das redes coletoras de esgotos.
As alternativas estudadas nesta pesquisa são as contempladas no item 1.5: - fossa séptica;
- lagoas de estabilização; - reator UASB;
- lodos ativados.
Para um melhor desenvolvimento do estudo a pesquisa foi desenvolvida em fases:
1. analisar os custos das tecnologias; 2. comparar os parâmetros;
3. definir o tratamento.
I. Analisar os custos das tecnologias
Para se estimar os custos de implantação final de um sistema de esgotamento sanitário foram calculados os custos de implantação + o custo do terreno + o custo de operação e manutenção.
Através da tabela 6, desenvolvida por Von Sperling (2005), foi realizado um estudo comparativo do custo total para as opções de tratamento.
Tabela 6: Características dos principais tipos de tratamento expressos em valores
Sistemas área (m²/hab.) Demanda de
Custos Implantação (R$/hab.) Operação e manutenção (R$/hab.ano) Lagoa facultativa 2,0-4,0 40-80 2,0-4,0
Lagoa anaeróbia – lagoa facultativa 1,5-3,0 30-75 2,0-4,0 Lagoa aerada facultativa 0,25-0,50 50-90 5,0-9,0 Lagoa aerada mistura completa – lagoa
sedimentação
0,2-0,4 50-90 5,0-9,0
Lagoa anaeróbia + lagoa facultativa +
lagoa de maturação 0,2-0,4 50-90 5,0-9,0
Tanque séptico + filtro anaeróbio 0,2-0,35 80-130 6,0-10 Tanque séptico + infiltração 1,0-1,5 60-100 3,0-5,0 Reator UASB + filtro anaeróbio 0,05-0,15 45-70 3,5-5,5 Reator UASB + lagoa aerada facultativa 0,15-0,3 40-90 5,0-9,0 Lodos ativados convencionais 0,12-0,25 100-160 10-20 Lodos ativados – aeração prolongada 0,12-0,25 90-120 10-20 Lodos ativados – batelada 0,12-0,25 90-120 10-20 Fonte: Adaptado de Von Sperling (2005).
II. Analisar os parâmetros de custo
Após efetuar a análise dos custos das tecnologias foi criada uma planilha eletrônica onde se colocou os seguintes dados:
a) população futura: o número de habitantes atual e futuro; definido o período pelo usuário; assim determinado o tamanho da estação e os seus custos de implantação de operação e manutenção, e a demanda por área;
b) o valor do metro quadrado do terreno.
III. Analisar os parâmetros de remoção de poluentes
Após levar em conta os custos de implantação de uma ETE foi feita a análise da tecnologia de tratamento (tabela 7).
Tabela 7: Eficiência de remoção dos principais poluentes de interesse
Sistemas DBO Eficiência média de remoção
(%) DQO (%) (%) SS Amônia (%) N total (%) P total (%)
Lagoa facultativa 75-85 65-80 70-80 < 50 < 60 < 35 Lagoa anaeróbia – lagoa facultativa 75-85 65-80 70-80 < 50 < 60 < 35 Lagoa aerada facultativa 75-85 65-80 70-80 < 30 < 30 < 35 Lagoa aerada mistura completa –
lagoa sedimentação 75-85 65-80 80-87 < 30 < 30 < 35 Lagoa anaeróbia + lagoa facultativa
+ lagoa de maturação
80-85 70-83 73-83 50-65 50-65 > 50 Tanque séptico + filtro anaeróbio 80-85 70-80 80-90 < 45 < 60 < 35 Tanque séptico + infiltração 90-98 85-95 > 93 > 65 > 65 > 50 Reator UASB + filtro anaeróbio 75-87 70-80 80-90 < 50 < 60 < 35
Reator UASB + lagoa aerada
facultativa 75-85 65-80 70-80 < 30 < 30 < 35 Lodos ativados convencionais 85-93 80-90 87-93 > 80 < 60 < 35
Lodos ativados – aeração
prolongada 90-97 83-93 87-93 > 80 < 60 < 35 Lodos ativados – batelada 90-97 83-93 87-93 > 80 < 60 < 35 Fonte: Adaptado de Von Sperling (2005).
