FACULDADE REDENTOR
TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO
CURSO ENGENHARIA CIVIL
YVANNA GOMES DA ROCHA CABRAL
ESTUDO SOBRE A INSTALAÇÃO DE UMA CENTRAL DE
TRATAMENTO DESCENTRALIZADA DE ESGOTO DOMÉSTICO
PARA CONDOMÍNIO COM 120 UNIDADES FAMILIARES DE 300M² A
500M² CADA MORADIA
Itaperuna-RJ
2012
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YVANNA GOMES DA ROCHA CABRAL
ESTUDO SOBRE A INSTALAÇÃO DE UMA CENTRAL DE
TRATAMENTO DESCENTRALIZADA DE ESGOTO DOMÉSTICO
PARA CONDOMÍNIO COM 120 UNIDADES FAMILIARES DE 300M² A
500M² CADA MORADIA
ORIENTADOR: JOB TOLENTINO JÚNIOR
Trabalho para Conclusão de Curso,
apresentado à Faculdade Redentor,
como requisito para obter o título de
Bacharel em Engenharia Civil.
Itaperuna-RJ
2012
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Autora: YVANNA GOMES DA ROCHA CABRAL
Título: ESTUDO SOBRE A INSTALAÇÃO DE UMA CENTRAL DE TRATAMENTO
DESCENTRALIZADA DE ESGOTO DOMÉSTICO PARA CONDOMÍNIO COM 120
UNIDADES FAMILIARES DE 300M² A 500M² CADA MORADIA
Natureza do trabalho: Monografia
Faculdade Redentor – Itaperuna-rj
Área de concentração: Engenharia Civil
Banca examinadora:
______________________________________
Prof. M. Sc. Job Tolentino Junior
Orientador
Faculdade Redentor
______________________________________
Prof. M.Sc. Muriel Batista de Oliveira
Faculdade Redentor
______________________________________
Prof. M.Sc. Maysa Pontes Rangel
Faculdade Redentor
Itaperuna-RJ
2012
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Dedico este trabalho primeiramente a Deus que me deu forças..
Aos meus pais, que me deram tanto apoio;
Aos meus amigos Jaira, Luiz Carlos, Naya e Pedro,
que me acompanharam nessa longa jornada;
À minha família, que está sempre comigo.
Ao meu orientador Job Tolentino que, além de ser um super gênio,
é uma figura!
Aos demais professores, que caminharam comigo durante todo o curso,
À Coordenadora Fernanda, com quem sempre pude contar,
resolver problemas e dar boas risadas.
16
“(...) Sonhe com aquilo que você quiser.
Seja o que você quer ser,
porque você possui apenas uma vida
e nela só se tem uma chance
de fazer aquilo que se quer.
Tenha felicidade o bastante para fazê-la doce.
Dificuldades para fazê-la forte.
Tristeza para fazê-la humana.
E esperança suficiente para fazê-la feliz.
As pessoas mais felizes
não têm as melhores coisas.
Elas sabem fazer o melhor
das oportunidades que aparecem
em seus caminhos.”
(Trecho de “Há Momentos” – Clarice Lispector)
17
RESUMO
Este trabalho foi realizado no objetivo de se elaborar um estudo de uma
modelagem de sistema tratamento descentralizado de esgoto doméstico, com objetivo de
atender a um condomínio de seis blocos (480 moradores, em média), o qual devolverá ao
meio ambiente uma substância menos poluente que o esgoto comumente despejado.
Tal resultado é obtido pela adição de Peróxido de Hidrogênio (H2O2), a tão
conhecida água oxigenada, com o auxílio de raios ultravioleta (UV) como catalisador, ao
esgoto. O Peróxido de Hidrogênio é um potente oxidante e, em solução, gera dois radicais
OH•, que se unirão com as moléculas do efluente, desintegrando-as, em um processo de
esterilização, tendo sua eficiência melhorada com os raios UV.
O produto resultante, ao final de 24 horas, é água parcialmente tratada.
Através de testes feitos no laboratório, este resultado pode ser obtido, nesse intervalo de
tempo, numa proporção peróxido/efluente de 1:75.
Tendo total ciência de que Engenharia Civil e a conservação do Meio
Ambiente devam “andar juntas”, a idealização do projeto é fazer com que se mantenha a
ideia de preservação, sem alterar na rotina e conforto de uma residência.
Palavras-Chave: tratamento; esgoto; peróxido; doméstico.
18
ABSTRACT
This work was performed in order to conduct a study of a modeling system of
decentralized wastewater treatment, aiming to meet a condo six blocks (480 inhabitants on
average), which returns the environment a substance less polluting the sewage commonly
dumped.
This result is obtained by the addition of hydrogen peroxide (H2O2), known as
the hydrogen peroxide with the aid of ultraviolet (UV) as catalyst in sewage. Hydrogen
peroxide is a powerful oxidant and, in solution, generates two OH • radical, which will unite
with the molecules of the effluent, disintegrating them in a sterilization process having
improved efficiency with UV rays.
The resulting product at the end of 24 hours is partially treated water. Through
laboratory tests, this result can be obtained within this time interval, a ratio peroxide / effluent
1:75.
Having full knowledge that Civil Engineering Environment and conservation
should "go together", the idealization of the project is to make to keep the idea of
preservation, without changing the routine and comfort of a home.
Key words: treatment, sewage; peroxide; domestic.
19
SUMÁRIO
DEDICATÓRIA .................................................................................................................... 3
EPÍGRAFE ............................................................................................................................ 4
RESUMO .............................................................................................................................. 5
ABSTRACT .......................................................................................................................... 6
LISTA DE ILUSTRAÇÕES .................................................................................................... 9
LISTA DE TABELAS ........................................................................................................... 10
LISTA DE GRÁFICOS .......................................................................................................... 11
LISTA DE ANEXOS ............................................................................................................. 12
1 INTRODUÇÃO ................................................................................................................... 13
2 OBJETIVOS ...................................................................................................................... 15
2.1 OBJETIVO GERAL ............................................................................................... 15
2.2 OBJETIVO ESPECÍFICO ...................................................................................... 15
2.3 JUSTIFICATIVA .................................................................................................... 16
3 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ............................................................................................. 16
3.1 HISTÓRICO DE POLUIÇÃO ................................................................................. 16
3.2 O SISTEMA DE COLETA DE ESGOTO .............................................................. 17
3.2.1 DEFINIÇÃO ............................................................................................... 17
3.2.2 A HISTÓRIA DO ESGOTAMENTO ......................................................... 19
3.2.3 O ESGOTO ATUAL .................................................................................. 28
3.3 SISTEMAS DESCENTRALIZADOS ..................................................................... 41
3.4 SISTEMAS CENTRALIZADOS ............................................................................ 42
3.5 TRATAMENTO PRELIMINAR .............................................................................. 44
3.6 TRATAMENTO PRIMÁRIO .................................................................................. 45
20
3.7 TRATAMENTO SECUNDÁRIO ........................................................................... 46
3.8 TRATAMENTO TERCIÁRIO ................................................................................ 47
3.9 O PERÓXIDO DE HIDROGÊNIO – H2O2 .............................................................. 51
3.10 OS RAIOS ULTRAVIOLETA – UV ..................................................................... 54
4 MATERIAIS E MÉTODOS ................................................................................................. 58
4.1 O ESTUDO DE CASO .......................................................................................... 58
4.2 OS EXPERIMENTOS COM ESGOTO ................................................................. 60
4.3 MEMORIAL DE CÁLCULOS ................................................................................ 61
4.3.1 MORADORES DO CONDOMÍNIO ........................................................... 62
4.3.2 VAZÕES .................................................................................................... 62
4.3.3 CAPACIDADE DOS RESERVATÓRIOS ................................................. 63
4.4 DEFINIÇÕES DE CUSTOS ................................................................................... 64
5 RESULTADOS .................................................................................................................. 66
6 CONCLUSÃO .................................................................................................................... 68
REFERÊNCIAS .................................................................................................................... 71
21
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
FIGURA 1: Demonstração de como eram feitos os encanamentos nas primeiras redes de
esgoto (Londonist 2010 – Museu Catedral do Esgoto, Londres, Inglaterra) ........................ 23
FIGURA 2: Fossa séptica, filtro e sumidouro, conforme NBR 7229 (InfoEscola) ................ 35
FIGURA 3: Córrego com esgoto em favela do Rio de Janeiro (Folha.com) ........................ 36
FIGURA 4: Exemplo das etapas de tratamento do esgoto em uma ETE
(ambientebrasil.com.br) ........................................................................................................ 44
FIGURA 5: Despejamento de efluentes no rio Paraguari, em Salvador-BA (G1.com Novembro de 2011) .............................................................................................................. 50
FIGURA 6: Rio Paraguari, em Salvador-BA, mostrando-se bem poluído (G1.com –
Novembro de 2011) .............................................................................................................. 51
FIGURA 7: (a) Ligações da molécula de H2O2; (b) Hidroxilas resultantes após quebra da
molécula, com seus radicais livres. (Imagem: Yvanna Cabral) ............................................ 52
FIGURA 8: Croqui de uma lâmpada fluorescente normal e de outra do tipo UV. (Elmorsi,
2010) ..................................................................................................................................... 57
FIGURA 9: Bairro Garrafão, em Guapimirim-RJ (Google Maps) ......................................... 69
FIGURA 10: Bairro Garrafão, em Guapimirim-RJ (Google Maps) ....................................... 70
22
LISTA DE TABELAS
TABELA 1: Coleta e tratamento de esgoto nos municípios brasileiros (UNDP 2000) ......... 37
23
LISTA DE GRÁFICOS
Gráfico 1: Ação do peróxido em cada tubo de ensaio. (Dados: Yvanna Cabral) ................ 59
Gráfico 2: Comparação entre eficiência de Tratamentos de Efluentes diferentes (Gráfico:
Yvanna Cabral / Fonte: Dados da PUC-GO) ........................................................................ 67
Gráfico 3: Comparativo entre os custos de Tratamentos de Efluentes diferentes (Gráfico:
Yvanna Cabral / Fonte: Dados da PUC-GO) ........................................................................ 67
24
LISTA DE ANEXOS
ANEXO I: Fluxograma – Classificação Dos Procedimentos De Tratamento De
Efluentes................................................................................................................................ 73
ANEXO II: DZ-215.R-4 – Diretriz De Controle De Carga Orgânica Biodegradável Em
Efluentes Líquidos De Origem Sanitária ............................................................................... 74
25
1. INTRODUÇÃO
As residências, em média 54,2%, têm tubulações que encaminham seu
esgoto direto para valas ou rio, sem qualquer tipo de tratamento, ou seja, da forma in
natura IBGE (Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística), 2011. Um esgoto
doméstico é composto de aproximadamente 90% de água, sendo os outros 10%
materiais orgânicos e inorgânicos dissolvidos, além de microrganismos, de acordo
com Von Sperling, 1996, e seu lançamento direto ao ambiente, sem um tratamento
adequado, acarreta no aumento da poluição.
Entre 2008 e 2009, a rede de esgoto não havia avançado no país,
segundo os números da Pnad (Pesquisa Nacional por Amostra de Domicílios),
período em que o serviço manteve o percentual de 52,5% dos domicílios. Em 2011,
mostra que o esgoto doméstico é o grande problema ambiental brasileiro com
relação à poluição da água, seguido do uso de agrotóxicos e fertilizantes, e que, das
cidades que registram poluição permanente da água, 75% apontaram o despejo do
esgoto como o principal causador. Segundo os dados da pesquisa, isso se deve
também pelos baixos investimentos no setor de saneamento e pela falta de
educação ambiental da população.
