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21º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental ABES – Trabalhos Técnicos 1 II-029 – ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ESGOTOS - ETE EM FERROCIMENTO COMPOSTA DE REATOR ANAERÓBIO DE FLUXO ASCENDENTE, FILTRO ANAERÓBIO E LEITO DE SECAGEM. Sávio Nunes Bonifácio (1) Engenheiro Civil pela Escola de Engenharia da FUMEC,1984. Pesquisador de Ferrocimento desde 1988. Funcionário da Companhia de Saneamento de Minas Gerais - COPASA, 1985. Projetista estrutural de Reservatórios, ETA’s e ETE’s em ferrocimento, 1991. Endereço (1) : Av. Afonso Pena, 1757/1502 - funcionários - Belo Horizonte - MG - CEP: 30130- 004 - Brasil - Tel: (31) 3226 9347 - e-mail: [email protected] RESUMO O projeto de Estações de Tratamento de Esgoto em Ferrocimento foi inicialmente utilizados nas ETE’s das cidades de Francisco Badaró e Jenipapo de Minas no nordeste do Estado, onde foram inaugurados Reatores Anaeróbios de Fluxo Ascendente em 1997. A ETE é composta basicamente por reator anaeróbio de fluxo ascendente , filtro anaeróbio e leito de secagem construídos em ferrocimento. As demais unidades que compõem a ETE são: Interceptores e interligações em tubo PVC revestido de ferrocimento; tratamento preliminar ; disposição do efluente tratado no solo em módulos de gramíneas ; queimador de gás e urbanização com cerca de arame e portões. Hoje com numerosas unidades já construídas e em implantação, essa tecnologia deve seu sucesso ao fato de serem de execução simples, de resultarem em baixo custo e a eficiência do tratamento estar dentro das exigências técnicas dos órgãos de Meio Ambiente. PALAVRAS-CHAVE: Estação de Tratamento de Esgoto, ETE, Ferrocimento, RAFA, Filtro Anaeróbio, Leito de Secagem. INTRODUÇÃO O Ferrocimento foi introduzido no Brasil em 1960, mas só em 1988 o autor tomou conhecimento desta técnica. Em 1992, no Piloto do Programa Nacional de Saneamento Rural, foram construídas caixas d’água domiciliar de 250 litros numa das comunidades de Montes Claros, que despertaram para o projeto de Estações de Tratamento de Esgoto em Ferrocimento . Sua utilização inicial foram ETE’s nas cidades de Francisco Badaró e Jenipapo de Minas no nordeste do Estado, onde foram inaugurados Reatores Anaeróbios de Fluxo Ascendente em 1997. Hoje com numerosas unidades já construídas e em implantação, essa tecnologia deve seu sucesso ao fato de serem de execução simples, de resultarem em baixo custo e o resultado do tratamento estar dentro das exigências técnicas dos órgãos de Meio Ambiente REATOR ANAERÓBIO DE FLUXO ASCENDENTE EM MANTA DE LODO - RAFA O projeto destes tanques atendem as normas e bibliografia de saneamento atuais. O reator é do tipo de fluxo ascendente em manta de lodo com o formato cilíndrico coberto e com um septo tronco-cônico interno, que atua como separador da fase líquida, gasosa e sólida do esgoto. A parte líquida atravessa as aberturas na base do tronco de cone para o decantador , externo a este sépto. A parte gasosa é desviada pelo defletor e encaminhada à campânula , composta da parte interna da parede do tronco de cone e a laje de cobertura. A parte sólida se acumula na parte inferior do reator formando uma verdadeira manta de lodo flutuante.
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ABES – Trabalhos Técnicos 1
II-029 – ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ESGOTOS - ETE EMFERROCIMENTO COMPOSTA DE REATOR ANAERÓBIO DE FLUXO
ASCENDENTE, FILTRO ANAERÓBIO E LEITO DE SECAGEM.
Sávio Nunes Bonifácio(1)
Engenheiro Civil pela Escola de Engenharia da FUMEC,1984. Pesquisador de Ferrocimentodesde 1988. Funcionário da Companhia de Saneamento de Minas Gerais - COPASA, 1985.Projetista estrutural de Reservatórios, ETA’s e ETE’s em ferrocimento, 1991.
