universidade católica de goiás departamento de engenharia

Universidade Católica de Goiás

Departamento de Engenharia

Curso de Engenharia Civil

Disciplina de Saneamento Básico

NOTAS DE AULA – SANEAMENTO BÁSICO

SISTEMA DE ESGOTAMENTO SANITÁRIO

Autor: Professor João Bosco de Andrade.Colaboração: Acadêmica Fernanda Posch Rios

Notas de aula da Discipl ina de

Saneamento Básico do Curso de

Engenharia Civi l da Universidade

Catól ica de Goiás, minis trada pelo

Professor João Bosco de Andrade.

2006

Unive r s idade Ca tó l i ca de Go iás

Engenhar ia C i v i l – Saneamen to Bás i co

S U M Á R I O

CAPÍTULO I - FOSSAS SÉPTICAS E SUMIDOUROS_________________________7

1. INTRODUÇÃO__________________________________________________________________________7

2. HISTÓRICO_____________________________________________________________________________7

3. CONCEITO______________________________________________________________________________7

4. DEFINIÇÃO_____________________________________________________________________________8

5. FUNCIONAMENTO_____________________________________________________________________8

6. AFLUENTES A UMA FOSSA SÉPTICA_________________________________________________9

7. DIMENSIONAMENTO__________________________________________________________________9

8. EFICIÊNCIA DAS FOSSAS SÉPTICAS________________________________________________12

9. SUMIDOUROS_________________________________________________________________________12

9.1. Teste para determinação de absorção de um solo ___________________________________13

CAPÍTULO II - SISTEMA COLETOR DE ESGOTOS SANITÁRIOS__________16

1. INTRODUÇÃO_________________________________________________________________________16

2. PARTES CONSTITUTIVAS DE UM SISTEMA CONVENCIONAL DE ESGOTOS. _____16

3. LOCALIZAÇÃO DOS COLETORES EM RELAÇÃO AO SISTEMA VIÁRIO. __________17

4. LOCALIZAÇÃO DOS INTERCEPTORES______________________________________________18

4.1. Vias Sani tár ias ou Marginais .______________________________________________________18

4.2. Fundos de Vale Tratados.__________________________________________________________19

5. VAZÕES DE DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA COLETOR________________________19

6. VELOCIDADE NOS COLETORES_____________________________________________________20

7. DECLIVIDADES DOS COLETORES___________________________________________________20

8. TRAÇADO DOS COLETORES_________________________________________________________21

9. NUMERAÇÃO DOS COLETORES._____________________________________________________25

10. POÇO DE VISITA._____________________________________________________________________26

10.1. Definição__________________________________________________________________________26

10.2. Disposição Construt iva____________________________________________________________26

Autor Pro fe s sor João Bosco de Andrade

Co laboração Acadêmica Fernanda Posch R ios

2



10.3. Si tuações em que se empregam os poços de vis i ta . _________________________________27

10.4. Terminal de Limpeza (TL)_________________________________________________________29

10.5. Caracter ís t icas básicas dos poços de vis i ta _________________________________________29

11. PROFUNDIDADE DOS COLETORES._________________________________________________32

12. DETERMINAÇÃO DA PROFUNDIDADE MÍNIMA DOS COLETORES ________________33

CAPÍTULO III - CARACTERÍSTICAS DOS ESGOTOS______________________34

1. CONCEITO____________________________________________________________________________34

2. CARACTERÍSTICAS FÍSICAS_________________________________________________________34

2.1. Matéria Sól ida_____________________________________________________________________35

3. CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS______________________________________________________36

3.1. Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO)__________________________________________37

4. CARACTERÍSTICAS BIOLÓGICAS___________________________________________________37

5. ESGOTOS INDUSTRIAIS - EQUIVALENTE POPULACIONAL DAS INDÚSTRIAS ___37

CAPÍTULO IV - PROCESSOS E GRAUS DE TRATAMENTO DOS ESGOTOS SANITÁRIOS________________________________________________________________38

1. INTRODUÇÃO_________________________________________________________________________38

2. OPERAÇÕES UNITÁRIAS_____________________________________________________________38

3. PROCESSOS DE TRATAMENTO______________________________________________________39

3.1. Processos Fís icos__________________________________________________________________39

3.2. Processos Químicos________________________________________________________________40

3.3. Processos Biológicos______________________________________________________________40

4. CLASSIFICAÇÃO DOS PROCESSOS__________________________________________________40

4.1. Em Função da Remoção____________________________________________________________40

4.2. Em Função da Eficiência das Unidades_____________________________________________41

4.3. Grau de Tratamento________________________________________________________________42

CAPÍTULO V - REMOÇÃO DE SÓLIDOS GROSSEIROS – TRATAMENTO PRELIMINAR________________________________________________________________44

1. CONCEITO____________________________________________________________________________44



3



2. FINALIDADES_________________________________________________________________________44

3. CARACTERÍSTICAS DAS GRADES DE BARRAS_____________________________________45

3.1. Disposi t ivos de Retenção__________________________________________________________45

3.2. Disposi t ivos de Remoção__________________________________________________________45

3.3. Dest ino do Mater ia l Removido_____________________________________________________46

4. FUNCIONAMENTO DAS GRADES____________________________________________________46

4.1. Velocidade de Passagem dos Esgotos Entre as Barras _______________________________46

4.2. Perdas de Carga___________________________________________________________________46

4.3. Dimensionamento__________________________________________________________________46

CAPÍTULO VI – REMOÇÃO DE AREIA_____________________________________47

1. CONCEITO____________________________________________________________________________47

2. FINALIDADES DA REMOÇÃO DAS AREIAS_________________________________________47

3. CARACTERÍSTICAS___________________________________________________________________47

4. DIMENSIONAMENTO_________________________________________________________________48

5. DETALHES EXECUTIVOS____________________________________________________________49

CAPÍTULO VII – LAGOAS DE ESTABILIZAÇÃO___________________________50

1. HISTÓRICO____________________________________________________________________________50

2. CONCEITO E CLASSIFICAÇÃO______________________________________________________50

3. EFICIÊNCIA E APICABILIDADE DAS LAGOAS_____________________________________51

4. FATORES QUE INTERFEREM NO PROCESSO_______________________________________51

4.1. Fatores Incontroláveis_____________________________________________________________51

4.2. Fatores Parcialmente Controláveis_________________________________________________52

5. PARÂMETROS DE INTERESSE_______________________________________________________52

6. PRINCÍPIOS DE DIMENSIONAMENTO E FUNCIONAMENTO _______________________53

6.1. LAGOAS ANAERÓBIAS__________________________________________________________54

6.1.1. Princípios de Funcionamento______________________________________________________54

6.1.2. Parâmetros de Dimensionamento___________________________________________________54

6.2. LAGOAS FACULTATIVAS________________________________________________________55



4



6.2.1. Princípios de Funcionamento______________________________________________________55

6.2.2. Parâmetros de Dimensionamento___________________________________________________55

CAPÍTULO VIII - LAGOAS DE ESTABILIZAÇÃO – ASPECTOS CONSTRUTIVOS____________________________________________________________56

1. INTRODUÇÃO_________________________________________________________________________56

2. FASES DE IMPLANTAÇÃO____________________________________________________________57

2.1. Locação___________________________________________________________________________58

2.2. Desmatamento_____________________________________________________________________58

2.3. Raspagem_________________________________________________________________________58

2.4. Escavação_________________________________________________________________________58

2.5. Escarif icação______________________________________________________________________59

2.6. Terraplenagem_____________________________________________________________________59

2.7. Construção dos Diques_____________________________________________________________59

3. DISPOSITIVOS DE ENTRADA________________________________________________________65

4. DISPOSITIVOS DE SAÍDA____________________________________________________________67

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS__________________________________________69

Í N D I C E D E T A B E L A S

Tabela 1 - Período de detenção ( T ) em função da vazão af luente ( NC )----------------------------------8

Tabela 2 - Contr ibuições uni tár ias de esgotos ( C ) e de lodo fresco ( Lf ) por t ipo de prédios e

de ocupantes----------------------------------------------------------------------------------------------------------------10

Tabela 3 - Tempo de Penetração em Função do Tipo de Solo ---------------------------------------------------13

Tabela 4 - Decl ividades mínimas, conforme os diâmetros: ------------------------------------------------------21

Tabela 5 - Dimensões Mínimas para Chaminé e Balão de Poço de Visi ta . --------------------------------27

Tabela 6 - Tipos de grade e espaçamento entre as barras ---------------------------------------------------------45

Tabela 7 - Dimensões das Barras -------------------------------------------------------------------------------------------45

Tabela 8 – Tempo de detenção e ef ic iência de remoção de DBO em função da temperatura média

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------54

Tabela 9 - Taxas de apl icação, População Equivalente e Tempos de Detenção em Lagoas

Facul ta t ivas-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------55



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Í N D I C E D E F I G U R A S

Figura 1 - Detalhes execut ivos de uma fossa sépt ica pr ismática re tangular de câmara única -----11

Figura 2 - Curva da capacidade de absorção de um solo ----------------------------------------------------------13

Figura 3 - Detalhes construt ivos do sumidouro -----------------------------------------------------------------------14

Figura 4 - Esquema com exis tência de dois sumidouros ----------------------------------------------------------15

Figura 5 - Local ização das redes coletoras -----------------------------------------------------------------------------18

Figura 6 - Local ização de interceptores em fundos de vale canal izados -----------------------------------18

Figura 7 - Local ização de interceptores em fundos de vale t ra tados -----------------------------------------19

Figura 8 - Tipo 1 de t raçado de coletores -------------------------------------------------------------------------------22

Figura 9 - Tipo 2 de t raçado de coletores -------------------------------------------------------------------------------23

Figura 10 - Tipo 3 de t raçado de coletores -----------------------------------------------------------------------------24

Figura 11 - Partes const i tut ivas do s is tema convencional --------------------------------------------------------25

Figura 12 – Detalhe do fundo do poço -----------------------------------------------------------------------------------26

Figura 13 – Detalhes dos degraus do P.V. ------------------------------------------------------------------------------27

Figura 14 - Modelo de tampão de fo fo para poço de vis i ta -----------------------------------------------------28

Figura 15 - Detalhe do terminal de l impeza TL ----------------------------------------------------------------------29

Figura 16 - Poço de vis i ta em anéis pré moldados ------------------------------------------------------------------30

Figura 17 – Peça de t ransição em concreto armado -----------------------------------------------------------------30

Figura 18 - Detalhe da chegada do coletor ao PV -------------------------------------------------------------------31

Figura 19 - Profundidades mais convenientes -------------------------------------------------------------------------32

Figura 20 - Posição do coletor em prf i l ----------------------------------------------------------------------------------33

Figura 21 - Composição dos sól idos nos esgotos --------------------------------------------------------------------35

Figura 22 - Esquema Geral de s is tema de abastecimento de água e t ra tamento de esgoto ----------43

Figura 23 - Deslocamento das par t ículas no inter ior do desarenador ----------------------------------------48

Figura 24 - Detalhe da caixa de areia de l impeza manual --------------------------------------------------------49

Figura 25 - Lagoa de estabi l ização ----------------------------------------------------------------------------------------53

Figura 26 - Detalhe do dique: folga e coroamento ------------------------------------------------------------------60

Figura 27 - Detalhe do dique: l inha de inf i l t ração ------------------------------------------------------------------60

Figura 28 - Detalhe do dique: berma --------------------------------------------------------------------------------------61

Figura 29 - Detalhe do dique: emprét imo la teral ---------------------------------------------------------------------62

Figura 30 - Detalhe do dique: deslocamento do dique -------------------------------------------------------------62

Figura 31 - Detalhe do dique: vala central -----------------------------------------------------------------------------63

Figura 32 - Detalhe do dique: dreno - f i l t ro ---------------------------------------------------------------------------64

Figura 33 – Detalhe do f i l t ro com mater ia l de granulometr ia decrescente --------------------------------64

Figura 34 - Laje de pedras para proteção dos ta ludes contra impacto das ondas -----------------------65

Figura 35 - Entrada t ipo submerso horizontal -------------------------------------------------------------------------66

Figura 36 - Entrada t ipo submerso com jato por baixo ------------------------------------------------------------66

Figura 37 - Entrada t ipo submerso com jato para c ima ------------------------------------------------------------67

Figura 38 - Entrada t ipo estrutura e levada -----------------------------------------------------------------------------67

Figura 39 - Esquema de saída das lagoas --------------------------------------------------------------------------------68



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CAPÍTULO I - FOSSAS SÉPTICAS E SUMIDOUROS

1. INTRODUÇÃO

A ausência, total ou parcial, de serviços públicos de esgotos nas áreas urbanas, suburbanas

e rurais exige a implantação de algum meio de disposição dos esgotos locais, com o objetivo de

evitar a contaminação do solo e da água. Em sua maioria, estas regiões são também desprovidas

de sistemas de abastecimento de água e utilizam poços como fonte de suprimento de água, razão

pela qual se exige extremo cuidado para não ocorrer a contaminação da água do subsolo, utilizada

para consumo.