Em 2011, outro estudo realizado pelo IBGE, mostra que ainda há
grande desigualdade entre as regiões brasileiras no acesso ao saneamento. Nessa
situação, persistem muitas doenças, como diarreia e febre amarela, em
consequência da falta de serviços de água tratada e esgoto. Isso significa que,
embora o número de domicílios com acesso à rede tenha aumentado, o crescimento
no número de residências foi ainda maior nesse período, agravando o percentual de
casas que despejam dejetos sem tratamento e agravam a poluição ambiental.
Como forma de diminuir o teor de poluição dos efluentes, foi elaborado
este estudo que, além de planejar encaminhar o esgoto até uma central de
tratamento de efluentes descentralizada, será utilizado como agente degradante o
Peróxido de Hidrogênio e os raios UV como catalisadores, que vão atuar
diretamente no tratamento dos efluentes, degradando suas moléculas e permitindo
que seja lançada no rio uma substância menos poluente que o esgoto in natura
descartando normalmente.
26
A estação de será destinada a tratar o esgoto produzido pelo
Condomínio Projetado (nome fantasia). Este contem 6 blocos, contendo cada um 5
andares. Em cada andar, há 4 apartamentos projetados para 4 moradores cada,
tendo uma estimativa de 480 moradores.
A utilização da solução do Peróxido de Hidrogênio no tratamento do
esgoto resulta na separação da molécula H2O2, formando duas hidroxilas •OH,
potente oxidante, que são capazes de degradar e se unir uma ampla variedade de
compostos, levando à formação de CO2 e H2O, de acordo com Tolentino Junior, J.,
em 2007.
Utilizando-se do método Foto Fenton, (APHA, 2005), que emprega a
exposição à luz solar como catalisador natural, para acelerar o processo de
degradação do esgoto doméstico, este estudo consistiu em aplicar tal processo, de
maneira que os resultados sejam obtidos de forma mais rápida, observando, assim,
a eficiência do tratamento, através da quantificação de matéria orgânica, antes do
tratamento, e a qualidade desta, após o tratamento.
O acesso à rede geral de esgotamento sanitário ou à fossa séptica e a
coleta de lixo cresceram no Brasil, segundo uma série de dados coletados pelo
IBGE até o ano de 2009. O estudo, no entanto, aponta que o atendimento ainda não
pode ser considerado universal no país, principalmente em áreas rurais. O instituto
analisou o acesso do brasileiro aos tipos de esgoto sanitário que são considerados
adequados à saúde e ao ambiente durante os anos de 1992 a 2009. No último ano
da série, aproximadamente 80% dos moradores das áreas urbanas e 20% das rurais
tinham acesso à rede geral de esgotamento ou à fossa séptica.
Nas regiões rurais, o IBGE afirma que os valores ainda são baixos,
porém estão crescendo – em 1992, o acesso à rede considerada adequada era de
7,3% e, em 2009, esse número era de 19,5%. No último ano da série, áreas rurais
de São Paulo tinham 44,3% de acesso, Distrito Federal, 22,6% e Rio de Janeiro,
17,9%. Ainda, pode-se destacar que estes dados são somente referentes à
presença de coleta/tratamento nos municípios de cada um dos estados da união,
mas não apresentam nenhum dado em relação à porcentagem de coleta/tratamento
em cada um deles, isto é, dizer que um município possui tratamento de esgoto não
27
quer dizer que este tratamento abranja 100% do número de habitações. Outra
questão em relação aos municípios que possuem tratamento de esgoto é o tipo de
tratamento que possuem.
As formas de tratamento são variadas e podem ser destacados:
digestor de fluxo ascendente, por lodo ativado, por lagoas de estabilização e por
fossa séptica (Vilar, S.F., 2011). As comparações são fundamentadas em eficiência
de remoção de matéria orgânica, remoção de patogênicos, redução e/ou eliminação
de possível odor, custo de instalação, área necessária para locação, complexidade
de operação e manutenção e nos subprodutos resultantes no tratamento.
2. OBJETIVO
2.1 OBJETIVO GERAL:
O objetivo geral desse estudo é elaborar uma modelagem de uma
estação de tratamento descentralizada, a fim de diminuir o índice de poluição
causado pelo despejo do esgoto na forma in natura ao meio ambiente, unindo
técnicas de captação de esgoto já existentes com análises químicas.
2.2 OBJETIVO ESPECÍFICO:
Este projeto tem como objetivo organizar um estudo a respeito da
viabilidade da instalação de um novo sistema de tratamento do efluente doméstico
em um condomínio de grande porte, com 120 unidades familiares com dimensões
variantes de 300m² a 500m² cada uma, que realize a separação das matérias sólida
e líquida, seja adicionado ao do Peróxido de Hidrogênio (H2O2) como técnica para o
tratamento desse esgoto e ainda recebendo os raios solares (ultravioleta) como
catalisador natural.
28
2.3 JUSTIFICATIVA:
Levando em consideração os pensamentos sustentáveis, o estudo da
viabilidade de implantação da técnica para o tratamento de efluentes domésticos se
baseia na conjugação da Engenharia Civil com a preservação do meio-ambiente.
Sendo assim, esse projeto se justifica como uma alternativa para tal tratamento de
esgoto, tendo foco em áreas ou municípios que possuem precária coleta e/ou
tratamento de efluentes.
Geralmente, a própria natureza tem a capacidade de decompor a
matéria orgânica presente nos rios, lagos e no mar. Porém, no caso dos efluentes,
essa matéria é em quantidades maiores, exigindo um tratamento que atue com mais
eficiência em uma Estação de Tratamento de Esgoto (ETE) que é, basicamente, a
reprodução das ações da natureza, mas de maneira mais rápida.
3. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
3.1 HISTÓRICO DE POLUIÇÃO
Atualmente, de acordo com a Organização Mundial de Saúde, OMS,
2000, o lançamento do esgoto sanitário em muitas regiões do Brasil ocorre na forma
“in natura” em um corpo de água. Tal fato nos leva a considerar que os esgotos das
residências devem ser tratados antes de serem despejados no meio ambiente, pois,
do contrário, causam um enorme risco de contaminar todo um ecossistema, como
rios, lagos, mares, florestas, e lagoas, ou ainda contaminar foz e nascente de rios
que abastecem as cidades fornecendo água para as residências população.
Como citado por Tolentino Junior, J., 2007, a água de boa qualidade
será o bem mais escasso do século XXI, em virtude do crescimento da demanda
para suprir a espécie humana ter crescido mais de seis vezes nos últimos 100 anos.
Mas os danos causados pelo lançamento do esgoto “in natura” podem
ser evitados ou minimizados se o esgoto for tratado adequadamente. Profissionais
das áreas de Engenharias têm buscado formas variadas de tratamento de efluentes,
29
principalmente o urbano, segundo Cavalcanti, J. E., 2012, que representa um grande
percentual de materiais orgânicos, que são lançados diariamente nos cursos de
água.
O tratamento de esgotos consiste na remoção de poluentes e o método
a ser utilizado depende das características físicas, químicas e biológicas (Metcalf e
Eddy, 1991). Tratando-se do esgoto doméstico, podemos classificá-lo como esgoto
oriundo de domicílios numa determinada localidade. Logo, já estão sendo analisadas
as primeiras medidas alternativas de tratamento de efluentes, como, por exemplo, o
uso da Taboa (Brasil e Matos, 2007) e a adição do Peróxido de Hidrogênio.
Mozart da Silva Brasil, 2007, afirma que sistemas [de tratamento]
alagados tem moderado custo e baixo consumo de energia e manutenção, e que
uma grande variedade de macrofilas aquáticas pode ser usada no tratamento de
águas residuárias em sistemas alagados construídos com fluxo subsuperficial, tendo
essas plantas a resistência necessária para suportar as condições de alagamento
contínuo e as alterações de níveis de poluição presentes da água (Davis, 1995).
3.2 O SISTEMA DE COLETA DE ESGOTO
3.2.1 Definição
Para que as águas residuárias indesejáveis sejam escoadas com
rapidez e segurança, é necessária a construção de um conjunto estrutural que
envolve canalizações coletoras funcionando por gravidade, unidades de tratamento
e de recalque quando imprescindíveis, obras de transporte e de lançamento final,
além de uma série de órgãos acessórios indispensáveis para que o sistema funcione
e seja operado com eficiência. Esse conjunto de obras para coletar, transportar,
tratar e dar o destino final adequado às vazões de esgotos compõe o que se
denomina de Sistema de Esgotos.
O conjunto de condutos e obras destinados a coletar e transportar as
vazões para um determinado local de convergência dessas vazões é denominado
de Rede Coletora de Esgotos.
30
Os efluentes são conduzidos por gravidade, isto é, o escoamento é
feito em princípio naturalmente dos pontos mais altos para os pontos mais baixos
seguindo a declividade do terreno, logo, o traçado das redes de esgotos deve levar
em conta a topografia (Silveira, G. L - 1999), ou por elevatórias de esgoto, usadas
quando as profundidades das tubulações tornam-se demasiadamente elevadas,
quer devido à baixa declividade do terreno, quer devido à necessidade de se
transpor uma elevação, tornando-se necessário bombear os esgotos para um nível
mais elevado. A partir desse ponto, os esgotos podem voltar a fluir por gravidade.
Na concepção do traçado da rede de esgotamento sanitário, devido
principalmente às condições topográficas locais, são definidas bacias de
esgotamento sanitário, isto é, são definidas áreas onde é possível recolher e
conduzir os esgotos por gravidade. Os sistemas de esgotos sanitários apresentam
principalmente os seguintes objetivos e finalidades:
- coletar os esgotos individualmente ou coletivamente;
- afastamento rápido e seguro dos esgotos (fossas sépticas ou redes
coletoras);
- tratamento e disposição sanitária dos efluentes;
- eliminação da poluição do solo;
- conservação dos recursos hídricos;
- eliminação de focos de poluição e contaminação;
- redução na incidência das doenças relacionadas com a água contaminada.
Os sistemas de coleta e transporte de esgotos podem ser individuais
ou coletivos. Os sistemas individuais são adotados normalmente para o atendimento
unifamiliar e é constituído por uma fossa séptica e um dispositivo de infiltração no
solo que poderá ser um poço negro (sumidouro) ou outro dispositivo de irrigação
sub-superficial (valas). Os sistemas coletivos são indicados para locais com elevada
densidade populacional. Essa solução é composta por redes coletoras e
31
interceptores que recebem o lançamento dos esgotos, transportando-os até a
estação de tratamento de esgotos, e desta ao seu destino final, de forma
sanitariamente adequada.
3.2.2 A História do Esgotamento
Segundo o documento “História do Saneamento”, publicado pela
Universidade Federal de Campina Grande, 2002, os primeiros sistemas de
esgotamento executados pelo homem tinham como objetivo protegê-lo das vazões
pluviais, devendo-se isto, principalmente, à inexistência de redes regulares de
distribuição de água potável encanada e de peças sanitárias com descargas
hídricas, fazendo com que não houvesse, à primeira vista, vazões de esgotos
tipicamente domésticos.
Porém, como as cidades tendiam a se desenvolver às margens de vias
fluviais, por causa da necessidade da água como substância vital, principalmente
para beber, com o passar do tempo os rios se tornavam tão poluídos com esgoto e o
lixo, que os moradores tinham que se mudar para outro lugar. Este padrão universal
foi seguido pelos humanos por muitos e muitos séculos.
Poucas foram as exceções a esse padrão. Sítios escavados em
Mohenjo-Daro, no vale da Índia, e em Harappa, no Punjab, indicam a existência de
ruas alinhadas, pavimentadas e drenadas com esgotos canalizados em galerias
subterrâneas de tijolos em argamassa a, pelo menos, 50 centímetros abaixo do nível
da rua. Nas residências constatou-se a existência de banheiros com esgotos
canalizados em manilhas cerâmicas rejuntadas com gesso. Isto a mais de 3000 a.C.
