Projeto básico da estação de tratamento de esgoto
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PROJETO BÁSICO DA ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ESGOTO DA SEDE DO MUNICÍPIO DE LINHARES Município de Linhares
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PROJETO BÁSICO DA ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE
ESGOTO DA SEDE DO MUNICÍPIO DE LINHARES
Município de Linhares
Junho, 2007
APRESENTAÇÃO
Este documento apresenta o relatório técnico referente ao projeto
básico da Estação de Tratamento de Esgoto - ETE da sede do
município de Linhares estado do Espírito Santo.
COORDENAÇÃO:Fabrícia Fafá de Oliveira
Engenheira Civil – M.Sc. Engenharia Ambiental
EQUIPE TÉCNICA:
André Altoé MarinatoGraduando Engenharia Ambiental
Denes Ricardo Zon NetoGraduando Engenharia Ambiental
Felipe Azevedo BastosGraduando Engenharia Ambiental
Rubens Richa Sobrinho Graduando Engenharia Ambiental
1 . CARACTERIZAÇÃO DA ÁREA
1.1 LOCALIZAÇÃO
Fundado no ano de 1800, o município de Linhares é georeferenciado pelas seguintes
coordenadas: Latitude sul de 19º23'28"e a uma longitude oeste de 40º04'20" e está
situado na região norte do estado, possuindo área de 3.501,604 km².
O município tem como limites:
- ao norte: São Mateus, Jaguaré e Sooretama;
- a leste : Oceano Atlântico;
- ao sul : Aracruz; e
- a oeste : São Gabriel da Palha, Rio Bananal, Marilândia, Colatina e João Neiva.
A área de intervenção do projeto está localizada no distrito sede do município Linhares,
a aproximadamente 140 Km de Vitória e a uma altitude de 33 metros em relação ao
nível do mar.
A interconexão da malha viária do local com as demais localidades é feita
principalmente, pela BR 101.
Figura 1 - Mapa político do município de Linhares – ES.
1.2 ASPECTOS FÍSICOS E NATURAIS
Toda a área do distrito-sede de Linhares, fica localizada na planície do Rio Doce,
apresentando topografia plana com ruas e avenidas largas demarcadas de norte a sul e
de leste a oeste.
Próximo ao litoral, o mar construiu cordões arenosos ou restingas, sempre paralelos à
linha da costa, dificultando a drenagem das águas do interior, formando zonas
pantanosas e alagadiças.
Linhares é orlada por belas praias, situadas numa distância média de 45 km da sede do
município. As principais são: Pontal do Ipiranga, Povoação e Regência.
O clima é tropical, com temperatura média de 25ºC graus, com temperatura máxima de
35ºC e mínima de 16ºC. Dificilmente a temperatura fica abaixo dos 20ºC e acima dos
30ºC.
A região no município de Linhares era toda coberta por pela Mata Atlântica, hoje tendo
apenas algumas reservas com destaque para a Reserva Biológica de Sooretama e
Reserva Natural da Vale do Rio Doce.
Quanto a hidrografia local, o município de Linhares fica situado no que se
convencionou chamar de Baixo Rio Doce. Além do rio Doce, o município possui alguns
cursos d'água, e entre os principais citamos: Rio São José, Rio Juparanã, Rio Bananal,
Rio Ipiranga, Rio da Terra Alta, Rio Barra Seca (no limite entre Linhares e São
Mateus), Rio Cupido, Rio das Palmas, Rio das Palminhas, Rio de Lagoa Nova, Rio
Monsarás, Rio Quartel, Rio Comboios, Rio do Norte (no limite entre Linhares e
Ibiraçu), Rios do Amarelos, Rio do Limão, Rio das Piabanhas e ainda inúmeros
córregos. No presente estudo trabalharemos com o Rio São José. (corpo receptor).
