AVALIAÇÃO DO DESEMPENHO DE SISTEMAS TANQUE SÉPTICO-FILTRO

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    AVALIAO DO DESEMPENHO DE SISTEMAS TANQUE SPTICO-FILTRO

    ANAERBIO COM DIFERENTES TIPOS DE MEIO SUPORTE

    Renata Oliveira de vila

    TESE SUBMETIDA AO CORPO DOCENTE DA COORDENAO DOS

    PROGRAMAS DE PS-GRADUAO DE ENGENHARIA DA UNIVERSIDADE

    FEDERAL DO RIO DE JANEIRO COMO PARTE DOS REQUISITOS

    NECESSRIOS PARA A OBTENO DO GRAU DE MESTRE EM CINCIAS EM

    ENGENHARIA CIVIL.

    Aprovada por:

    Prof. Jos Paulo Soares de Azevedo, Ph.D.

    Prof. Eduardo Pacheco Jordo, Dr.

    Prof. Isaac Volschan Jnior, D.Sc.

    Prof. Mrcia Walquria de Carvalho Dezotti, D.Sc.

    RIO DE JANEIRO, RJ - BRASIL

    FEVEREIRO DE 2005

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    VILA, RENATA OLIVEIRA DEAvaliao do desempenho de siste-

    mas tanque sptico-filtro anaerbio com

    diferentes tipos de meio suporte [Rio de

    Janeiro] 2005

    XIV, 166 29,7 cm (COPPE/UFRJ,

    M.Sc., Engenharia Civil, 2005)

    Tese Universidade Federal do Rio

    de Janeiro, COPPE

    1. Tratamento de Esgoto 2. Tratamen-

    to Anaerbio 3. Sistema Tanque Spti-

    co-Filtro Anaerbio 4. Meios Suporte

    I. COPPE/UFRJ II. Ttulo (srie)

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    AGRADECIMENTOS

    Aos meus queridos pais pelo carinho, apoio e compreenso no somente durante

    o curso de mestrado, mas em todos os momentos importantes de minha vida.

    Ao meu amado Conrado, pelo valioso apoio neste trabalho, e pelo

    companheirismo demonstrado em todos estes anos.

    Promon Engenharia pelo incentivo e horas cedidas para o cumprimento dos

    crditos e elaborao da dissertao de Mestrado.

    Ao querido professor Eduardo Pacheco Jordo, de quem tive a honra de ser aluna

    na graduao, no mestrado e por fim, orientada neste gratificante trabalho.

    Ao professor Isaac Volschan Jnior pela pacincia, disponibilidade e colaborao

    para o sucesso do CETE.

    Aos amigos Paulo Csar, Marcelo e Lauro pela disponibilidade e dedicao que

    demonstraram na rdua tarefa semanal de coleta das anlises.

    s amigas que fiz durante os encontros semanais no CETE, desde 2003, trocando

    informaes e revezando nas tarefas: Ana Silvia, Betina, Iene, Olvia e Patrcia.

    Ao professor Jos Paulo Soares de Azevedo pela prontido, boa vontade e por ter

    se mostrado to compreensivo nos momentos difceis em que o procurei.

    A Raul e Franklin do LHC pela gentileza e prontido no atendimento s minhassolicitaes.

    A todos do DRHIMA pela simpatia e ateno que recebi.

    A Cristina, Darlize e Cludia do LEMA pela realizao das anlises das amostras

    das unidades estudadas neste trabalho e pela organizao dos dados, que estavam

    sempre minha disposio.

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    Resumo da Tese apresentada COPPE/UFRJ como parte dos requisitos necessrios para

    a obteno do grau de Mestre em Cincias (M.Sc)

    AVALIAO DO DESEMPENHO DO SISTEMA TANQUE SPTICO-FILTRO

    ANAERBIO COM DIFERENTES MEIOS SUPORTES

    Renata Oliveira de vila,

    Fevereiro/2005

    Orientadores: Eduardo Pacheco Jordo

    Jos Paulo Soares de Azevedo

    Programa: Engenharia Civil

    A tecnologia de reatores anaerbios para o tratamento de esgoto sanitrio vem

    sendo extensivamente desenvolvida no pas nos ltimos trinta anos. Apresentando

    diversas vantagens, como baixos custos de construo e operao, e baixa produo de

    lodo, os reatores anaerbios demonstram ser alternativa bastante atrativa para a

    mitigao dos problemas de saneamento bsico urbano e, principalmente, das reas

    rurais. Este trabalho apresenta os resultados da associao de dois reatores anaerbios: o

    tanque sptico, tambm conhecido como fossa sptica, e o filtro anaerbio de fluxo

    ascendente. A pesquisa consiste no monitoramento durante seis meses de trs sistemas

    com diferentes tipos de meio suporte para o filtro anaerbio: anis de plstico, cubos de

    espuma e brita n.4. Com o objetivo de avaliar o comportamento e comparar o

    desempenho dos sistemas, foram realizadas, no esgoto afluente e nos efluentes tratados,

    anlises fsico-qumicas dos parmetros de eficincia conhecidos. Os resultados dos trs

    sistemas foram muito bons e no diferiram entre si. Foram obtidas eficincias da ordem

    de 69%, 73% e 68% na remoo de DQO, 68%, 67% e 62% na remoo de DBO, e

    90%, 93% e 90% na remoo de SST nos filtros de anis de plstico, brita n. 4 e cubos

    de espuma respectivamente. Pode-se concluir que o desempenho dos sistemas foi

    semelhante, demonstrando a viabilidade tcnica do meio suporte formado pelos cubos deespuma, ainda pouco experimentado.

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    Abstract of Thesis presented to COPPE/UFRJ as a partial fulfillment of the requirements

    for the degree of Master of Sciences (M.Sc)

    PERFORMANCE VALUATION OF THE SEPTIC TANK-ANAEROBIC

    TRICKLING FILTER SYSTEM WITH DIFFERENT TYPES OF FILTER MEDIA

    Renata Oliveira de vila

    February/2005

    Advisors: Eduardo Pacheco Jordo

    Jos Paulo Soares de Azevedo

    Department: Civil Engineering

    Lately, the technology of anaerobic reactors for domestic wastewater treatment

    has been extensively developed in Brazil. Presenting several advantages such as low

    construction and operating costs, and low sludge production, the anaerobic reactors are

    an attractive alternative to minimize problematic lack of basic sanitation in urban areas,

    primarily rural areas. This research presents the results of the association of two

    anaerobic reactors: septic tank and up flow anaerobic trickling filter. It consists of

    monitoring, for six months, three systems with different types of trickling filter media:

    plastic random media, foam cubes and rock stones. With the main objective of

    evaluating the behavior and comparing the performance of the systems, wastewater and

    treated effluent have been analyzed for the measurement of known efficiency

    parameters. The results of the three systems were very good and they were not very

    different from each other. The research obtained the following results for the plastic

    random media, rock stones and foam cubes, respectively: 69%, 73% e 68% of removal

    rates of COD, 68%, 67% e 62% of removal rates of BOD, and 90%, 93% e 90% of

    removal rates of TSS. It is appropriate to conclude that the performance of the systems

    was similar, indicating the technical feasibility of foam cubes as a new filter media.

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    SUMRIO

    1. INTRODUO.................................................................................................................15

    2. FUNDAMENTOS TERICOS ........................................................................................18

    2.1 ESGOTO SANITRIO............................................................................................ 20

    2.2 TRATAMENTO DE ESGOTO SANITRIO.........................................................24

    2.3 REATORES ANAERBIOS...................................................................................25

    2.4 TANQUE SPTICO ................................................................................................ 27

    2.4.1 CONCEITO.......................................................................................................27

    2.4.2 HISTRICO......................................................................................................27

    2.4.3 DESCRIO DA TECNOLOGIA...................................................................28

    2.4.4 DIMENSIONAMENTO....................................................................................33

    2.4.5 EXPERINCIAS BRASILEIRAS....................................................................36

    2.5 FILTRO ANAERBIO.....................................................................................................39

    2.5.1 CONCEITO E HISTRIA................................................................................39

    2.5.2 DESCRIO DA TECNOLOGIA...................................................................40

    2.5.3 MEIO SUPORTE ..............................................................................................45

    2.5.4 EXPERINCIAS BRASILEIRAS....................................................................49

    3. MATERIAIS E MTODOS ANALTICOS.....................................................................533.1 CENTRO EXPERIMENTAL ..................................................................................53

    3.2 TRATAMENTO PRELIMINAR .............................................................................55

    3.3 CARACTERSTICAS DO ESGOTO AFLUENTE AO CETE POLI/UFRJ ..........56

    3.4 CONSTITUIO DO ESGOTO BRUTO AFLUENTE S UNIDADES

    EXPERIMENTAIS ..............................................................................................................57

    3.5 CONJUNTO TANQUE SPTICO E FILTRO ANAERBIO ...............................59

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    3.5.1 CAIXA DE DISTRIBUIO E MEDIO DE VAZES...................................60

    3.5.2 TANQUES SPTICOS E FILTROS ANAERBIOS............................................62

    3.6 PARMETROS DO PROCESSO ........................................................................... 71

    3.7 FUNCIONAMENTO DOS SISTEMAS.................................................................. 73

    3.7.1 AMOSTRAGEM...............................................................................................74

    3.4.2 ANLISES........................................................................................................75

    4. RESULTADOS E DISCUSSO ......................................................................................83

    4.1 RESULTADOS DO ESGOTO AFLUENTE AO CETE ......................................... 83

    4.2 RESULTADOS DOS TANQUES SPTICOS........................................................84

    4.3 RESULTADOS DOS SISTEMAS TANQUE SPTICO-FILTROS

    ANAERBIOS .................................................................................................................. 100

    5. CONCLUSES...............................................................................................................129

    6. RECOMENDAES......................................................................................................133

    REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS ...................................................................................135

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    LISTA DE FIGURAS

    Figura 2.1 Composio do Esgoto. Adaptado de MARA (1976)................................ 20

    Figura 2.2 Composio dos Slidos no Esgoto, JORDO E PESSA (1995) .......... 21

    Figura 2.3 - Corte esquemtico de um tanque sptico retangular de cmara nica ....... 29

    Figura 2.4 Detalhes e dimenses de um tanque sptico de cmara nica ................... 36

    Figura 2.5 - Corte esquemtico de um filtro anaerbio de fluxo ascendente..................42

    Figura 3.1 - Placa do CETE Poli/UFRJ.......................................................................... 53

    Figura 3.2 - Vista geral do CETE Poli/UFRJ..................................................................53

    Figura 3.3 - Arranjo fsico do CETE...............................................................................55

    Figura 3.4 - Entrada do esgoto bruto e grade de barras...................................................56

    Figura 3.5 - Tanque de armazenamento do lodo.............................................................58

    Figura 3.6 - Vista geral das instalaes para a adio de lodo........................................58

    Figura 3.7 - Tanque de equalizao................................................................................58.