A defasagem na implantação dos serviços públicos, em relação ao crescimento

populacional, principalmente nos países em desenvolvimento, permite prever que as soluções

individuais para o destino dos esgotos serão ampla e permanentemente adotadas.

A fossa séptica é uma solução técnica e econômica para dispor os esgotos de residências

isoladas.

2. HISTÓRICO

As fossas sépticas evoluíram a partir das fossas Mouras. Em 1860, Jean Louis Mouras

construiu um tanque de alvenaria, para o qual encaminhou, antes de destiná-los a um sumidouro,

os esgotos de uma habitação, na cidade de Vesoul, na França. Este tanque aberto, 12 anos mais

tarde, não apresentava acumulada a quantidade de sólidos para lá endereçada, em função da

redução apresentada no efluente líquido do tanque, em termos de teor de sólidos. Essa fossa foi

patenteada em 1881.

3. CONCEITO

Fossa séptica é um dispositivo de tratamento de esgotos destinado a receber a contribuição

de um ou mais domicílios, dando aos esgotos um grau de tratamento compatível com a sua

simplicidade e custo.



7



4. DEFINIÇÃO

Fossas sépticas são câmaras construídas em alvenaria de tijolos ou pré-moldadas em

concreto, e destinadas a reter os despejos por um período de tempo especificamente estabelecido,

de forma a permitir a sedimentação dos sólidos e a retenção do material graxo (gorduras e óleos)

contidos nos esgotos, transformando-os, bioquimicamente, em substâncias mais simples e

estáveis.

5. FUNCIONAMENTO

Em uma fossa séptica ocorrem os seguintes fenômenos:

retenção dos esgotos - o esgoto é retido na fossa por um período de tempo

racionalmente estabelecido, que pode variar de 12 a 24 horas, dependendo das

contribuições afluentes. (Tabela 1).

sedimentação e flotação - 60 a 70% dos sólidos em suspensão nos esgotos sedimentam-

se formando o “lodo”. Óleos, graxas e gorduras ficam flutuando formando a “escuma”.

digestão anaeróbia - ambos, lodo e escuma são atacados por bactérias anaeróbias,

provocando a destruição, total ou parcial, da matéria orgânica e de organismos

patogênicos.

redução de volume - do fenômeno anterior, digestão anaeróbia, resultam gases,

líquidos e acentuada redução de volume dos sólidos retidos e digeridos, que adquirem

características estáveis capazes de permitir que o efluente líquido das fossas sépticas possa

ser disposto em melhores condições de segurança.

Tabe la 1 - Per íodo de de tenção (T) em função da vazão a f luente (NC)

Contribuição (NC) l itros /dia Período de detenção

Horas Dias

Até 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



8



6. AFLUENTES A UMA FOSSA SÉPTICA

A fossa séptica pode receber todos os despejos domésticos de cozinhas, lavanderias

domiciliares, lavatórios, vasos sanitários, bidês, banheiras, chuveiros, mictórios, ralos de pisos. É

conveniente a insta1ação de dispositivos retentores de óleos, gorduras e graxas (caixas de gordura)

evitando o aporte de quantidades expressivas desses materiais nas fossas.

7. DIMENSIONAMENTO

O volume útil de uma fossa séptica é calculado da seguinte forma:

V1 = volume decorrente do tempo de detenção - ;

V2 = volume decorrente do período de armazenamento do lodo - ;

V3 = volume correspondente ao lodo em digestão - .

Os termos adotados correspondem aos seguintes valores:

N = número de usuários da fossa;

C = contribuição unitária de esgotos em litros/pessoa/dia (Tabela 2);

T = tempo de detenção, em dias (Tabela 1);

R1= coeficiente de redução de volume do lodo armazenado (R1 = 0,25);

L = contribuição de lodo, em litros/pessoa/dia (Tabela 2);

TA = período de armazenamento do lodo, (período entre limpezas consecutivas da

fossa), ( considerado TA = 300 dias );

R2 = coeficiente de redução de volume do lodo em processo de digestão ( R2 = 0,50);

TD = tempo de digestão do lodo, ( considerado TD = 50 dias ).

Substituindo os termos, na fórmula obtém-se:

A profundidade útil mínima é 1,00m e nas fossas prismáticas retangulares L 2B, em

que L é o comprimento e B é a largura da fossa.



9



Tabe la 2 - Contribuições unitárias de esgotos ( C ) e de lodo fresco ( Lf )

por tipo de prédios e de ocupantes

Prédio Unidade Contribuição ( Litros / dia )

Esgotos ( C ) Lodo fresco ( LD )

1. Ocupantes permanentes

Hospitais lei tos 250 1,00 Apartamentos pessoa 200 1,00 Residências pessoa 150 1,00 Escola – Internatos pessoa 150 1,00 Casas populares – rurais pessoa 120 1,00 Hotéis (sem cozinha e lavanderia) pessoa 120 1,00 Alojamentos temporários pessoa 80 1,00

2. Ocupantes temporários

Fábricas em geral operário 70 0,30 Escritórios pessoa 50 0,20 Edifícios públicos ou comerciais pessoa 50 0,20 Escolas – externatos pessoa 50 0,20 Restaurantes e similares refeição 25 0,10 Cinema, teatro e templos. lugar 2 0,02



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Figura 1 - De ta lhes execut ivos de uma fo s sa s ép t i ca pr i smát i ca re tangu lar de câmara ún ica



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8. EFICIÊNCIA DAS FOSSAS SÉPTICAS

A remoção de DBO varia de 30 a 60%, conforme a ABNT. Os sólidos em suspensão podem

ser reduzidos até 60%.

9. SUMIDOUROS

Os sumidouros ou poços absorventes recebem os efluentes das fossas sépticas. Têm,

portanto, vida útil longa, devido a facilidade de infiltração do líquido praticamente isento dos

sólidos causadores da colmatação do solo.

Consistem em escavações cilíndricas, tendo as paredes protegidas por pedras, tijolos,

madeira ou por anéis de concreto perfurados. O material utilizado na proteção não deve ser

rejuntado, para permitir fácil infiltração do líquido no terreno.

A cobertura dos sumidouros deverá ser de lajes de concreto armado, dotadas de abertura de

inspeção, cuja dimensão será no mínimo de 0,60m, com tampão de fechamento hermético.

As dimensões do sumidouro serão determinadas em função das características de absorção

do solo.

Vários processos podem ser utilizados para o reconhecimento das características de

absorção do solo, todos eles, é verdade, sujeitos à limitações.

O mais comum é o de estimar a permeabilidade em termos da textura do solo, isto é, das

proporções de areia, silte e argila existentes.

Um outro método de se conhecer a permeabilidade do solo é a cor do mesmo. Solos que,

em corte, se apresentam com colorações entre o marrom e o avermelhado, indicam que existem

condições favoráveis de oxidação e que há movimento de água e de ar em seu seio. Ao contrário,

solos acinzentados nas camadas superficiais e escuros e matizados nas camadas inferiores

significam falta de aeração ou movimentos restritos de ar e de água.

Os processos até aqui mencionados podem auxiliar na escolha do terreno para disposição

dos efluentes de uma fossa séptica, mas são, entretanto, de valor limitado.

O mais aconselhável é recorrer a um ensaio de infiltração, de modo a se estimar a

capacidade de absorção do solo, feito da seguinte maneira:

Em três pontos do terreno que vai ser utilizado para disposição do efluente líquido da fossa

séptica utiliza-se o método da abertura de covas, que consiste em:

proceder a abertura de uma vala cujo fundo vai coincidir com o plano útil de absorção;

no fundo de cada vala abrir um buraco cúbico de 30cm x 30cm x 30cm, retirando a terra

solta e colocando 5cm de brita nº 1, bem limpa. Em seguida manter o buraco cheio de

água durante 4 horas, adicionando água, à proporção que ocorre infiltração no terreno,

com a finalidade de que o terreno fique em condições semelhantes aos de época de

grandes chuvas;



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no dia seguinte encher o buraco com água, aguardando que a mesma escoe

completamente;

encher novamente a cavidade com água, até a altura de 15cm, marcando o tempo que o

nível 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 último teste

deve ser adotado como o real. Com o tempo determinado poderá ser obtida, na curva que

se segue, a capacidade de absorção em litros/m2/dia. Para sumidouros, fazer o teste em

diferentes profundidades e adotar o menor coeficiente de infiltração.

Figura 2 - Curva da capac idade de absorção de um so lo

CURVA DE ABSORÇÃO DO SOLO

0

5

10

15

20

0 25 50 75 100 125 150 175 200

LITROS POR m 2 POR DIA

MI

NUT

OS

VA

LA

DE

FIL

TR

AÇ

ÃO

VA

LA

DE

INF

ILT

RA

ÇÃ

O

40

9.1. Teste para determinação de absorção de um solo

Na impossibilidade de se realizar ensaio de infiltração, poderão ser adotados os valores da

tabela abaixo.

Tabe la 3 - Tempo de Penetração em Função do Tipo de Solo

Descrição do Solo Tempo de Penetração

Areia grossa limpa 13 segundos a 1 minutoCinza, carvão 30 segundos a 1 minutoCascalhos e argila com poros não 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 diâmetro dos sumidouros varia de 1,5m a 1,8m. Como segurança, a área do fundo não

deve ser considerada pois o fundo logo ficará colmatado pelos sedimentos eventualmente contidos

nos efluentes das fossas sépticas.



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A área das paredes necessária para que haja a infiltração poderá ser determinada pela

expressão:

Q = contribuição de esgotos em litros por dia = NC;

Ci = coeficiente de infiltração, em litros/m 2/dia.

O volume útil mínimo do sumidouro deverá ser igual ao volume da fossa contribuinte.

