1

SANEAMENTO BÁSICO RURAL

"SISTEMAS DE TRATAMENTO POR ZONA DE

RAIZES (WETLANDS) – PRINCÍPIOS

FUNDAMENTAIS E EXEMPLOS DE SISTEMAS"

Altair Rosa

2

A água tem tido seu valor subestimado e sua

qualidade degradada

Uma das maneiras de manter a qualidade das

águas é tornar a cobertura da rede de esgoto mais

abrangente

Brasil: sistema de esgoto atende apenas 55% do

país

PROBLEMATIZAÇÃO E CONTEXTUALIZAÇÃO

3

Constituição básica:

Matéria orgânica carbonácea biodegradável;

Nitrogênio orgânico e amônia;

Fósforo orgânico e fosfatos;

Organismos patogênicos.

Lançamento sem o devido tratamento

Poluição de corpos d’ água e solo e consequentemente:

• Aumento da DBO e DQO;

• Diminuição do Oxigênio Dissolvido;

• Incidência de possíveis microrganismos patogênicos;

• Eutrofização;

• Mudança no ecossistema;

• Entre outros efeitos.

Esgoto Sanitário

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Sistema de esgotamento sanitário

Coleta

Tratamento coletivo

ETE

Pós-tratamento

Edifício

Tratamento individual

Coletivo Individual

Corpo receptor

?

Água Solo

Subprodutos Subprodutos

SOLUÇÃO: TRATAMENTOS ALTERNATIVOS

DE ESGOTO

WETLANDS

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WET + LAND

TERRA MOLHADA

NATURAL E CONSTRUÍDA

DIFERENTES FLUXOS

POSSÍVEL TRATAR ÁGUA E ESGOTO

PROBLEMATIZAÇÃO E CONTEXTUALIZAÇÃO

Ecossistemas frágeis, de alta complexidade

ecológica, importantes para o processo de

estabilidade ambiental e manutenção da

biodiversidade, que, por estarem relevos planos ou

abaciados, se encontram frequentemente com

elevados níveis de saturação hídrica, isso aumenta

a capacidade de filtragem das águas e de

regularização da vazão dos rios (RESOLUÇÃO 045,

2007).

6

ZONA DE RAÍZES

ALAGADOS CONSTRUÍDOS

JARDINS FILTRANTES

JARDINS PLANTADOS

LEITOS CULTIVADOS

SISTEMAS DE TRATAMENTOS BIOLÓGICOS

SISTEMAS DE TRATAMENTOS COM PLANTAS

SISTEMAS DE TRATAMENTO DE ESGOTO

ALTERNATIVO

BIORETENÇÃO

NOMENCLATURA NO BRASIL

7

ZONA DE RAÍZES

São áreas inundadas ou saturadas com água;

Podem suportar a existência de vegetação adaptada a condições de solo

saturado;

Exemplos: pântanos, alagadiços e banhados;

Podem ser usadas para o pós-tratamento de esgoto sanitário;

Zona de raízes

Fonte: SEZERINO (2006)

PROBLEMATIZAÇÃO E CONTEXTUALIZAÇÃO

8

As zonas de raízes agregam: baixo custo e manutenção

reduzida

Baseada nas condições naturais presente nos pântanos,

utilizando esse meio para o melhoramento da qualidade da

água

Recomenda-se o uso de macrófitas que são capazes de

estabelecer-se, crescer rapidamente, absorver e

armazenar nutrientes em suas raízes

PROBLEMATIZAÇÃO E CONTEXTUALIZAÇÃO

9

Wetlands in Butte County, Calif. Photo by Lynn Betts,

USDA Natural Resources Conservation Service.

Município de São José dos Pinhais

North Shore Wetland Partners: Formed in 2004,

Incorporated in 2010

WETLANDS NATURAIS

10

WETLANDS CONSTRUÍDAS

11

WETLANDS CONSTRUÍDAS

ABAIXO DO NÍVEL DO SOLO

ACIMA DO NÍVEL DO SOLO

12

BIORETENTION FEATURE

UNIVERSITY OF NEVADA, 2013

BIORETENÇÃO

13

MÉTODOS DE DIMENSIONAMENTO

MÉTODO DE REED

VAZÃO – CONTRIBUIÇÃO

PARÂMETROS

ÀREA X HABITANTE (FRANCÊS)

ETC…

14

AGRONÔMICA

15

AGRONÔMICA

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Almirante Tamandaré/PR

Características Gerais:

População Total: 97.523 habitantes;

População da área urbana: 93.622 habitantes;

População da área rural: 3.901 habitantes;

Saneamento básico (Área rural):

0,3% dos domicílios particulares e permanentes possuem

rede de esgoto sanitário (FGV, 2006);

32,8% possuem fossa séptica (FGV, 2006);

60,7% despejam seus esgotos sanitários em fossa

rudimentar, rio, vala, entre outros (FGV, 2006).

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Metodologia e materiais

Sistema de Zona de Raízes e plantas escolhidas:

Sistema construído de fluxo horizontal subsuperficial;

Espécie de macrófita: Typha domingensis.

Tipos de Zona de Raízes (ZR)

Parâmetros Fluxo Superficial Fluxo Subsuperficial

Tempo de Detenção (Dia) 5 – 14 2 – 7

Altura da coluna d’ água (m) 0,1 – 0,5 0,1 – 1,0

Área requerida (ha.m-³. dia-1) 0,002 – 0,014 0,001 – 0,007

Relação Comprimento – Largura 2:1 – 10:1 0,25:1 – 5:1

Carga Hidráulica (mm/dia) 7 – 60 2 – 30

Parâmetros e seus respectivos padrões para dimensionamento do sistema de ZR –

Método Reed (1992).