    Figura 3.8 - Vista do Tanque de equalizao e da estao elevatria.............................58

    Figura 3.9 Fluxograma esquemtico do CETE com o caminhamento do esgoto at o

    conjunto da pesquisa........................................................................................................60

    Figura 3.10 Fotografia da caixa de distribuio...........................................................61

    Figura 3.11 Desenho esquemtico da caixa de distribuio.........................................61

    Figura 3.12 Conjunto Tanque Sptico e Filtro Anaerbio - Planta..............................63

    Figura 3.13 Vertedores dos conjuntos 1 e 2..................................................................64

    Figura 3.14 Doze pontos de coleta dos filtros anaerbios............................................65

    Figura 3.15 Detalhe da tubulao dos filtros................................................................66

    Figura 3.16 Conjunto Tanque Sptico e Filtro Anaerbio 1 - Corte...........................67

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    Figura 3.17 Conjunto Tanque Sptico e Filtro Anaerbio 2 - Corte...........................68

    Figura 3.18 Conjunto Tanque Sptico e Filtro Anaerbio 3 - Corte...........................69

    Figura 3.19 Cronograma de coleta e anlise laboratorial dos conjuntos tanque sptico

    e filtro anaerbio (2004) parte 1...................................................................................76

    Figura 3.20 Cronograma de coleta e anlise laboratorial dos conjuntos tanque sptico

    e filtro anaerbio (2004) parte 2...................................................................................76

    Figura 3.21 Cronograma de coleta e anlise laboratorial dos conjuntos tanque sptico

    e filtro anaerbio (2004) parte 3...................................................................................76

    Figura 3.22 Ensaio de Cone Imhoff......................................................................... 77

    Figura 4.1 Localizao da visita onde feita a coleta do efluente do tanque sptico . 85

    Figura 4.2 - Primeira coleta, sem descarte ( esquerda); Efluente aps descarte dos

    slidos retidos na tubulao ( direita) ........................................................................... 86

    Figura 5.1 Vista do filtro de cubos de espuma .......................................................... 130

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    LISTA DE TABELAS

    Tabela 2.1 Classificao da fora do esgoto em termos de DBO e DQO (MARA,

    1976)............................................................................................................................... 23

    Tabela 2.2 Contribuio diria de esgoto (C) e do lodo fresco (Lf) por tipo de prdio e

    de ocupante (ABNT NBR 7229/93) ............................................................................ 34

    Tabela 2.3 Profundidade til mnima e mxima, por faixa de volume til (ABNT

    NBR 7229/93)..................................................................................................................35Tabela 2.4 Perodo de deteno dos despejos por faixa de contribuio diria (ABNT

    NBR 7229/93)...............................................................................................................35

    Tabela 2.5 Taxa de acumulao total de lodo (K), em dias, por intervalo entre

    limpezas e temperatura do ms mais frio (ABNT NBR 7229/93) .............................. 35

    Tabela 2.6 - Caractersticas dos filtros anaerbios de diferentes sentidos de fluxo.......43

    Tabela 2.7 - Contribuio diria de despejos e de carga orgnica por tipo e prdio e de

    ocupantes (ABNT NBR 7229/93)................................................................................48

    Tabela 2.8 Tempo de deteno hidrulica de esgotos (T), por faixa de vazo e

    temperatura do esgoto (em dias) (ABNT NBR 7229/93).............................................49

    Tabela 3.1 - Composio fsico-qumica (mg/) do esgoto afluente ao CETE/UFRJ.....57

    Tabela 3.2 - Composio fsico-qumica do esgoto bruto afluente unidade

    experimental de pesquisa.................................................................................................59

    Tabela 3.3 Caractersticas dos meios suportes.............................................................70

    Tabela 3.4 Dados dos conjuntos Tanque Sptico de Filtro Anaerbio ....................... 72

    Tabela 3.5 - Comparativo de custos entre os meios suportes..........................................73

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    Tabela 4.1 Resultados consolidados do CETE entre os meses de junho e dezembro

    para os parmetros DQO, DBO, SST e SSF .................................................................. 83

    Tabela 4.2 Resultados consolidados do CETE entre os meses de junho e dezembro de

    2004 para os parmetros SSV, pH, Turbidez, Cor e Temperatura ................................. 83

    Tabela 4.3 Resultado das anlises do lodo inoculador ................................................ 84

    Tabela 4.4 Concentraes e eficincias na remoo de DQO dos tanques spticos....86

    Tabela 4.5 Concentraes e eficincias na remoo de DBO dos tanques spticos....89

    Tabela 4.6 Concentraes e eficincias na remoo de Slidos Suspensos Totais dos

    tanques spticos..............................................................................................................90

    Tabela 4.7 Concentraes e eficincias na remoo de Slidos Suspensos Fixos dos

    tanques spticos..............................................................................................................92

    Tabela 4.8 Concentraes e eficincias na remoo de Slidos Suspensos Volteis dos

    tanques spticos..............................................................................................................95

    Tabela 4.9 Volumes de Slidos Sedimentveis nos efluentes dos tanques spticos...97

    Tabela 4.10 Volumes de Slidos Sedimentveis nos efluentes dos tanques spticos.98

    Tabela 4.11 Mdias de concentrao e eficincia na remoo de DQO ................... 101

    Tabela 4.12 Mdias das concentraes de DQO e eficincias das diferentes alturas dos

    filtros............................................................................................................................. 102

    Tabela 4.13 - Mdias de concentrao e eficincia na remoo de DBO.....................106Tabela 4.14 Mdias das concentraes de DBO e eficincias das diferentes alturas dos

    filtros..............................................................................................................................106

    Tabela 4.15 - Mdias das concentraes de SST, SSF e SSV e eficincias obtidas nas

    sadas dos filtros............................................................................................................108

    Tabela 4.16 Mdias das concentraes de SST e eficincias das diferentes alturas dos

    filtros..............................................................................................................................109

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    Tabela 4.17 Mdias das concentraes de SSF e eficincias das diferentes alturas dos

    filtros..............................................................................................................................110

    Tabela 4.18 Mdias das concentraes de SSV e eficincias das diferentes alturas dos

    filtros.............................................................................................................................111

    Tabela 4.19 - Mdias dos parmetros cor, turbidez e pH dos efluentes dos filtros na

    sada...............................................................................................................................119

    Tabela 4.20 - Resultados do filtro 1 ( anis de plstico) diferentes alturas...............119

    Tabela 4.21 - Resultados do filtro 2 ( brita 4) diferentes alturas................................120

    Tabela 4.22 - Resultados do filtro 3 ( cubos de espuma) diferentes alturas...............120Tabela 4.23 Padro de Lanamento de efluentes para todas as classes de corpos

    dgua da resoluo CONAMA n. 20..........................................................................123

    Tabela 4.24 Eficincia de remoo mnima ou concentrao mxima de matria

    orgnica exigida no estado do Rio de Janeiro...............................................................123

    Tabela 4.25 Resumo dos resultados do conjunto tanque sptico e filtro anaerbio

    1.....................................................................................................................................125

    Tabela 4.26 Resumo dos resultados do conjunto tanque sptico e filtro anaerbio

    2.....................................................................................................................................126

    Tabela 4.27 Resumo dos resultados do conjunto tanque sptico e filtro anaerbio

    3.....................................................................................................................................127

    Tabela 4.28 Resumo dos resultados de cor, turbidez e pH dos trs conjuntos tanquesptico e filtro anaerbio...............................................................................................128

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    LISTA DE SIGLAS

    ABNT Associao Brasileira de Normas Tcnicas

    CEDAE Companhia Estadual de guas e Esgotos do Rio de Janeiro

    CEF Caixa Econmica Federal

    CEPT Chemical Enhanced Primary Treatment (Tratamento Primrio

    Quimicamente Assistido)

    CETE Centro Experimental de Tratamento de Esgotos da Poli/UFRJ

    CNPq Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientfico e Tecnolgico

    CONAMA Conselho Nacional do Meio Ambiente

    COPPE Coordenao dos Programas de Ps-graduao de Engenharia da UFRJ

    CTSFA Conjunto Tanque Sptico e Filtro Anaerbio

    DBO Demanda Bioqumica de Oxignio (BOD em ingls)

    DBO5,20 Demanda Bioqumica de Oxignio padro de 5 dias a 20C

    DQO Demanda Qumica de Oxignio (COD em ingls)

    DRHIMA Departamento de Recursos Hdricos e Meio Ambiente da Poli/UFRJ

    ETE Estao de Tratamento de Esgotos

    FAU Formazin Attenuation Units

    FEEMA Fundao Estadual de Engenharia do Meio Ambiente do estado do Rio

    de Janeiro

    FINEP Financiadora de Estudos e Projetos (do Ministrio de Cincia e

    Tecnologia)

    IBGE Instituto Brasileiro de Geografia e Estatstica

    LEMA Laboratrio de Engenharia do Meio AmbienteLHC Laboratrio de Hidrulica Computacional da rea de Recursos Hdricos

    da COPPE

    pH Potencial Hidrogeninico

    Poli/UFRJ Escola Politcnica da Universidade Federal do Rio de Janeiro

    PROSAB Programa de Pesquisa em Saneamento Bsico

    PtCo unidade de cor Platina-Cobalto

    SSF Slidos Suspensos FixosSST Slidos Suspensos Totais (TSS em ingls)

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    SSV Slidos Suspensos Volteis

    UASB Upflow Anaerobic Sludge Blanket (Reator Anaerbio de Fluxo

    Ascendente)

    UFMG Universidade Federal de Minas Gerais

    UFRJ Universidade Federal do Rio de Janeiro

    UFRN Universidade Federal do Rio Grande do Norte

    UNICAMP Universidade Estadual de Campinas

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    Avaliao do desempenho de sistemas tanque sptico-filtro anaerbio com diferentes tipos de meio suporte

    INTRODUO

    - 15 -

    1. INTRODUO

    Nos ltimos vinte anos, evidente a crescente conscientizao sobre a

    importncia do saneamento bsico para a sade da populao. Ainda assim, com base

    nas informaes disponveis, pode-se estimar seguramente que os esgotos de apenas

    30% da populao brasileira urbana, ou menos, passam por estaes de tratamento

    (SNIS, 2002). Os baixos nveis de atendimento populao brasileira com servios de

    saneamento bsico, sobretudo coleta e tratamento de esgotos sanitrios, se devem

    principalmente a problemas de ordem poltica e econmica, pois no h empecilho

    tecnolgico. Esse quadro permite prever que solues individuais para o destino de

    esgotos sero ainda amplamente adotadas.