No Egito, no Médio Império (2100-1700 a. C.), em Kahum, uma cidade
arquitetonicamente planejada, construíram-se nas partes centrais, galerias em
pedras de mármore para drenagem urbana de águas superficiais, assim como em
Tell-el-Amarna, onde até algumas moradias mais modestas dispunham de
banheiros. Em Tróia regulamentava-se o destino dos dejetos, sendo que a cidade
contava com um desenvolvido sistema de esgotos. E Knossos, em Creta, a mais de
32
1000 a. C., contava com excelentes instalações hidrossanitárias, notadamente nos
palácios e edifícios reais. Na América do Sul os incas e vizinhos de língua quíchua,
desenvolveram adiantados conhecimentos em engenharia sanitária como atestam
ruínas de sistemas de esgoto e drenagem de áreas encharcadas, em suas cidades.
Historicamente, é observado que as primeiras civilizações não se
destacaram por práticas higiênicas individuais por motivos absolutamente sanitárias
e sim, muito frequentemente, por religiosidade, de modo a se apresentarem limpos e
puros aos olhos dos deuses e não serem castigados com doenças (FERNANDES,
1997). Os primeiros indícios de tratamento científico do assunto, ou seja, de que as
doenças não eram exclusivamente castigos divinos, começaram a aparecer na
Grécia, por volta dos anos 500 a. C., particularmente a partir do trabalho de
Empédocles de Agrigenco (492-432 AC), que construiu obras de drenagem das
águas estagnadas de dois rios, em Selenute, na Sicília, visando combater uma
epidemia de malária.
A partir de 476 da era cristã, com a queda do Império Romano, iniciouse o período medieval, que duraria cerca de um milênio, e desgraçadamente para o
Ocidente, caracterizou-se por uma fusão de culturas clássicas, bárbaras e
ensinamentos
cristãos,
centralizado
em
Constatinopla.
Grande
parte
dos
conhecimentos científicos foi deslocada pelos cientistas em fuga, para o mundo
árabe, notadamente a Pérsia, dando início na Europa, a uma substituição deste
conhecimento por uma cultura a base de superstições, gerando a hoje denominada
Idade das Trevas (500-1000 d. C.). Como a ênfase de que as doenças eram
castigos divinos às impurezas espirituais humanas e seus tratamentos eram
resolvidos com procedimentos místicos ou orações e penitências, as práticas
sanitárias urbanas sofreram, se não um retrocesso, pelo menos uma estagnação.
Neste período, no Ocidente, como o conhecimento científico restringiuse ao interior dos mosteiros, as instalações sanitárias como encanamentos de água
e esgotamentos canalizados, ficaram por conta da iniciativa eclesiástica. Como
exemplos desta afirmativa, pode-se citar que enquanto no século IX, a cidade do
Cairo, no Egito, já dispunha de um serviço público de adução de água encanada, só
em 1310 os franciscanos concordaram em que habitantes da cidade de
33
Southampton utilizassem a água excedente de um convento que tinha um sistema
próprio de abastecimento de água desde 1290.
Na Idade Média, nas cidades as pessoas construíram casas
permanentes e esgoto, lixo e refugos em geral eram depositados nas ruas. Quando
as pilhas ficaram altas, e o mau odor tornava-se insuportável, a sujeira era retirada
com a utilização de pás e veículos de tração animal. Esta condição prevaleceu até o
final do século XVIII, principalmente nas cidades menores.
A iniciativa de pavimentação das ruas nas cidades europeias, com a
finalidade de mantê-las limpas e alinhadas, a partir do final do século XII, exemplos
de Paris (1185), Praga (1331), Nuremberg (1368) e Basiléia (1387), tornou-se o
marco inicial da retomada da construção de sistemas de drenagem pública das
águas de escoamento superficial e o encanamento subterrâneo de águas servidas,
estas inicialmente para fossas domésticas e, posteriormente, para os canais pluviais.
As primeiras leis públicas notáveis de instalação, controle e uso destes serviços têm
origem a partir do século XIV.
Em termos de saneamento o período histórico dos séculos XVI e XVIII
é considerado de transição. A partir do século XVI, já no Renascimento, com a
crescente poluição dos mananciais de água o maior problema era o destino dos
esgotos e do lixo urbanos. No século seguinte, o abastecimento de água urbano
teve radical desenvolvimento, pois se passou a empregar bombeamentos com
máquinas movidas a vapor e tubos de ferro fundido para recalques de água,
notadamente a partir da Alemanha, procedimentos que viriam a se generalizar no
século seguinte, juntamente com a formação de empresas fornecedoras de água.
Os estudos de John Snow (1813-1858), o movimento iluminista, a
revolução industrial e as mudanças agrárias provocaram alterações revolucionárias
no final do século XVIII, com profundas alterações na vida das cidades e,
consequentemente, nas instalações sanitárias. Ruas estreitas e sinuosas foram
alargadas e alinhadas, pavimentadas, iluminadas e drenadas, tanto na Inglaterra
como no continente.
34
O aparecimento da água encanada e das peças sanitárias com
descarga hídrica fez com que a água passasse a servir com uma nova finalidade:
afastar propositadamente dejetos e outras impurezas indesejáveis ao ambiente de
vivência. A sistemática de escoagem de refugos e dejetos domésticos com o uso da
água, embora já fosse conhecida desde o século XVI, quando John Harrington
(1561-1612) instalou a primeira latrina no palácio da Rainha Isabel, sua
disseminação só veio a partir de 1778, quando Joseph Bramah (1748-1814)
inventou a bacia sanitária com descarga hídrica, inicialmente empregada em
hospitais e moradias nobres.
A generalização dos sistemas de distribuição de água e as descargas
hídricas para evacuar o esgoto, provocaram a saturação do solo, contaminando as
ruas e o lençol freático. A extravasão para os leitos das ruas criou, também,
constrangimentos do ponto de vista estéticos, levando a necessidade de criação de
esquemas para limpeza das vias públicas das cidades grandes.
Muitas cidades como Paris, Londres e Baltimore tentaram o emprego
de fossas individuais com resultados desastrosos, pois as mesmas, com
manutenção inadequada, se tornaram fontes de geração de doenças. Raramente
eram limpas e seu conteúdo se infiltrava pelo solo, saturando grandes áreas do
terreno e poluindo fontes e poços usados para o suprimento de água. As fossas,
portanto, tornaram-se um problema de saúde pública.
Além disso, era ilusoriamente fácil eliminar a água de esgoto,
permitindo-a alcançar os canais de esgotamento existentes sob muitas cidades.
Como esses canais de esgotamento se destinavam a carrear água de chuva, a
generalização dessa prática levou os rios de cidades maiores transformarem-se em
esgotos a céu aberto, um dos maiores desafios enfrentados pelos reformadores
sanitários do século XIX.
Paralelamente começava a se concretizar a ideia de serem organismos
microscópicos como possível causa das doenças transmissíveis. No início do século
XIX havia na Grã-Bretanha várias cidades consideradas de grande porte, mas elas
pareciam tão incapazes como suas maneiras de evitar as contrastantes ondas de
mortes por doenças e epidemias, que ainda eram o preço inevitável da vida urbana.
35
Apesar das consideráveis melhorias executadas nos esgotos londrinos no século
anterior, as galerias continuavam despejando seus bacilos no rio Tâmisa,
contaminando a principal fonte de água potável da capital.
As décadas de 1830 e 1840 podem ser destacadas como as mais
importantes na história científica da Engenharia Sanitária. A epidemia de cólera de
1831/32 despertou concretamente para os ingleses a preocupação com o
saneamento das cidades, pois evidenciou que a doença era mais intensa em áreas
urbanas carentes de saneamento efetivo, ou seja, em áreas mais poluídas por
excrementos e lixo, além de mostrar que as doenças não se limitavam às classes
mais baixas.
Em seu Relatório (1842), Chadwick (1800-1890) já afirmava que as
medidas preventivas como drenagem e limpeza das casas, através de um
suprimento de água e de esgotamento efetivos, paralelo a uma limpeza de todos os
refugos nocivos das cidades, eram operações que deveriam ser resolvidas com os
recursos da Engenharia Civil e não no serviço médico.
A evolução dos conhecimentos científicos, principalmente na área de
saúde pública, tornou imprescindível a necessidade de canalizar as vazões de
esgoto de origem doméstica. Os reformadores e os engenheiros hidráulicos (1842)
propuseram, então, a reforma radical do sistema sanitário, separando rigorosamente
a água potável da água servida: os esgotos abertos seriam substituídos por
encanamentos subterrâneos, feitos de cerâmica durável (Van Haandel, A – 1981).
Funcionários da prefeitura de Paris já haviam começado a projetar
esgotos no começo do século XIX para proteger seus cidadãos de cólera. A solução
indicada foi canalizar obrigatoriamente os efluentes domésticos e industriais para as
galerias de águas pluviais existentes, originando, assim, o denominado Sistema
Unitário de Esgotos, onde todos os esgotos eram reunidos em uma só canalização e
lançados nos rios e lagos receptores.
No final do século XIX, a construção dos sistemas unitários propagouse pelas principais cidades do mundo na época, entre elas, Londres, Paris,
Amsterdam, Hamburgo, Viena, Chicago, Buenos Aires, etc (UFCG, 2002). Porém
36
nas cidades situadas em regiões tropicais e equatoriais, com índice pluviométrico
muito superior (cinco a seis vezes maiores que a média europeia, por exemplo) a
adoção de sistemas unitários tornou-se inviável devido ao elevado custo das obras,
pois a construção das avantajadas galerias transportadoras das vazões máximas
contrapunham-se às desfavoráveis condições econômicas características dos
países situados nestas faixas do globo terrestre (Coura, A. M – 2009).
Figura 1: Demonstração de como eram feitos os encanamentos nas primeiras redes de
esgoto (Londonist 2010 – Museu Catedral do Esgoto, Londres, Inglaterra)
No entanto, a evolução tecnológica nas nações mais adiantadas, como
a Inglaterra, por exemplo, e a necessidade do intercâmbio comercial forçavam a
instalação de medidas sanitárias eficientes, pois a proliferação de pestes e doenças
contagiosas em cidades desprovidas dessas iniciativas propiciavam, logicamente,
aos seus visitantes os mesmos riscos de contaminação, gerando insegurança e
implicando, portanto, que os navios comerciais da época retirassem seus portos de
suas rotas marítimas, temendo contaminação da tripulação e, consequentemente,
causando prejuízos constantes às nações mais pobres e dependentes do comércio
37
internacional. No Brasil, relacionavam-se nesta situação notadamente os portos do
Rio de Janeiro e Santos (FERNANDES, 1997).
Temendo os efeitos deste desastre econômico, o imperador D. Pedro II
contratou os ingleses para elaborarem e implantarem sistemas de esgotamento para
o Rio de Janeiro e São Paulo, na época, as principais cidades brasileiras (DACACH,
1984). Ao estudarem a situação, os projetistas depararam-se com casos peculiares
e diferentes das encontradas na Europa, principalmente as condições climáticas
(clima tropical, com chuvas muito mais intensas) e a urbanização (lotes grandes e
ruas largas). No Brasil destacou-se na divulgação do novo sistema, Saturnino Brito
(1864-1929), cujos estudos, trabalhos e sistemas reformados pelo mesmo, fizeram
com que, a partir de 1912, o separador absoluto passasse a ser adotado
obrigatoriamente no país.
Desde a década de 1950 até o final do século passado, o investimento
em saneamento básico no Brasil ocorreu pontualmente em alguns períodos
específicos, com um destaque para as décadas de 1970 e 1980 (ARRETCHE,
2004). Em decorrência disso, o Brasil ainda está marcado por uma grande
desigualdade e déficit ao acesso, principalmente em relação à coleta e tratamento
de esgoto. Atualmente, o setor tem recebido maior atenção governamental e há uma
quantidade significativa de recursos a serem investidos, cerca de R$20,8 bilhões em
esgoto e abastecimento em 306 municípios (Aislan, L. – 2012). Todavia, faz-se
necessário que esses investimentos sejam sustentáveis.