A área lateral das paredes é dada por:

Assim é determinada a profundidade ( P ) necessária. O fundo do sumidouro deve estar no

mínimo a l,50m do nível do lençol freático. A distância mínima, entre sumidouros e poços rasos

(cisternas ), deve ser de 15m.

Deve-se reservar terreno para futuras ampliações.

Figura 3 - De ta lhes cons tru t ivos do sumidouro



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Figura 4 - Esquema com ex i s t ênc ia de do i s sumidouros



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CAPÍTULO II - SISTEMA COLETOR DE ESGOTOS

SANITÁRIOS

1. INTRODUÇÃO

Em 1778, Joseph Bramah patenteou o vaso sanitário. Em 1847, 69 anos depois, não

havendo outro meio mais prático para dispor as águas imundas, os ingleses adotaram o transporte

daquelas águas em canalizações para o afastamento dos dejetos. Criou-se assim o sistema de

esgotamento com transporte hídrico. Com essa opção a água passou a ter uma dualidade de usos;

água limpa para o consumo e água suja para o afastamento das imundícies.

Na Europa foi autorizado o lançamento dessas águas servidas nas galerias de água pluvial,

criando-se assim o sistema unitário que prevalece ainda em Paris, (os esgotos sanitários e as águas

pluviais escoam pela mesma canalização).

Em 1879, o engenheiro George Waring Jr. concebeu o primeiro sistema coletor de esgotos

sanitários do tipo separador, para a cidade de Memphis Tennessee, após a epidemia de cólera que

assolou aquela cidade.

2. PARTES CONSTITUTIVAS DE UM SISTEMA CONVENCIONAL DE

ESGOTOS.

Ramal predial – trecho compreendido entre o l imite do lote e o coletor público.

Coletor secundário – canalização de menor diâmetro que recebe os esgotos das

residências, transportando-os para os coletores troncos ou principais.

Coletores troncos – canalizações do sistema coletor que recebem as contribuições

dos coletores secundários, transportando-as para os interceptores. Os diâmetros

são usualmente maiores que os dos coletores secundários.

Interceptores – desenvolvem-se ao longo dos fundos de vale, margeando cursos

d’água ou canais. Os interceptores são responsáveis pelo transporte dos esgotos de

sua sub-bacia, evitando que os mesmos sejam lançados nos corpos de água. Em



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virtude das maiores vazões transportadas, os diâmetros são usualmente maiores

que os dos coletores troncos.

Emissário – canalização que l iga a extremidade final da rede à Estação de

Tratamento, quando houver, e/ou ao local de lançamento. Os emissários não

recebem contribuições ao longo de seu percurso.

Elevatória – quando as profundidades das tubulações se tornam demasiadamente

elevadas, quer devido à baixa declividade do terreno, quer devido à necessidade de

se transpor uma elevação, torna-se necessário bombear os esgotos para um nível

mais elevado. A partir desse ponto, os esgotos podem voltar a f luir por gravidade.

As unidades que efetuam o bombeamento dos esgotos são denominadas

elevatórias, e as tubulações que transportam o esgoto bombeado são denominadas

l inhas de recalque.

Estação de Tratamento dos Esgotos ( ETE ) – A finalidade das estações de

tratamento de esgotos é a de remover os poluentes dos esgotos, os quais poderiam

causar uma deterioração da qualidade dos corpos d’água. O tratamento dos esgotos

tem sido negligenciado em nosso meio, mas deve-se ter em mente que o sistema de

esgotamento sanitário só pode ser considerado completo se incluir a etapa de

tratamento.

Disposição Final – Após o tratamento, os esgotos são lançados em um corpo

d’água receptor ou, eventualmente aplicados no solo. Em ambos os casos, há que

se levar em conta os poluentes eventualmente ainda presentes nos esgotos

tratados, especialmente os organismos patogênicos e metais pesados.

Poços de visita – os poços de visi ta são estruturas complementares do sistema de

esgotamento. A sua finalidade é permitir a inspeção e l impeza da rede

3. LOCALIZAÇÃO DOS COLETORES EM RELAÇÃO AO SISTEMA VIÁRIO.

Os coletores devem ser assentados, de preferência, do lado da rua no qual ficam os

terrenos mais baixos.

A existência de estruturas ou canalizações de serviços públicos, tais como: galerias de

águas pluviais, redes de água, adutoras, cabos elétricos, e telefônicos pode, entretanto, determinar

o deslocamento dos coletores de esgotos para posições mais convenientes.

Para ruas com largura superior a 18,00 m, deverão ser executados dois coletores ( um de

cada lado ) de modo a viabilizar o atendimento dos domicílios de ambos os lados com

profundidades convenientes.



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Figura 5 - Loca l i zação das redes co l e toras

4. LOCALIZAÇÃO DOS INTERCEPTORES

Os interceptores podem ser localizados:

em vias sanitárias ou avenidas marginais;

em fundos de vale tratados.

Figura 6 - Loca l i zação de in terceptores em fundos de va l e cana l i zados

4.1. Vias Sanitárias 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 córregos de cada bacia.

Sua construção tem sido tradicionalmente feita em conjunto com as obras de canalização

dos cursos d’água e com a implantação das vias sanitárias ou marginais. Apresenta como

vantagens a possibilidade de se realizar obras conjuntas e a redução nos custos de implantação.



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4.2. Fundos de Vale Tratados.

A implantação de vias sanitárias não deve ser encarada como a única forma de se executar

interceptores de esgotos.

Existem soluções ainda mais econômicas para a implantação dos mesmos, que não exigem

que se executem obras em concreto ou mesmo abertura de vias públicas ao longo dos corpos

d’água naturais. A preservação das margens do curso d’água com áreas verdes ou matas ciliares é

uma forma bastante atrativa de tratamento de fundo de vale.

As principais vantagens são a preservação natural do curso d’água, evitando-se o

artificialismo do concreto; a independência da canalização, a qual muitas vezes demora a ser

implantada devido a seu elevado custo; o tratamento dos fundos de vale com criação de áreas

verdes ao longo dos córregos, introduzindo concepções de maior qualidade estética, paisagística e

econômica.

Figura 7 - Loca l i zação de in terceptores em fundos de va l e t ra tados

5. VAZÕES DE DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA COLETOR

A rede coletora é dimensionada considerando a vazão

;

Em que 0,80 é o coeficiente de retorno, uma vez que uma parcela da água utilizada não

retorna sob a forma de esgotos. Os demais parâmetros são idênticos aos utilizados no

dimensionamento da rede distribuidora de água.

A rede coletora de esgotos transporta também uma parcela de água que passa do subsolo

para os coletores - vazão de infiltração.

A vazão específica de dimensionamento dos coletores é dada por:



19



L = o comprimento total da rede;

qesg = expressa em litros/segundo/metro.

qi = é a vazão de infiltração é considerada de 0,0002 a 0,0008 l/s/m.

qesp = ( qesg + q i ) expressa em 1/s/m, em que qesp é a vazão de dimensionamento dos

coletores.

Os coletores são dimensionados como condutos livres, funcionando por gravidade e por

meio das fórmulas de: Darcy, Flamant, Ganguillet – Kutter, ou de Manning.

Os coletores são considerados com vazão a 1/2 seção, os interceptores com vazão a 2/3 de

seção, e os emissários com vazão a 3/4 de seção.

6. VELOCIDADE NOS COLETORES

Quanto maior for a velocidade, melhores serão as condições de arrastamento da matéria

sólida e a não ocorrência de depósitos nas canalizações. Entretanto as velocidades excessivas

podem provocar desgastes nas paredes das tubulações pelo efeito da abrasão.

A NBR – 9649 indica como limite de velocidade 5,0 m/s.

Tradicionalmente são aceitas as seguintes velocidades máximas:

ferro fundido 6,0 m/s

manilhas cerâmicas e PVC 5,0 m/s

concreto 4,0 m/s;

fibrocimento 3,0 m/s

A velocidade mínima, de forma a assegurar a auto- limpeza, é considerada 0,60 m/s.

A velocidade crítica é dada por:

VC = velocidade crítica;

RH = raio hidráulico;

9,8 = valor da aceleração devida à gravidade.

7. DECLIVIDADES DOS COLETORES

As declividades mínimas dos coletores são estabelecidas conforme o diâmetro e são

mostradas na tabela a seguir.



20



Tabe la 4 - Declividades mínimas, conforme os diâmetros:

Diâmetros ( mm ) Declividades

mínimas m/m

Diâmetros( mm ) Declividades

mínimas m/m

150 0,0070 500 0,0015

200 0,0050 600 0,0010

250 0,0035 700 0,0008

300 0,0025 800 0,0006

350 0,0023 900 0,00045

400 0,0020 1000 0,00040

450 0,0018 1200 0,00035

8. TRAÇADO DOS COLETORES

O traçado dos coletores é feito de acordo com o traçado urbanístico e a topografia da

cidade, ou da bacia que está sendo esgotada. Uma bacia de drenagem é caracterizada pela

existência de um “espigão”, “linha de cumeada” ou “divisor de água” e os respectivos fundos de

vale para os quais os esgotos convergem. São mostrados, a seguir, diversos tipos de traçados de

coletores públicos, de acordo com a topografia da cidade.



21



Figura 8 - T ipo 1 de t raçado de co l e tore s



22






23






24



Figura 11 - Par te s cons t i tu t i vas do s i s t ema convenc iona l

)

9. NUMERAÇÃO DOS COLETORES.

Os coletores são numerados de forma seqüencial e em ordem crescente, de acordo com o

sentido do escoamento. Exemplo: 10 – 4 ; em que o primeiro número ( 10 ) corresponde à

numeração do coletor e o segundo número (4) corresponde ao número do trecho. Pode-se adotar



25



ainda a numeração alfa- numérica. Exemplo A- 4 ; em que ( A ) corresponde ao coletor e ( 4 ) ao

trecho.

Pode-se, no caso de existirem várias sub-bacias de drenagem, adotar-se o seguinte

esquema de numeração CP15 – 7; em que: CP = Capim Puba, indicando a sub-bacia de drenagem;

15 é o número do coletor e 7 é o número do trecho.

10. POÇO DE VISITA.

10.1. Definição

Poço de visita é uma câmara visitável através de uma abertura existente na sua parte

superior, ao nível do terreno, destinado a permitir a reunião de dois ou mais trechos consecutivos

e a execução dos trabalhos de manutenção nos trechos a ele ligados.

10.2. Disposição Construtiva

Um poço de visita convencional possui dois compartimentos distintos que são a chaminé e

o balão, construídos de tal forma a permitir fácil entrada e saída do operador e espaço suficiente

para este operador executar as manobras necessárias à operação e manutenção.

O balão é o compartimento principal. Pode ter seção circular, quadrada ou retangular. No

balão se realizam todas as manobras internas, manuais ou mecânicas, na manutenção de cada

trecho. No seu piso encontram-se moldadas calhas de concordância entre as canalizações de

entrada e de saída.

A chaminé, pescoço ou tubo de descida consiste no conduto de ligação entre o balão e o

exterior.

Convencionalmente é iniciado num furo excêntrico feito na laje de

cobertura do balão e termina na superfície do terreno. O movimento de

entrada e saída dos operadores é feito com o uso de uma escada, de ligas

metálicas inoxidáveis, do tipo marinheiro, afixada de degrau em degrau

nas paredes do poço. Opcionalmente podem ser usadas escadas móveis, o

que conduz a maior economia.