    Sempre houve a opo preferencial de atuao nos grandes centros urbanos com

    tecnologia geralmente importada. H que se perceber a necessidade da aplicao de

    tecnologia adequada realidade do Brasil, e que possibilite o enfrentamento da questo,

    atendendo a situaes presentes tanto em grandes cidades como em pequenos

    assentamentos humanos.

    A adoo de solues funcionalmente simples e, por conseguinte, com alta

    relao benefcio/custo pode revelar-se vantajosa. Diante das condies ambientais,

    culturais, e econmicas do Brasil, solues funcionalmente simples so as que utilizam

    os processos menos mecanizados e reatores mais fceis de serem construdos e

    operados.

    A soluo individual para destino de esgoto sanitrio (ou tratamento localizado

    de esgoto) apresentada neste trabalho o sistema composto por tanque sptico e filtro

    anaerbio. Este sistema largamente utilizado em meios rurais e em comunidades de

    pequeno porte.

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    Avaliao do desempenho de sistemas tanque sptico-filtro anaerbio com diferentes tipos de meio suporte

    INTRODUO

    - 16 -

    O tanque sptico foi a primeira unidade idealizada para tratamento de esgotos e

    at hoje a mais extensivamente empregada, numericamente, em todos os pases. Isso

    se deve principalmente simplicidade e aos baixos custos de construo e operao.

    a soluo individualizada de tratamento de esgotos, utilizada por comunidades que

    geram pequenas vazes e empregada em reas desprovidas de sistema pblico de esgoto

    sanitrio.

    Os filtros biolgicos, especificamente os filtros anaerbios, tm sido utilizados

    no Brasil desde 1970, e se tornaram mais populares a partir de 1982 quando a ABNT ,

    atravs da NBR 7229/82, incorporou diretrizes bsicas para projeto e construo de

    filtros anaerbios, incentivando o seu uso como unidades de ps-tratamento dos

    efluentes de tanques spticos. So tanques contendo leito de pedras ou outro material

    inerte capaz de dar suporte ao biofilme formado pelos microrganismos responsveis

    pela degradao da matria orgnica presente no esgoto.

    A associao desses dois tipos de reatores anaerbios para tratamento de esgotos

    vem sendo bastante estudada no pas. Entre os estudos realizados, destacam-se as

    pesquisas financiadas pelo Programa de Pesquisa em Saneamento Bsico PROSAB,

    apoiado pela FINEP (Financiadora de Estudos e Projetos), CNPq (Conselho Nacional

    de Desenvolvimento Cientfico) e a CEF (Caixa Econmica Federal). No mbito deste

    programa, na Universidade Federal do Rio Grande do Norte, vem sendo estudado umsistema constitudo de um decanto-digestor de duas cmaras em srie com um pequeno

    filtro de pedras de fluxo ascendente, acoplado segunda cmara em comunicao

    direta, e seguido de filtros anaerbios de fluxo descendente afogado. Em escala piloto, o

    sistema obteve remoes da ordem de 80% da DQO total e 90% dos slidos suspensos.

    O objetivo principal deste trabalho avaliar o desempenho de trs sistemas

    simplificados de tratamento de esgotos, compostos por tanque sptico e filtro anaerbio,

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    Avaliao do desempenho de sistemas tanque sptico-filtro anaerbio com diferentes tipos de meio suporte

    INTRODUO

    - 17 -

    este com diferentes tipos de meio suporte. Esta pesquisa, realizada no Centro

    Experimental de Tratamento de Esgotos da Escola Politcnica da UFRJ, o CETE

    Poli/UFRJ, consistiu no monitoramento das unidades durante um perodo de seis meses,

    atravs da realizao de anlises fsico-qumicas do esgoto afluente ao CETE Poli/UFR.

    e dos efluentes tratados. Sero analisados os principais parmetros de eficincia

    conhecidos das unidades em questo: DBO, DQO, SS, slidos sedimentveis, cor,

    turbidez, e pH.

    Os objetivos especficos deste trabalho so:

    Verificao da eficincia dos filtros utilizando meio suporte de plstico;

    Verificao da eficincia dos filtros utilizando meio suporte de espuma;

    Verificao da eficincia dos filtros utilizando meio brita n 4;

    Comparao do comportamento e da eficincia dos filtros de brita, plstico e

    espuma;

    Avaliao do comportamento e eficincia dos tanques spticos.

    Verificao da eficincia dos filtros com sada de efluente em variadas alturas

    (0,69m, 1,12m, 1,68m e 2,09m de altura);

    Comparar as dimenses dos tanques e filtros com o que preconizado pela

    norma da ABNT vigente;

    Analisar a relao custo/benefcio dos trs tipos de meio suporte pesquisados;

    Verificar se os efluentes tratados atendem s exigncias das legislaes

    federal e estadual do Rio de Janeiro para lanamento em corpos receptores;

    Avaliar resultados e compar-los aos obtidos nas experincias brasileiras mais

    recentes (realizadas nos ltimos 20 anos).

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    Avaliao do desempenho de sistemas tanque sptico-filtro anaerbio com diferentes tipos de meio suporte

    FUNDAMENTOS TERICOS

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    2. FUNDAMENTOS TERICOS

    Desde a Antiguidade, o Homem tem buscado fixar-se prximo s regies do

    globo com disponibilidade das fontes de energia necessrias sua subsistncia: luz

    solar, ar, gua e alimento. Devido abundncia das duas primeiras no planeta, pode-se

    afirmar que a gua tem sido o fator primordial na fixao do Homem e formao de

    novas comunidades (JORDO e PESSA, 1995).

    Segundo VON SPERLING (1996), a gua o constituinte inorgnico mais

    abundante na matria viva: no homem, mais de 60% do seu peso constitudo por gua,

    e em certos animais aquticos, esta porcentagem sobe a 98%. Os 1,36x10 18m3 de gua

    disponveis no planeta distribuem-se da seguinte forma:

    gua do mar: 97%

    Geleiras: 2,2%

    gua doce: 0,8%, dos quais 3% so de gua superficial e 97% so de gua

    subterrnea.

    Por comodismo, o Homem tem demonstrado no se preocupar com a real

    necessidade de condicionar os resduos refugados pelo organismo e pela prpria

    comunidade. Lana-os em rios e crregos com o objetivo de serem transportados para

    longe e que as guas realizem a autodepurao. Entretanto, com o aumento da

    populao, e, conseqentemente o aumento do volume de carga orgnica lanado nos

    corpos dgua, estes tornaram-se incapazes de se autodepurarem. Esse comportamento

    tem causado a contaminao das guas pelos resduos humanos, tornando inevitvel o

    consumo dessas importantes fontes de energia cada vez mais impuras e inadequadas

    vida.

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    FUNDAMENTOS TERICOS

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    O agravamento das condies de poluio, somado ao instinto de auto-

    conservao, levou as comunidades a estabelecerem sistemas de defesa (JORDO E

    PESSA, 1995):

    Sistemas de abastecimento de gua;

    Sistemas de esgotos sanitrios;

    Sistemas de limpeza urbana.

    Os sistemas de esgotos sanitrios consistem na coleta, transporte, tratamento e

    disposio dos despejos em grande parte domsticos e, em pequena parte, industriais.

    A coleta e o transporte desses despejos so feitos atravs de canalizaes que

    recebem as contribuies das redes (cidades, indstrias, etc.) e que as encaminham para

    o tratamento e disposio.

    Os esgotos coletados so encaminhados para as Estaes de Tratamento de

    Esgotos (ETE). Essas estaes so responsveis pela remoo dos poluentes da gua, de

    forma a adequar o lanamento ao corpo receptor a um padro de qualidade vigente.

    Nas ETE os esgotos so tratados em vrios nveis, atravs de diversas operaes

    e processos.

    Os processos de tratamento de esgotos sanitrios podem ser classificados como

    naturais e artificiais. Naturais so aqueles que se utilizam das foras da natureza

    (insolao, aerao, movimentos, diluio, disperso, sedimentao, decaimento

    bacteriano, etc.) Artificiais so aqueles que empregam energia eltrica e mecnica,

    procurando repetir processos semelhantes queles realizados pela natureza atravs de

    seus mecanismos de autodepurao.

    Aps o tratamento, o efluente lanado ao corpo receptor que pode ser um rio

    ou um oceano, infiltrado no solo e etc., dependendo de seu uso e das condies em que

    se encontra.

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    FUNDAMENTOS TERICOS

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    2.1 ESGOTO SANITRIO

    Esgoto sanitrio a gua residuria de uma comunidade. Pode ser puramente

    domstico ou conter algum despejo industrial ou de agricultura, uma parcela de guas

    de infiltrao e uma de guas pluviais. O tipicamente domstico compe-se basicamente

    de resduos gerados pelo Homem (fezes e urina), papel, restos de comida, sabo e guas

    de lavagem.

    O esgoto fresco cinza, turvo e com pouco, mas desagradvel odor. Contm

    muitos slidos flutuantes: grandes (fezes, plsticos, pedaos de pano, pedaos de

    madeira), pequenos (papis, gros, etc.) e microscpicos (coloidal). Em climas quentes,

    o esgoto perde rapidamente o oxignio dissolvido, tornando-se sptico. Este tem um

    odor mais forte, devido presena de gs sulfdrico.