A infra-estrutura urbana
Quanto à infra-estrutura urbana tem-se:
Energia elétrica: a totalidade das casas é abastecida;
Iluminação publica satisfatória;
Abastecimento de água abrangente e satisfatório;
Pavimentação: ruas calçadas com asfalto e paralelepípedo;
Drenagem: existe sistema de drenagem.
2 . CONCEPÇÃO DA ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ESGOTO
2.1 . INTRODUÇÃO
A concepção da estação de tratamento de esgoto do distrito Sede de Linhares foi
desenvolvida mediante levantamento do site da Prefeitura de Linhares, IBGE, IEMA,
INCAPER, IDAF, SAAE, IJSN (Instituto Jones dos Santos Neves) e através de
consultas bibliográficas.
O município de Linhares, aproveitando o advento dos Royaltes do Petróleo, resolveu
investir parte do dinheiro repassado pelo governo estadual com melhorias na infra-
estrutura da cidade sede, especificamente no sistema de coleta e tratamento de esgotos.
De acordo com o Plano Diretor Urbano aprovado, o projeto de construção da ETE foi
calculado para atender a metade (50%) da população da sede do município de Linhares
com uma projeção de 20 anos.
2.2 . DISPOSIÇÃO FINAL
O efluente final será lançado no Rio São José. Este rio está classificado como de classe
II, segundo à Resolução CONAMA N° 357 de 17 de Março de 2005 podendo ser
destinado para:
- o abastecimento para consumo humano após tratamento convencional;
- a proteção das comunidades aquáticas;
- a dessedentação de animais, irrigação de lavouras, plantas frutíferas, jardins, campos
de esporte e lazer, com os quais o público possa vir a ter contato direto;
- a aqüicultura e atividade de pesca.
3 . POPULAÇÃO A SER BENEFICIADA
Para o estudo da estação de tratamento de esgoto foi consideradas as seguintes
população de projeto: inicial do ano de 2006 segundo dados do último senso do IBGE, e
final para 2027.
A população a ser beneficiada será apenas 50% da população urbana do município.
Quadro 1 – População do Município de Linhares.
População (hab.) Taxa de crescimento populacional (%)
123.000 0.67
Fonte: (IBGE, 2000).
4 . ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ESGOTO (ETE)
4. 1. Descrição da ETE
A estação de tratamento de esgoto de Sistema Reator UASB + Lagoa de Polimento é
constituída de um Reator UASB seguida de uma lagoa de polimento, com um processo
totalmente natural, isto é, todo o processo de tratamento de esgoto se dá através do
trabalho de material filtrante, algas e de bactérias.
Este tipo de tratamento apresenta muitas vantagens como:
A área necessária para instalação da tecnologia é reduzida quando comparado a
outras;
O Reator UASB, quando instalado e operado corretamente inibe a produção de
odores que provocam um incomodo a moradores das redondezas da ETE;
A acumulação de sólidos se dá no UASB que é de fácil limpeza além de
aumentar a vida útil da lagoa.
O processo de funcionamento da ETE Sistema Reator UASB + Lagoa de Polimento
compreende:
4.1.2. Tratamento Primário
O esgoto sanitário é conduzido até a ETE, através da tubulação de coleta, onde é
realizado o gradeamento do esgoto, para remoção de sólidos grosseiros. A desarenação
é realizada em uma caixa de areia do tipo canal, situada a montante do medidor de
vazão.
4.1.3. Tratamento Secundário
Após o medidor de vazão, o esgoto é encaminhado para o Reator UASB, o qual
promove uma remoção média de matéria orgânica (DBO5) da ordem de 50 a 70%, tendo
um período de permanência de 6 (seis) horas (Td – Tempo de Detenção Hidráulica).
A lagoa de Polimento por sua vez, recebe uma carga de apenas de 30 a 50% da carga do
esgoto bruto, retirados em um Td de 3.2 dias.
