Aula 3 Tanques sépticos e...

Módulo I

Tanques sépticos e pós-tratamento

Ricardo Franci GonçalvesEng. Civil e Sanitarista, D.Ing.Fluxo Ambiental Ltda. EPP.

Fossa Séptica – Conceito e Aplicação

Restrições ao Uso; Localização e Distâncias Mínimas

æ O sistema de fossas sépticas deve preservar a qualidade das águas superficiais e subterrâneas, mediante estrita observância das prescrições da NBR 7229/1993

æ É vedado o encaminhamento ao tanque séptico de: águas pluviais e despejos capazes de causar interferência negativa na fase do processo de tratamento ou elevação excessiva da vazão de esgoto afluente, como os provenientes de piscinas e lavagem de reservatórios de água.

æ Devem ser localizadas o mais próximo possível do banheiro, com tubulação o mais reta possível e com no mínimo 15m abaixo de qualquer manancial de água (poço, cisterna, etc)

æ Devem observar as seguintes distâncias horizontais mínimas:a)1,50m de construções, limites de terreno, sumidouro, valas de infiltração e ramal predial de água;;b)3,0m de árvores e de qualquer ponto de rede pública de abastecimento de água;;c)15,0m de poços freáticos e de corpos de água de qualquer natureza.

OBS: As distâncias mínimas são computadas a partir da face externa mais próxima aos elementos considerados.

Restrições ao Uso;; Localizaçãoe Distâncias Mínimas

Funcionamento

n Retenção: a retenção do liquido pode variar de 12 a 24 hs ( mais usual)

n Decantação : Paralelo á retenção processa-se a sedimentação de 60% a 70% dos sólidos, formando o lodo.A mistura de gases, com óleos, graxas, gorduras , forma a escuma

Funcionamento ( continuação)

n Digestão ;; o lodo e a escuma são modificados pelas bactérias anaeróbias, provocando uma destruição total ou parcial de organismos patogênicos

n Redução de volume: a digestão provoca uma redução de volume dos sólidos, por transformar parte do sólido em líquidos e gases.

Fonte: Manual de Saneamento - FUNASA

Funcionamento

n Após a digestão, o efluente pode ser lançado em sumidouros, valas de infiltração ou outro corpo receptor.

n O tanque séptico não remove bactérias do esgoto.n Serve de separador do sólido do líquido e diminuição do volume de sólidos.

Eficiência de um tanque séptico

n A eficiência somente sobre SS e matéria orgânica (DBO5 ou DQO)

n O ideal é que sejam retidos 60% dos sólidos e em torno de 50% a redução de DBO

Parâmetros Eficiência de Remoção Eficiência de Remoção

Azevedo Netto e Lothar Hess (apud Batalha, 1986)

Vieira e Sobrinho (1983)

DBO 40% a 60% 62%DQO 30% a 60% 57%SS 50% a 70% 56%OG 70% a 90%

CTerm 55%

NBR 7229 - Aplicação do sistema

4.1.1 O sistema de tanques sépticos aplica-se primordialmente ao tratamento de esgoto doméstico e, em casos plenamente justificados, ao esgoto sanitário.4.1.2 O emprego de sistemas de tanque séptico para o tratamento de despejos de hospitais, clínicas, laboratórios de análises clínicas, postos de saúde e demais estabelecimentos prestadores de serviços de saúde deve ser previamente submetido à apreciação das autoridades sanitárias e ambiental competentes, para a fixação de eventuais exigências específicas relativas a pré e pós-tratamento.

4.1.3 Mesmo nos casos em que seja admitido o tratamentode esgoto sanitário com presença de substâncias tóxicas,nos termos das seções precedentes, cuidados especiaisdevem ser tomados na disposição do lodo.4.1.4 O sistema deve ser dimensionado e implantado deforma a receber a totalidade dos despejos, com exceçãodos despejos especificados em 4.3.2.