    Em climas quentes, somente 0,1% do esgoto constitudo de slidos. O restante

    (99,9%) composto de gua (ver Figura 2.1).

    Figura 2.1 Composio do Esgoto. Adaptado de MARA (1976)

    Apesar de representar apenas 0,1% do esgoto, o teor de matria slida a mais

    importante caracterstica fsica para o dimensionamento e controle de operaes de

    unidades de tratamento.

    Esgoto Sanitrio

    gua Slidos

    InorgnicosOrgnicos

    Protenas Carboidrato Gorduras Areia Sais Metais

    99,9% 0,1%

    70% 30%

    65% 25% 10%

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    FUNDAMENTOS TERICOS

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    Os slidos presentes nos esgotos tm a seguinte composio:

    Figura 2.2 Composio dos Slidos no Esgoto, JORDO E PESSA (1995)

    Os slidos totais no esgoto podem ser definidos como a matria slida que

    permanece como resduo aps a evaporao a 103C. Quando este resduo calcinado a

    550C, as substncias orgnicas se volatilizam e as minerais permanecem em forma de

    cinza: slidos volteis e slidos fixos respectivamente. Os slidos volteis representam

    uma estimativa da matria orgnica, enquanto os slidos fixos representam a matria

    inorgnica.

    A frao orgnica dos slidos composta de protenas, carboidratos e gorduras.

    Esses componentes, particularmente os dois primeiros, servem como excelente alimento

    para as bactrias. Esses organismos microscpicos, de voraz apetite por comida, solargamente explorados nos tratamentos biolgicos dos esgotos.

    A forma mais utilizada para medir a quantidade de matria orgnica presente no

    esgoto atravs da determinao da Demanda Bioqumica de Oxignio (DBO). Esta

    padronizao mede a quantidade de oxignio necessria para estabilizar biologicamente

    a matria orgnica presente numa amostra, aps um dado tempo (padronizado em 5

    SlidosTotais100%

    SlidosSedimentveis

    e emSuspenso

    60%

    SlidosDissolvidos

    40%

    Slidos Volteis

    50%

    Slidos Fixos10%

    SlidosVolteis

    20%

    Slidos Fixos20%

    Slidos Volteis70%

    Slidos Fixos30%

    SlidosTotais100%

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    dias) e a uma temperatura padro (20C). , portanto, uma medida indireta do grau de

    poluio de uma gua residuria, ou da eficincia do tratamento aplicado a esta.

    Outra forma de medir a quantidade de matria orgnica atravs da DQO

    (Demanda Qumica de Oxignio). Este ensaio laboratorial determina a quantidade de

    oxignio necessria para oxidar a frao orgnica presente numa amostra que seja

    oxidvel pelo permanganato ou dicromato de potssio em soluo cida. A DQO

    engloba todos os tipos de demandas de oxignio, incluindo a DBO. Alm disso, permite

    respostas em apenas duas horas, tempo muito menor que a DBO.

    Segundo MARA (1976), o quociente entre DBO e DQO para esgoto domstico

    de aproximadamente 0,5. A literatura brasileira baseada nas vrias pesquisas realizadas

    nos ltimos anos tem confirmado este quociente, com uma variao entre 0,4 e 0,5. Essa

    relao importante devido ao custo e longo perodo para a realizao da anlise de

    DBO. Segundo SILVA e MENDONA (2002), o custo de uma anlise de DBO cerca

    de 4,5 vezes o custo da anlise de DQO, e o tempo necessrio para a obteno do

    resultado de 5 dias.

    Outros parmetros importantes na caracterizao do esgoto so a cor, turbidez,

    pH e temperatura. A investigao da presena de nutrientes, como fsforo e nitrognio,

    tambm se torna importante para o controle do processo de eutrofizao, quando

    necessrio.A cor formada pelos slidos dissolvidos no esgoto. Tem origem na

    decomposio de matria orgnica, ou na presena de ferro e mangans. Segundo VON

    SPERLING (1996a), no representa grande risco sade, mas esteticamente

    desagradvel. Deve-se atentar para a diferena entre cor verdadeira e cor aparente.

    Nesta, inclui-se uma parcela devido turbidez. Quando removida, obtm-se a cor

    verdadeira.

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    A turbidez representa o grau de interferncia com a passagem da luz atravs da

    gua. Constitui-se de slidos em suspenso com origem em partculas de rocha, argila,

    silte e microrganismos. Tambm esteticamente desagradvel, mas pode representar

    risco sade devido possibilidade de abrigo a microrganismos patognicos nos

    slidos suspensos.

    O pH, potencial hidrogeninico, representa a concentrao de ons hidrognio

    H+, dando uma indicao sobre a condio de acidez, neutralidade ou alcalinidade da

    gua. Pode variar de 0 a 14 e no tem unidade. O levantamento desse parmetro

    importante para o controle dos processos de tratamento de esgoto. Valores de pH

    afastados da neutralidade (pH=7) podem afetar o crescimento de microrganismos.

    Segundo FORESTI (1998), o pH timo para a digesto anaerbia de 6,8 a 7,5, mas o

    processo ainda continua bem sucedido num limite de 6,0 a 8,0.

    A temperatura importante, pois quando elevada aumenta as taxas das reaes

    bioqumicas, diminui a solubilidade dos gases e aumenta a taxa de transferncia de

    gases, podendo causar odores desagradveis.

    Os esgotos sanitrios tambm podem ser classificados em relao concentrao

    de matria orgnica, medida atravs de DBO e DQO. Sob este ponto de vista, o esgoto

    classifica-se de acordo com a Tabela 2.1:

    Tabela 2.1 Classificao da concentrao do esgoto em termos de DBO e DQO(MARA, 1976)

    Classificao daconcentrao

    DBO (mg/) DQO (mg/)

    Fraco < 200 750 >1500

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    2.2 TRATAMENTO DE ESGOTO SANITRIO

    Dependendo da carga orgnica lanada, os esgotos provocam a degradao do

    ambiente (solo, gua e ar). Em alguns casos, o meio demonstra ter condies de receber

    e decompor os contaminantes at alcanar um nvel que no cause problemas ou

    alteraes acentuadas que prejudiquem o ecossistema local e circunvizinho. Esse fato

    demonstra que a natureza tem condies de promover o tratamento dos esgotos, desde

    que no ocorra sobrecarga e que haja boas condies ambientais que permitam a

    evoluo, reproduo e crescimento de organismos que decompem a matria orgnica.

    Tratar esgotos efetivamente aplicar energia para separar e reduzir em guas

    servidas (esgotos sanitrios) as concentraes de materiais e substncias que a elas

    foram adicionados por seus usos.

    Um sistema de tratamento dos esgotos usualmente classificado atravs dos

    nveis preliminar, primrio, secundrio e tercirio.

    O tratamento preliminar objetiva apenas a remoo dos slidos grosseiros

    enquanto o tratamento primrio visa a remoo de slidos sedimentveis e,

    consequentemente, parte da matria orgnica. O tratamento secundrio visa remoo

    de matria orgnica e eventualmente nutrientes. J o tratamento tercirio objetiva a

    remoo de nutrientes e poluentes especficos, como compostos no biodegradveis ou

    txicos.

    No Brasil, so empregadas vrias tcnicas de tratamento de esgotos, desde

    sofisticados sistemas at processos simples. Entre as tecnologias de baixo custo e

    pequenas vazes desenvolvidas nos ltimos vinte anos, destacam-se: reatores

    anaerbios de fluxo ascendente por meio de lodo, tanques spticos seguidos de filtros

    anaerbios e formas de disposio controlada no solo.

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    FUNDAMENTOS TERICOS

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    2.3 REATORES ANAERBIOS

    Os reatores biolgicos anaerbios so unidades de tratamento de esgoto

    responsveis basicamente pela remoo da matria orgnica particulada ou dissolvida,

    em ambientes sem a presena de oxignio livre. A digesto anaerbia que ocorre nesses

    reatores um processo biolgico, no qual diferentes tipos de microorganismos

    promovem a transformao de compostos orgnicos complexos (carboidratos, protenas

    e lipdios) em molculas mais simples como metano e gs carbnico.

    Segundo CHERNICHARO et al. (2001), as grandes vantagens dos processos

    anaerbios so:

    a) baixa produo de slidos, cerca de 5 a 10 vezes inferior que ocorre nos

    processos aerbios;

    b) baixo consumo de energia custos operacionais baixos;

    c) baixa demanda de rea;

    d) baixos custos de implantao;

    e) produo de metano, um gs combustvel com alto teor calorfico;

    f) possibilidade de preservao da biomassa sem alimentao do reator, por

    vrios meses;

    g) baixo consumo de nutrientes.

    Os reatores anaerbios mais utilizados no pas so: lagoas anaerbias, tanques

    spticos ou decanto-digestores, filtros anaerbios, reatores anaerbios de manta de lodo

    (UASB), e reatores anaerbios de leito expandido ou fluidificado (CAMPOS et al.,

    1999).

    Os reatores biolgicos so as principais unidades de uma ETE, embora

    isoladamente no atendam totalidade dos requisitos para a remoo de todos os

    constituintes dos esgotos. Por isso, muitas vezes so necessrias combinaes de

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    FUNDAMENTOS TERICOS

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    reatores biolgicos com diferentes configuraes para atender aos requisitos de

    qualidade do efluente.

    O exemplo clssico de combinao de reatores anaerbios o sistema formado

    pelo tanque sptico seguido de filtro anaerbio, muito utilizado na prtica no pas. O

    tanque sptico tem por finalidade principal reter os slidos inorgnicos e orgnicos por

    sedimentao. Estes ltimos constituem parte da DBO total, a frao mais particulada,

    que com o tempo ser digerida anaerobiamente no fundo do tanque. A frao mais

    solvel da DBO total ser posteriormente tratada no filtro anaerbio, que pela sua

    configurao mais adequado para o tratamento de esgoto com prvia remoo de

    slidos suspensos. A excessiva quantidade destes constituintes provocaria em curto

    tempo a colmatao do leito, o que poderia causar um mau desempenho e at o seu

    colapso.