Figura 12 – De ta lhe do fundo do poçoNo desenho ao lado, observa-se as calhas

de fundo do poço; as quais são dispostas

de forma a orientar o fluxo dos esgotos

desde a entrada até a saída, evitando o

turbilhonamento e retenção de materiais



26



em suspensão. As arestas superiores

deverão estar niveladas com a geratriz

superior do trecho de saída.

Figura 13 – De ta lhes dos degraus do P .V .

Tabe la 5 - Dimensões Mínimas para Chaminé e Balão de Poço de Visita.

Profundidade do Poço de Visita (PV)

(m)

Diâmetro do Tubo de Saída (DO) (m)

Diâmetro da Chaminé (DC) (m)

Diâmetro do Balão (DB) (m)

h 1,00 qualquer DO DC = 0,60 DB = DC

1,00 < h < 2,50

DO 0,30 DC = 0,60

e

hc = 0,30

DB = 1,00

0,30< DO <050 DB = 1,50

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



27



Quando os coletores são implantados nas ruas o tampão deve ser em ferro fundido, com

capacidade de 4 toneladas, para não ser danificado pela passagem de veículos pesados.

Quando a rede coletora é executada no passeio o tampão pode ser feito em concreto

armado.

10.3. Situações em que se empregam os poços de visita.

Os poços de visita ( PV ) são empregados nas seguintes situações:

nas cabeceiras das redes, ou ponto de início dos coletores, podendo ser substituídos por

um Terminal de Limpeza ( TL ), nesta situação ;

nas mudanças de materiais;

nas alterações de diâmetros;

nas mudanças de direção dos coletores;

nos encontros de coletores;

nas mudanças de declividades;

em posições intermediárias de coletores de grande extensão.

A distância entre dois PVs consecutivos não deve exceder:

a) 100 metros para canalizações até 150 mm;

b) 120m para canalizações de 200 a 600 mm;

c) 150m para canalizações > 600 mm.

Figura 14 - Mode lo de tampão de f o f o para poço de v i s i ta



28



10.4. Terminal de Limpeza ( TL )

O Terminal de Limpeza é recomendado para ser colocado na cabeceira das redes por serem

mais baratos que o PV.

Figura 15 - De ta lhe do t ermina l de l impeza TL



29



10.5. Características básicas dos poços de visita

Os poços de visita podem ser feitos com anéis pré-moldados de concreto. São os mais

comuns, principalmente para tubulações de saída de até 400 mm de diâmetro. São rapidamente

montados, daí a vantagem de sua utilização. Possuem seção circular. Podem ser feitos, ainda, em

concreto moldado no local, para canalizações de diâmetro superior a 400 mm.

Normalmente, apenas o balão é moldado no local . A chaminé sempre pode ser feita com o

uso de tubos pré-moldados. As seções quase sempre são quadradas ou retangulares.

É recomendável a construção de uma chaminé com altura mínima de 0,30m, para facilitar a

construção e a reposição da pavimentação das ruas.

Poços de alvenaria de tijolos só são feitos, quando não existem condições de se obter ou

confeccionar peças pré-moldadas no local da obra. As paredes terão espessuras mínimas de uma

vez, rejuntadas e revestidas com argamassa de cimento e areia no traço 1:3, com adição de

impermeabilizantes.

Figura 16 - Poço de v i s i ta em ané i s pré mo ldados



30



Figura 17 – Peça de t rans i ção em concre to armado

Devido à demora para ser executado, retardando a liberação da rua para o trânsito,

raramente o poço é feito com o emprego de tijolos.



31



No caso de um ou mais trechos de coletores chegarem ao poço de visita, acima do nível do

fundo, são necessários cuidados especiais, nesta ligação, a fim de que haja operacionalidade do

poço, sem constrangimento do operário que entrar em seu interior. Para desníveis inferiores a

0,50m admite-se queda livre ( QL ). Para desníveis a partir de 0,50m é necessário a instalação de

tubos de queda ( TQ ).

Figura 18 - Deta lhe da chegada do co l e tor ao PV

Os tubos de queda consistem numa derivação constituída de uma junção invertida,

associada a uma curva de 45o,conectada a um tubo vertical, cuja extremidade inferior é dotada de

uma curva de 90o que direciona o fluxo para o PV.



32



Para diâmetros superiores a 350mm, adota-se outro dispositivo denominado poço de queda,

o qual é constituído de poços geminados, sendo a passagem do primeiro para o segundo poço feita

através de um orifício ou vertedouro convenientemente dimensionado para comportar a vazão.

11. PROFUNDIDADE DOS COLETORES.

a) profundidade mínima: está relacionada com a possibilidade de esgotamento de todos os

compartimentos sanitários existentes na residência, situados a uma certa distância da frente do

lote e em cota inferior à da via pública. Está também relacionada à proteção da canalização

contra a ação das cargas externas.

O limite da profundidade mínima é freqüentemente estabelecido em 1,00m.

Quando as condições de traçado ou de topografia impuserem profundidades inferiores ao

mínimo recomendado, devem ser tomadas precauções especiais, tais como proteção contra a

ação de cargas acidentais, ou emprego de tubos mais resistentes.

Figura 19 - Pro fund idades ma i s conven ien te s

b) profundidade máxima: deve-se ter em conta no projeto, não ultrapassar profundidades acima

de 4,50m.

c) profundidades mais convenientes: os valores médios deverão estar em torno de 1,50 a

2,50m.



33



d) profundidades elevadas: quando o terreno possui uma baixa declividade, é

preponderantemente plano ou mesmo possui uma declividade contrária à declividade da

tubulação, esta tende a se aprofundar com relação ao nível do terreno. Em alguns casos,

quando estas profundidades se tornam muito elevadas, torna-se necessário a utilização de uma

estação elevatória de esgotos.

São os seguintes os inconvenientes das valas profundas:

maior efeito da carga permanente ( terra de recobrimento da tubulação );

ligações dos coletores mais onerosas;

aumento do custo de construção da rede coletora;

necessidade de escoramento das valas para impedir desmoronamentos e acidentes

fatais;

12. DETERMINAÇÃO DA PROFUNDIDADE MÍNIMA DOS COLETORES

A profundidade mínima deve ser estabelecida de modo a viabilizar a ligação de pelo menos

80% dos domicílios de uma rua.

h (m) = desnível entre o leito da rua e a tampa da caixa de inspeção mais próxima;

0,50m = profundidade da caixa de inspeção mais próxima;

0,02 (m/m) = declividade mínima para os ramais prediais;

L (m) = distância da caixa de inspeção mais próxima ao eixo do coletor;

0,30m = dimensão das peças de conexão do ramal predial ao coletor de esgoto;

D(m) = diâmetro do coletor;

e = espessura da parede do coletor

Figura 20 - Pos i ção do co l e tor em pr f i l



34



CAPÍTULO III - CARACTERÍSTICAS DOS ESGOTOS

1. CONCEITO

Os esgotos costumam ser classificados em dois grupos principais: os esgotos sanitários e

os esgotos industriais.

Os esgotos sanitários são constituídos de despejos domésticos, uma parcela de água de chuva, água

de infiltração e eventualmente uma parcela não significativa de esgotos industriais com características bem

definidas.

Os esgotos industriais, por serem bastante diversificados em suas características, não serão

considerados neste curso.

Os esgotos domésticos provêm principalmente de residências, edifícios comerciais,

instituições ou quaisquer edificações que contenham instalações de banheiros, lavanderias,

cozinhas ou qualquer dispositivo de utilização de água para fins domésticos. Compõe-se

essencialmente de água de banho, urina, fezes, papel, restos de comida, sabão, detergentes e águas

de lavagem.

Neste curso devido a grande amplitude de características dos esgotos industriais, somente

serão consideradas as características dos esgotos tipicamente domésticos, os quais constituem o

maior formador dos esgotos sanitários.

2. CARACTERÍSTICAS FÍSICAS

As características físicas do esgoto podem se interpretadas pela obtenção das grandezas

correspondentes às seguintes determinações:

matéria sólida;

temperatura;

odor;

cor e

turbidez.



35



2.1. Matéria Sólida

Das características físicas, o teor de matéria sólida é a de maior importância em termos de

dimensionamento e controle de operação das unidades de tratamento. A remoção de matéria sólida

é que vai determinar uma série de operações unitárias de tratamento, ainda que represente apenas

cerca de 0,08% dos esgotos ( a água compõe os restantes 99,2% ).

2.1.1. Classificação da Matéria Sólida

A matéria sólida presente nos esgotos pode ser classificada como:

sólidos totais - matéria que permanece como resíduo após a evaporação dos esgotos;

sólidos voláteis - se o resíduo que permanece após a evaporação é calcinado a 600ºC,

as substâncias orgânicas se volatilizam, daí a sua designação;

sólidos fixos - componentes minerais dos esgotos que permanecem após a calcinação;

sólidos em suspensão - parcela que é retida ao se filtrar os esgotos em membrana

filtrante apropriada, usualmente um filtro de fibra de vidro com tamanho de poros de

1,2mm. Porção que não se sedimenta naquele período no cone;

sólidos dissolvidos - fração que atravessa o filtro;

sólidos sedimentáveis - porção que se sedimenta após 2 horas num cone de

sedimentação, com volume de 1 litro ( cone IMHOFF ).

Figura 21 - Compos i ção dos só l idos nos e sgo tos

2.1.2. Temperatura

A temperatura dos esgotos é, em geral, pouco superior a das águas de abastecimento em

virtude de se usar água aquecida nas residências em banhos e demais usos.

Em relação aos processos de tratamento sua influência ocorre da seguinte forma:



36



nas operações de natureza biológica ( a velocidade de decomposição do esgoto aumenta

com a temperatura );

nos processos de transferência de oxigênio ( a solubilidade do oxigênio é menor nas

temperaturas mais elevadas );

nas operações de sedimentação ( o aumento de temperatura faz diminuir a viscosidade,

melhorando as condições de sedimentação ).

2.1.3. Odor

Há alguns odores bem característicos:

de mofo, razoavelmente suportável, típico do esgoto novo;

de ovos podres, típico do esgoto velho ou séptico, devido à formação do gás sulfídrico.

2.1.4. Cor

esgoto novo tem cor acinzentada. O esgoto velho tem cor escura.

2.1.5. Turbidez

A turbidez é devida aos sólidos em suspensão nos esgotos.

3. CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS

A origem dos esgotos permite classificar as características químicas em dois grandes

grupos: da matéria orgânica e da matéria inorgânica.

Já vimos que 70% dos sólidos dos esgotos, ( sólidos voláteis ), são orgânicos. Geralmente

estes compostos são: uma combinação de carbono, oxigênio, hidrogênio, algumas vezes de

nitrogênio, compreendendo: compostos de proteínas ( 40 a 60% ); carboidratos ( 25 a 50% ) e

gorduras ( 10% ).

As proteínas são produtoras de nitrogênio e contêm carbono, hidrogênio, nitrogênio,

oxigênio, fósforo, enxofre e ferro. As proteínas são os principais constituintes do organismo

humano e animal, mas ocorre também em plantas. O gás sulfídrico dos esgotos é proveniente do

enxofre presente nas proteínas.

Os carboidratos contêm carbono, hidrogênio e oxigênio. São as primeiras substâncias a

serem destruídas pelas bactérias com produção de ácidos orgânicos, ( originando a acidez dos

esgotos velhos ). Entre os carboidratos temos: açúcares, amidos, farinhas e glicose.