NBR 7229 - Aplicação do sistema

Sistemas Individuais para residências ou condomínios isolados

ou valas de infiltração, ou pós-‐filtros anaeróbios de fluxo ascendente.

http://www2.portoalegre.rs.gov.br/dmae/

Condições de execução

n Para o tanque séptico , podem ser remetidos os despejos domésticos de cozinhas, lavatórios, vasos sanitários, lavanderias, banheiros, ralos, etc.

n Deve ser evitado, ou feito um reservatório separado, para substâncias contaminantes.

n Deve ser feita uma caixa de gordura para reter estas substâncias, antes de remeter para o tanque séptico.

ESGOTO PRIMÁRIO

ESGOTO SECUNDÁRIO

TUBO DE VENTILAÇÃO

æTanque séptico de câmara única

æTanque séptico de câmaras em série

NBR 7229 / 1993

NBR 7229 / 1993

NBR 7229 / 1993

Tanque séptico de câmara únicaUnidade de apenas um compartimento, em cuja zona superior devem ocorrer processos de sedimentação e de flotação e digestão da escuma, prestando-se a zona inferior ao acúmulo e digestão do lodo sedimentado

Tanque séptico cilíndrico

n O diâmetro mínimo deve ser de 0,90m

n O nível da água ( entrada) 0,25 m.

5010010050100

100100

h

1/3.h

d = 1100

D = 1400

htot = 1900

200

100

Dimensões minimas à NBR 7229

Tanque séptico de câmaras em sérieUnidade com dois ou mais compartimentos contínuos, dispostos seqüencialmente no sentido do fluxo do líquido e interligados adequadamente, nos quais devem ocorrer, conjunta e decrescentemente, processos de flotação, sedimentação e digestão.

NBR 7229 / 1993

Dimensões minimas à NBR 7229

DIMENSIONAMENTO

NBR 7229 / 1993

Dimensionamenton Tanque séptico com câmara única

V= 1000+ N (C. T+ K Lf)

V à volume útil em litrosN à número de pessoas C à contribuição de despejo (litros/pessoa/dia)Tà período de retenção em diasKà taxa de acumulação de lodo digerido em dias.Lfà Contribuição de lodo fresco em litros/pessoa (residencias igual a1, sanitários publicos 4, outros 0,2)

NBR 7229 / 1993

Taxa de acumulação total de lodo - K

Taxa de acumulação total de lodo (K), em dias, por Intervalos entre limpezas e temperatura do mês mais frio

NBR 7229 / 1993

Período de detenção dos despejos T por faixa de contribuição diária L

NBR 7229 / 1993

Dimensionamento

n Recomenda-se uma capacidade útil mínima de 1500 litros.

n Relação entre comprimento e largura 2:1

n A profundidade nunca deve ser inferior a 0,80m àO recomendado é 1,20m + 0,20m para a escuma e gases = 1,40m

Recomendações de dimensionamento

n Fossas sépticas muito rasas, a secção transversal ficará reduzida pelo acúmulo de lodo.

n Em fossas muito estreitas, a velocidade é grande e prejudica a sedimentação.

n Fossas muito largas, produzem zonas mortas, reduzindo a capacidade do tanque.

Dispositivos de entrada e saída

n Podem ser feitas com tubos ou chicanas

n Desnível de entrada e de saída – 5cm

n Altura do “tê” de entrada em relação a laje de cima

à 30 cm

n Altura do “tê” de saída em relação laje de cima à 35

cm

EXEMPLO à DIMENSIONAMENTO DA FOSSA SÉPTICA.

Edifício com 8 Pavimentos tipo com 4 apartamentos por

pavimentos, Padrão Médio(2 Dormitórios sendo um de

Casal, Sala, Cozinha, Banheiro, Área de Serviço).

População à 5 pessoa por apartamento, 5 Pessoas da

Administração condominial e 1% de Visitas

1º Passo: Determinação do Numero de contribuintes (N)N = 8 x 4 x 5 + 5 + 0,01(8 x 4 x 5) = 166,6 = 167 hab

2º Passo: Determinação das contribuições unitárias de esgoto(C) e de Lodo Fresco (Lf)Tomando a Resistência com padrão Médio Temos Pela Tabela 1 NBR7229/1993 os seguintes valores:C = 130 litros/dia x pessoaLf = 1 litros/dia x pessoa

3º Passo: Determinação do período de detenção (T)Para a determinação do período de detenção consulta-se a tabela 2 (NBR7229/1993). Porém, antes disso é preciso calcular a contribuição diária, obtida a partir do produto entre a contribuição diária por pessoa vezes o número de pessoas.