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    FUNDAMENTOS TERICOS - TANQUE SPTICO

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    2.4 TANQUE SPTICO

    2.4.1 CONCEITO

    Tambm conhecido como decanto-digestor ou fossa sptica, o tanque sptico

    um dispositivo de tratamento localizado de esgotos, utilizado por comunidades que

    geram vazes relativamente pequenas e empregado em reas urbanas desprovidas de

    rede coletora pblica de esgoto sanitrio. Essa soluo tem capacidade de dar aos

    esgotos um grau de tratamento compatvel com sua simplicidade e custo.

    De acordo com JORDO e PESSA (1995) os Tanques Spticos so sistemas

    para tratamento de nvel primrio. So compartimentos hermeticamente fechados onde

    os esgotos so retidos por um perodo previamente determinado.

    2.4.2 HISTRICO

    Segundo ANDRADE NETO (1997), o tanque sptico ou decanto-digestor foi

    inventado em 1872, na Frana, por Jean Louis Mouras. Este idealizou um tanque para

    reter a matria slida dos esgotos da cozinha de sua residncia, antes de lan-lo ao

    sumidouro. Aps doze anos de funcionamento, Mouras percebeu que o volume de

    slidos acumulados era muito menor do que ele havia imaginado.

    Baseado nas ento recentes descobertas de Pasteur, Mouras acreditavacom razo, que a reduo observada no volume da matriasedimentvel do esgoto fosse devida atividade bacteriana queproduzia a liquefao e gaseificao dos slidos orgnicos, emambiente anaerbio, atravs do processo denominado fermentao.Da a denominao sptico que adotaram para o tanque. Essa palavraderiva de sepsis, que significa decomposio, putrefao, fenmenoem que intervm a atividade microbiolgica. (BATALHA, 1992,citando prof. Samuel M. Branco)

    De acordo com AZEVEDO NETTO (1985), Mouras patenteou seu invento em

    1881, com o nome de Eliminador Automtico de Excrementos. Foi denominado

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    FUNDAMENTOS TERICOS - TANQUE SPTICO

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    Tanque Sptico quando patenteado em 1896 pelo Engenheiro Donald Cameron, na

    Gr Bretanha.

    Ainda segundo o autor, no Brasil, a primeira aplicao foi um grande tanque

    construdo em Campinas, SP, 1892, para tratamento de esgotos urbanos. No entanto, s

    a partir da dcada de 30 do sculo XX, o tanque sptico foi amplamente difundido. Em

    1963, a ABNT publicou a NB-41/63 orientando sua utilizao.

    Atualmente, o projeto e construo dos tanques spticos so normatizados pela

    ABNT atravs da NBR-7229 Projeto, Construo e Operao de Sistemas de

    Tanques Spticos, criada em 1982 e revisada em 1993. Em setembro de 1997, a ABNT

    publicou sua complementao, a NBR-13969, com o ttulo Tanques Spticos

    Unidade de Tratamento Complementar e Disposio Final de Efluentes Lquidos

    Projeto e Construo.

    2.4.3 DESCRIO DA TECNOLOGIA

    2.4.3.1 FUNCIONAMENTO

    Os tanques spticos so reatores biolgicos anaerbios, onde h reaes

    qumicas com a interferncia de microorganismos, os quais participam ativamente no

    decrscimo da matria orgnica. Nesses tanques, o esgoto tratado na ausncia de

    oxignio livre (ambiente anaerbio), ocorrendo a formao de uma biomassa anaerbia

    (lodo anaerbio) e formao do biogs, que composto principalmente de metano e gs

    carbnico.

    Suas principais funes so: reter os despejos domsticos e/ou industriais por

    um perodo determinado, permitir a sedimentao dos slidos, decomposio da parte

    orgnica e reteno do material graxo.

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    FUNDAMENTOS TERICOS - TANQUE SPTICO

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    Podem ser construdos em cmaras simples ou divididas em compartimentos

    verticais ou horizontais. Podem ter forma retangular ou cilndrica, e so dotados de

    aberturas para entrada do esgoto e sada do efluente tratado. Na Figura 2.3 mostrado

    um tanque sptico retangular de cmara nica.

    Figura 2.3 - Corte esquemtico de um tanque sptico retangular de cmara nica

    Segundo ANDRADE NETO et al. (1999a), os tanques de cmaras divididas

    em compartimentos horizontais constituem um nico tanque coberto, dividido por uma

    parede interna vazada, formando duas cmaras em srie. A primeira deve ser maior que

    a segunda, pois onde h o acmulo de maior quantidade de lodo ativo, e por isso,

    onde ocorre significativa remoo da matria orgnica dissolvida. A segunda cmara

    permite uma melhor sedimentao, menos turbulenta, facilitando a remoo de slidossuspensos com maior eficincia devido menor interferncia de bolhas de gases.

    Os de cmaras divididas em compartimentos verticais so tanques com

    cmaras sobrepostas que permitem a separao mais eficaz das fases. Os modelos mais

    comuns so os tanques Imhoff.

    Em suas vrias configuraes, os tanques spticos realizam mltiplas funes:

    Lodo

    Escuma

    Entrada doesgoto

    Sada do efluentetratado

    Biogs Aberturas para vsitas

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    FUNDAMENTOS TERICOS - TANQUE SPTICO

    - 30 -

    Decantao - separao de fases (slida, lquida e gasosa). Segundo

    ANDRADE NETO et al.(1999a), a decantao tanto maior quanto maior

    o tempo de deteno mdio dos esgotos no reator e menor a turbulncia;

    Sedimentao deposio de slidos de densidade maior que a gua pela

    ao da gravidade;

    Flotao dos slidos - pequenas bolhas de gases, produzidas na digesto

    anaerbia, aceleram a ascenso de partculas menos densas, formando a

    escuma. Segundo ANDRADE NETO et al.(1999a), a camada de escuma

    formada pode ter espessura de 20 a 25cm, e constituda por gorduras e

    produtos orgnicos biodegradveis, preponderantemente;

    Desagregao e digesto do material sedimentado (lodo) e do material

    flutuante (escuma) a maior atividade biolgica ocorre no lodo

    sedimentado;

    Tratamento anaerbio da fase lquida em escoamento, devido mistura

    natural do lodo com os esgotos e ao tempo de deteno hidrulica maior

    que nos decantadores usuais. A ao biolgica na fase lquida pode ser

    significativa, principalmente em climas quentes.

    Para ANDRADE NETO et al. (1999a), devido s vrias fases da digesto

    anaerbia, s correntes de conveco trmica e aos gases ascendentes, o lodo

    sedimentado e a escuma mudam de densidade. Este fato, associado turbulncia de

    fluxo, fazem com que parte dos slidos sedimentados e do lodo ativo misturem-se com

    a fase lquida, aumentando a eficincia do reator na remoo de matria orgnica

    dissolvida.

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    2.4.3.2 EFICINCIA

    Ainda segundo o autor, os tanques spticos tm eficincia situada entre 40% e

    70% na remoo de DQO ou DBO, e 50% a 80% na remoo de SST.

    Essa eficincia depende de vrios fatores:

    carga orgnica volumtrica;

    carga hidrulica;

    geometria;

    arranjo das cmaras;

    temperatura e

    condies de operao.

    Segundo JORDO e PESSA (1995), as fossas spticas de cmara nica ou

    de cmaras sobrepostas tm eficincia na remoo de DBO5,20 na faixa de 30 a 50%. J

    as de cmaras em srie tm eficincia na faixa de 35 a 65%. A eficincia na remoo de

    slidos suspensos fica em torno de 60%.

    O tratamento do esgoto pelo tanque sptico no apresenta alta eficincia, mas

    produz efluente de qualidade razovel, que pode ser encaminhado a um ps-tratamento

    complementar, de preferncia aquele que remove matria orgnica dissolvida. No

    Brasil, o reator mais usado no ps-tratamento de tanque sptico o filtro anaerbio.

    2.4.3.3 VANTAGENS E DESVANTAGENS

    Os tanques spticos possuem vrias vantagens:

    Construo e operao muito simples e de baixo custo: no requer a

    presena do operador;

    Resiste s variaes do afluente;

    Adequado para o tratamento de esgoto fresco;

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    No necessita de lodo inoculador;

    Absorve choques txicos e de sobrecarga com rpida recuperao;

    No perde eficincia em longo prazo com o envelhecimento do lodo.

    No entanto, apresenta baixa eficincia na remoo de DBO e SST, efluente

    escuro e com odor caracterstico causado pela presena de gs sulfdrico. Bactrias

    esto presentes em grandes quantidades no h condies favorveis remoo total

    de organismos patognicos.

    2.4.3.4 DESTIO FINAL

    De acordo com JORDO e PESSA (1995), os processos mais eficientes e

    econmicos de disposio do efluente lquido das fossas so: lanamento em corpo

    dgua receptor, sumidouro, vala de infiltrao, vala de filtrao ou at mesmo filtro de

    areia. A escolha do processo depende de vrios fatores: padro de lanamento de

    efluentes segundo a resoluo CONAMA 20 de 18/06/1986, legislao ambiental

    estadual, natureza, utilizao e grau de permeabilidade do solo, profundidade do lenol

    fretico, utilizao e localizao da fonte de gua de subsolo utilizada para consumo

    humano, volume e taxa de renovao das guas de superfcie.

    O lodo depositado no fundo do tanque deve ser periodicamente removido para

    que no haja perda de eficincia. Esse perodo estipulado pelo projetista quando do

    dimensionamento da unidade. Geralmente de um a dois anos, podendo chegar a trs.

    A disposio do lodo deve ser feita em centrais de tratamento de lodo, estaes de

    tratamento de esgotos, ou at mesmo no solo, se a quantidade de lodo retirado for

    suficientemente pequena (de tanques spticos de residncias, por exemplo).

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    2.4.4 DIMENSIONAMENTO

    Pela norma NBR-7229/93, o volume total de um tanque sptico pode ser

    calculado da seguinte forma:

    V = VD + VL (2.1)

    Sendo VD igual ao volume destinado decantao em litros e VL igual ao volume total

    de lodo em litros.