Quanto às gorduras, nas residências existem “caixas de gordura” para reter parcialmente

esse material, diminuindo sua presença na rede coletora. As gorduras estão sempre presentes no

esgoto doméstico proveniente do uso de óleos, manteigas, da carne etc. Produzem odores

desagradáveis, aderem às paredes da tubulação diminuindo a seção útil, inibem a vida biológica



37



das bactérias que decompõem os esgotos. Não deve ser aceita na rede na forma de óleos minerais

derivados do petróleo ( óleos, lubrificantes, querosene, óleo diesel ).

3.1. Demanda Bioquímica de Oxigênio ( DBO )

A quantidade de matéria orgânica presente nos esgotos pode ser identificada indiretamente

pela determinação em laboratório, da Demanda Bioquímica de Oxigênio , ou seja da quantidade

de oxigênio necessária para oxidar ou queimar a matéria orgânica dos esgotos.

No Brasil considera-se que cada pessoa contribua com 54 gramas de DBO por dia.

Normalmente os esgotos apresentam concentração de DBO variando de 180 a 360 mg/litro.

Exemplos:

contribuição de esgoto = 150 litros /hab./dia

, o que resulta em 360 mg/litro;

contribuição de esgotos = 300 litros/hab./dia

, resultando em 180 mg/litro.

4. CARACTERÍSTICAS BIOLÓGICAS

Os principais organismos encontrados nos esgotos são: as bactérias, os fungos, os

protozoários e os vírus. As bactérias constituem o elemento mais importante por serem

responsáveis pela decomposição e estabilização da matéria orgânica, tanto na natureza, quanto nas

unidades de tratamento. As bactérias coliformes são típicas do intestino do homem e estão sempre

presentes no excremento humano ( 100 a 400 bilhões de coliformes / pessoa / dia ).

O esgoto bruto contem de 109 a 1010 NMP / 100 ml de coliformes totais e 10 8 a 109 de

coliformes fecais. ( NMP = Número Mais Provável ). Um NMP alto significa que o curso d’água

está recebendo esgotos, ou seja o lançamento de esgotos num curso d’água vai determinar um

número de expressão para os coliformes que ali estarão presentes em virtude do lançamento.

5. ESGOTOS INDUSTRIAIS - EQUIVALENTE POPULACIONAL DAS

INDÚSTRIAS

Os esgotos industriais presentes na rede pública de coleta, geralmente em quantidade não

significativa, podem ter seu potencial de poluição expressos em população equivalente.

Exemplo: uma fábrica que produz uma DBO de 1000 kg/dia corresponde a uma popu lação

equivalente = 1000kg/dia 0,054 kg/hab./dia = 18.518 habitantes. Considerando que cada

habitante representa uma contribuição de 54 gramas de DBO /dia.



38



CAPÍTULO IV - PROCESSOS E GRAUS DE TRATAMENTO

DOS ESGOTOS SANITÁRIOS

1. INTRODUÇÃO

Um sistema qualquer de esgotos sanitários encaminha seus efluentes, direta ou

indiretamente, para corpos d’água receptores, formados pelo conjunto de água de superfície ou do

subsolo. A capacidade receptora destas águas em harmonia com sua utilização, estabelece o grau

de condicionamento a que deverá ser submetido os esgotos, de modo que o corpo d’água receptor

não sofra alterações nos parâmetros de qualidade fixados para o trecho do curso d’água afetado

pelo lançamento. Os condicionamentos aplicados aos esgotos são denominados processos de

tratamento.

2. OPERAÇÕES UNITÁRIAS

Os processos de tratamento são formados, em última análise, por uma série de operações

unitárias. Essas operações são empregadas para a remoção de substâncias indesejáveis, ou para

transformá-las em outras de forma aceitável.

As mais importantes destas operações unitárias, empregadas nos sistemas de tratamento são:

trocas de gás - adição de oxigênio ou ar ao esgoto para criar ou manter condições

aeróbias, adição de gás cloro para eliminação de microrganismos;

gradeamento - operação pela qual os materiais flutuantes e em suspensão, que forem

maior em tamanho que as aberturas das grades, são retidos e removidos;

sedimentação - operação pela qual a capacidade de carreamento dos esgotos é

diminuída, permitindo que as partículas em suspensão se sedimentem pela ação da

gravidade. A diminuição da capacidade de carreamento é obtida com a diminuição da

velocidade dos esgotos. A areia, por exemplo, é removida desta forma;



39



flotação - operação pela qual a capacidade de carreamento dos esgotos é diminuída e sua

capacidade de empuxo é aumentada. Tal operação serve para remover gorduras e óleos dos

esgotos;

precipitação química - operação pela qual os produtos químicos apropriados reagem

com as substâncias químicas dos esgotos precipitando-as;

filtração - operação pela qual os esgotos atravessam um meio poroso que retém determinadas

impurezas ( matéria em suspensão ) presentes nos esgotos;

desinfecção - operação pela qual os organismos infecciosos em potencial são

exterminados, ( cloração dos esgotos, ação de raios ultravioletas, ozonização );

oxidação biológica - operação pela qual os microrganismos decompõem a matéria

orgânica contida nos esgotos, transformando substâncias complexas em produtos finais

simples.

3. PROCESSOS DE TRATAMENTO

Os fenômenos atuantes na formação dos esgotos sanitários deverão atuar, de modo inverso,

nos processos de tratamento. Assim se um esgoto é formado pela ação de agentes físicos, o

sistema de remoção destes agentes deverá ser um processo físico.

Em função destes fenômenos e da mesma forma que os poluentes contidos nos esgotos são

de natureza física, química e biológica, os processos de tratamentos podem ser classificados em:

físicos, químicos e biológicos.

Obviamente estes processos não atuam isoladamente; as transformações provocadas por

um determinado processo de tratamento influirão nos fenômenos inerentes aos demais processos.

3.1. Processos Físicos

São os processos em que predominam os fenômenos físicos. Estes fenômenos

caracterizam-se principalmente nos processos de remoção de substâncias fisicamente separáveis

dos líquidos ou que não se encontram dissolvidas. Basicamente têm por finalidade separar as

substâncias em suspensão no esgoto. Neste caso incluem:

remoção de sólidos grosseiros;

remoção de sólidos sedimentáveis;

remoção de sólidos flutuantes.

Mas qualquer outro processo em que há predominância dos fenômenos físicos constitui um

processo físico de tratamento, como:

remoção da umidade do lodo;

filtração dos esgotos;

incineração do lodo;



40



diluição dos esgotos;

homogeneização dos esgotos ou do lodo.

3.2. Processos Químicos

São os processos em que há utilização de produtos químicos e são raramente usados em

esgotos sanitários. O uso de produtos químicos tem sido a principal causa do pouco emprego do

processo. Via de regra, utiliza-se o tratamento químico quando o emprego de processos físicos e

biológicos não atendem ou não atuam eficientemente nas características que se deseja reduzir ou

remover. Os processos comumente adotados são:

floculação e precipitação química;

oxidação química;

cloração;

neutralização do pH.

3.3. Processos Biológicos

São considerados processos biológicos aqueles que dependem da ação de microrganismos

presentes nos esgotos. Os fenômenos de nutrição são predominantes na transformação de

componentes complexos em compostos mais simples, tais como: sais minerais, gás carbônico e

outros.

Os processos biológicos de tratamento procuram reproduzir em dispositivos racionalmente

projetados, os fenômenos biológicos observados na natureza, condicionando-os em área e tempo

economicamente justificáveis. Os principais processos biológicos de tratamento são:

oxidação biológica ( aeróbia, como lodos ativados, filtros biológicos, valos de

oxidação e anaeróbia como reatores anaeróbios de fluxo ascendente );

digestão do lodo ( aeróbia, anaeróbia, fossas sépticas ).

4. CLASSIFICAÇÃO DOS PROCESSOS

Os processos de tratamento podem ser classificados em função dos fenômenos de remoção

ou transformação e de acordo com o grau de eficiência obtido por um ou mais dispositivos de

tratamento.

4.1. Em Função da Remoção

4.1.1. Remoção ou transformação de sólidos grosseiros em suspensão:

crivos;

grades;

peneiras;



41



desintegradores.

4.1.2. Remoção de sólidos sedimentáveis:

desarenadores ( caixas de areia );

centrífugas;

decantadores.

4.1.3. Remoção de óleos, gorduras, graxas e substâncias análogas:

tanques de retenção de óleos ( caixas de gordura );

tanques de flotação;

decantadores com removedores de escuma.

4.1.4. Remoção de material miúdo em suspensão:

tanques de flotação;

filtros de areia;

tanques de precipitação química.

4.1.5. Remoção de substâncias orgânicas dissolvidas, semidissolvidas e

finamente divididas:

irrigação de grandes superfícies do solo;

campos de nitrificação, com ou sem finalidade agrícola;

filtros biológicos;

lagoas de estabilização;

tanques de lodos ativados:

valos de oxidação, sistemas de aeração prolongada.

4.1.6. Remoção de odores e controle de doenças transmissíveis:

desinfecção ( cloração, ultravioleta, ozonização );

reagentes químicos;

instalações biológicas ( aeróbias )

4.2. Em Função da Eficiência das Unidades

É comum classificar as instalações de tratamento em função do grau de redução dos

sólidos em suspensão e da demanda bioquímica de oxigênio.

Tais indicadores demarcam a eficiência do sistema de tratamento.



42



4.2.1. Tratamento preliminar:

remoção de sólidos grosseiros;

remoção de gorduras e óleos;

remoção de areia.

4.2.2. Tratamento primário:

sedimentação;

flotação;

digestão do lodo;

secagem do lodo;

sistemas compactos ( sedimentação e digestão, Tanque Imhofh );

sistemas anaeróbios ( lagoa anaeróbia, reator de fluxo ascendente ).

4.2.3. Tratamento secundário:

filtração biológica;

lodos ativados;

lagoas de estabilização ( aeróbias, facultativas, aeradas ).

4.2.4. Tratamento terciário:

lagoas de maturação;

desinfecção;

filtração final;

processos de remoção de nutrientes.

4.3. Grau de Tratamento

O grau e eficiência do tratamento necessário serão sempre função da capacidade de

recepção e diluição do corpo de água receptor e das características de uso da água a jusante do

ponto de lançamento, das condições de autodepuração, da legislação ambiental e das

conseqüências dos lançamentos dos esgotos.

Há sempre interesse em se fazer o estritamente necessário em termos de tratamento, por

razões de ordem financeira. Na verdade se só o tratamento primário for suficiente do ponto de

vista do corpo receptor, não há por que se construir, pelo menos, de inicio uma estação com

tratamento completo. Deve-se ter em mente que os processos mais sofisticados oneram tanto no

custo da construção como na operação e manutenção.



43



Figura 22 - Esquema Gera l de s i s t ema de abas tec imento de água e t ra tamento de e sgo to



44



CAPÍTULO V - REMOÇÃO DE SÓLIDOS GROSSEIROS –

TRATAMENTO PRELIMINAR

1. CONCEITO

São considerados grosseiros os resíduos sólidos contidos nos esgotos sanitários e de fácil

retenção e remoção, através de operações físicas de gradeamento.

Este material é procedente do uso inadequado das instalações prediais, dos coletores

públicos e demais componentes do sistema de esgotamento sanitário. As conexões irregulares

nesse sistema, de efluentes pluviais e industriais, também contribuem para o agravamento dos

problemas nas operações de recalque, transporte, tratamento e disposição final nos corpos d’água

receptores, razão pela qual os sólidos grosseiros devem ser previamente removidos. A remoção é

realizada por unidades denominadas grades de barras.