Nestes últimos anos, as principais normas que regulam o setor de
saneamento estão representadas pela Lei 11.445/2007, que estabelece as diretrizes
nacionais para o saneamento básico, e pela Lei 9.433/1997, referente à Política
Nacional de Recursos Hídricos (PNRH). Verificam-se nestas leis algumas exigências
para garantir a sustentabilidade dos investimentos em saneamento, mas, segundo
Souza, Freitas e Moraes (2007), ainda existe uma predominância de conceitos para
prevenção, além de visões ambíguas dentro da mesma legislação.
A seguir está relacionada uma cronologia, com registros de ocorrências
marcantes na história do desenvolvimento dos sistemas de esgotamento nas
38
civilizações, ao longo dos milhares de anos (PLANASA – Plano Nacional de
Saneamento):
4000 a.c - Mesopotâmia: início de construções de sistemas de irrigação.
3750 a.c - Índia: construção de galerias de esgotos pluviais em Nipur.
3750 a.c - Babilônia: construção de galerias de esgotos pluviais.
3100 a.c - Vários pontos: surgimento de manilhas cerâmicas.
3000 a.c - Harada e Mohenjodaro, Paquistão: muitas casas com banheiros
abastecidos através de tubos cerâmicos e condutos em alvenaria de tijolos
para condução de águas superficiais.
2750 a.c - Índia: início dos sistemas de drenagem subterrânea no vale dos
hindus.
2000 a.c - Creta: empregado no Palácio de Minos, em Knossos, manilhas
cerâmicas de ponta e bolsa com cerca de 0,70m de comprimento.
1700 a.c - Creta: instalada a primeira banheira no palácio de Knossos, por
Dédalus.
514 a.c - Roma: construção de uma galeria com 740m de extensão e
diâmetro equivalente de até 4,30m, de pedras arrumadas, denominada de
cloaca máxima, por Tarquínio Prisco, o Velho (c. 580-514 a.c).
500 a.c - Roma: construção de galerias auxiliares a principal, em condutos de
barro, por Tarquínio, o soberbo (540-509 a.c).
260 a.c - Atenas: criação da bomba parafuso, por Arquimedes (287- 212 a.c).
200 a.c - Atenas: criação da bomba de pistão, por Ctesibius.
32 a.c - Roma: Agripa (63-12 a.c) ordenou a limpeza das galerias existentes e
criou novas de até 3m de largura por 4km de extensão.
1237 - Londres: surgimento da água encanada com o emprego de canos de
chumbo.
1370 - Paris: construída a primeira galeria com cobertura abobadada.
1500 - Alemanha: uso obrigatório de fossas nas residências.
1650 - Gloucester: instalação de latrinas municipais.
1680 - Londres: início do emprego de água para limpeza de privadas.
1689 - Paris: Denis Papin (1647-1712) inventa a bomba centrífuga.
39
1778 - Londres: Joseph Bramah inventa a bacia sanitária com descarga
hídrica.
1785 - Londres: James Simpson introduz no mercado os tubos de ponta e
bolsa.
1804 - Inglaterra: emprego de tubos de ferro fundido.
1805 - Lichfield: substituição de canos de chumbo por de ferro fundido.
1808 - Londres: substituição de estruturas de madeira por canos de ferro
fundido. Idem
Dublin (1809), Filadélfia (1817), Gloucester (1826).
1815 - Inglaterra: autorizado o lançamento de efluentes domésticos nas
galerias pluviais.
1827 - Londres: uso compulsório de tubos de ferro fundido.
1830 - Londres: permissão para lançamento de esgotos domésticos no rio
Tâmisa (o que seria proibido em 1876).
1842 - Hamburgo, Alemanha: iniciada a implantação de um sistema projetado
de esgotos de acordo com as teorias modernas.
1847 - Londres: lançamento compulsório das águas domésticas nas galerias
pluviais.
1848 - Londres: promulgação na Inglaterra de leis de saneamento e saúde
pública.
1855 - Rio de Janeiro: contratação dos ingleses para criar sistemas de
esgotamento para as cidades do Rio e São Paulo.
1857 - Rio de Janeiro: inauguração do sistema de esgotos (separador parcial)
da cidade, tornando-se uma das primeiras cidades do mundo dotada de rede
coletora de esgotos.
1857 - Nova Iorque: inauguração do sistema de esgotos da cidade.
1873 - Recife: iniciada a construção da primeira rede coletora de esgotos
sanitários desta capital.
1876 - São Paulo: inaugurado o primeiro sistema coletor de esgotos
(separador parcial) da cidade.
1879 - Memphis, EUA: criação do Sistema Separador Absoluto por George
Waring ( 1833 -1898).
1889 - Irlanda: apresentada pelo autor a expressão de Manning.
40
1892 - Campinas: execução da rede coletora desta cidade.
1897 - B. Horizonte: inauguração da cidade com água e esgotos projetados
por Saturnino de Brito.
1900 - Áustria: início da produção de tubos de cimento-amianto por Ludwing
Hastscher.
1900 - São Paulo: Saturnino de Brito inventou o tanque fluxível.
1907 - São Paulo: Saturnino de Brito iniciou as obras de esgotos e drenagem
da cidade de Santos.
1912 - Brasil: adoção do sistema separador absoluto.
1920 - São Paulo: invenção do tubo de ferro fundido centrifugado por De
Lavaud.
1928 - São Paulo: construção da estação de tratamento de esgotos de Santo
Ângelo
1953 - Inglaterra: iniciada a fabricação de tubos de PVC.
1962 - Campina Grande: fundação da primeira empresa pública nacional de
saneamento (SANE-SA).
1968 - Brasília: criação do PLANASA - Plano Nacional de Saneamento.
1968 - São Paulo: criação da CETESB - Companhia de Tecnologia e
Saneamento Ambiental.
3.2.3 O Esgoto Atual
O conjunto de resíduos sólidos e líquidos gerados, seja em residências
ou estabelecimentos comerciais ou industriais, é denominado efluente e está
presente na estrutura denominada esgoto, que pode ser subdividido nas seguintes
categorias: sólido, líquido, doméstico, industrial, águas servidas (Von Sperling –
1999). Na esfera, denominada efluente doméstico, estão aqueles que se originam
em todas as edificações que contêm instalações, tais como: banheiros, lavanderia,
cozinha, que se utilizam de água para fins domésticos. Estas edificações são as
residências (uni ou multi familiares), condomínios (horizontais e verticais),
instituições de ensino (escolas, faculdades, universidades), prédios públicos e
comerciais.
41
A evolução dos sistemas de esgotamento deu origem a dois tipos com
características bem distintas, principalmente do ponto de vista da quantidade e
qualidade das vazões transportadas, o Sistema Unitário e o Separador Absoluto,
sendo este último o mais empregado nos tempos contemporâneos. Em vários
países (entre estes o Brasil) é obrigatório o emprego do sistema separador absoluto.
Um exemplo de sistema unitário moderno é o da Cidade do México, onde
praticamente toda a água residuária gerada na área urbana é canalizada para
utilização em áreas agrícolas irrigáveis.
Para melhor entender esta preferência pode-se elaborar uma série de
comparações como as relacionadas a seguir (Jordão, 1995):
a) Desvantagens do Sistema Unitário
Dificulta o controle da poluição a jusante onerando o tratamento, em virtude
dos grandes volumes de esgotos coletados e transportados em épocas de
cheias e, consequentemente, o alto grau de diluição em contraste com as
pequenas vazões escoadas nos períodos de estiagem, acarretando
problemas hidráulicos nos condutos e encarecendo a manutenção do
sistema;
Exige altos investimentos iniciais na construção de grandes galerias
necessárias ao transporte das vazões máximas do projeto;
Tem funcionamento precário em ruas sem pavimentação, principalmente de
pequenas declividades longitudinais, em função da sedimentação interna de
material oriundos dos leitos das vias públicas;
Implicam em construções mais difíceis e demoradas em consequência das
suas dimensões, criando maiores dificuldades físicas e no cotidiano da
população da área atingida.
42
b) Vantagens do Sistema Separador Absoluto
Permite a implantação independente dos sistemas (pluvial e sanitário)
possibilitando a construção por etapas e em separado de ambos, inclusive
desobrigando a construção de galerias pluviais em maior número de ruas;
Permite a instalação de coletores de esgotos sanitários em vias sem
pavimentação, pois esta situação não interfere na qualidade dos esgotos
sanitários coletados;
Permite a utilização de peças pré-moldadas denominadas de tubos, na
execução das canalizações devida à redução nas dimensões necessárias ao
escoamento das vazões, reduzindo custos e prazos na implantação dos
sistemas;
Acarreta maior flexibilidade para a disposição final das águas de origem
pluvial, pois estes efluentes poderão ser lançados nos corpos receptores
naturais da área (córrego, rios, lagos, etc) sem necessidade prévia de
tratamento o que acarreta redução das seções e da extensão das galerias
pluviais;
Reduz
as
dimensões
das
estações
de
tratamento
facilitando,
consequentemente, a operação e manutenção destas em função da
constância na qualidade e na quantidade das vazões a serem tratadas.
Diante destas circunstâncias é quase inconcebível nos dias de hoje, de
acordo com Mancuso, 2003, serem projetados sistemas unitários de esgotamento.
As variadas formas de tratamento destes efluentes consistem na
remoção de resíduos contaminantes presentes, de acordo com o Plano Nacional do
Saneamento Básico, 2010, utilizando um conjunto de critérios com características
químicas, físicas e biológicas adequadas para este objetivo, e quanto à
classificação, o efluente deve ser devolvido ao rio tão limpo ou mais limpo do ele
mesmo, de forma que não decomponha tais características. Tal efluente presente no
esgoto pode ser tratado próximo ao local onde foi gerado, através de tratamento
anaeróbico, aeróbico, ou mesmo aeróbico com potencializadores de oxidação (tais
43
como U.V, H2O2, limalha de ferro H2Fe03), ou mesmo num sistema centralizado,
mais coletivo (LOPES, N. A., 2004)
Os esgotos podem ser classificados em esgotos domésticos, esgotos
industriais, esgotos sanitários e esgotos pluviais, dependendo de suas origens. De
acordo com a NBR 9648, de 1986, seguem as respectivas definições para cada um:
Esgoto doméstico: despejo líquido resultante do uso da água para a
higiene e necessidades fisiológicas humanas;
Esgoto industrial: despejo líquido resultante dos processos industriais,
respeitados os padrões de lançamento estabelecidos;
Esgoto sanitário: despejo líquido constituído de esgotos domésticos e
industriais, água de infiltração e a contribuição pluvial parasitária. (NBR 7229- 1993).
Esgoto pluvial: são os esgotos provenientes das águas de chuva.
Segundo Von Sperling, 1996, o esgoto doméstico, que é a questão do
presente estudo, é constituído de uma elevada porcentagem de água (90%) e uma
parcela mínima de impurezas, que lhes confere características bastante acentuadas
e críticas, decorrentes de alterações que vão ocorrendo com o passar do tempo
(estado de decomposição), e por isto, se não receberem um tratamento sanitário
adequado causarão a poluição das águas nas quais forem despejados.
Os esgotos sanitários, segundo a FUNASA (Fundação Nacional de
Saúde) - 2004, possuem características físicas, químicas e biológicas específicas,
dependendo da situação e do local onde são descartados. Quando há o projeto
executado para a realização do tratamento desses efluentes, são essas
características que determinam os procedimentos a serem utilizados. As principais
características físicas dos esgotos sanitários são:
Temperatura:
em geral,
é
pouco
superior
à
das águas de
abastecimento. A velocidade de decomposição do esgoto é proporcional ao aumento
da temperatura;
Odores: são causados pelos gases formados no processo de
decomposição, assim o odor de mofo, típico de esgoto fresco é razoavelmente
44
suportável e o odor de ovo podre, insuportável, é típico do esgoto velho ou séptico,
em virtude da presença de gás sulfídrico;
Cor e turbidez: indicam de imediato o estado de decomposição do
esgoto. A tonalidade acinzentada acompanhada alguma turbidez é típica do esgoto
fresco e a cor preta é típica do esgoto velho;
Variação de vazão: depende dos costumes dos habitantes. A vazão
doméstica do esgoto é calculada em função do consumo médio diário de água de
um indivíduo. Estima-se que para cada 100 litros de água consumida, são lançados
aproximadamente 80 litros de esgoto na rede coletora, ou seja, 80%.