C(diária) = N x C = 167 x 130 = 21710 litros/dia

Tomando 21710 litros/dia como contribuição diária consulta-se a Tabela 2 (NBR7229/1993) e Obtemos: T = 0,50 dias

4º Passo: Determinação da taxa de acumulação total de lodo(K), por intervalo entre limpeza e temperatura de mês mais frio.

Admitindo um valor de temperatura média para o mês mais frio do ano, compreendendo t>200, para o caso de Belém – PA, e um intervalo entre limpeza da fossa de 4 anos, consulta-se a tabela 3 (NBR7229/1993), obtém-se K = 177 dias

5ºPasso: Cálculo do volume útil (V)V = 1000 + N (C x T + K x Lf) – NBR7229/1993Colocando os dados obtidos nos passos anteriores, temos:V= 1000 + 167(130 x 0,50 + 177 x 1)V = 41.414 litros V = 41,414 m3

6º Passo: Determinação das dimensõesConforme os dados da NBR 7229:Prof. Mínima = 1,80m e Prof. Máxima = 2,80m

4,30 = 0,75 + h + 1,00à h = 2,55 m à OK

h = 2,55m à A = 41,414/2,55 = 16,24 m2

Solução Tipo CilíndricaD = 4,54 m

Solução Tipo PrismáticaL = 2B à A = 2B2 = 16,24 m2 à B = 2,85 m à L = 5,70 m

TIPOS DE FOSSAS

q FOSSAS SÉPTICAS PRÉ-MOLDADAS

q FOSSAS SÉPTICAS FEITAS NO LOCAL

q SUMIDOROSq BIOFOSSASq FOSSAS ECOLÔGICAS

Principais disposições da NBR 7229/1993– Aspectos Construtivos:

• Geratriz inferior do tubo de entrada 5 cm acima da superfície do líquido.

• Dispositivos de entrada e saída devem ter submersão em torno de 1/3 da altura útil ou no mínimo 40 cm

Detalhes de dispositivo de entrada e saídaFonte: PROSAB, 1999

Principais disposições da NBR 7229/1993

– Aspectos Construtivos – Descarga de Lodo• Todo reator deve ter um dispositivo de inspeção • Pressão hidrostática – Fundo a 45º • Remoção por sucção (carro limpa-fossa)

- Raio de limpeza – 1,50m- Fundo plano

Efluentes de Tanques Sépticos:

NBR 13969/1997 - Tanques sépticos - Unidades de tratamentocomplementar e disposição final dos efluentes líquidos - Projeto,construção e operação

:Por caminhão limpa-‐fossa

à prever uma tubulação de 0,15 m, cuja extremidade inferior de verá se situar a 0,20 m do fundo.

à Facilita a introdução do mangote da bomba

Descarga p/ pressão hidrostática

à instalar dispositivo hidráulico, com tubo de diâmetro mínimo (100 mm) e com altura hidrostática mínima de 1,20 m.

üLimpeza à anualmenteü25 litros de lodo como inóculo üEvitar acender fósforosüColuna de ventilação

Disposição do lodo e escuma

n A falta de limpeza no período fixado em projeto à diminuição acentuada da sua eficiência.

n Poucos tanques sépticos à enterrar a uma profundidade mínima de 0,60m pode ser uma solução, desde que o local escolhido não crie um problema sanitário.

n Muitos tanques sépticos ou fossa grande à lodo encaminhado para um leito de secagem.

n Não é admissível o lançamento de lodo e escuma nos corpos de água ou galerias de águas pluviais.

DISPOSIÇÃO DO EFLUENTE

NBR 7229 / 1993

Fatores são considerados na seleção:

ü Taxa de infiltração do esgoto no soloü Disponibilidade de espaçoü Inclinação do terrenoü Profundidade do lençol freáticoü Natureza e profundidade do leito rochosoü Variação do fluxo de esgotoü Distância das águas superficiais e poços ü Valas de filtração ou filtro anaeróbio – lançam seus efluentes em corpos d’água receptores

A NBR-‐7229 à dois métodos p/ determinação da taxa de absorção do solo.

