Saneamento Urbano TH419

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O Sistema de Esgoto Sanitário

Profª Heloise G. Knapik

Saneamento Urbano – TH419

Universidade Federal do Paraná Arquitetura e Urbanismo

Tecnologias

Tratamento de Esgotos

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

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SUMIDOURO

VALAS DE INFILTRAÇÃO

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

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TRATAMENTO DO LODO DE

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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)

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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)

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

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

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

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

ETAPAS DO TRATAMENTO DA FASE SÓLIDA • Adensamento/espessamento • Estabilização • Condicionamento • Desaguamento • Higienização • Disposição final

Adensamento: remoção da umidade (remoção de volume)

Tratamento do lodo de ETEs

Adensamento

por gravidade Flotação Centrífuga

Filtro prensa de esteiras

Estabilização: remoção da matéria orgânica (redução de sólidos voláteis)

Tratamento do lodo de ETEs

Digestão

anaeróbia

Digestão

aeróbia

Tratamento

térmico

Estabilização

química

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

Higienização: remoção de organismos patogênicos

Tratamento do lodo de ETEs

Adição de cal Tratamento

térmico Compostagem

Oxidação úmida,

solarização, etc

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)

Digestão

anaeróbia/aeróbia

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

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

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.

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.

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.

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

JARDINS FILTRANTES, ILHAS

FLUTUANTES E WETLANDS

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

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

Ilhas Flutuantes

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

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

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

30% de P

Eficiência de remoção de DBO

em Sistemas convencionais:

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

Tratamento por zonas de raízes

BANHEIRO SECO E BACIAS DE

EVAPOTRANSPIRAÇÃO

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

Funcionamento:

Apenas material seco

(separação da urina)

Adição de serragem

(relação C/N)

Compostagem do material

Banheiro seco

Funcionamento:

Águas negras (bacia sanitária)

Sistema fechado

Percolação, filtração e

evapotranspiração

Bacias de evapotranspiração

Águas cinzas deverão

ser encaminhadas para outro sistema

RECUPERAÇÃO DE RIOS URBANOS

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

RECUPERAÇÃO DE RIOS URBANOS

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

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 )

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