    TNCVD = (2.2)

    Sendo C igual contribuio de esgoto em litros por pessoa por dia, N onmero de contribuintes e T o tempo de deteno na zona de decantao em dias.

    KLNV fL = (2.3)

    Sendo Lfigual contribuio de lodo fresco em litros por pessoa por dia, e K

    variando em funo do intervalo entre remoes de lodo do tanque sptico e da

    temperatura.

    O volume total de lodo VL composto por duas parcelas distintas: o volume de

    digesto (VDIG) e o volume de armazenamento do lodo digerido (VARM).

    O volume VDIG pode ser obtido a partir da expresso:

    DIGDIGfDIG TRLNV = (2.4)

    Sendo RDIG o coeficiente de reduo do volume de lodo por adensamento e

    destruio de slidos na zona de digesto, e TDIG o tempo de digesto dos lodos.

    Segundo ANDRADE NETO et al. (1999a), o valor de RDIGrecomendado de

    0,5. J o TDIGdepende da temperatura, variando de 60 dias para 15C a 25 dias para

    30C. Em regies de clima quente, com mdias de 25C, pode-se utilizarTDIG = 40 dias

    com segurana.

    O volume VARM pode ser obtido a partir da expresso:

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    ARMARMfARM TRLNV = (2.5)

    O valor de RARM recomendado de 0,15 para climas quentes (OLIVEIRA,

    1983). J o TARMdepende do tempo previsto para a remoo peridica do lodo.

    A verso revisada da norma NBR-7229 no mais apresenta a composio do

    volume do lodo. A frmula apresentada pela norma para o dimensionamento do tanque

    sptico acrescenta 1000 l ao volume calculado pelas equaes 2.1 a 2.3:

    )(1000 fLKTCNV ++= (2.6)

    As variveis C, T, K e Lf podem ser obtidas a partir das tabelas 2.2 a 2.4

    apresentadas a seguir.

    Tabela 2.2 Contribuio diria de esgoto (C) e do lodo fresco (Lf) por tipo de prdioe de ocupante (ABNT NBR 7229/93)

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    Tabela 2.5 Taxa de acumulao total de lodo (K), em dias, por intervalo entrelimpezas e temperatura do ms mais frio (ABNT NBR 7229/93)

    A norma tambm faz algumas exigncias no que diz respeito s dimenses dos

    tanques (ver Figura 2.4).

    Tabela 2.4 Perodo de deteno dosdespejos por faixa de contribuio diria(ABNT NBR 7229/93)

    Tabela 2.3 Profundidade til mnima emxima, por faixa de volume til (ABNT

    BR 7229/93)

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    Figura 2.4 Detalhes e dimenses de um tanque sptico de cmara nica(ABNT NBR 7229/93)

    2.4.5 EXPERINCIAS BRASILEIRAS

    Existem numerosos tanques spticos funcionando em todas as regies do pas.

    a principal unidade de tratamento adotada para residncias populares, rurais, ou

    localizadas em reas desprovidas de sistema de esgoto sanitrio. No entanto, o registro

    de informaes e dados sobre projeto, execuo e operao dessas unidades bastante

    escasso.

    h

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    De acordo com ANDRADE NETO (1997), desde a dcada de 60, a tecnologia

    dos tanques spticos tem sido fortemente incentivada pela ABNT. Algumas pesquisas

    experimentais tm sido implementadas no intuito de aperfeioar processos, adquirir

    dados, inovar e at mesmo extrapolar conscientemente as recomendaes das normas.

    Experincias recentes tm sido realizadas utilizando-se tanques spticos,

    principalmente os de cmaras em srie, visando obteno de maiores eficincias.

    Dentre as pesquisas com TS de cmara nica, pode-se destacar a de BRITO e

    GONALVES, 1984, que compara o desempenho de sete fossas, quatro convencionais

    e trs inovadoras (com modificaes hidrulicas). Todos os tanques foram alimentados

    por esgoto sanitrio, gradeado e bombeado, e recebiam a mesma vazo correspondente

    ao produzido por cinco pessoas. Segundo o pesquisador, as eficincias obtidas nos

    modelos inovadores variam entre 72% e 93% na reduo da DBO, e 90% a 98% na

    remoo de slidos suspensos. Os autores denominam os tanques spticos que atingiram

    essas eficincias como fossas spticas de elevada reduo de DBO.

    Outro exemplo o estudo do professor Cynamon, (CYNAMON,1986) sobre

    um sistema de esgotos no convencional, a custo reduzido, utilizando tanques spticos

    domiciliares com leito de secagem acoplado. Esse sistema foi adotado em Brotas no

    Cear, projetado para atender a 6.000 habitantes. O tratamento final feito com trs

    filtros anaerbios e infiltrao no areio. Aps dois anos de funcionamento, osresultados esto so bons.

    Durante vinte anos (1964 a 1984) foram realizadas vrias experincias com uso

    de bacterifagos para a descontaminao (remoo de organismos patognicos) dos

    efluentes de tanques spticos. A idia surgiu em 1964 no IX Congresso Internacional

    de Engenharia Sanitria em Bogot, Colmbia. Segundo ANDRADE NETO (1997), as

    publicaes ocorreram em 1969 por Lobato e Brito, em 1974 por Brito e em 1984 por

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    E. R. de Brito e F. C. Alves (Descontaminao de fossas spticas por bacterifagos).

    Os resultados foram excelentes, tendo-se obtido eficincia de 100%.

    Atualmente, destacam-se as pesquisas no mbito do PROSAB, realizadas na

    Universidade Federal do Rio Grande do Norte, UFRN. Um modelo de cmaras em srie

    que inclui um pequeno filtro com leito de pedras na sada da segunda cmara vem sendo

    desenvolvido com bons resultados. A eficincia mdia na remoo de DQO tem sido da

    ordem de 60% a 70%. J a eficincia na remoo de slidos suspensos tem sido em

    torno de 55% a 80% (CAMPOS et al., 1999).

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    2.5 FILTRO ANAERBIO

    2.5.1 CONCEITO E HISTRIA

    Os filtros anaerbios consistem basicamente em tanques contendo leito de

    pedras ou outro material inerte que serve de suporte para aderncia e desenvolvimento

    de microrganismos. Podem ser utilizados como a principal unidade de tratamento, mas

    so mais adequados para ps-tratamento. So mais utilizados como polimento de

    efluentes de reatores anaerbios que removem slidos suspensos. Estes, em grandes

    quantidades, podem obstruir os interstcios do meio suporte nos filtros.

    A aplicao da tecnologia teve divulgao com as experincias realizadas na

    dcada de 60 pelos americanos Young e McCarty, (CAMPOS, 2000). No Brasil, foram

    realizadas experincias na dcada em 1977, em unidades piloto na Universidade de So

    Paulo. Na poca, foram comprovados os resultados apresentados por Young e McCarty.

    A norma da ABNT NB-41, Norma para Construo e Instalao de Fossas

    Spticas de 1963, recomendava a utilizao de sistemas de valas de filtrao para

    polimento de tanques spticos. Esses sistemas so bastante eficientes, mas so

    relativamente caras, pois constituem-se de canalizaes de esgotos sobrepostas, com a

    camada entre as mesmas ocupada com areia (JORDO E PESSA, 1995). Em 1982, a

    NB-41 foi revisada e renomeada como NBR-7229/82. Nesta oportunidade, foi proposta

    uma alternativa em casos de inviabilidade de infiltrao do efluente do reator no terreno,

    e em casos de lanamento em corpos dgua cujos padres de qualidade exigidos so

    altos. Essa alternativa era a utilizao de filtros biolgicos anaerbios de fluxo

    ascendente como ps-tratamento de tanques spticos.

    Apesar de ter difundido a tecnologia do filtro anaerbio, a NBR 7229/82

    apresentava deficincias construtivas, de projeto e de operao, principalmente no que

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    se refere remoo do lodo acumulado na cmara inferior de entrada. Em 1997, a

    ABNT publicou a NBR 13969 com o ttulo Tanques Spticos - Unidades de

    Tratamento Complementar e Disposio Final dos Efluentes Lquidos Projeto,

    Construo e Operao, apresentando modelos de filtros anaerbios de fluxo

    ascendente mais detalhados e com cuidado nos aspectos operacionais.

    2.5.2 DESCRIO DA TECNOLOGIA

    2.5.2.1 FUNCIONAMENTO

    Os filtros anaerbios so reatores biolgicos preenchidos com material inerte

    com elevado grau de vazios, que permanece estacionrio, e onde se forma um leito de

    lodo biolgico fixo. O material de enchimento serve como suporte para os

    microrganismos, que formam pelculas ou um biofilme na sua superfcie, propiciando

    alta reteno de biomassa no reator.

    Segundo VON SPERLING (1996b), a imobilizao dos microorganismos

    decorrente da aderncia a um suporte slido ou suspenso, com a vantagem de que uma

    elevada concentrao de biomassa pode ser retida por longos perodos. Essa aderncia

    influenciada por interaes clula-clula, pela presena de molculas de polmeros na

    superfcie e pela composio do meio. Apesar de praticamente todos os

    microorganismos terem o potencial de se aderirem a um suporte, apenas recentemente

    os processos de soro celular tm sido aplicados em vrios processos biotecnolgicos

    e no tratamento de esgotos.

    O esgoto depurado ao percolar por entre os interstcios do meio suporte,

    estando em contato com o lodo ativo retido. Este responsvel pela converso dos

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    compostos orgnicos solveis em produtos intermedirios e finais, especificamente

    metano e gs carbnico.

    Os principais fenmenos que ocorrem no filtro so:

    Reteno de slidos de pequenas dimenses at partculas muito finas e

    coloidais, por contato com o material suporte recoberto de biofilme e por

    sedimentao forada;

    Ao metablica dos microrganismos do biofilme do lodo retido nos

    interstcios sobre a matria dissolvida.

    De acordo com ANDRADE NETO et al. (1999b) o principal objetivo dos

    reatores anaerbios com fluxo atravs do lodo ativo propiciar maior tempo de reteno

    celular, para obter contato longo entre biomassa ativa e o esgoto a ser tratado. Eles

    exploram a imobilizao das bactrias, na forma de biofilme, flocos ou grnulos, em

    maior tempo e concentrao possveis.