üO 1º deve ser feito no terreno que irá receber o sumidouro ou as valas de infiltração.


A taxa de infiltração de água no solo, adotando se o menor valor de toda obtida nos cinco meses pode ser estimada por um ábaco:


SUMIDOUROS

NBR 7229 / 1993NBR 13969/1997

Sumidouros

n Também conhecidos como poços absorventes ou fossas absorventes, são escavações feitas no terreno para disposição final do efluente de tanque séptico, que se infiltram no solo pela área vertical (parede).

n ABNT, NBR nº 13.969/1997 à uso favorável somente nas áreas onde o aqüífero é profundo, onde possa garantir a distância mínima de 1,50m (exceto areia) entre o seu fundo e o nível aqüífero máximo”.

Exemplo à dimensionamento de sumidouro:

Uma casa com oito pessoas contribui com 1.200litros de efluente por dia. Calcular a áreanecessária das paredes do sumidouro. O teste deinfiltração de um terreno indicou o tempo (t) igual aquatro minutos para o abaixamento de 1cm naescala graduada.

n O coeficiente (Ci) é fornecido pelo gráfico ou pela seguinte fórmula:

n Calculando o coeficiente de infiltração:

Ci = 490 / (4 + 2,5) = 75,4 L/m2.d

n Área de parede do sumidouro:

n Considerando D = 1,5 m para o sumidouro, a sua profundidade será:

Podem ser construídos com:tijolos, blocos, ou pedra ou aindapor anéis pré-‐moldados deconcreto, desde que sejam feitosfuros na parede lateral e deixadoo fundo livre para permitir ainfiltração.

Lateral externa e o fundo àpreenchidos com pedra britada nº 04.

Lages de Cobertura à Concreto armado,dotadas de abertura de inspeção com nomínimo 0,60 m na menor dimensão, comtampões hermeticamente fechados

Sumidouro

VALAS DE INFILTRAÇÃO

NBR 7229 / 1993NBR 13969/1997

n Conjunto de canalizações assentado a uma profundidade determinada, em um solo cujas características permitam a absorção do esgoto efluente do tanque séptico.

n A percolação do líquido através do solo resulta notratamento do esgoto, antes que o mesmo contamine aságuas subterrâneas e de superfície.

n A área por onde são assentadas as canalizações deinfiltração também são chamados de “campo denitrificação”.

Fonte: Manual de Esgotamento Sanitário, Cap. 3

Quando a taxa de absorção do solo estiver na faixa entre 20L/m².dia e 40L/m².dia

Argilas pouco siltosas e/ou arenosas (Batalha, 1986)

Detalhes construtivos

n Para determinação da área de infiltração do solo, utiliza-se a mesma fórmula do sumidouro, ou seja:

A = V/Ci

n Para efeito de dimensionamento da vala de infiltração, a área encontrada se refere apenas ao fundo da vala.

n Em valas escavadas em terreno, com profundidade entre 0,60m e 1,00m, largura mínima de 0,50m e máxima de 1,00m, devem ser assentados em tubos de drenagem de no mínimo 100mm de diâmetro;

n A tubulação deve ser envolvida em material filtrante apropriado e recomendável para cada

n Tipo de tubo de drenagem empregado, sendo que sua geratriz deve estar a 0,30m acima da soleira das valas de 0,50m de largura ou até 0,60m, para valas de 1,00m de largura.

n Sobre a câmara filtrante deve ser colocado papelão alcatroado, laminado de plástico, filme de termoplástico ou similar, antes de ser efetuado o enchimento restante da vala com terra;

n A declividade da tubulação deve ser de 1:300 a 1:500;n Deve haver pelo menos duas valas de infiltração para disposição do efluente de um tanque séptico com comprimento máximo de cada vala de infiltração é de 30m e espaçamento mínimo entre as laterais de duas valas de infiltração é de 1,00m;

n A tubulação de efluente entre o tanque séptico e os tubos instalados nas valas de infiltraçãodeve ter juntas tomadas;

n Comprimento total das valas de infiltração é determinado em função da capacidade de absorção do terreno, calculada

segundo a formula A=V/Ci;

Exemplo à dimensionamento de valas de infiltração:

O efluente diário de um tanque séptico é de 2.100 litros e o coeficiente de infiltração do terreno é de Ci = 68 litros/m2/dia. Dimensionar as valas de infiltração.