Endereço(1): Av. Afonso Pena, 1757/1502 - funcionários - Belo Horizonte - MG - CEP: 30130-004 - Brasil - Tel: (31) 3226 9347 - e-mail: [email protected]
RESUMO
O projeto de Estações de Tratamento de Esgoto em Ferrocimento foi inicialmente utilizados nas ETE’s dascidades de Francisco Badaró e Jenipapo de Minas no nordeste do Estado, onde foram inaugurados ReatoresAnaeróbios de Fluxo Ascendente em 1997.A ETE é composta basicamente por reator anaeróbio de fluxo ascendente , filtro anaeróbio e leito desecagem construídos em ferrocimento. As demais unidades que compõem a ETE são:Interceptores e interligações em tubo PVC revestido de ferrocimento; tratamento preliminar ; disposição doefluente tratado no solo em módulos de gramíneas ; queimador de gás e urbanização com cerca de arame eportões.Hoje com numerosas unidades já construídas e em implantação, essa tecnologia deve seu sucesso ao fato deserem de execução simples, de resultarem em baixo custo e a eficiência do tratamento estar dentro dasexigências técnicas dos órgãos de Meio Ambiente.
PALAVRAS-CHAVE: Estação de Tratamento de Esgoto, ETE, Ferrocimento, RAFA, Filtro Anaeróbio,Leito de Secagem.
INTRODUÇÃO
O Ferrocimento foi introduzido no Brasil em 1960, mas só em 1988 o autor tomou conhecimento destatécnica. Em 1992, no Piloto do Programa Nacional de Saneamento Rural, foram construídas caixas d’águadomiciliar de 250 litros numa das comunidades de Montes Claros, que despertaram para o projeto deEstações de Tratamento de Esgoto em Ferrocimento . Sua utilização inicial foram ETE’s nas cidades deFrancisco Badaró e Jenipapo de Minas no nordeste do Estado, onde foram inaugurados Reatores Anaeróbiosde Fluxo Ascendente em 1997.
Hoje com numerosas unidades já construídas e em implantação, essa tecnologia deve seu sucesso ao fato deserem de execução simples, de resultarem em baixo custo e o resultado do tratamento estar dentro dasexigências técnicas dos órgãos de Meio Ambiente
REATOR ANAERÓBIO DE FLUXO ASCENDENTE EM MANTA DE LODO - RAFA
O projeto destes tanques atendem as normas e bibliografia de saneamento atuais. O reator é do tipo de fluxoascendente em manta de lodo com o formato cilíndrico coberto e com um septo tronco-cônico interno, queatua como separador da fase líquida, gasosa e sólida do esgoto.
A parte líquida atravessa as aberturas na base do tronco de cone para o decantador , externo a este sépto. Aparte gasosa é desviada pelo defletor e encaminhada à campânula , composta da parte interna da parede dotronco de cone e a laje de cobertura. A parte sólida se acumula na parte inferior do reator formando umaverdadeira manta de lodo flutuante.
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Estes tanques vêm sendo construídos em ferrocimento, um material que apresenta alta resistência,impermeabilidade, facilidade construtiva e baixo custo, entretanto, suscetível ao ataque de alguns ácidos, osmesmos que atacam o concreto armado. No tratamento de esgotos por digestão anaeróbia, produz-se o gásmetano que reagindo com os vapores d’água, que se condensaram, formam o ácido sulfúrico que vai reagircom o cimento e depois com o aço. A utilização do ferrocimento em bio-digestores, onde se produzem gasessemelhantes ao do RAFA, é internacionalmente utilizado desde a China ao Ceará.
Estes tanques em ferrocimento recebem pintura protetora interna em resina epoxi ou pinturas betuminosas. Acapacidade destes tanques são de 120, 250 e 400 m3, que são arranjados em módulos, atualmente, capazes detratar vazões até 30 l/s.
No interior do reator temos três conjuntos de tubulações. A de entrada tem dois projetos distintos a saber:Um único tubo inclinado a 45º em diâmetro compatível ao emissário afluente e que no fundo distribui pormeio de uma campânula; outra forma de distribuição , a mais adotada, é uma caixa de chegada sobre acobertura com várias repartições, de onde tubos de polietileno ou PVC saem até o fundo onde são afixados edistribuem em vários pontos conforme a norma vigente.
Outras tubulações internas são a de descargas. A descarga do lodo é feita a 1,5m da superfície do liquido, porpressão hidráulica. Colocamos também a descarga para a escuma que será coletada em uma calha circularno compartimento dos gases saindo no mesmo nível da descarga do lodo, esta opção visa facilitar a operaçãode retirada com escumadeira. Por fim, as tubulações de coleta do lodo no interior do tanque, são três tubospara amostragem em níveis distintos.
FILTRO ANAERÓBIO EM FERROCIMENTO
Utilizados como tratamento secundário, os filtros anaeróbios construídos em ferrocimento são tanquescirculares cobertos que possuem uma laje intermediária perfurada, construída inteiriça ou em partes préfabricadas apoiada em paredes circulares ou em pilaretes.
A distribuição é feita por duas tubulações separadas desde a caixa de chegada , de forma uniforme nocompartimento inferior, sob a laje perfurada. O esgoto será coletado na superfície por uma calha circularacompanhando a parede, e desta encaminhado ao corpo receptor ou disposição sobre o solo.