Suas principais características químicas são, de acordo com a
FUNASA (2004):
Matéria orgânica: cerca de 70% dos sólidos no esgoto são de origem
orgânica, geralmente esses compostos orgânicos são uma combinação de carbono,
hidrogênio e oxigênio, e algumas vezes com nitrogênio;
Matéria inorgânica: é formada principalmente pela presença de areia e
de substancias minerais dissolvidas.
Segundo a FUNASA (2004), as principais características biológicas do
esgoto são:
Micro-organismos: os principais são as bactérias, os fungos, os
protozoários, os vírus e as algas;
Indicadores de poluição: são vários organismos, cuja presença num
corpo d´água indica uma forma qualquer de poluição. Para indicar a poluição de
origem humana, adotam-se os organismos do grupo coliformes como indicadores.
As bactérias coliformes são típicas do intestino humano e de alguns outros animais,
os considerados de sangue quente. Estão presentes nas fezes humanas (100 a 400
bilhões de coliformes/hab.dia) e são de simples determinação.
45
A utilização da água para fins de abastecimento público origina tais
esgotos, que deverão ter um recolhimento e uma adequada destinação, para não
causar a poluição do solo, a contaminação das águas superficiais e subterrâneas e
para não escoarem a céu aberto proporcionando a propagação de doenças.
Segundo Pereira (2003), o problema é que nem todos os municípios se
disponibilizam a elaborar um tratamento de efluentes, preferindo deixar com que
rios, córregos ou lagos da região se tornem “redes coletoras” de esgoto. Isso ocorre
pelo fato do setor de saneamento não ser encarado como prioridade e, assim, a
ligação é acaba sendo feita diretamente das residências até a superfície de água, ou
então até córregos, para depois serem despejados no rio.
Quando se trata de populações rurais ou periféricas, não há nem
mesmo a capitação básica do esgoto, dados do IBGE, 2000. Nas áreas rurais, é
feito o uso de fossas sépticas, onde o esgoto é despejado e, eventualmente,
recolhido, ou então passa por uma espécie de filtro para ser despejado em
sumidouros.
Fossa séptica é uma unidade que trata, a nível primário, os esgotos
domiciliares. Nela, é feita a divisão físico-química da matéria sólida presente no
esgoto. É encontrada principalmente, como destino de efluentes domésticos em
residências da zona rural e pode ser dividida em (NBR 7229/93):
Câmara de decantação: Local onde se realiza o processo de
decantação da matéria suspensa no material despejado;
Câmara de digestão: Neste compartimento ocorre o acúmulo e a
quebra da matéria decantada;
Câmara de escuma: Espaço reservado para a parte da matéria
que não decantou na primeira parte do processo;
Despejos:
Material
líquido
depositado
das
instalações
domésticas, às quais a fossa séptica presta assistência sanitária, com
exceção da água de chuvas.
Lodo digerido: Semilíquido, produto da digestão do material
decantado na fossa.
46
O processo de funcionamento das fossas sépticas inicia com a
retenção do esgoto que fica detido na fossa durante um período 24horas,
aproximadamente. Simultaneamente, acontece uma sedimentação do material
sólido presente no esgoto. Esse se deposita no fundo da fossa, formando um
semilíquido, denominado lodo, enquanto a outra parte, constituída basicamente por
graxas, óleos e outros materiais fluidos, mantém-se emersa. Esse composto é
chamado escuma (Companhia de Saneamento Básico – CAESB – DF, 2010).
Seguindo a essa etapa, apresenta-se a de digestão anaeróbia do lodo,
que consiste num ataque forte de bactérias anaeróbicas ao lodo, anulando parcial ou
totalmente a ação das substâncias voláteis e dos microrganismos patogênicos. Com
isso, ocorre grande redução de sólidos, líquidos e estabilização dos gases, o que
permite que seus efluentes líquidos sejam dispostos com maior segurança para o
meio ambiente.
Os principais objetivos de uma fossa são (CAESB-DF, 2010):
Evitar o perigo de contaminação de fontes de água responsáveis
por abastecimento dos domicílios;
Impedir alteração das condições de vida dos ecossistemas
aquáticos em suas proximidades;
Impedir poluição de águas subterrâneas que sirvam tanto para
abastecimento direto de seres humanos, quanto irrigação de plantações e
criação de animais.
Há também o caso, segundo a EMBRAPA, 2010, de direcionamento
direto do esgoto até algum córrego próximo.
47
Figura 2: Fossa séptica, filtro e sumidouro, conforme NBR 7229/93 (InfoEscola)
Nas áreas periféricas, na maioria das vezes, não ocorre o uso de
fossas, mas sim de uma forma bem mais precária e mais propensa a causar
doenças, pelo Censo de 2010. Os esgotos são lançados geralmente no meio do
caminho, onde a população passa, a céu aberto. Pelo menos 18,5 milhões de
pessoas - quase a população de Minas Gerais - vivem em áreas urbanas com
esgoto a céu aberto diante de suas moradias. Elas representam 12% da população
pesquisada pelo IBGE no levantamento sobre o entorno dos domicílios. Os números
do Censo 2010 mostram que 11% das moradias em áreas urbanas estão próximas a
valas ou córregos, onde o esgoto domiciliar é despejado diretamente, significando
que são, aproximadamente, 5,1 milhões de residências contribuindo para o aumento
do esgotos sem tratamento.
De acordo com o levantamento do IBGE 2011, 6% da população
brasileira vivem em favelas e similares (aproximadamente 11,4 milhões de pessoas,
vivendo em áreas de ocupação irregular e serviços ou urbanização precários), e
apenas 67,3% dos domicílios localizados nesses aglomerados eram ligados à rede
coletora de esgoto ou dispunham de fossa séptica. Na ilustração a seguir, vemos
48
uma criança dentro de um córrego, numa favela do Rio de Janeiro, onde o esgoto é
diretamente lançado, sem forma alguma de coleta ou tratamento específico.
Figura 3: Córrego com esgoto em favela do Rio de Janeiro (Folha.com).
Na tabela 1, por UNDP, 2010, observa-se que 47,8% dos municípios
não tinham coleta de esgoto, sendo seus principais receptores os rios e o mar; e,
dos 52,2% restantes, que coletam os esgotos, apenas 20,2% tinham tratamento. Em
2007, de acordo com os dados do Sistema Nacional de Informação Saneamento, o
SNIS, (2007), este quadro pouco se alterou, sendo ainda boa parte do esgoto
sanitário que é coletado nas cidades despejado in natura em corpos de água ou no
solo, principalmente em municípios com população inferior a 30 mil habitantes.
49
Tabela 1: Coleta e tratamento de esgoto nos municípios brasileiros (UNDP 2010)
Percentual de Municípios (%)
Coleta de esgoto
Coleta de esgoto
Sem coleta de
com tratamento
sem tratamento
esgoto
Norte
3,6
3,5
92,9
Nordeste
13,3
29,6
57,1
Sudeste
33,1
59,8
7,1
Sul
21,7
17,2
61,1
Centro-Oeste
12,3
5,6
82,1
Brasil (total)
20,2
32,0
47,8
Região
Segundo a Revista ECO 21 (2007), um relatório a respeito do
saneamento no Brasil mostra que, nos últimos anos, pouca coisa se alterou no setor
em que o país se enquadra entre os piores da América Latina. A cobertura dos
serviços de coleta de esgoto – que tem um déficit de atendimento de cerca de 50% não avançou entre 2001 e 2004. Pelo contrário, recuou de 50,9% para 50,3%. Nem
a elevação das tarifas em 41% e o aumento dos investimentos em 22,8% foram
suficientes para melhorar o indicador, que está entre os 48 utilizados pela ONU para
medir os Objetivos de Desenvolvimento do Milênio.
Os investimentos no setor tiveram um aumento significativo em 2004,
de mais de 15% se comparado a 2003. No período de quatro anos, os recursos
aplicados pelas prestadoras de serviços saltaram anualmente de R$ 1,15 bilhão
para R$ 1,41 bilhão, o que representou um acréscimo de R$ 263 milhões. A verba
injetada na ampliação da coleta de esgotos superou em 27,8% a destinada aos
serviços de abastecimento de água, de acordo com o SNIS.
E essa superprodução de esgoto, sabendo que apenas uma mínima
parte é tratada, pode-se dizer que o comprometimento total dos ecossistemas será
inevitável, assim como o fim da água potável no mundo. Nos dias atuais, estima-se
que um terço da população da Terra viva em áreas com escassez de água devido à
degradação ou até mesmo por se tratar de regiões áridas como, por exemplo, áreas
ao norte da África e do Oriente Médio. O que mais agrava nestes locais È a alta
50
densidade demográfica; estima-se que em 2025 dois terços da população do planeta
vão habitar essas regiões (ONU 1998).
Segundo Philippi (2005), a escassez e a poluição dos recursos hídricos
têm consequências sociais, econômicas e ambientais, uma vez que:
Comprometem
o
equilíbrio
dos
ecossistemas,
dificultando
a
conservação da flora e da fauna e a diluição de efluentes;
Provocam doenças por causa da má qualidade ou pela falta de água
em quantidade suficiente para as necessidades mínimas;
Impedem o desenvolvimento socioeconômico, ao prejudicar as
atividades
de
recreação
e
pesca
e
as
propostas
paisagísticas;
o
desenvolvimento industrial, ao dificultar a geração de energia elétrica,
refrigeração de máquinas, produção de alimentos, navegação e turismo; e o
desenvolvimento da agricultura, ao dificultar a produção de cereais, frutas e
hortaliças.
Segundo Camargo (1998), essas situações têm provocado conflitos
regionais, como os ocorridos entre Turquia e Iraque pelas águas do Rio Eufrates;
entre Síria, Israel e Jordânia pelas águas do rio Jordão, mananciais das colinas de
Golã; entre Brasil, Paraguai e Argentina pelas águas do rio Paraná, para geração de
energia elétrica e até mesmo, È conveniente ressaltar a polêmica e os conflitos da
atual transposição das águas do Rio São Francisco, movidos por interesses
políticos, sem o devido respeito à população e a tramitação legal e ambiental.
A legislação ambiental brasileira proíbe o lançamento de esgoto
doméstico in natura nos mananciais hídricos, à exceção do lançamento por
emissários submarinos devidamente projetados para tal fim. Entretanto, o próprio
poder público comete arbitrariedades, consentindo que as cidades despejem seus
dejetos diretamente no ambiente, sem nenhuma forma de tratamento (PESSOA,
1995). Nos casos onde o esgoto é tratado, a disposição final do mesmo é regulada
pela Resolução Conama 357/05 e pelas Leis Federais 9.433/97 e 9.605/98.
51
Segundo Pessoa (1995), a avaliação da qualidade do tratamento e da
possibilidade de descarte num dado corpo receptor depende da medida de certos
parâmetros, conforme segue abaixo:
Parâmetros físicos:
Cor e Turbidez São decorrentes de substâncias dissolvidas ou em
suspensão na água e indicam o estado de decomposição do esgoto.
Esse parâmetro não é usado como forma de controle de esgoto bruto,
mas é usado na caracterização da eficiência do tratamento do efluente
secundário.
Odor Este é causado por gases resultantes da decomposição. De
acordo com Pessoa (1995) há alguns tipos principais de odores bem
característicos:
Mofo é razoavelmente suportável e decorrente de esgoto
fresco.