A = V / Ci = 2100 / 68 = 30,9 m2

n O comprimento total de valas para uma vala com largura de B = 0,60m será:

L = A / B = 51,5m de comprimento total

n Considerando três valas de infiltração (n = 3), o comprimento de cada uma será:

Lv = L / n = 51,5 / 3 = 17,2 m

n Esquema de instalação de tanque séptico e valas de infiltração a seguir ...

Esquema de instalação de uma vala de infiltração

≥ 7márvore

≥3mLençol freático

VALAS DE FILTRAÇÃO

NBR 7229 / 1993NBR 13969/1997

n Os sistemas de valas de filtrações são constituídos deduas canalizações superpostas,com a camada entre asmesmas ocupada com areia.

n O sistema deve ser empregado quando o tempo deinfiltração do solo não permite adotar outro sistemamais econômico (vala de infiltração) e /ou quando apoluição do lençol freático deve ser evitada.

Valas de filtração

Detalhes construtivos

O sistema deve ser empregado quando:

üo tempo de infiltração do solo não permite adotar outro sistemamais econômico (vala de infiltração ou sumidouro);;

üquando a poluição do lençol freático deve ser evitada.

üQuando requer uma elevada remoção de poluentes;;

üQuando o corpo receptor puder receber esta constribuição.

Vala de filtração

Vala de filtraçãoFunções das partes componentes do sistema

Canalização superior

Funciona como sistema de irrigação subsuperficial (valas deinfiltração)

Canalização superior

Funciona como sistema drenagem

Camada de areia

Realiza efetivamente o tratamento, tem a finalidade de “filtrar”física e biológicamente o líquido percolado.

Vala de filtração

Em geral deve-se adotar as mesmas recomendações sugeridaspara vala de infiltração, a não ser aquelas específicas ao casopresente, tais como:

ü A profundidade da vala é de 1,20m e 1,50m e a largura nasoleira é de 0,50m;;

ü Efluente do tanque séptico é conduzido a vala de filtraçãode tubulação, com o diâmetro mínimo DN 100mm;;

ü As camadas de pedras deverão ser constituídas depedregulho ou cascalho (diâmetro médio de 0,4 a 0,6 mm,no mínimo 0,25);;

ü A largura do fundo das valas deverá ser de 0,50m;;

ü As valas deverão ter extensão mínima de 6,0 mpor pessoa, sendo pelo menos duas valas porfossa.

Vala de filtração

Vala de filtraçãoTaxa da aplicação

Limitada a 100 L/m2.d

Efluentes de fossa séptica


Efluentes de tratamento aeróbio


Se desejar um efluentes final de altaqualidade

Exemplo de DimensionamentoDimensionar um sistema de valas de filtração parauma residência cuja a fossa séptica apresenta umvolume útil já determinado de 3.380L/d. O coeficienteadotado é de 50 L/m2.d, largura da vala adotado=0,50 m. Contribuintes 26 pessoas.

Solução:1º Passo: Determinação do Volume de ContribuiçãoDiária (Q)

O volume de contribuição diária (Q) adotado será oequivalente ao volume útil da fossa séptica, já fornecido peloproblema de 3.380L/d.

2ºPasso: Cálculo da área de infiltração do soloPara o cálculo da área de infiltração do solo utiliza-sefórmula apresentada

Substituindo os dados obtidos nos passos anteriores:V= 3.380 litrosC1=50 litros/m² x diaA= 3.380/ 50A= 67,2 m²

Ci/QA =

3ºPasso: Determinação do comprimentototal, mínimo, da vala L:L = A/largura fixada

L = 67,2/0,50 = 135 m2

Adotar como tentativa, 5 valas espaçadas de 1,0 m com comprimento menorque 30 m: L = 135/5 = 27 m

Verificação da taxa de aplicação = 135m/26(habitantes)= 5,2 m/hab.A taxa não satisfaz o mínimo de 6,0 m/hab.Aplicar a taxa mínima de 6,0 m/hab, então:L=6,0m/hab x 26hab = 156m

FILTROS ANAERÓBIOS

NBR 7229 / 1993NBR 13969/1997

nUma alternativa ao tratamento do efluente das fossas sépticas, quando o destino final é o corpo d'água receptor.

nEficiência inferior as da vala de infiltração (75 a 95%)

Forma: cilindrica ou prismática de seção retangular ou quadrada, dotado de fundo perfurado falso.