Gradeamento
O principal objetivo da etapa de gradeamento é proteger o conjunto moto-bomba que
compõe a estação elevatória de esgoto bruto. O gradeamento é constituído por grade
média, com limpeza manual, onde o material retido é removido periodicamente,
devendo ser disposto em aterro sanitário. Nele também existe uma passagem paralela a
ele (chamado de By-Pass), no caso de ocorrer uma obstrução da grade devido ao
material sólido o funcionamento da estação não ser prejudicado.
Desarenador
O objetivo do desarenador é evitar o acúmulo de material inerte nas lagoas anaeróbias e
facultativas. A unidade desarenadora é do tipo canal com limpeza manual e fica situada
após o gradeamento. A areia deve ser removida periodicamente do desarenador e
acondicionada em caçambas, para uma posterior disposição em aterro sanitário.
Vertedores triangulares serão instalados na saída da unidade desarenadora, com objetivo
de controlar o nível d’água.
Reator UASB + Lagoa de Polimento
O sistema Reator UASB + Lagoa de Polimento tem com objetivo processar a carga
orgânica do efluente através de um meio filtrante e do trabalho de bactérias e algas.
Como o efluente ficará retido no tratamento durante um determinado tempo (tempo de
detenção hidráulica), a DBO particulada tende a ser filtrada no Reator UASB e
sedimentada na lagoa, sendo processada no fundo pelas bactérias anaeróbias.
4.2. Dimensionamento da ETE
4.2.1. Estimativa da população da Sede de Linhares para o ano de 2027
Para tal estimativa da população escolhemos o método geométrico.
P = população no tempo de projeção (2027).Pop2006 = população da sede de Linhares pela estimativa do IBGE no ano de 2006 = 123.000 hab.i = taxa de crescimento da população da sede de Linhares pelo ultimo censo demográfico no ano de 2006 pelo IBGE = 0.67%.t = tempo de projeção (vida útil do projeto) = 20anos.
OBS: como o último censo ocorreu no ano de 2006, é necessário utilizar t = 21.
Como o projeto da ETE é pra atender apenas a 50% da população da sede de Linhares até o ano 2027, logo a população que será utilizada para o calculo é a metade da população total, que é igual a 70758 hab.
4.2.2 Tratamento Primário
Cálculo das Vazões de Dimensionamento
Pop = nº de habitantes 70758 hab.
Qpc = quota per capita 220l/hab.d Para cidades de médio porte com até 250.000
hab, de acordo com Sperling, 2005.
R = coeficiente de retorno 0,8.
K1 dia de maior consumo =1,2.
K2 hora de maior consumo = 1,8.
K3 hora de menor consumo = 0,5.
Altura das Lâminas Liquida (H)
Considerando:
H(cm) = 1’ (em função da vazão, tabelada), temos:
Q = vazão máxima, media e mínima.
n = 1,522 (tabelado)
k = 0,690 (tabelado)
Altura da lamina d´água antes do rebaixo (h)
4.2.2.1 Gradeamento
Eficiência (E)
a = abertura entre barras.
t = espessura das barras.
Seção da barras 3/8 x 1”
t = 9,5mm.
a = 25,4mm.
Área útil (Au)
Adotando velocidade de escoamento V= 0,7 m/s
Área total (At)
Largura do canal (b)
Quadro 2 – Verificação da velocidade para o gradeamento.
Q (m3/s) h (m) At = b x h Av = At x E V = Q / Av Verificação
0.2592 0.511 0.508 0.370 0.70 ok
0.1440 0.312 0.310 0.226 0.66 ok
0.0720 0.158 0.157 0.114 0.65 ok
Perda Carga (hf), considerando uma obstrução máxima de 50% da grade.
Devido à obstrução, a velocidade V passa para V1:
Calculo da velocidade V2 à montante da grade:
Comprimento da Grade (x)
Inclinação da grade = 45 º
D = 0,3m
Quantidade de Barras (n)
A quantidade de barras a ser adotada = 29.
Largura da grade (S)
4.2.2.2 Desarenador
Largura (b)
De acordo com JORDÃO e PESSOA (2005), a velocidade a ser mantida nos canais será
de 0,30m/s.