Materiais para construção:

Lona plástica (preta) – 0,2 mm; Areia (média); Brita (nº 1);

Tubulação (linha marrom) - 75 mm; Bedin Cinza ou Branco; Tês

- 75 mm; CAP’s - 75 mm; CAP’s - 100 mm e Joelho 90° - 75 mm

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Área de estudo

Fossa séptica 2

Fossa séptica 1

Poço irrigação

Figura 4 – Propriedade de estudo

Fonte: Projeto Carste

Figura 3 – Município de Almirante Tamandaré

Fonte: Projeto Carste

Fossa séptica 2 Fossa séptica 1 Poço irrigação

Figura 5 – Fossas e poço da propriedade de estudo

Fonte: Projeto Carste (2010)

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Resultado e Discussão

Vazão: 0,68 m³.d-¹;

Tempo de detenção: 2 dias;

Relação Comprimento/Largura: 5/1;

Comprimento: 5,85 m;

Largura: 1,16 m;

Profundidade: 0,35 m;

Área: 6,80 m²;

Volume: 2,27 m³.

Figura 6 – Zona de Raízes dimensionada

Fonte: Autor (2011)

20

Resultado e Discussão

1 2

1

3 4

5 6 7 8

9 11 10

Fonte: Autor (2011)

Etapas de construção:

21

Resultados e Discussão Parâmetros

Coleta Amostragem 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Coleta 1 P1 17 7,1 380 1051 0,15 98,72 10,2 14300000 1210000

P2 16 6,5 36 179,26 1,36 22,12 7,42 105900 51200

E (%) - - 90,53 82,94 88,97 77,59 27,5 99,26 95,77

Coleta 2 P1 15 7,6 660 721,92 0,14 131,63 22,5 26130000 500000

P 2 14 6,8 280 507,6 2,33 62,72 9,38 2419600 53000

E (%) - - 57,88 29,69 93,99 52,35 58,4 90,74 89,4

Coleta 3 P1 14 7,9 780 630,55 0,19 138 49,7 1210000 100000

P2 13 6,9 240 373,37 1,18 64,15 24,3 1210000 100000

E (%) - - 69,23 40,79 83,9 53,51 51,11 0 0

Coleta 4 P1 14 8 960 1245,84 0,18 191,5 61 4570000 200000

P 2 9,1 6,7 240 518,35 0,7 63,16 22,5 970000 31000

E (%) - - 75 58,39 74,29 67,02 63,11 78,77 84,5

Coleta 5 P1 14 8,3 600 1293,06 0,15 200,03 75 10120000 5560000

P 2 10 6,6 120 240,62 1,5 22,45 7,5 12033 5475

E (%) - - 80 81,39 90 88,78 90 99,88 99,9

Eficiência média

E (%) - - 70,53 52,95 85,30 62,60 50 66,32 67,42

1 – Temperatura da amostra (ºC); 2 – pH; 3 – DBO5 (mg.L-1); 4 – DQO (mg.L-1); 5 – OD (mg.L-1); 6 –

Nitrogênio Amoniacal (mg.L-1); 7 – Fósforo (mg.L-1); 8 – Coliformes Totais (NMP.100 ml-1); 9 –

Escherichia coli (NMP.100 ml-1).

Tabela 2 Dados das análises do esgoto bruto e tratado no sistema de Zona de Raízes

Fonte: Autor (2011)

22

Resultados e Discussão Gráfico – Dinâmica da eficiência da remoção dos parâmetros no esgoto sanitário comparando-se a

entrada e a saída do sistema de Zona de Raízes.

Coleta 5

0

50

100

150

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Parâmetros

Rem

oção

(%

)

P1

P2

1 – Temperatura da amostra (ºC); 2 – pH; 3 – DBO5 (mg.L-1); 4 – DQO (mg.L-1); 5 – OD (mg.L-1); 6 – Nitrogênio Amoniacal

(mg.L-1); 7 – Fósforo (mg.L-1); 8 – Coliformes Totais (NMP.100 ml-1); 9 – Escherichia coli (NMP.100 ml-1).

DISCUSSÃO DOS

RESULTADOS

dinâmica dos processos

e fatores externos;

Tabela 1: Dados das análises do esgoto bruto e tratado da ZR

LOCALIZAÇÃO

Construído no Patronato São Antônio, instituição filantrópica,

localizado no município de São José dos Pinhais, região

metropolitana de Curitiba, estado do Paraná, Brasil. O patronato

recebe cerca de 600 crianças por dia.

O SISTEMA

● Concluído em 2010

Atende uma vazão sanitária de 0,85 L/s

●Adotou-se uma composição de 04 (quatro) Câmaras

Digestoras Anaeróbicas (Fossa Séptica) qual irão realizar a

retenção, a digestão da matéria orgânica e decantação da

matéria digerida.

●O reator anaeróbio possui três metros de diâmetro e é formado

por três estágios de fossa séptica. O quarto estágio funciona

como um filtro prévio e possui um volume de 14,13m³ de pedra

brita.

O SISTEMA

● Em seguida, o efluente é encaminhado para a zona de

raízes constituída por dois tanques de 64 m² cada, composto

por 12,80 m³ de terra, 38,40m³ de pedra brita e as macrófitas

das espécies Taboa e Hedychium coronariu.

● O efluente do tratamento é encaminhado a um pequeno

córrego, que desemboca suas águas no Rio Miringuava, que,

por sua vez, deságua no Rio Iguaçu.

RESULTADOS

RESULTADOS

Tecnologias alternativas são consideradas muito

promissoras e eficientes

Avanço para o estudo das zonas de raízes

Resultados significativos

Expansão do uso de zona de raízes no Brasil

OBS: entraves políticos

CONCLUSÃO

OBRIGADO!!!!!

altair.rosa17@gmail.com