    Podem ser aplicados para tratamento de esgotos concentrados ou diludos. So

    mais indicados para esgotos com contaminantes predominantemente solveis, pois

    quanto maior a quantidade de contaminantes particulados (slidos suspensos) maior a

    possibilidade de entupimento.

    Os filtros anaerbios podem ter vrias formas, configuraes e dimenses,

    desde que se obtenha fluxo bem distribudo pelo meio percolador e bom desempenho

    funcional. Podem ter fluxo ascendente, descendente ou horizontal. Na Figura 2.5

    mostrado um filtro anaerbio retangular de fluxo ascendente.

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    Figura 2.5 - Corte esquemtico de um filtro anaerbio de fluxo ascendente

    Nos filtros de fluxo ascendente ou horizontal, o leito necessariamente

    submerso (afogado). Os de fluxo descendente podem trabalhar afogados ou no.

    O sentido do fluxo atravs do leito acarreta grandes diferenas funcionais para

    as vrias configuraes de filtro anaerbio, como pode ser observado na Tabela 2.6.

    Meio Suporte

    Fundo Falso

    Sada do efluentetratado

    Entrada doesgoto

    Biogs

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    Tabela 2.6 - Caractersticas dos filtros anaerbios de diferentes sentidos de fluxo

    Caractersticas Gerais

    Fluxo Ascendente Fluxo Descendente Fluxo Horizontal

    Maior reteno de lodoem excesso;

    Bom tempo de contatoentre o esgoto e obiofilme devido aoslodos em sustentaohidrulica;

    Propiciam altaeficincia e baixaperda dos slidos queso arrastados noefluente;

    Apresentam facilidadepara remoo de lodoem excesso;

    Menor risco deentupimento no leito;

    Podem receber esgotoscom maiorconcentrao deslidos;

    Indicado para altas ebaixas cargasorgnicas;

    Funciona comcaractersticasintermedirias entreo fluxo ascendente edescendente.

    So mais indicadospara esgotos com baixaconcentrao;

    Maiores riscos de

    entupimento dosinterstcios

    Os filtros com fluxono afogadoapresentam baixaeficincia.

    Maior dificuldade nadistribuio dofluxo;

    Desempenho

    diferenciado aolongo do leito; Concentrao de

    lodo em excesso maldistribuda;

    Remoo do lododifcil;

    Deve ser usado combaixas taxas decarga orgnica.

    2.5.2.2 EFICINCIA

    A eficincia do filtro anaerbio depende do meio suporte e de alguns fatores

    relacionados atividade biolgica, como temperatura, e a duas variveis de projeto:

    tempo de reteno celular e tempo de deteno hidrulica. O primeiro o tempo de

    reteno do biofilme ou slidos biolgicos no interior do filtro, depende do meio

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    filtrante e de difcil obteno. O segundo pode ser obtido dividindo-se o volume do

    reator pela vazo.

    A norma NBR-13969/97 apresenta a faixa de eficincia obtida pelos filtros

    anaerbios em conjunto com o tanque sptico em funo da temperatura. Para a

    DBO5,20, a eficincia pode variar de 40 a 75%, para DQO, de 40 a 70%, para slidos

    suspensos, de 60 a 90% e para slidos sedimentveis, 70% ou mais. Os limites

    inferiores correspondem s temperaturas abaixo de 15C e os limites superiores

    correspondem s temperaturas acima de 25C.

    2.5.2.3 VANTAGENS E DESVANTAGENS

    Os filtros anaerbios apresentam grandes vantagens relacionadas a seguir:

    Efluente clarificado;

    Efluente com baixa concentrao de matria orgnica;

    No necessita de consumo de energia;

    Remoo significativa da matria orgnica dissolvida;

    Baixa produo de lodo;

    Presta-se para disposio no solo;

    Resiste bem s variaes de vazo afluente;

    No exigem grandes alturas ou escavaes profundas;

    Construo e operao simples;

    No necessita de lodo inoculador;

    No necessita de recirculao de lodo.

    Liberdade de projeto em termos de configuraes e dimenses.

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    As desvantagens dos filtros anaerbios so o efluente rico em sais minerais,

    com grande quantidade de microorganismos patognicos, h risco de obstruo dos

    interstcios (entupimento ou colmatao do leito) e volume grande devido ao espao

    ocupado pelo meio suporte.

    2.5.3 MEIO SUPORTE

    Um dos aspectos que merecem maior ateno nos projetos e construo de

    filtros anaerbios a busca de alternativas para o material do meio suporte. As

    finalidades do meio suporte so (CHERNICHARO et al., 2001):

    Permitir o acmulo de grande quantidade de biomassa, com conseqente

    aumento do tempo de reteno celular;

    Melhorar o contato entre os constituintes do despejo afluente e os slidos

    biolgicos contidos no reator;

    Atuar como uma barreira fsica, evitando que os slidos sejam carreados

    para fora do sistema de tratamento;

    Ajudar a promover a uniformizao do escoamento no reator.

    O material de enchimento do filtro pode ser de vrios tipos. O mais usual a

    brita n. 4. Podem ser utilizados outros materiais como anis de plstico, bambu, escria

    de alto forno, etc. Para fazer a seleo do meio suporte, deve-se levar em considerao a

    disponibilidade local de material adequado, seus custos de transporte e montagem e as

    propriedades fsicas do material, listadas a seguir:

    Peso unitrio devem ser leves e estruturalmente resistentes;

    Superfcie especfica alta;

    Elevado ndice de vazios;

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    No devem apresentar formato achatado ou que propicie encaixe ou

    superposio.

    Algumas pesquisas citadas por ANDRADE NETO (1997), indicam que a rea

    especfica do meio suporte tem pequena influncia sobre o desempenho do filtro.

    Aumentando-se a rea especfica, no haveria correspondente aumento de desempenho.

    O que realmente exerce influencia no desempenho deste a forma do meio suporte.

    Alm das propriedades fsicas citadas, o material deve ser quimicamente inerte

    para que no haja reao com o esgoto.

    Quando se usa material sinttico para a fixao de matria orgnica os

    resultados so positivos em termos de purificao, mas esbarram no problema dos altos

    custos. Por este motivo, o uso de material sinttico pode tornar-se mais difcil em pases

    em desenvolvimento, pois alm do custo de aquisio, necessita-se de transporte.

    De acordo CAMPOS et al. (1999), a altura da camada de meio filtrante tem

    pouca influncia sobre a eficincia do filtro. Entretanto, operacionalmente, a relao

    entre altura e rea horizontal do filtro pode ser importante. Quanto maior a altura haver

    maior dificuldade na remoo do lodo em excesso quando da limpeza do filtro.

    A norma da ABNT NBR13969 limita a altura do filtro anaerbio em 1,20m,

    contando com o fundo falso. De acordo com CHERNICHARO et al. (2001), com base

    na experincia brasileira, vrios autores recomendam a altura do meio suportecompreendida entre 0,8 e 3,0m. O limite superior da altura do meio suporte mais

    adequado para reatores com menor risco de obstruo do leito. Um valor mais usual

    deve situar-se em torno de 1,5m.

    DALTRO FILHO e POVINELLI (1989), avaliaram dois filtros anaerbios

    piloto, com alturas de 1,86m e 0,67m de brita de 3 a 5 cm, tratando esgoto sanitrio

    durante 68 semanas. Concluiu-se que os filtros apresentaram diferenas de desempenho

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    insignificantes, demonstrando pouca influncia da altura da camada de meio suporte.

    Neste mesmo estudo, os autores mostraram que na cmara de entrada do filtro onde

    ocorre a maior remoo de matria orgnica e que o material de enchimento do filtro

    retm boa parte dos slidos em suspenso.

    ...os slidos biolgicos gerados, responsveis pela remoo de cargaorgnica esto mais em forma de slidos em suspenso entre osespaos vazios de material filtrante do que em forma de biofilmesobre as superfcies do meio filtrante e esto concentrados em alturaat 60 cm do fundo (KAMIYAMA (1993) citando experincias deYoung e McCarty).

    2.5.4 DIMENSIONAMENTO

    Para o dimensionamento do volume dos filtros anaerbios, a norma NBR

    13969/97 apresenta a seguinte frmula:

    TCNVU = 6,1 (2.7)

    Sendo

    Vu volume til em litros;

    N nmero de contribuintes;

    C Contribuio de despejos em litros por dia e

    T tempo de deteno hidrulica em dias.

    O valor de C depende do tipo de ocupao (prdio e tipo de ocupante) e o

    valor de T depende da variao da vazo e da temperatura. Os valores dessas variveis

    esto tabelados na norma da seguinte forma (Tabelas 2.7 e 2.8):

  • 8/7/2019 AVALIAO DO DESEMPENHO DE SISTEMAS TANQUE SPTICO-FILTRO

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    Avaliao do desempenho de sistemas tanque sptico-filtro anaerbio com diferentes tipos de meio suporte

    FUNDAMENTOS TERICOS -FILTRO ANAERBIO

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    Tabela 2.7 - Contribuio diria de despejos e de carga orgnica por tipo e prdio e deocupantes (ABNT NBR 7229/93)

    Prdio UnidadeContribuio

    de esgoto/d

    Contribuio decarga orgnica

    gDBO5,20/d

    1. Ocupantes permanentes

    Residncia

    Padro alto Pessoa 160 50

    Padro mdio Pessoa 130 45

    Padro baixo Pessoa 100 40

    Hotel (exceto lavanderia e

    cozinha) Pessoa 100 30Alojamento provisrio Pessoa 80 30

    2. Ocupantes temporrios

    Fbrica em geral Pessoa 70 25

    Escritrio Pessoa 50 25

    Edifcio pblico ou comercial Pessoa 50 25

    Escolas (externatos) e locais de

    longa permanncia

    Pessoa 50 20

    Bares Pessoa 6 6

    Restaurantes e similares Pessoa 25 25

    Cinemas, teatros e locais de curtapermanncia

    Lugar 2 1

    Sanitrios pblicos1)Bacia

    sanitria480 120

    1) Apenas de acesso aberto ao pblico (estao rodoviria, ferroviria, logradouropblico, estdio de esportes, locais para eventos, etc.)