Quadro 3 – Verificação da velocidade para o desarenador.
Q (m3/s) h (m) S = b x h V = Q / S Verificação
0.2592 0.511 0.864 0.3 ok
0.1440 0.312 0.528 0.28 ok
0.0720 0.158 0.267 0.27 ok
Comprimento (L)
Taxa de escoamento superficial ( | ).
Dimensões de Projeto da Caixa de Areia
b = 1,70m
L = 12,0m
hu = 0,50m
4.2.3 Tratamento Secundário
4.2.3.1 Reator UASB
Considerações:
Tempo de detenção hidráulica (Td) = 6h.
Q (média)= 12441.6 m³/d = 518.4 m³/h.
Altura útil = 5.00m.
Volume total do reator (Vt)
Área (A)
Velocidade de Digestão do Lodo (VL)
4.2.3.2 Lagoa de polimento
Considerações:
DBO = 300mg/l.
Q (média) =12.441.600.0 l/d.
Profundidade = 1.15m.
Região de inverno quente e insolação elevada Ls = 260 Kg DBO/hab x d.
Carga (Carg a)
Considerando uma eficiência em média de 75% do Reator UASB para remoção de
DBO, temos:
Carga DBO = 933.12 Kg /d. Encaminhada para a lagoa de polimento.
Área (LS)
Adota-se as seguintes dimensões:
Três lagoas com (60 x 200) metros cada.
Volume da Lagoa (V)
Quadro 4 - Dimensionamento e observações do projeto.
TratamentoÁrea (m²) Operação
Mecanizado Remove de
Nutrientes
Tratamento do Lodo
Odor
Reator UASB
830.0 Simples Sim Não Depende do uso
Minimizado se o projeto for bem feito.
Lagoa de Polimento
35890.0 Simples Não Sim. Pouca coisa
Depende do uso
Não
5 . ORÇAMENTO
A aquisição da área necessária para implantação da ETE segue a seguinte valoração:
Valor do metro quadrado (m2) próximo ao Rio São José (Corpo Receptor) = R$
200.
Área total necessária para implantação da ETE = 47.736m2.
Valor a ser pago pela desapropriação da área = 200.0 R$ x 47.736 m2 · = R$
9.547.200.
A área total para implantação da ETE possui um acréscemo de 30%, necessária para a
realização das instalações e locais de acesso às unidades.
Segundo Sperling (2005), o custo de Implantação do Reator UASB seguido de Lagoa de
Polimento é de R$ 40.0 a 70.0 / hab. e a manutenção R$ 4.5 a 7.0 / hab x ano.
Como o projeto contempla 50% da população da sede do município de Linhares - ES, e
considerando o maior valor sugerido na literatura temos:
Implantação: 70758 hab x R$ 70.0 / hab. = R$ 4.953.060.
Manutenção: 70758 hab x R$ 7.0 / hab. x ano = R$ 495.306 x ano.
Quadro 5 – Valores (R$) para instalação e manutenção por ano da ETE.
Tecnologias Área Sub Total
Implantação 4.953.060 9.547.200 14.500.260
Manutenção (ano) 495.306 ------------ 495.306
OBS: Valores sujeito à correção de acordo com a variação do dólar.
____________________________________________6. REFERÊNCIAS
1. JORDÂO, Eduardo Pacheco; PESSOA, Constantino Arruda. TRATAMENTO
DE ESGOTOS DOMÉSTICOS. Rio de Janeiro: Segrac. 4ª ed. 2005.
2. SPERLING, Marcos Von. INTRODUÇÃO A QUALIDADE DAS ÁGUAS E
AO TRATAMENTO DE ESGOTOS. Belo Horizonte: UFMG. 3ª ed. 2005.
3. SPERLING, Marcos Von. LAGOAS DE ESTABILIZAÇÃO. Belo Horizonte:
UFMG. 3ª ed. 2002.
ANEXO