Material de enchimento: brita nº 4, bambus ou eletrodutos cortados em pedaços.

Função: fixação do filme biológico responsável pela degradação da matéria orgânica.

ü camada de biofilme aderida ao meio suporte

ü dispersa, retida nos interstícios do meio suporte

ü flocos ou grânulos retidos no fundo falso

Biofilme anaeróbio

– Forma de ocorrência da biomassa

Principais fatores de influência– Meio suporteü Tem a finalidade de reter sólidos no interior do reator, seja na forma aderida, seja nos interstícios do meio suporte ou abaixo deste

ü Deve ser inerte e com elevado índice de vazios

ü Pedras britadas, material plástico, elementos cerâmicos

- Sentido de Fluxo no Reator- Fluxo ascendente ou Horizontal – Leito afogado

- Fluxo descendente afogados – Importância do lodo retido

- Fluxo descendente não afogados – Importância do Biofilme

Principais fatores de influência

– Colmatação do meio suporte• Principal problema atribuído aos filtros anaeróbios

• Necessidade de pré-tratamento efetivo

• Necessidade de remoção periódica do lodo excedente

FILTRO ANAERÓBIO

Fonte: NBR 13969/1997

– Dimensionamento• V = 1,60 x N x C xTd

Onde: V= volume útil (L)N= número de contribuintesC= contribuição unitária (L/pessoa dia)Td= tempo de detenção (dias)

Fonte: NBR 13969/1997

– Geometria do tanque

• cilíndrico ou prismático

• altura do fundo falso: 0,60 m (incl. laje)

• altura da camada de meio suporte: 0,60 m

• altura da lâmina d’água livre (acima do meio suporte)

Dimensionamenton O dimensionamento do filtro anaeróbio deve seguir as recomendações da NBR 13.969/1997. A NBR 13.969/1997 considera como parâmetros para dimensionamento o número de pessoas a serem atendidas, a contribuição de despejos e o período de detenção de despejos.

n Os dois primeiros seguem o mesmo padrão do apresentado no dimensionamento do Tanque Séptico, enquanto o período de detenção de despejos sofre alteração com relação à norma referente à NBR 7.229/1993.

n Na NBR 13.969/1997 as faixas de temperatura –uma variável na determinação do tempo de detenção – são diferentes. Alguns dos valores sugeridos são:

n a) Até 1500 litros de contribuição diária e 15ºC ≤ t ≤ 25ºC: período de detenção de1, 00 dia;;

n b) De 1501 a 3000 litros de contribuição diária e 15ºC ≤ t ≤ 25º: período de detenção de 0,92 dias;;

n

n O dimensionamento é realizado através da seguinte equação (NBR 13.969/1997):

n No presente caso, a contribuição diária de esgoto e o tempo de detenção hidráulica serão:q N . C = 15 x 130 = 1950 litros/diaq T = 0,92 dias (15 oC < temperatura < 25 oC)

q Logo:q Vútil = 1,6 x 1950 x 0,92 = 2.600 litros

n

n O filtro anaeróbio, quando precedido de tanque séptico, possui provável remoção de DBO5,20 situada entre 40 e 75 % segundo a NBR 13.969/1997.

n O volume útil mínimo do leito filtrante deve ser de 1.000 L.n A altura do leito filtrante, já incluindo a altura do fundo falso, deve ser limitada a 1,20m.

n A altura do fundo falso deve ser limitada a 0,60m já incluindo a espessura da laje.

Ampliação de escala

– Adaptar completamente as prescrições da NBR

• dispositivo para distribuição do esgoto afluente

• dispositivo para amostragem e para a retirada do lodo

• dispositivo para acesso ao fundo falso

Erros na utilização de esgotos - conscientização

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