2. FINALIDADES

A remoção dos sólidos grosseiros contidos nos esgotos tem as seguintes finalidades:

proteção dos dispositivos de transporte dos esgotos nas suas diferentes fases, líquida e

sólida ( lodos ), tais como bombas, tubulações, transportadores e peças especiais;

proteção dos dispositivos de tratamento dos esgotos, tais como raspadores,

removedores, aeradores, bem como os dispositivos de entrada e de saída;

proteção dos corpos receptores, tanto no aspectos estético como nos regimes de fluxo e

de desempenho;

remoção parcial da carga poluidora, contribuindo para melhorar o desempenho das

unidades subseqüentes do tratamento e desinfecção.

A remoção de sólidos grosseiros tem, portanto, como finalidade fundamental

condicionar os esgotos para posterior tratamento ou lançamento no corpo receptor.



45



3. CARACTERÍSTICAS DAS GRADES DE BARRAS

As grades de barras convencionais são constituídas de dispositivos de retenção e de

remoção.

3.1. Dispositivos de Retenção

São geralmente barras, de ferro ou de aço, dispostas paralelamente, verticais ou inclinadas,

de modo a permitir o fluxo normal dos esgotos através do espaçamento entre as barras,

adequadamente projetadas para reter o material que se pretende remover, com baixa perda de

carga.

3.1.1. Espaçamento Entre as Barras

O espaçamento obedece às seguintes condições, de acordo com o tipo de grade.

Tabe la 6 - Tipos de grade e espaçamento entre as barras

Tipo de grade Espaçamento entre as barras

Grosseira 4 a 10 cm

Média 2 a 4 cm

Fina 1 a 2 cm

3.1.2. Dimensões das Barras e Inclinações das Mesmas

Tabe la 7 - Dimensões das Barras

Grades Grosseiras 3/8” x 2” 0,95cm x 5,00 cm

3/8” x 2 1/2” 0,95cm x 6,35 cm

Grades Médias 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 médias e finas, com

limpeza manual, são instaladas com inclinações de 600 e as grosseiras com inclinações de 45º.

3.2. Dispositivos de Remoção

O material retido na grade deve ser removido tão rapidamente quanto possível; de modo a

evitar represamento dos esgotos no canal a montante e conseqüente elevação do nível e aumento

excessivo da velocidade do líquido entre as barras, provocado o arraste do material que se

pretende remover.



46



A remoção pode ser mecanizada ou manual com o emprego de rastelos, ancinhos ou garfos.

A remoção mecanizada pode ser comandada por um sistema de botoeira acionada quando houver

necessidade de se efetuar a limpeza. Pode também ser automaticamente controlada por

temporizador ( timer ), ou através de flutuadores adequadamente instalados para acionar o

mecanismo de limpeza sempre que o diferencial de níveis, entre montante e jusante, atingir

determinado valor.

3.3. Destino do Material Removido

O material removido pode ser incinerado ( mais indicado do ponto de vista sanitário ) ou

disposto em aterro sanitário.

4. FUNCIONAMENTO DAS GRADES

4.1. Velocidade de Passagem dos Esgotos Entre as Barras

A velocidade de passagem entre as barras não deve ser muito elevada, a fim de não arrastar

o material previamente retido. Não deve, no entanto, ser muito baixa para não permitir o acúmulo

de material sedimentado no canal da grade. A velocidade pode variar de 0,60 m/s a 1,00 m/s.

4.2. 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 periódica e conveniente da grade.

4.3. Dimensionamento

O dimensionamento deve ser precedido da seleção do tipo de grade ( grosseira, média ou

fina ), determinação e definição do espaçamento e perfil das barras. Dimensionar a grade, daí para

a frente é dimensionar o canal em que ela será instalada.

4.3.1.- Dimensionamento do canal da grade

A área útil representada pela área livre entre barras é determinada pela fórmula

em que:

E = eficiência da grade

a = espaçamento entre as barras

t = espessura das barras



47



CAPÍTULO VI – REMOÇÃO DE SÓLIDOS SEDIMENTÁVEIS

1. CONCEITO

Os sólidos sedimentáveis contidos nos esgotos são, na sua maioria, constituídos de

material mineral, tais como: areia, pedriscos, silte, escória, cascalho. Este material contém ainda

reduzida quantidade de matéria orgânica putrescível, tais como: vegetais ( grãos de feijão, frutas e

verduras ) casca de ovos, pedaços de ossos e penas de aves. É comum a presença de cabelos,

plástico e fibras ( palhas, piaçavas, etc. ) A origem desse material se deve ao manuseio normal do

uso doméstico; da disposição indevida de materiais no sistema de esgoto, acidentalmente ou

intencionalmente; de ligações clandestinas de águas pluviais; lavagens de pisos, de despejos

comerciais e industriais, de entulhos e restos de construções. Na orla marítima, os banhos de mar

podem determinar a grande quantidade de areia, pelos banhos de chuveiro, após as idas às praias.

2. FINALIDADES DA REMOÇÃO DAS AREIAS

Basicamente, a remoção de areia ou desarenação, tem por finalidade eliminar ou abrandar

os efeitos adversos ao funcionamento de componentes das instalações a jusante, bem como evitar

o assoreamento dos corpos receptores. Entre as finalidades, é importante destacar as seguintes:

evitar a abrasão nos equipamentos e tubulações;

reduzir a possibilidade de avarias e obstrução das unidades do sistema, tais como:

canalizações, caixas de distribuição, tanques, sifões calhas, orifícios e outros;

facilitar o manuseio e transporte das fases líquida e sólida nos componentes da ETE.

3. CARACTERÍSTICAS

A remoção da areia é feita nas caixas de areia ou desarenadores, que realizam as seguintes

operações:

retenção da areia com características indesejáveis ao efluente ou ao corpo receptor;

armazenamento do material retido, durante períodos entre limpezas consecutivas;



48



4. DIMENSIONAMENTO

Para o dimensionamento é importante lembrar que, para partículas de diâmetro a 0,2 mm

a velocidade de sedimentação adquire valores em torno de 0,02 m / s.

Figura 23 - Des locamento das par t í cu la s no in ter ior do desarenador

Observando o trajeto da partícula e relacionado-a com a velocidade de fluxo, tem-se:

V1 = velocidade de fluxo = 0,30 m / s;

V2 = velocidade de sedimentação = 0,02 m / s;

L = comprimento do desarenador;

h = altura de água no desarenador;

Como t1 = t2, pois o tempo gasto para a água percorrer a distância L é o mesmo que os

sedimentos levam ara percorrer a distância h, tem-se que:

Substituindo os valores de V1 e V2, obtém-se:



49



Por segurança, para combater o efeito da turbulência, adota-se um fator de segurança de

50%, o que resulta em:

5. DETALHES EXECUTIVOS

Figura 24 - De ta lhe da ca ixa de are ia de l impeza manua l



50



CAPÍTULO VII – LAGOAS DE ESTABILIZAÇÃO

1. HISTÓRICO

A descoberta das lagoas de estabilização, como processo de tratamento de esgotos, ocorreu

de forma acidental. Em 1924, em Santa Rosa – Califórnia, para se evitar o custo de uma estação

de tratamento se fez passar o esgoto por um leito de pedras, acreditando-se que este teria um

efeito de filtro percolador. Ocorreu a colmatação dos vazios e uma acumulação de esgotos com

0,90m de lâmina, mas o efluente desta lagoa tinha características equivalentes ao de um filtro

biológico.

Em Fessenden, Dakota do Norte, em 1928, pelo fato de não haver sido construída a estação

para uma nova rede de coleta, os esgotos foram dirigidos para uma depressão no terreno, fora da

cidade. Alguns meses depois os especialistas ficaram surpresos com a qualidade do efluente final,

comparável a de um tratamento secundário. Mas só nos últimos 50 anos foi que experimentos

objetivos e critérios racionais de projeto começaram a ser desenvolvidos, de modo a estabelecer

parâmetros de carga orgânica, tempo de detenção, 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 operação a primeira lagoa projetada especialmente para

receber esgotos e tratá-los ( lagoa de Maddock ).

A partir de 1950, os principais pesquisadores começaram a publicar seus trabalhos e já em

1960 foram estabelecidos intercâmbios de informações entre os diversos países. Os países

pioneiros na pesquisa foram os Estados Unidos, Austrália, Nova Zelândia, Israel, África do Sul,

Índia, Canadá e na América Latina: Brasil, México, Colômbia, Costa Rica, Cuba e Equador.

2. CONCEITO E CLASSIFICAÇÃO

As lagoas de estabilização são sistemas de tratamento biológico em que a estabilização da

matéria orgânica é realizada pela oxidação bacteriológica ( oxidação aeróbia ou fermentação

anaeróbia ) e/ou redução fotossintética das algas.



51



De acordo com a forma predominante pela qual se dá a estabilização da matéria orgânica a

ser tratada, as lagoas são classificadas em:

anaeróbias – nas quais predominam processos de fermentação anaeróbia,

imediatamente abaixo da superfície não existe oxigênio dissolvido;

facultativas – nas quais ocorrem simultaneamente, processos de fermentação

anaeróbia, oxidação aeróbia e redução fotossintética. O fundo é uma zona anaeróbia,

próximo à superfície existe uma zona aeróbia de atividade biológica, onde ocorre a

fotossíntese das algas;

aeróbias – nas quais se chega a um equilíbrio da oxidação e da fotossíntese, garantindo

condições aeróbias em todo o meio;

aeradas – nas quais se introduz oxigênio através de processos de aeração;

de maturação – usadas como refinamento ou polimento dos esgotos tratados por

qualquer outro processo, inclusive por lagoas. Reduz bactérias, sólidos em suspensão,

nutrientes e uma pequena parcela de DBO.

3. EFICIÊNCIA E APICABILIDADE DAS LAGOAS

As lagoas apresentam excelente eficiência de tratamento. A matéria orgânica dissolvida no

efluente das lagoas é bastante estável. Havendo separação de algas a DBO fica na ordem de 15 a

30 mg/l. As lagoas de maturação removem 99,9999% de organismos coliformes. As lagoas têm

alta aplicabilidade no tratamento de esgotos sanitários e para alguns tipos de esgotos industriais.

A performance das lagoas nos países tropicais é excelente.

4. FATORES QUE INTERFEREM NO PROCESSO

4.1. Fatores Incontroláveis

Sobre estes fatores praticamente não se pode exercer qualquer ação visando modificá-los.

São fatores climáticos tais como:

evaporação – a evaporação altera a concentração de sólidos na lagoa;

precipitação pluviométrica – atua no sentido inverso da evaporação podendo provocar uma

diluição desfavorável ao processo, dependendo da duração e intensidade;

temperatura – é sem dúvida o fator mais atuante, uma vez que a temperatura apresenta um

relacionamento com outros fatores importantes como radiação solar, velocidade de fotossíntese,

velocidade de metabolismo dos organismos. A matéria orgânica é decomposta mais rapidamente

quando a temperatura é mais elevada;

ventos – têm importância na medida em que favorecem a homogeneização da massa líquida e

a formação de ondas, são importantes também para a oxigenação das lagoas;



52



nuvens – interferem impedindo a passagem de radiação solar;

radiação solar – influi diretamente na velocidade de fotossíntese.