Ovo podre odor insuportável, decorrente de esgoto velho ou
séptico, que ocorre devido à formação de gás sulfídrico.
Outros odores variados, de produtos podres como repolho,
legumes, peixe, estes são oriundos de matéria fecal; de produtos
rançosos; etc.
Temperatura Altera a densidade, viscosidade e oxigênio dissolvido.
Com a elevação da temperatura, há uma estimulação das atividades
biológicas, resultando na redução de O2, com isso, pode-se implicar em
mortandade aquática.
Sólidos Podem ser suspensos ou dissolvidos.
Parâmetros químicos:
A composição química das diversas substâncias presentes nos esgotos
domésticos é extremamente variável, dependendo dos hábitos da população e de
diversos outros fatores. Esta variação vem sendo verificada devido à utilização de
modernos produtos químicos, entre eles estão os de limpeza, bastante utilizados nas
52
residências. O grau de complexidade da composição química de tais substâncias
vem aumentando significativamente, sendo exemplo notório a presença de
detergentes em concentrações cada vez maiores, bem como alguns inseticidas e
bactericidas, que já merecem estudos específicos de região para região (ROQUE,
1997). As características químicas mais usualmente destacadas são:
pH Indica o equilíbrio dos íons H+ e OH- e representa a acidez ou a
alcalinidade do efluente.
Alcalinidade Mede a capacidade do efluente de neutralizar os
ácidos.
Nitrogênio Pode estar presente no efluente sob várias formas:
molecular, amônia, nitrito ou nitrato.
Fósforo Encontra-se no efluente também em diversas formas:
ortofosfatos, polifosfato, fósforo orgânico.
Oxigênio Dissolvido (OD) Indispensável aos organismos aeróbicos,
a água em condições normais, contém oxigênio dissolvido, cujo teor de
saturação depende da altitude e da temperatura.
Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO) È a quantidade de O2
necessária à oxidação da matéria orgânica, por ação dos microrganismos
aeróbicos. Este parâmetro é a forma mais usada para se medir a quantidade
de matéria orgânica presente num efluente.
Demanda Química de Oxigênio (DQO) È a quantidade de O2
necessária à oxidação da matéria orgânica, por ação de agentes químicos.
Componentes Inorgânicos Contemplam as substâncias inorgânicas
(dissolvidas ou não) destacando-se: arsênio, chumbo, cromo, mercúrio, prata,
cobre, zinco, cianetos.
Componentes Orgânicos Podem ser:
I. Compostos orgânicos voláteis - embora pouco solúveis, são perdidos
para a atmosfera em águas superficiais. Em águas subterrâneas os mesmos são
persistentes.
53
II. Compostos orgânicos tóxicos. Divide-se em:
a) Bifenilas Policloradas (PCB) - em função da inércia química os
PCB’s são estáveis no meio ambiente, apresentando elevada
toxicidade;
b) Organoclorados (Pesticidas e Herbicidas) - esses compostos
orgânicos
são
recalcitrantes
(de
difícil
biodegradabilidade),
permanecendo no meio ambiente por muito tempo. São oriundos da
drenagem de áreas agrícolas e são extremamente tóxicos até
mesmo em baixas concentrações;
c) Fenóis - essas substâncias são originadas em resíduos industriais e
são bastante tóxicas. Quando combinadas com o cloro (usado na
cloração) produzem compostos de odor desagradável;
d) Detergentes - os de natureza não biodegradável causam odor
desagradável; formam espuma, impedindo a troca de O 2 no ar,
sendo tóxicos em concentrações elevadas.
O tratamento dos efluentes pode ser realizado por duas maneiras:
através de sistemas de tratamento descentralizados ou centralizados. Metcalf &
Eddy (2003) apresenta a classificação do tratamento baseado em níveis que pode
ser: preliminar, primário, secundário e terciário.
3.3 SISTEMAS DESCENTRALIZADOS
O tratamento descentralizado de efluentes é a utilização de pequenas
unidades de tratamento de esgoto, que visam solucionar o problema com custos
mais baixos (George Tchobanoglous, 1998). Segundo Hoffman et al (2004), podem
servir para populações de 5.000 a 10.000 habitantes, possuindo exigências
diferentes dos sistemas centralizados, como custos de operação baixos, simples
manutenção, bom funcionamento e resultados eficazes.
Os custos de investimento são determinados pelas dimensões e
material de construção do reator, o tipo de equipamento utilizado e o valor do terreno
54
onde a estação será construída. Já os custos de operação dependerão dos
procedimentos a serem adotados para tratar os diversos tipos de efluentes que
podem chegar à Estação (Hoffman et al, 2004).
Wilderer e Schreff (2000) apontam outras três grandes vantagens para
os sistemas descentralizados: redução do transporte dos esgotos, o que implica na
provável eliminação de elevatórias e reservatórios de estocagem; geração de
grandes oportunidades de reutilização local dos efluentes e de recarga de aquíferos;
e problemas numa unidade simples não causam colapso em todo o sistema.
Neto & Campos (1999) asseguram que identificar a disponibilidade de
espaço e a conformação do sistema de esgotamento já existente são condições
fundamentais para a seleção das soluções em saneamento. Estes, e outros autores,
explicam que, contar com sistemas de tratamento descentralizados pode diminuir os
gastos de transporte do esgoto. Morais et al (1999) exibe a possibilidade de
construção gradativa do sistema como a principal vantagem da opção condominial.
Por este e outros motivos, Sobrinho & Tsutiya (1999) apontam que o
exemplo de condomínios vem sendo compreendido como uma das alternativas para
o elevado custo de implantação do sistema convencional.
3.4 SISTEMAS CENTRALIZADOS
O método centralizado, por outro lado, consiste no tratamento
convencional que coleta o efluente de várias localidades, encaminhando-as para
plantas de sistemas de grande porte, dispondo ou reusando o efluente tratado
geralmente longe do ponto de origem (CRITES & TCHOBANOGLOUS, 1998). É um
sistema que tem uma rede extensa de tubos de coleta, que encaminha o esgoto até
um sistema de tratamento de esgoto central, onde são exigidos métodos de
tratamento intensivo para processar rapidamente grandes volumes de efluentes.
Segundo
Venhuizen
(2004),
entende-se
que,
nas
estações
centralizadas, devem-se levar em consideração os seguintes aspectos:
55
Há um custo referente ao transporte do efluente das habitações até um
destino centralizado que na maioria das vezes é um local longe de onde é gerado o
esgoto;
Durante o transporte há o risco de vazamento e contaminação;
Em alguns casos requer uma rede de tubos especiais, que saia do
empreendimento gerador e vá até a estação centralizada;
Como se trata de uma estação que contempla uma grande demanda
de esgoto, ou seja, geralmente envolve vários bairros, esta modalidade de
tratamento é caracterizada por trabalhar com um volume bastante grande de
efluente, o que significa dizer que:
Haver· um alto custo de implantação, pois será uma estação que
envolverá muitos custos com transporte, acessórios de implantação
(tubulações), custo de manutenção, etc.
Caso haja um problema com a estação, e a mesma não continue em
boas condições de funcionamento, não só uma enorme quantidade
de efluentes deixará de ser tratada, como também haverá um
potencial de risco bastante grande e concentrado. E também muitas
residências poderão ficar ser tratamento durante o tempo que fosse
necessário para finalização dos reparos.
MANCUSO e SANTOS (2002) advertem que sistemas centralizados de
esgoto são ambientalmente insustentáveis, uma vez que a descarga imprevista de
um emissário final, que transporta efluentes de um milhão de pessoas, gera prejuízo
ambiental maior e tem maior possibilidade de ocorrência do que a extrusão de
dezenas de emissários em sistemas compactos transportando em conjunto a mesma
vazão do sistema centralizado.
56
Figura 4: Exemplo
(ambientebrasil.com.br)
das
etapas
de
tratamento
do
esgoto
em
uma
ETE
3.5 TRATAMENTO PRELIMINAR
O tratamento preliminar engloba as etapas de remoção dos sólidos
grosseiros, onde o material de dimensões maiores do que o espaçamento entre as
barras é retido, além da remoção de areia e medição da vazão.
Os sólidos grosseiros são aqueles contidos nos esgotos sanitários e de
fácil retenção e remoção, utilizando procedimentos de gradeamento e peneiramento.
Esta etapa, num tratamento de esgoto, não pode ser deixada de lado, pois
dificilmente um esgoto de caráter doméstico não possui materiais grosseiros.
Há grades grosseiras (espaços de 5,0 a 10,0 cm), grades médias
(espaços entre 2,0 a 4,0 cm) e grades finas (entre 1,0 e 2,0 cm), que são utilizadas
nessa fase do tratamento, envolvendo principalmente a retenção e remoção de
sólidos grosseiros.
57
Além disto, o melhoramento que esta fase proporciona é muito
significativo, já que não só protege os aparelhos de transporte dos esgotos (bombas,
tubulações,
peças),
como
também
os
outros
equipamentos
(raspadores,
removedores, aeradores), além de ser ainda uma ação de caráter conservativo com
os próprios corpos de água receptores, tanto no aspecto estético como nos regimes
de funcionamento de fluxo e de desempenho. É importante ressaltar que nesta
etapa há também uma remoção parcial da carga poluidora. (PESSOA, 1995)
3.6 TRATAMENTO PRIMÁRIO
O tratamento primário é estabelecido exclusivamente por processos
físico-químicos. Nesta etapa, procede-se a equalização e neutralização da carga do
efluente a partir de um tanque de equalização e adição de produtos químicos. Logo
em seguida, ocorre a separação de partículas líquidas ou sólidas pelo meio de
processos de floculação e sedimentação, utilizando floculadores e decantador
(sedimentador) primário (Carvalho, A. R. P., 2009).
A floculação consiste no acrescimento de produtos químicos que
geram a aglutinação e o agrupamento das partículas a serem extraídas, tornando o
peso específico das mesmas maior que o da água, facilitando a fase de decantação.
Já esta etapa, por sua vez, consiste na separação sólido – líquido por meio da
sedimentação das partículas sólidas.
Os tanques de decantação podem ser circulares ou retangulares. Os
efluentes defluem vagarosamente através dos decantadores, consentindo que os
sólidos em suspensão, que apresentam densidade maior do que a do líquido
circundante, sedimentem gradualmente no fundo. Essa massa de sólidos,
denominada lodo primário bruto, pode ser adensada no poço de lodo do decantador
e enviada diretamente para a digestão ou ser enviada para os adensadores (NB 570/1990).
As peneiras rotativas, dependendo da natureza e da granulometria do
sólido, podem substituir o sistema de gradeamento, ou serem postas em
58
substituição aos decantadores primários (NB-7229/1993). O intuito é separar sólidos
com granulometria superior à dimensão dos furos da tela. O fluxo atravessa o
cilindro de gradeamento em movimento, de dentro para fora. Os sólidos são retidos
em função da perda de carga na tela, removidos continuamente e recolhidos em
caçambas.
3.7 TRATAMENTO SECUNDÁRIO
Esta é a tapa na qual ocorre a retirada da matéria orgânica, por meio
de reações bioquímicas. Os procedimentos podem ser Aeróbicos ou Anaeróbicos.
Os processos Aeróbios simulam o processo natural de decomposição, com eficácia
no tratamento de partículas finas em suspensão. O oxigênio é obtido por aeração
mecânica (agitação) ou por insuflação de ar. Já os Anaeróbios se justificam na
estabilização de resíduos feita pela ação de microorganismos, na ausência de ar ou
oxigênio elementar. O tratamento pode ser referido como fermentação mecânica
(CAMPOS, J.R.,1990).
É no tanque de aeração onde a remoção da matéria orgânica é
efetuada por reações bioquímicas, conseguidas por microrganismos aeróbios
(bactérias, protozoários, fungos etc). A base de todo o processo biológico é o
contato ativo entre esses organismos e o material orgânico contido nos efluentes, de
modo que esse possa ser utilizado como alimento pelos microrganismos. Os
microrganismos transformam a matéria orgânica em gás carbônico, água e material
celular (NB-7229/1993).