O material filtrante é composto de pedra britada ou escória de alto forno, de acordo com a bibliografiasanitária atual em Minas Gerais.
Este tanque receberá pintura protetora interna com produto a base de epóxi ou betuminoso.
LEITO DE SECAGEM
Os leitos de secagem em ferrocimento são tanques cilíndricos abertos, preenchidos com material filtrante emcascalho e areia, com a camada superior de tijolos para facilitar a raspagem do lodo desidratado. O esgoto aoentrar passa por uma bandeja de dissipação e será coletado por drenagem do fundo. Há ainda a possibilidadedo efluente filtrado infiltrar no terreno pela laje de fundo perfurada.
Esses tanques diferem do leito de secagem de concreto somente pela economia construtiva e pelo formatocircular, que se aplica melhor em estruturas em casca como o ferrocimento.
OUTRAS UNIDADES COMPONENTES DA ETE EM FERROCIMENTO:
INTERCEPTORES E INTERLIGAÇÕES EM TUBO PVC REVESTIDO DE FERROCIMENTO
São tubos de PVC com uma camada de ferrocimento, para o caso de passarem aéreos. O que lhes confereresistência a impactos e proteção a radiação solar. Os tubos são apoiados em pilaretes e no casos quemargeiam os córregos são ancorados em blocos com estacas. Estas soluções apresentam respostas para os
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interceptores e para interligações entre os tanques da ETE.
TRATAMENTO PRELIMINAR
De construção tradicional ou em ferrocimento, o tratamento preliminar consiste do gradeamento, seguido decaixa de areia e medidor de vazão por medidor Parshall ou vertedor triangular.
DISPOSIÇÃO DO EFLUENTE TRATADO NO SOLO EM MÓDULOS DE GRAMINEAS
Para tratamento secundário e até terciário, temos utilizado o lançamento de esgotos no solo. Tecnologiaempregada em diversos países com sucesso, está sendo aplicada desde a região do semi-árido ao sul deMinas. Sendo a aplicação mais ajustada o esgoto ser lançado ao solo após a decantação e tratamento primáriono RAFA. São módulos de aproximadamente 150 m2, plantados de gramíneas onde o esgoto irá percolarentre as raízes, infiltrar e evaporar. O líquido remanescente é coletado e retorna ao curso d’água, tratadoacima dos padrões, como veremos nas análises coletadas. Também há que considerar a produção de massaverde, que tem sido, manejada pelos proprietários vizinhos para alimentação de animais.
QUEIMADOR DE GAS
O gás produzido no reator é coletado para queima. Utilizamos para isto uma chama piloto, produzida por gásde cozinha GLP, e um bico de maçarico para o biogás - 70% Metano. Existem propostas para utilização destaenergia para aquecimento de água para lavanderia e até lampiões para a área da ETE.
URBANIZAÇÃO COM CERCA DE ARAME E PORTÕES
Aspecto educativo das áreas protegidas por cerca e portões. Para segurança dos vizinhos e para operação emanutenção adequados e permanentes.
CUSTOS TOTAIS
Procuramos levantar os custos praticados nas obras da companhia estadual e prefeituras, conforme as tabelasabaixo:
tabela 1 : ete - estações de tratamento de esgoto - implantadasMUNICÍPIOS POP. VAZÃO
FINALPROGRAM
ACUSTO
PORCUSTO DE CONCEPÇÃO
ATENDIDA PLANO HABITANTE IMPLANTAÇÃO
DA ETE
FRANCISCO BADARÓ -SEDE
2.359 6,35 OGU/96 39,10 92.232,00 EEE + RAFA + Leito de Secagem + Disposição noSolo
JENIPAPO DE MINAS 2.135 5,34 OGU/96 41,21 87.990,00 RAFA + Leito de Secagem + Disposição no Solo
BERILO- SEDE 2343 7,11 OGU/97 55,48 130.000,00 RAFA + Filtro Anaeróbio + Leito de Secagem.
ITACARAMBI 16738 34,37 OGU/97 8,93 149.500,00 RAFA + Filtro + Leito secagem
PRES. KUBITSCHEK -2 ETEs
1531 3,78 OGU/97 41,15 63.000,00 RAFA + Filtro Anaeróbio + Leito de Secagem +ETE2 = Tanque Séptico + valas de infiltração
CARAÍ 5787 9,33 OGU/97 28,86 167.000,00 RAFA + Filtro Anaeróbio + Leito de Secagem
PEDRAS DE MARIA DACRUZ
5.693 9,32 OGU/97 e98
29,51 168.000,00 RAFA + Filtro Anaeróbio + Leito de Secagem
VARZELÂNDIA 7.694 17,02 OGU/97 e98
22,74 175.000,00 RAFAs + Leito de Secagem + Módulos Disposição nosolo
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tabela 2 : ete - estações de tratamento de esgoto - a serem implantadasMUNICÍPIOS POP. VAZÃO
FINALPROGRAM
ACUSTO
PORCUSTO DE CONCEPÇÃO
ATENDIDA PLANO HABITANTE IMPLANTAÇÃO
DA ETE
ICARAÍ DE MINAS 3.375 6,35 OGU/97 19,19 64.782,25 Rafa + Leito de Secagem + Disp. solo
MALACACHETA 17.176 31,96 OGU/98 14,13 242.692,50 Rafa + Leito de Secagem + Disp. solo
PAVÃO 9.283 16,87 OGU/97e 98 13,82 128.299,49 Rafa + Filtro Anaeróbio + Leito de Secagem.