IV. Custo de implantação do sistema de transporte de efluentes
Para verificar os custos de implantação das redes coletoras foi seguido o roteiro de cálculo proposto por Pacheco (2011).
No entanto, vale ressaltar que para os custos das redes foi tomado cuidado devido ao fato de existirem vários elementos particulares no seu dimensionamento, como tipo de solo, topografia e adensamento populacional.
a) Redes coletoras de esgotos
Na figura 33 entrou-se com a população de saturação da sub-bacia para determinar o DN (mm).
Figura 33: Distribuição da composição diametral da rede de transporte de efluentes
Para se obter o custo da rede foi classificada a área a ser implantada em um dos cinco níveis apresentados na figura 34. O nível de declividade 1 representa o terreno com a maior declividade (favorável à rede) e o nível de declividade 5 representa o terreno mais plano (desfavorável à rede).
Para estimar a profundidade foi necessário classificar as redes em relação ao tipo de escoramento (figura 34), pois as profundidades dos tubos estão diretamente ligadas com a declividade do terreno.
Figura 34: Distribuição da composição do tipo de escoramento por nível de terreno
Fonte: Pacheco (2011).
Desta forma, é possível obter diferentes custos para redes coletoras por tipo de escoramento, de acordo com o nível de declividade do terreno.
Através das tabelas das figuras 35, 36 e 37 foi selecionada a condição em que a área ou localidade da rede a ser implantada mais se encaixa. Assim escolhendo a matriz de resultados da rede coletora:
1. rede coletora com solo favorável e baixa urbanização;
Figura 35: Custo da RCE (R$) para solo favorável e baixa urbanização
2. rede coletora com solo desfavorável e baixa urbanização;
Figura 36: Custo da RCE (R$) para solo desfavorável e baixa urbanização
Fonte: Pacheco (2011).
3. rede coletora com solo favorável e alta urbanização;
Figura 37: Custo da RCE (R$) para solo favorável e alta urbanização
Fonte: Pacheco (2011).
4. rede coletora com solo desfavorável e alta urbanização.
Figura 38: Custo da RCE (R$) para solo desfavorável e alta urbanização
A extensão da rede coletora foi encontrada calculando-se a área da sub- bacia ou localidade de esgotamento e aplicado uma taxa de implantação de rede (180 a 240 m/ha).
b) Estações elevatórias de esgoto
Para estimar a altura manométrica da linha de recalque foi analisada a tabela da figura 39, assim determinado a faixa da manométrica para a escolha da curva (figuras 40, 41 e 42).
Figura 39: Classificação das alturas manométricas para conjunto de bombas das EEEs
Fonte: Pacheco (2011).
Figura 40: Estações elevatórias de esgoto com Hman até 15 m.c.a
Figura 41: Estações elevatórias de esgoto com Hman até 30 m.c.a
Fonte: Pacheco (2011).
Figura 42: Estações elevatórias de esgoto com Hman até 30 a 45 m.c.a
Fonte: Pacheco (2011).
Para se determinar o custo da estação elevatório de esgoto foi calculada a vazão média de esgoto demandada para a estação de tratamento através da fórmula abaixo (figura 43).
Figura 43: Fórmula da vazão doméstica média de esgoto
P = População atendida
q = Quota per capita de água (150 L/hab.d) C = Coeficiente de retorno. Norma brasileira sugere 0,8
c) Custo de implantação dos coletores troncos e interceptores
Segundo Pacheco (2011) os custos para coletores troncos e interceptores não foram filtrados de acordo com os diferentes graus de urbanização e tipos diferentes de solos, porque, quando eles ocorrerem, devem ser tratados como particularidades locais da obra.
Então, para se determinar o custo final destas obras lineares foi necessário estimar a extensão necessária, de acordo com o estudo de concepção ou alternativas de projetos avaliados.
Os custos dos coletores e interceptores por faixa de diâmetro nominal estão representados na figura 44.
Figura 44: Curva de custo para coletores tronco e interceptores – DN 200 a 400 mm
Fonte: Pacheco (2011).