Na decantação secundária, ocorre a clarificação do efluente e o retorno
do lodo. Os decantadores secundários desempenham um papel fundamental no
procedimento de lodos ativados. Segundo Imhoff, 1986, são os responsáveis pela
separação dos sólidos em suspensão presentes no tanque de aeração,
possibilitando a saída de um efluente clareado, e pela sedimentação dos sólidos em
suspensão no fundo do decantador, permitindo o retorno do lodo em concentração
maior.
59
O efluente do tanque de aeração é contido à decantação, onde o lodo
ativado é separado, voltando para o tanque de aeração. O retorno do lodo é
imprescindível para suprir o tanque de aeração com uma quantidade suficiente de
microrganismos e manter uma reação dos microrganismos, capaz de decompor com
maior eficiência o material orgânico. O efluente líquido oriundo do decantador
secundário pode ser descartado diretamente para o corpo receptor, pode ser
oferecido ao mercado para usos menos nobres, como lavagem de ruas e rega de
jardins, ou passar por tratamento para que possa ser reutilizado internamente
(FORESTI, E., 1998).
Como o lodo contém uma quantidade muito grande de água, deve-se
realizar a redução do seu volume. O adensamento é o processo para aumentar o
teor de sólidos do lodo e, consequentemente, reduzir o volume. Este processo pode
aumentar, por exemplo, o teor de sólidos no lodo descartado de 1% para 5%
(TSUTIYA, M. J. & SOBRINHO, P. A., 1999). Desta forma, as unidades
subsequentes, tais como a digestão, desidratação e secagem, beneficiam-se desta
redução. Dentre os métodos mais comuns, temos o adensamento por gravidade e
por flotação.
O adensamento por gravidade do lodo tem por princípio de
funcionamento a sedimentação por zona, o sistema é similar aos decantadores
convencionais. O lodo adensado é retirado do fundo do tanque.
No adensamento por flotação, o ar é introduzido na solução através de
uma câmara de alta pressão. Quando a solução é despressurizada, o ar dissolvido
forma microbolhas que se dirigem para cima, arrastando consigo os flocos de lodo
que são removidos na superfície.
3.8 TRATAMENTO TERCIÁRIO
Além dos tratamentos em fases preliminar (remoção de sólidos
grosseiros e areia), primário (remoção física e bioquímica de sólidos facilmente
sedimentáveis) e secundário (remoção bioquímica da matéria orgânica dos esgotos),
60
os efluentes ainda podem ser submetidos ao tratamento terciário, que visa à
remoção de organismos patogênicos e também de nutrientes inorgânicos dos
esgotos (MACHADO, I. A., 2005).
Detecta-se a necessidade se utilizar o método terciário de tratamento
quando o efluente do tratamento secundário ainda possui níveis de substâncias ou
organismos que podem provocar problemas quanto ao equilíbrio do corpo receptor,
ou mesmo a seres vivos que deste depende. Por definição os métodos de
tratamento terciário correspondem ao tratamento avançado de efluentes em que se
utilizam técnicas com tamanho poder de remoção dos agentes formadores de
esgoto que acabam por tornar possível até o reuso da água.
Por efeito didático o tratamento terciário pode ser dividido em dois
estudos (Arouca, S.,2005): métodos de tratamento que visam à desinfecção do
esgoto, ou seja, que remove organismos patogênicos dos esgotos e os métodos de
tratamento que visam à remoção de nutrientes, que tem por objetivo evitar o
desequilíbrio quanto à disposição de elementos no corpo receptor, evitando a
eutrofização dos mesmos.
O tratamento terciário pode ser utilizado com a intenção de se
conseguir remoções adicionais de poluentes em águas residuárias, antes de sua
descarga no corpo receptor e/ ou para recirculação em sistema fechado. Essa
operação é também denominada de “polimento”. Em função das necessidades de
cada indústria, os procedimentos de tratamento terciário são muito diversificados; no
entanto podem-se citar as etapas a seguir: filtração, cloração ou ozonização, para a
remoção de bactérias, absorção por carvão ativado, e outros métodos de absorção
química para a remoção de cor, redução de espuma e de sólidos inorgânicos tais
como: eletrodiálise, osmose reversa e troca iônica (Von Sperling, 1996).
Os principais processos de tratamento de efluentes líquidos a nível
terciário são (Nuvolari, A & Costa, R. H., 2011):
REMOÇÃO DE SÓLIDOS DISSOLVIDOS
Osmose Reversa;
Troca Iônica
61
Eletrodiálise Reversa;
Evaporação
REMOÇÃO DE SÓLIDOS SUPENSOS
Macrofiltração;
Microfiltração;
Ultrafiltração;
Nanofiltração;
Clarificação: Ozonização
REMOÇÃO DE COMPOSTOS ORGÂNICOS
Ozonização;
Carvão Ativado.
DESINFECÇÃO
Cloro;
Ozônio;
Dióxido de cloro (ClO2);
Permanganato de potássio;
Cloramidas;
Radiação ultravioleta, entre outros meios.
62
Outros tipos de tratamento de esgoto mais peculiares são dispostos no
fluxograma, no Anexo I.
As figuras 5 e 6 mostram o esgoto proveniente do Hospital do
Subúrbio, Salvador-BA, sendo descartado diretamente no rio Paraguari. De acordo
com o site G1.com, moradores dessa região afirmam que, desde a construção do
Hospital, este se utiliza do rio como rede coletora de todo seu esgoto, aumentando o
índice de infecções, já que às vezes a água poluída ocupa todo o caminho e obstrui
a passagem de pedestres, além de causar mau cheiro, morte de peixes, tartarugas e
até mesmo cobras.
Figura 5: Despejamento de efluentes no rio Paraguari, em Salvador-BA (G1.com Novembro de 2011).
63
Figura 6: Rio Paraguari, mostrando-se bem poluído (G1.com – Novembro de 2011).
3.9 O PERÓXIDO DE HIDROGÊNIO – H2O2
De acordo com Tolentino Junior. J, 2007, a capacidade da separação
das moléculas do Peróxido de Hidrogênio em hidroxilas, quando estão em solução,
faz com que a utilização deste no tratamento dos efluentes nos dê um resultado
eficaz, desintegrando as moléculas as quais tais hidroxilas se unirem.
O peróxido de hidrogênio, conhecido popularmente como água
oxigenada, é proveniente da redução (com a utilização de um único elétron) de
ambos radicais superóxido e hidroperoxila, e é considerado um dos oxidantes mais
potentes que existe, superando o Ácido clorídrico, dióxido de cloro e permanganato
de potássio (Fernandes, J. R, 2003 – Dep. de Química, Faculdade de Ciências,
Universidade Estadual Paulista).
Segundo Fernandes, J. R, 2003, o peróxido se quebra, gerando dois
radicais OH•, que se unirá às moléculas desintegradas dos detritos. Apesar do poder
de reação, peróxido de hidrogênio é um metabólito natural em muitos organismos o
qual, quando decomposto, resulta em oxigênio molecular e água.
64
De acordo com Ricardo Villa, 2007, a hidroxila (OH•), partícula
molecular formada pela separação do H2O2, contém um radical livre, ou seja, um
elétron livre, que não sofreu ainda uma ligação (não foi pareado) com outro elétron
de átomo ou molécula quaisquer (Torres, B. B, 2003). Pode originar-se da reação do
peróxido de hidrogênio com metais de transição, principalmente Fe2+ e Cu+
(radicais de Ferro e Cobre, respectivamente).
A redução, utilizando um único elétron do peróxido de hidrogênio,
quebra a ligação O-O (oxigênio – oxigênio), formando o radical hidroxila e o íon
hidroxila (Lima, M. H, 2005). Além desses tipos de formação, também pode ser
gerado pela homólise da água ou do peróxido de hidrogênio (H2O2), causada por
radiação e pela reação de ácido hipocloroso com superóxido. Radicais hidroxila
estão envolvidos no início da lipoperoxidação em membranas biológicas, assim
como em oxidação e inutilização de proteínas, DNA nuclear e DNA mitocondrial.
Na figura 7, observa-se a molécula de Peróxido de Hidrogênio (H2O2),
antes e após sua separação:
Figura 7: (a) Ligações da molécula de H2O2; (b) Hidroxilas resultantes após quebra da
molécula, com seus radicais livres. (Imagem: Yvanna Cabral)
Estudos têm demonstrado que a formação de peróxido de hidrogênio
(H2O2) pode estar relacionada com a presença de espécies químicas, tais como
65
SO42-, NO3- e H+, nível de precipitação das chuvas, temperatura, direção do vento,
intensidade da radiação solar, etc. (Shiraishi, K. A, 2003) .
A primeira comercialização do peróxido foi ao início do século XIX e,
desde essa data, sua produção mundial cresce a cada ano, de acordo com
Alexandre Delphini Braz, da Universidade Estadual Paulista. Acredita-se que o
peróxido de hidrogênio seja um dos reagentes mais empregados nas mais diversas
aplicações, sendo conduzida com segurança e responsabilidade, para evitar riscos
de queimaduras e explosões.
No controle da poluição, o peróxido de hidrogênio (H 2O2) é empregado
nos processos de branqueamento nas indústrias têxtil, de papel e celulose. E com
grande participação e importância, o peróxido de hidrogênio está presente também
na área médica, pois sua presença deve ser monitorada para se evitar que as
células sofram estresse (Fernandes, J. R, 2002)
O H2O2, de acordo com Ivanildo Luiz de Mattos, do Departamento de
Química da Universidade Estadual Paulista, 2008, pode ser determinado por
volumetria, espectrofotometria, fluorimetria, quimiluminescência, algumas vezes com
o emprego de fibra óptica, cromatografia e por métodos eletroquímicos. Com
exceção dos eletroquímicos, os métodos citados são vulneráveis a espécies
interferentes, apresentam morosidade no tocante ao preparo de amostra e
geralmente requerem o uso de reagentes de preços elevados.
As propostas, fazendo uso de técnicas eletroquímicas, demonstram por
outro lado boas seletividade e sensibilidade, amplo intervalo de determinação e
rápida resposta do eletrodo; além disso, não sofrem interferências em função da
coloração das amostras (Mattos, I. L – 2008). Normalmente, o princípio da detecção
de H2O2 é pela oxidação direta em eletrodos de platina ou carbono, entretanto
devido a elevados valores de potencial aplicados nos eletrodos de trabalho, estes
sensores também são susceptíveis a outras espécies eletroativas.
Peróxido de hidrogênio não é considerado um explosivo, entretanto,
quando misturado com substâncias orgânicas a determinadas concentrações, pode
66
resultar em um componente explosivo bastante perigoso, sendo manuseado
preferencialmente por profissionais capacitados (Shiraishi, K. A, 2003).
Em adição à aceleração da decomposição por meio de contaminantes,
a decomposição de peróxido de hidrogênio pode ser aumentada com a alcalinidade,
incremento da temperatura etc. A taxa de decomposição aumenta aproximadamente
2,5 vezes para cada 10°C de incremento na temperatura. Portanto, soluções devem
ser sempre armazenadas sob temperatura ambiente ou mesmo até sob refrigeração
(Shiraishi, K. A – 2003).
3.10 OS RAIOS ULTRAVIOLETAS – UV
O tratamento por radiação UV está fundamentado na propriedade
deste tipo de radiação ser absorvida pelos microrganismos, causando alterações
estruturais no DNA que impedem a reprodução. Pessoa (1995) caracteriza-o por ser
um método físico, sendo vantajoso por sua eficiência e simplicidade, não requerendo
qualquer adição de substância química ou de aditivos. Neste processo o mecanismo
de funcionamento é baseado em um conjunto de lâmpadas ultravioletas que é
normalmente montado em suportes removíveis para facilitar a manutenção. A
eficiência da desinfecção por radiação UV depende diretamente da intensidade
energética e do tempo de contato. Esse processo de desinfecção proporciona as
seguintes vantagens:
Eliminação dos riscos de formação de compostos organoclorados;
Facilidade de operação e segurança;
Eliminação ou redução do uso de reagentes e produtos químicos.