JOAÍMA 15.146 21,83 OGU/98 9,52 144.220,34 Rafa + Filtro Anaeróbio + Leito de Secagem
JOSENÓPOLIS 2.555 5,88 OGU/98 21,65 55.317,25 Rafa + Filtro Anaeróbio + Leito de Secagem
PORTO FIRME 5.731 9,82 OGU/98 14,48 82.982,28 Rafa + Filtro Anaeróbio + Leito de Secagem
CUSTOS COMPARATIVOS
Comparamos os custos com unidades em concreto armado para apresentar o que vem ocorrendo. As unidadesem ferrocimento tem viabilizado a construção de ETE’s no Estado de Minas gerais.
COMPARATIVO DE CUSTOSMÉDIOS
50,88%
ENTRE ETE'S EMFERROCIMENTO E
A
CONCRETO ARMADO 54,94%
DADOS DA EFICIÊNCIA DO SISTEMA
Tabela 1 Levantamos dados da eficiência do tratamento do sistema em análises de DBO, DQO e OD.QUADRO DAS PRIMEIRAS ANÁLISES
MUNICIPIO /COMUNIDADE PARÂMETRODBO (mg/l) DQO (mg/l) OD
FRANCISCO BADARÓ /SEDE* AFLUENTE ETE 180 468 0EFLUENTE ETE 20 83 0EFICIÊNCIA 89% 82%
PRESIDENTE KUBITSCHEK /SEDE AFLUENTE ETE 136 316 0EFLUENTE ETE 26 122 0EFICIÊNCIA 81% 61,40%
*Efluente final, após disposição no terreno, não existente, em época de estio: infiltração total no soloCabe aqui ressaltar que muitas Estações de Tratamento de Esgoto vêem sendo construídas , mas a operação emanutenção, em alguns casos, são a cargo das Prefeituras Municipais, Fundações e AssociaçõesComunitárias. Quando ocorre de forma irregular, o monitoramento.
ASPECTOS CONSTRUTIVOS
Serão apresentados em fotos os aspectos construtivos gerais do ferrocimento, que é o mesmo aplicado àsETE’s. Afinal, são tanques de até 400 mil litros. Demandam mão de obra treinada na tecnologia ecriatividade construtiva.
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CONCLUSÕES
Com base no trabalho realizado, concluiu-se que:
As ETE’s em ferrocimento têm se mostrado uma excelente solução para pequenas comunidades ou ainda,tratamento localizado por setores ou bairros das cidades. Um especial enfoque deverá ser dado à proteçãointerna, visto que os gases produzidos pelo esgoto são os principais agressores aos produtos de cimento e aço.Por serem de fácil construção, de economia no custo de até 50% das obras de concreto armado eapresentarem economia em torno de 85% , as unidades em ferrocimento têm sido implantadas em todas asregiões do estado de Minas Gerais e portanto cabe-nos divulgá-las.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
1. ANDRADE, Márcio A. Nogueira e outros, 1994 - Cartilha do bio-digestor rural em ferrocimentoartesanal - Fortaleza: Centro de tecnologia da UFC, 1994.
2. BONIFÁCIO, Sávio Nunes, 1999 – Estação de Tratamento de Água de capacidade 150 l/s emFerrocimento- Congresso ABES 1999.
3. COPASA MG, 1995 - Caixa d’água: faça em casa - Ferrocimento é a melhor receita - Belo Horizonte,1995.
4. CHERNICHARO, Carlos A. L.,1997 – Reatores Anaeróbios – DESA/UFMG.5. DIÓGENES, Alexandre D., 1987 - Cartilha do ferrocimento artesanal - Universidade Federal do Ceará-
Centro de Tecnologia - Fortaleza/CE, 1987.6. HANAI, João Bento de, 1992 - Construções de argamassa armada: fundamentos tecnológicos para
projeto e construção - São Paulo, PINI, 198 p.7. SPERLING, Marcos Von – Lagoas de estabilização – DESA/UFMG.8. WAINSHTOK RIVAS, Hugo , 1998 – Ferrocemento, Diseño y Construccion, 1998.