  • 8/7/2019 AVALIAO DO DESEMPENHO DE SISTEMAS TANQUE SPTICO-FILTRO

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    Avaliao do desempenho de sistemas tanque sptico-filtro anaerbio com diferentes tipos de meio suporte

    FUNDAMENTOS TERICOS -FILTRO ANAERBIO

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    Tabela 2-8 Tempo de deteno hidrulica de esgotos (T), por faixa de vazo etemperatura do esgoto (em dias) (ABNT NBR 7229/93)

    Temperatura mdia do ms mais frioVazo

    /d Abaixo de 15C Entre 15C e 25C Maior que 25C

    At 1500 1,17 1,0 0,92

    De 1501 a 3000 1,08 0,92 0,83

    De 3001 a 4500 1,00 0,83 0,75

    De 4501 a 6000 0,92 0,75 0,67

    De 6001 a 7500 0,83 0,67 0,58

    De 7501 a 9000 0,75 0,58 0,50Acima de 9000 0,75 0,50 0,50

    Para ANDRADE NETO et al (1999b), esse critrio de obteno do tempo de

    deteno hidrulica que considera a influncia da temperatura pode ser considerado um

    avano, mas os valores so conservadores para modelos de filtros mais arrojados. Os

    valores calculados variam entre 12 a 24 horas. Alguns estudos indicam que esses

    valores podem reduzidos pela metade.

    A perda de carga prevista entre o nvel mnimo do tanque sptico e o nvel

    mximo do filtro deve ser de 0,10m, segundo a norma NBR 13969/97. No entanto,

    pesquisas realizadas indicam que a perda de carga encontrada da ordem de 30 a

    150mm (ANDRADE NETO, 1997).

    2.5.4 EXPERINCIAS BRASILEIRAS

    Desde a dcada de 80, os filtros anaerbios tm sido bastante pesquisados no

    Brasil, principalmente quando associado ao tanque sptico, cuja popularidade tem

    aumentado desde a publicao da norma da ABNT NBR-7229 de 1982. Os estados que

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    FUNDAMENTOS TERICOS -FILTRO ANAERBIO

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    tm maior experincia nesse sistema so Minas Gerais e So Paulo (ANDRADE NETO,

    1997).

    Para o tratamento de esgotos fortes, como os industriais, foram realizados alguns

    trabalhos, como o de FIGUEIREDO et al (1990), que propuseram a utilizao de filtro

    anaerbio para o tratamento de efluente de indstria de tingimento de couros. Foram

    experimentados dois tipos de meio suporte: brita e anel plstico. A remoo de DQO

    variou de 65 a 80%. A carga orgnica aplicada variou de 0,65 a 1,96 kg DQO/m3.dia.

    Com relao ao tratamento de esgoto domstico, utilizando filtro anaerbio

    como nica unidade de tratamento, destacam-se as pesquisas de COUTO e

    FIGUEIREDO (1992) e de PINTO e CHERNICHARO (1996).

    COUTO e FIGUEIREDO (1992) compararam as performances de trs tipos de

    filtro anaerbio: um com recheio de brita n. 4, outro com recheio de anis plsticos e o

    ltimo com anis de bambu. As eficincias obtidas foram bastante semelhantes entre si

    variando de 60 a 80% na remoo de DBO e de DQO, e de slidos suspensos na faixa

    de 70 a 80%, com carga orgnica de 1kg DQO/m3.dia e tempo de deteno hidrulica

    de 8 horas.

    PINTO e CHERNICHARO (1996), monitoraram um filtro com 300mm de

    dimetro interno, altura total de 1,50m de altura do leito filtrante de 1,0m. As eficincias

    globais, para tempo de deteno hidrulica entre 6 e 24 horas, variaram entre 60 e 70%em termos de DBO e DQO, bruta e filtrada. A concentrao de slidos suspensos

    ficaram sempre abaixo de 60mg/.

    Ente os estudos que utilizaram a associao dos filtros com outros reatores

    anaerbios, principalmente o tanque-sptico, destacam-se as experincias de VIEIRA e

    ALM SOBRINHO (1983), e OLIVEIRA (1983).

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    FUNDAMENTOS TERICOS -FILTRO ANAERBIO

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    VIEIRA e ALM SOBRINHO (1983), experimentaram um sistema decanto-

    digestor com tempo de deteno hidrulica de 10 a 11 horas no filtro, obtendo eficincia

    global da ordem de 85% na remoo de DBO e de 76% na remoo de DQO. Os

    efluentes finais tiveram concentrao de slidos suspensos na faixa de 45 a 75mg/, e os

    slidos suspensos volteis na faixa de 20 a 35mg/.

    OLIVEIRA (1983) estudou um sistema de tanque sptico com duas cmaras em

    srie associado a um filtro anaerbio ascendente, em Campina Grande PB. O sistema

    foi alimentado durante 16 meses com esgoto bruto real e chegou s seguintes

    concluses: a remoo de DBO e SS na primeira cmara foram de 70 e 77%

    respectivamente, na segunda cmara resultaram em 75 e 90% e aps o filtro, foram

    obtidos 85 e 92%, respectivamente. Rui de Oliveira recomenda um tempo de deteno

    hidrulica de no mnimo de 0,4dia.

    No mbito do PROSAB, h projetos de pesquisa em trs universidades

    brasileiras: UNICAMP, UFMG E UFRN. Na UNICAMP, esto sendo pesquisados

    filtros de fluxo ascendente, alimentados com esgoto real e com enchimento de gomos de

    bambu. Na UFMG esto sendo usadas escrias de alto forno como meio suporte de

    filtros anaerbios para polimento de efluente de UASB. Na UFRN, esto sendo

    estudados comparativamente filtros anaerbios de fluxo descendente, afogados e com

    diferentes meios suportes, alimentados com efluentes de tanques spticos e de UASB.Um interessante estudo foi apresentado no 21 Congresso Brasileiro de

    Engenharia Sanitria e Ambiental de 2001 em Joo Pessoa, PB, por Aurlio P. Picano,

    sobre avaliao da atividade biolgica de biofilmes formados em meios suportes.

    PICANO (2001) desenvolveu um sistema cuja concepo permitia a retirada integral

    dos biofilmes formados em quatro suportes inertes diferentes: espuma de poliuretano,

    PVC, tijolo refratrio e uma cermica porosa. O reator operou durante 149 dias, com

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    Avaliao do desempenho de sistemas tanque sptico-filtro anaerbio com diferentes tipos de meio suporte

    FUNDAMENTOS TERICOS -FILTRO ANAERBIO

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    carga orgnica volumtrica mdia de 1,06kg DQO/m3.dia, e eficincia mdia na

    remoo de DQO de 68,3%. Foi verificada uma sensvel diferena na quantidade de

    biomassa que se aderiu nos diferentes suportes, devido possivelmente s diferentes

    capacidades de reteno e porosidade. (PICANO, 2001). Observou-se que os

    suportes porosos (espuma e cermica porosa) retiveram maior quantidade de biomassa

    que os no porosos (PVC e tijolo refratrio).

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    Avaliao do desempenho de sistemas tanque sptico-filtro anaerbio com diferentes tipos de meio suporte

    MATERIAIS E MTODOS ANALTICOS

    - 53 -

    3. MATERIAIS E MTODOS ANALTICOS

    3.1 CENTRO EXPERIMENTAL

    O conjunto Tanque Sptico e Filtro Anaerbio uma das diversas unidades

    experimentais de tratamento de esgotos do Centro Experimental de Tratamento de

    Esgotos da UFRJ, o CETE Poli/UFRJ. Localizado na Cidade Universitria - Rio de

    Janeiro, o CETE Poli /UFRJ consiste em uma central de operaes, processos e

    tecnologias de tratamento de esgotos, e tem como misso atender aos objetivos

    acadmicos de ensino e pesquisa dos cursos de graduao e ps-graduao voltados

    Engenharia de Recursos Hdricos, Sanitria e Ambiental.

    Figura 3.1 - Placa do CETE Poli/UFRJ

    Figura 3.2 - Vista geral do CETE Poli/UFRJ

  • 8/7/2019 AVALIAO DO DESEMPENHO DE SISTEMAS TANQUE SPTICO-FILTRO

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    Avaliao do desempenho de sistemas tanque sptico-filtro anaerbio com diferentes tipos de meio suporte

    MATERIAIS E MTODOS ANALTICOS

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    O CETE Poli/UFRJ tem origem no projeto UFRJ-HIDRO (Convnio FINEP

    1801/01), aprovado atravs do Edital MCT/FINEP/CT-HIDRO n.1, e que prev dentre

    outros subprojetos, a implantao de um centro experimental de tratamento de esgotos

    no Campus da Cidade Universitria da UFRJ Ilha do Fundo. O projeto do CETE

    uma iniciativa da Escola Politcnica da UFRJ (Poli/UFRJ), atravs do Departamento de

    Recursos Hdricos e Meio Ambiente (DRHIMA Poli/UFRJ). A rea de Recursos

    Hdricos do Programa de Engenharia Civil da COPPE participa do desenvolvimento das

    atividades no CETE Poli/UFRJ.

    O esgoto utilizado para a operao das unidades de tratamento do CETE

    parte dos despejos provenientes da Ilha do Fundo, atravs de uma elevatria de esgoto

    bruto da CEDAE, localizada ao lado do CETE. Esta elevatria responsvel pela

    recepo dos esgotos coletados em todo campus da UFRJ e pelo recalque destes para a

    ETE Penha, unidade de tratamento do sistema de esgotamento sanitrio da Penha. So

    derivados cerca de cinco litros por segundo de esgoto para serem tratados pelo CETE. O

    efluente tratado e o lodo gerado retornam ao sistema pblico de esgotamento sanitrio.

    O CETE Poli/UFRJ foi inaugurado em 22 de junho de 2004. A partir de julho

    do mesmo ano, vrias pesquisas em nvel de mestrado e doutorado foram iniciadas.

    As unidades que operaram em 2004, inseridas em projetos de pesquisas foram:

    Unidade de Decantao Primria Quimicamente Assistida (CEPT);

    Filtro Biolgico Aerbio;

    Lagoa Aerada e Lagoa de Sedimentao