4.2. Fatores Parcialmente Controláveis

tipo de esgoto – se doméstico, industrial ou agrícola;

concentração de DBO;

concentração de sólidos – é conveniente efetuar o gradeamento e a desarenação para remover

parte dos sólidos, antes de sua entrada na lagoa;

toxidade – substâncias tóxicas não devem ser introduzidas na lagoa;

lençol subterrâneo – deve-se conhecer a profundidade do lençol e a permeabilidade do

terreno pois são fatores que podem influir no equilíbrio hidráulico da lagoa;

taxa de percolação do terreno – favorecerá ou não a infiltração que deve ser minimizada;

características topográficas – favorecem ou não a construção e o arranjo das lagoas;

custo do terreno – importante, pois as lagoas exigem áreas extensas para serem implantadas;

inundação – devem ficar a salvo de inundações;

localização dos cursos d’água – o efluente tratado deve alcançar o curso d’água o mais

rápido possível evitando maiores custos de transporte;

uso da água a jusante e capacidade de autodepuração do corpo receptor.

5. PARÂMETROS DE INTERESSE

área superficial – é fator fundamental pois interfere na recepção de radiação solar

(fotossíntese ) e na aeração pela ação do vento;

profundidade – varia de alguns centímetros ( lagoas aeróbias ) a 4,50 metros ( lagoa

anaeróbia );

equilíbrio hidráulico:

QA = vazão afluente

P = precipitações atmosféricas ou chuvas

QE= vazão efluente

E = evaporação

I = infiltração no solo

tempo de detenção – varia de acordo com a temperatura da região 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 é o retangular.



53



Figura 25 - Lagoa de e s tab i l i zação



54



6. PRINCÍPIOS DE DIMENSIONAMENTO E FUNCIONAMENTO

6.1. LAGOAS ANAERÓBIAS

Nas lagoas anaeróbias a estabilização ocorre sem o concurso de oxigênio dissolvido. São

os fenômenos de digestão ácida e de fermentação metânica que tomam parte do processo.

6.1.1. Princípios de Funcionamento

A fermentação anaeróbia é um processo seqüencial. Primeiramente microrganismos

facultativos, na ausência de oxigênio dissolvido, transformam compostos orgânicos complexos em

compostos mais simples, principalmente ácidos orgânicos. É a fase da digestão ácida e da

produção de compostos mal cheirosos ( gás sulfídrico, mercaptanas ) o pH baixa para 6 e até 5.

Em seguida as bactérias formadoras do metano ( estritamente anaeróbias ) transformam os ácidos

orgânicos formados na fase inicial em CH 4 ( metano ) e CO2 ( dióxido de carbono ), é a fase da

fermentação metânica o pH sobe até 7,2 ou 7,5; os maus odores desaparecem.

6.1.2. Parâmetros de Dimensionamento

Tempo de detenção hidráulico – deve ser, no mínimo, igual ao necessário para o

aparecimento das bactérias formadoras do metano que requerem de 2 a 5 dias, as de crescimento

mais rápido:

Tabe la 8 – Tempo de detenção e eficiência de remoção de DBO em

função da temperatura média

Temperatura média da lagoa no mês mais frio

Tempo de detenção Eficiência de remoção de DBO

20º C 4d 6d 50%

> 20ºC 3d 5d 60%

taxa de aplicação de carga orgânica varia de 50g de DBO/m3/dia a 100g de DBO/m3/dia

como mínimos e 400g de DBO/m3/dia como máxima;

profundidade – varia de 3,00 a 4,00 metros, sendo que profundidades de 4,50 metros são

também adotadas.

Exemplo – Dimensionar uma lagoa anaeróbia para tratar uma vazão de 3.500 m 3/dia e DBO de

300 mg/litro. A temperatura média do mês mais frio é 20ºC, aceita-se uma remoção de DBO de

50%.

carga de DBO afluente – 1050 kg/dia ( 3.500 m 3/dia x 300g/m3 ) 300mg/litro = 300g/m3;

taxa de aplicação = 75g de DBO/m 3/dia;

volume da lagoa = 14.000m3 ( 3.500m3/dia x 4 dias );



55



tempo de detenção = 4 dias;

profundidade = 3,50m;

área superficial = 4.000m2 ( 14.000m3 / 3,50m ).

6.2. LAGOAS FACULTATIVAS

6.2.1. Princípios de Funcionamento

As lagoas facultativas se caracterizam por possuírem uma zona aeróbia superior em que os

mecanismos de estabilização da matéria orgânica são a oxidação aeróbia e a redução fotossintética

das algas e uma zona anaeróbia na camada de fundo, em que ocorrem os fenômenos típicos da

fermentação anaeróbia. A camada intermediária entre as duas zonas é dita facultativa, pois nela

pode ocorrer fenômenos característicos de qualquer uma das zonas retro enumeradas.

Nas lagoas facultativas ocorrem como um ciclo natural e contínuo as seguintes reações

biológicas:

oxidação da matéria orgânica carbonácea pelas bactérias;

nitrificação da matéria orgânica nitrogenada pelas bactérias;

oxigenação da camada superior das lagoas por meio da fotossíntese das algas;

redução da matéria orgânica carbonácea por bactérias anaeróbias no fundo da lagoa através da

fermentação anaeróbia, semelhante à da lagoa anaeróbia.

A população microbiana é muito maior próximo à entrada da lagoa, diminuindo em relação

à saída, mas o número de espécies aumenta com o grau de tratamento. Assim é possível que

apenas duas espécies estejam presentes em uma lagoa com elevada taxa de aplicação de carga

orgânica, enquanto mais de 15 espécies possam ser encontradas no final de uma série de lagoas de

maturação.

6.2.2. Parâmetros de Dimensionamento

Tabe la 9 - Taxas de aplicação, População Equivalente e Tempos de

Detenção em Lagoas Facultativas

Taxa de Aplicação ( kg de

DBO/ha/dia )

Pop. Equivalente ( hab./hectare )

Tempo de Detenção ( dias ) Condições Locais

< 20 < 200 > 200 Regiões muito frias, com cobertura esporádica de gelo, temperatura baixa e nebulosidade intensa.

10 – 50 200 – 100 200 – 100 Clima frio, com coberturas sazonais de gelo e temperaturas de verão temperadas.

50 – 150 1000 – 3000 100 – 33 Regiões temperadas a semitropicais, cobertura de gelo ocasional, nebulosidade de média a fraca.

150 – 350 3000 – 7000 33 – 17 Regiões tropicais, sol e temperaturas



56



uniformementes distribuídos, sem cobertura permanente de nuvens, ou seja, nebulosidade fraca.



57



CAPÍTULO VIII - LAGOAS DE ESTABILIZAÇÃO –

ASPECTOS CONSTRUTIVOS

1. INTRODUÇÃO

O êxito do funcionamento eficiente de qualquer processo de tratamento de esgoto

não depende exclusivamente da evidente viabil idade e concepção cri teriosamente

desenvolvida pelo projetista. O coroamento de um trabalho honesto, consumido na

fixação de parâmetros básicos, no dimensionamento otimizado economicamente e no

minucioso detalhamento de um projeto poderá ser completamente anulado, quando

submetido à construção inadequada ou operação negligente.

Entre as instalações de tratamento as lagoas de estabil ização são as unidades

menos afetadas pelas irresponsabil idades constatadas durante a implantação e

funcionamento do processo. No entanto, não é difíci l registrar falhas técnicas, devido à

construção e operação, responsáveis pelo desencorajamento no emprego deste sistema de

tratamento, de comprovada singeleza e viabil idade para a maioria das pequenas

comunidades do Brasil .

O presente i tem objetiva ordenar, em nível tão simples quanto o próprio processo,

as diretrizes principais a serem adotadas, em cada caso, inerentes à construção de uma

lagoa de estabil ização.

A construção de uma lagoa de estabil ização, como qualquer obra, está intimamente

vinculada às característ icas do projeto. Portanto, o projeto deverá representar, tanto

quanto possível , as condições locais e fornecer os detalhes necessários à adaptação ou à

transposição da concepção do autor à área previamente selecionada. A construção deve

ser racionalmente programada, de modo que a seqüência de obras represente fielmente

todas as fases da concepção do projeto.

Não se pretende detalhar com profundidade as diferentes fases das obras de uma

lagoa de estabil ização. Portanto, os conceitos relacionados com mecânica dos solos,

terraplenagem e compactação do solo deverão ser respeitados priori tariamente em



58



detrimento de qualquer recomendação citada e inaplicável aos casos part iculares surgidos

durante a obra. Por esta razão, o projeto deverá ser dotado do mesmo nível de idoneidade

técnica exigido para as fases de construção e operação.

A conclusão da obra e o êxito do funcionamento estão condicionadas aos cuidados

dispensados na construção de cada fase da obra. A negligência poderá acarretar os

insucessos comumente transferidos para o processo de tratamento adotado, cuja singeleza

favorece estas acusações.

2. FASES DE IMPLANTAÇÃO

Geralmente uma lagoa de estabil ização poderá necessitar das seguintes fases,

durante a obra.

Locação

Desmatamento

Raspagem

Escavação

Escarificação

Terraplenagem

Construção dos diques

Preparação do fundo

Dispositivos de entrada e saída de esgotos

Além da preocupação com o detalhamento de cada fase da construção, é

importante considerar a inclusão do custo real , de cada serviço, nos orçamentos, de

forma a garantir a implantação efetiva do sistema projetado.

O desconhecimento do local de implantação das obras e das respectivas

característ icas da região ( solo, dados meteorológicos, topografia, corpo receptor, etc.)

acarretarão, inevitavelmente, a omissão no projeto de detalhes construtivos de extrema

importância ao funcionamento das lagoas. A ausência de informações da permeabilidade

do solo, do encaminhamento natural das águas pluviais e do regime hidráulico dos corpos

d’água receptores poderão provocar surpresas desagradáveis aos responsáveis pelo

funcionamento do sistema. Portanto, o projeto deverá, sempre que possível , considerar e

abordar a inclusão de disposit ivos ou obras adicionais relativas aos fatores intervenientes

no processo.



59



2.1. Locação

A locação topográfica da lagoa e de suas obras complementares precede qualquer

serviço. Esta locação deve ser relacionada com o levantamento topográfico que serviu de

base para a seleção da área e elaboração do projeto.

A locação acompanhará todas as fases da construção, durante a qual serão locados

também os órgãos auxil iares e disposit ivos de controle, aferindo periodicamente as obras

em andamento com relação às posições e cotas estabelecidas em projeto. Geralmente, os

serviços de topografia são necessários no início de operação do sistema, quando se

relaciona os níveis de água com os disposit ivos de saída e se localizam os pontos

selecionados para a coleta de amostras necessárias ao controle de eficiência da

instalação.

2.2. Desmatamento

A fase denominada desmatamento compreende a derrubada e o desenraizamento

das árvores existentes na área a ser ocupada pela lagoa e vias de acesso. O material

removido deverá ser transportado para o local afastado da obra. O desmatamento deverá

ser cuidadosamente realizado, caso contrário, trará inúmeros inconvenientes devido à

possibil idade das raízes, mal removidas, brotarem novamente.

2.3. Raspagem

A raspagem consiste em remover a camada de superfície inadequada para o

aproveitamento nas obras da lagoa ( fundo, diques, etc. ) . Nesta camada predominam

vegetais de pequeno porte, os quais deverão ser afastados juntamente com o entulho do

desmatamento.

2.4. Escavação

A escavação representa a mais importante fase da construção. Se bem planejada,

acarreta grande economia nas obras de movimento de terra. Por esta razão a escavação

deve ser executada, se possível , simultaneamente a construção dos diques. Admite-se a

escavação de 10 cm além do estabelecido em projeto. Esta atividade é normalmente

executada com o emprego de máquinas apropriadas em terraplenagem, dependendo do

terreno e da forma da lagoa.

Durante a escavação, deverão ser dadas condições de escoamento das águas

acumuladas devido a eventuais chuvas. A drenagem rápida destas águas facil i tará

grandemente a conclusão da obra no prazo estipulado. Quando o material removido pela

escavação não puder ser aproveitado para os diques, deverá ser afastado do local ,

uti l izando-se o retorno dos veículos vazios para transportarem o material selecionado

para a formação dos diques. Esta providência trará grande economia para a obra.



60



2.5. Escarificação

Para melhor aderência dos diques e da camada do fundo com o solo escavado,

empregam-se tratores com arados apropriados para promover a escarificação do terreno.

Esta medida permitirá uma ligação íntima do solo com o material uti l izado para o fundo

e o diques.

2.6. Terraplenagem

Quando o material removido na escavação não pode ser aproveitado, ou não é

suficiente para a construção dos diques, torna-se necessário realizar serviços de

terraplenagem. O material selecionado deverá provir de jazidas, racional e

economicamente, escolhidas e deverá ser isento de vegetais, óleos e de qualquer

substância putrescível ou degradável.

Admitem-se pequenas quantidades de pedras isoladas, com diâmetro 10 cm.

Sempre que possível deverá ser utilizada argila em quantidade e qualidade capaz de

garantir a impermeabilidade necessária, de forma a evitar a infiltração da água da lagoa, através

do fundo e dos diques. A compactação do fundo e dos diques obedece as normas adotadas nas

obras de estradas e de barragens de terra, ou seja, em camadas sucessivas de solo, com controle de

umidade e adensamento.

2.7. Construção dos Diques

Diques são pequenas barragens, geralmente em solo, construídas com o objetivo de

assegurar a capacidade de armazenamento do l íquido estabelecido para a lagoa de

estabil ização, com a finalidade de garantir o equil íbrio hidráulico / biológico necessário

ao funcionamento do processo. Consti tui , na maioria dos casos, um aumento para cima do

nível normal do terreno. Se for possível usar o material resultante da escavação para a

confecção dos diques, haverá grande economia.

A existência de diques é praticamente indispensável, mesmo que em alguns casos,

tenha a finalidade apenas de evitar que as águas pluviais acessem a lagoa.

A construção dos diques deve considerar as seguintes característ icas:

a) localização – deve obedecer rigorosamente o projeto, evitando áreas sem circulação

do l íquido ( zonas mortas ) .

Deve ser localizada afastada de curso d’água que podem arrastar os materiais que

formam os diques e deve-se evitar cruzamento de trechos antigos de lei tos de rios.

b) folga – A folga de um dique ( f ) corresponde a altura adicional ( recomenda-se

0,50 m);

c) coroamento – é a pista resultante da compactação do material uti l izado para construir

os diques. A largura do coroamento é fixada em função dos estudos técnicos e



61



econômicos e da uti l ização que se pretenda dar ao mesmo. Este valor não tem

influência no funcionamento da lagoa. Em casos de infi l tração do l íquido através dos

diques, tudo acontece como se não houvesse a parte do terreno acima da l inha de

infi l tração ( LI ) , a qual não deverá atingir o talude externo. O dique deve ser

construído de modo que a l inha de infi l tração fique si tuada ou confinada na sua base.

Figura 26 - De ta lhe do d ique : fo lga e coroamento

Figura 27 - De ta lhe do d ique : l inha de in f i l t ração

Deve ser evitada qualquer infi l tração através dos diques.



62



A largura do coroamento deve ser superior a 1,50m, normalmente está compreendida entre

2,00 e 4,00 metros. Esta dimensão é fixada considerando:

Movimentação das máquinas que fazem a construção e compactação dos diques;

Tráfego das equipes de operação e manutenção;

Possibilidades de acréscimos da altura do dique, se forem necessárias.

d) taludes – são partes laterais dos diques e podem ser classificados em:

Talude interno – parte do dique em contato com o l íquido da lagoa;

Talude externo – parte do dique sem contato com o líquido da lagoa.

Em terrenos argilosos, os taludes internos devem ter inclinações ½ e os externos ½,5

Em terrenos argilo-arenosos ou arenosos, os taludes internos devem guardar inclinações

de 1:3 a 1:6 e os externos de 1:5 a 1:8.

O talude interno não deve ser muito suave para não resultar em áreas com

pequenas profundidades em que brotarão facilmente vegetais com conseqüências

desagradáveis, como a proliferação de mosquitos.

e) bermas – são prolongamentos dos diques com a finalidade de conter a l inha de

infi l tração ( LI ) evitando que a infi l tração atinja a face externa dos diques.

Figura 28 - De ta lhe do d ique : berma

f) empréstimos – quando as distâncias de transporte de material para a construção dos

diques forem anti- econômicas e a quantidade de material escavado não for suficiente,

deve-se uti l izar áreas próximas aos diques com empréstimos. As faixas marginais aos

taludes externos ( M ) devem estar entre 10 e 30 metros. Tanto maior quanto menor

for a consistência do solo escavado para construir a lagoa.



63



A vala resultante do empréstimo deve ser fei ta de forma que a mesma possa ser

aproveitada para o encaminhamento das águas de chuva. A profundidade deve ser ≤ 2m,

para uma distância mínima de 30m.

Figura 29 - De ta lhe do d ique : empré t imo la t era l

Quando a base do dique é argila mole ( terreno de brejo ) , o peso do aterro pode

deslocar essa massa pastosa, a qual encontrando menos resistência do lodo de

empréstimo, pode atingir a região escavada aumentando o afundamento por recalque do

dique.

Figura 30 - De ta lhe do d ique : de s locamento do d ique



64



g) vala central – é uti l izada para dificultar a infi l tração pelo subsolo ou através da base

do dique. Tem largura média de 0,50 m e profundidade suficiente para atingir a

camada do subsolo de maior impermeabilidade do que a base do dique.

Raramente usado devido ao acréscimo de custo que causa.

Figura 31 - De ta lhe do d ique : va la cen tra l

h) impermeabilização – quando o material do dique é extremamente permeável e as

condições locais exigirem, pode-se impermeabilizar o maciço com:

construção de um núcleo central de argila impermeável;

construção de lajes de concreto longitudinalmente ao talude;

cravação de estacas pranchas longitudinalmente ao talude.

i) controle de infiltração – a infi l tração, através dos diques, pode provocar o

arrastamento de material usado para a sua construção. Como solução de emergência

deve ser adotado drenos fi l tros para:

a emergência de água ao talude externo ( revência )

filtrar a água percolada retendo os materiais carreados.

Os drenos – filtros podem ser construídos com brita grossa, fina e areia, conforme a figura

abaixo.



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Figura 32 - De ta lhe do d ique : dreno - f i l t ro

Figura 33 – De ta lhe do f i l t ro com mater ia l de granu lometr ia decre scente

j) proteção contra erosão – a erosão provocada pelas águas pluviais pode ser evitada

pelo plantio de grama ou capim, os quais devem resist ir às eventuais estiagens, e suas

raízes devem formar uma rede superficial protetora do talude sem penetrarem no

corpo do dique

k) proteção contra o choque das ondas – os ventos fortes provocam ondas, cujo

impacto acelera os efeitos eventuais da erosão.



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Figura 34 - La je de pedras para pro teção dos ta ludes contra impac to das ondas

A presença de grama protege somente das pequenas ondas. Para as ondas maiores

este fenômeno pode ser evitado das seguintes maneiras:

selecionar a forma da lagoa durante o projeto, de modo que a menor dimensão

esteja voltada perpendicularmente à direção predominante do vento;

aplicar uma intensidade de compactação capaz de resist ir aos impactos das

maiores ondas;

dispor uma camada de bri ta ou executar uma laje de concreto na zona de

ocorrência com 0,60m, sendo 0,30 m submerso;

instalar f lutuantes e evitar a passagem de águas pluviais pelos taludes

l) materiais de construção – os diques devem ser construídos de terra, de preferência o

próprio terreno ocupado, devendo ter as seguintes característ icas:

terra l impa, isenta de pedras e matéria orgânica ( turfa, galhos, folhas secas, etc. )

argila com um pouco de areia, a argila pura fendilha-se quando permanece seca,

durante alguns meses, e ao receber as primeiras chuvas permite fácil percolação

o material deve ser denso, f ino, coeso e bem granulado.

3. DISPOSITIVOS DE ENTRADA

Os disposit ivos de entrada deverão garantir a homogeneização do l íquido afluente

com o l íquido já existente na lagoa. O curto-circuito e zonas mortas devem ser evitados.

O curto-circuito pode determinar a redução do tempo de detenção.



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As reentrâncias podem favorecer a formação de zonas mortas nas quais ocorrem a

estagnação dos esgotos e o surgimento de regiões anaeróbias. Ambos concorrem para a

redução da capacidade de tratamento da lagoa.

Deve-se adotar mais de uma entrada para promover a dispersão do afluente.

A tubulação de entrada pode ser assente no fundo ou ser elevada. Deve-se evitar

estruturas volumosas dentro da lagoa para não favorecer a retenção de sedimentos. De

qualquer forma, a tubulação deverá descarregar o afluente abaixo do nível de água e deve

evitar o solapamento dos taludes e do fundo da lagoa.

Caso a tubulação atravesse o dique, ela deverá ser de material resistente.Deverá

ser assentada antecedendo a compactação do maciço.

Seguem abaixo os esquemas das variantes de entrada de esgotos nas lagoas de

estabil ização.

Figura 35 - Entrada t ipo submerso hor i zonta l

Figura 36 - Entrada t ipo submerso com ja to por ba ixo



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Figura 37 - Entrada t ipo submerso com ja to para c ima

Figura 38 - Entrada t ipo e s t ru tura e l evada

4. DISPOSITIVOS DE SAÍDA

Os disposit ivos de saída deverão ser localizados no sentido contrário do vento

dominante para que materiais f lutuantes eventuais não venham a obstruir a saída.

É conveniente adotar um gradeamento, antecedendo a lagoa, para proteger os

disposit ivos de entrada e de saída contra animais mortos e sólidos flutuantes de grande

porte.

O disposit ivo de saída deve ser construído antes do fechamento dos diques.

Recomenda-se um sistema de descarga de fundo, de forma a possibil i tar rápida

descarga da lagoa em caso de acontecerem problemas que possam perturbar o seu

funcionamento normal, tais com lançamento de afluentes não permitidos e que possam



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comprometer o tratamento biológico, inibindo a ação dos microrganismos decompositores

e das algas.

O disposit ivo de saída deve ser de fácil acesso, exigindo a construção de

passadiços especiais para acessar o vertedouro ( stop-log ) e os disposit ivos que acionam

a descarga de fundo.

Abaixo está detalhado um esquema de saída de esgotos de uma lagoa de

estabil ização, com todos os prováveis componentes.

Figura 39 - Esquema de sa ída das l agoas



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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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proteção ambiental para os municípios , 2. Belo Horizonte: Departamento

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universidade católica de goiás departamento de engenharia

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