A luz ultravioleta faz parte do espectro eletromagnético, com
comprimentos de onda entre 100 e 400 nanômetros (nm). Quanto menor o
comprimento de onda, maior a energia produzida. Os raios ultravioleta, embora
invisíveis, são semelhantes à luz visível, e abrangem vários comprimentos de onda e
67
propriedades. UV-A e UV-B fazem parte do espectro ultravioleta e somos
normalmente expostos a cada uma destas faixas todos os dias (DILEK, F. B, 2006).
A luz, bem como outras radiações eletromagnéticas, compreende um
fluxo de fótons, cuja quantidade de energia é definida pela equação:
E = hc / λ = hv (J)
Sendo E inversamente proporcional ao comprimento de onda (λ), onde
h é a constante de Plank, c é a velocidade da luz e v é a frequência. J é a unidade
Joule (Environmental Protection Agency – EPA, 2009).
Para que ocorra fotólise (dissociação) de uma molécula pela absorção
de um fóton, é necessário que a energia do fóton exceda a energia de ligação a ser
clivada.
O espectro do UV é dividido em quatro bandas (EPA, 1999):
• UV-A : 315 a 400 nm
• UV-B : 280 a 315 nm
• UV-C: 200 a 280 nm
• UV-V: 100 a 200 nm
A radiação UV-V (¨Vacuum¨), geralmente utiliza lâmpadas de Xe (. =
172 nm) promove a fotólise da água, produzindo radicais hidroxilas e átomos de
hidrogênio que irão degradar os contaminantes presentes na água (DOMÈNECH,
JARDIM, LITTER, 2001).
A exposição à ultravioleta pode ser prejudicial, ou não, dependendo do
tipo de UV, da duração da exposição e, também, de diferenças individuais na reação
aos raios UV. A diferença entre as faixas tem a ver com sua propriedade de penetrar
68
as superfícies do corpo: A UV-A, conhecida como "UV de onda longa", ou "luz
negra", representa a maior parte dos raios UV emitidos pelo sol.
É responsável por grande parte do efeito de bronzeamento da pele e,
em termos gerais não é prejudicial. É usada no tratamento médico de certas
doenças da pele. A UV-B é uma parte pequena, porém perigosa, da luz solar. A
maior parte é absorvida pela camada de ozônio (DILEK, F. B, 2006).
Os raios Ultravioleta Germicidas têm um pico em um comprimento de
onda de 253.7 nanômetros (1 nanômetro = 1/1,000,000,000,000 de um metro) e é
conhecida por sua habilidade de destruir microrganismos como vírus, bactéria e
mofos. Microrganismos contidos em pequenas gotas de água no ar podem transmitir
doenças como varíola, tuberculose e gripe de uma pessoa para outra. A UV
germicida tem sido utilizada com segurança em hospitais, clínicas, laboratórios e nas
indústrias alimentícias, farmacêuticas, cosméticas, laticínios e outras, há mais de
cinquenta anos (ELMORSI, T. M., 2010).
Lâmpadas de baixa pressão, semelhantes às lâmpadas fluorescentes
normais, são projetadas especialmente para produzir raios de UV Germicida, com
vidro especial que bloqueia os raios que geram ozônio. Estas lâmpadas são
disponíveis em vários formatos e tamanhos e todas convertem a maior parte da
energia consumida em UV Germicida de 253.7 nm.
A principal diferença entre a lâmpada germicida e a fluorescente é que
a germicida é construída com quartzo, ao passo que a fluorescente é com vidro, com
camada interna de fósforo que converte a luz UV para luz visível. Colisões entre
elétrons e átomos de mercúrio provocam emissões de radiação ultravioleta, que não
é visível ao olho humano. Quando esses raios colidem com o fósforo, eles
"fluorescem" e se convertem em luz visível. O tubo de quartzo transmite 93 % dos
raios UV da lâmpada enquanto que o vidro (vidro macio) representa um escudo
contra a radiação UV, por permitir uma transmissão mínima da radiação.
As lâmpadas devem ser montadas em dispositivos especiais e
localizadas de maneira que as pessoas não sejam expostas à radiação direta,
segundo Elmorsi. As lâmpadas mais modernas e compactas são mais avançadas
69
tecnologicamente, produzem uma quantia maior de UV-C, são mais duráveis e têm
maior vida útil. Estas lâmpadas mais curtas e compactas também permitem uma
variedade maior nos próprios aparelhos projetados especialmente para maximizar os
efeitos germicidas em ambientes, corredores e cantos.
A transmissão de UV é definida com porcentagem da luz UV com
comprimento de onda de 254 nm, não absorvida após passar através de uma
espessura de água de 1 cm. A transmissão depende de materiais dissolvidos e
suspensos na água. Transmissões reduzidas diminuem a intensidade da luz na
água, requerendo, portanto, maior exposição de tempo, afim de que a água receba
uma dose apropriada.
A claridade visual de uma água não é um bom indicador de sua
transmissão, uma vez que a água que é clara para luz visível, pode absorver o
comprimento de onda da luz ultravioleta. A melhor forma de medir a transmissão de
luz ultravioleta na água é fazer a medição com uma pequena amostra em um
aparelho chamado fotômetro, que mede especificamente a transmissão do
comprimento de onda 254 nm na água. O fotômetro informa o resultado em forma de
porcentagem. Por exemplo, transmissão: 25%, 70%, 79%, 85%, 99%, etc.
Redução de COT (TOC) Carbono Orgânico Total: Outra importante
aplicação de ultravioleta é o uso em processos de oxidação avançada, utilizando-se,
por exemplo, UV+H2O2 (peróxido de hidrogênio), UV+O3 (ozônio) e UV+TiO2
(dióxido de titânio).
Oxidando-se efluentes de indústrias químicas, farmacêuticas ou
cosméticas com os processos acima, é produzido o radical OH que quebra cadeias
complexas de efluentes, transformando-as em subprodutos mais simples, ou mesmo
em CO²+H²O. A presença dos raios UV como catalisador aumenta a eficiência da
degradação causada pelo Peróxido em 2,5 vezes (Von Sperling, 1999).
70
Figura 8: Croqui de uma lâmpada fluorescente normal e de outra do tipo UV. (Elmorsi,
2010)
4 MATERIAIS E MÉTODOS
4.1 O ESTUDO DE CASO
Sabendo da capacidade oxidante do Peróxido de Hidrogênio e de suas
propriedades de desintegração praticamente total de partículas de impurezas, foi
introduzido, em laboratório, o estudo sobre o tratamento de efluentes com a
utilização deste. O primeiro passo foi analisar a vantagem em se empregar esse
método, observando os pontos positivos e negativos, a fim de aproveitar ao máximo
de seus benefícios.
Para realizar os primeiros testes, seria necessário se utilizar uma
solução orgânica, que desse uma melhor percepção da degradação que o Peróxido
pudesse realizar. Para isso, foi utilizada solução aquosa orgânica, composta de
água gaseificada, açúcar, extrato vegetal de cola, cafeína - por ser de cor escura,
dando melhor visualização do produto final.
Em quatro tubos de ensaio, foram dispostos 40 ml (quarenta mililitros)
da solução orgânica e, posteriormente, adicionados a quatro diferentes e gradativas
dosagens de Peróxido de Hidrogênio.
No primeiro tubo, foram adicionados 10 ml (dez mililitros) de Peróxido à
solução já contida, sendo essa dosagem uma proporção de 1:75. No segundo tubo,
71
foram adicionados 20 ml de Peróxido, sendo uma proporção de 1:50. No terceiro
tubo, foram adicionados 30 ml, sendo uma proporção de 1:25. No quarto e último
tubo, foram adicionados 40 ml de Peróxido, resultando em uma proporção de 1:1, a
mais forte.
Deixando as amostras em repouso e à exposição de raios ultravioleta
(raios UV), foi analisado o desempenho da solução por cada hora e feita a
observação de que o conteúdo ia adquirindo uma aparência cada vez mais
transparente e clara. Isso ocorreu devido à degradação das moléculas da solução
orgânica e sua posterior união com os radicais hidroxila gerados da separação do
H2O2.
O percentual de eficiência de cada dosagem segue no gráfico abaixo,
vendo que quanto menos peróxido adicionado na solução, menores eram os níveis
de desintegração.
Gráfico 1: Ação do peróxido em cada tubo de ensaio. (Dados: Yvanna Cabral)
No gráfico 1, pode-se observar que os níveis de purificação,
conquistados em 24 horas, são excelentes, variando a cada dosagem contida nos
tubos, dada a legenda.
72
Terminado o período de 24 horas, a partir dos resultados obtidos com a
solução orgânica, foi possível ver que é mais satisfatória a dosagem de 1:1,
obtendo-se desintegração praticamente total do conteúdo, contendo líquido
parcialmente límpido e transparente, como a água. Partículas que não sofreram a
completa ação do Peróxido praticamente ficaram despercebidas. Mas sendo o
estudo elaborado para algo de proporções bem maiores e que esteja visando
eficiência e baixo custo, a dosagem 1:75 pode ser adotada e se conquistar um bom
resultado. As variações ocorrem devido ao tempo (quanto maior o tempo, melhores
resultados), exposição aos raios UV e níveis de Peróxido presentes na solução.
4.2 OS EXPERIMENTOS COM O ESGOTO
A partir dos testes realizados com a solução orgânica, onde dosagem e
tempo foram obtidos, foi possível realizar os experimentos utilizando o efluente in
natura, seguindo a mesma linha de raciocínio com relação às dosagens e tempo de
repouso.
As amostras foram coletadas, diretamente das fontes de lançamento
de efluentes, e separadas em quatro tubos de ensaio, das mesmas formas feitas
com a solução, em temperatura ambiente e expostas à luz solar, para que houvesse
uma observação mais nítida para obtenção dos resultados.
Os ensaios do tratamento do efluente foram realizados obtendo uma
solução, que utilizou como reagente o peróxido de hidrogênio (H2O2), tendo como
agente catalisador a presença dos raios UV. Os experimentos foram monitorados
para verificar o tempo que o esgoto levaria para ser degradado pelo peróxido,
analisando a redução da matéria orgânica até sua total eliminação.
Os pontos selecionados para análise nos procedimentos foram: a
quantidade de peróxido de hidrogênio que deveria usada para obter a eficácia do
procedimento e o tempo para tal, sabendo que estaria à exposição aos raios
ultravioleta de forma artificial, emitido por lâmpadas, sendo uma instalação fechada
73
e em segurança, com relação à área residencial estar livre dos riscos de odores e
“animais de esgoto”.
Assim como ocorreu com a solução orgânica, a variação e as
porcentagens de desintegração se mantiveram as mesmas durante todo o
procedimento, tendo como ação mais satisfatória a dosagem 1:1, mas a dosagem
necessariamente adequada a se considerar também foi a de 1:75. Então, dessa
forma, o teste é realizado em uma proporção maior.
Sendo esta uma forma de tratamento no âmbito coletivo e fechada (o
catalisador será gerado através de lâmpadas que emitem os raios UV), instalada
para solucionar os problemas de esgoto de um condomínio, pode ser considerada a
dosagem 1:75, ou seja, para cada litro de esgoto, foi utilizado 250ml de solução de
peróxido de hidrogênio, obtendo, ao final de 24 horas, água e uma fina e densa
camada pastosa restante do efluente.
4.3 MEMORIAL DE CÁLCULOS
Este projeto, no que diz respeito a determinação de valores e
resultados, corresponde às condições técnicas da legislação relacionada ao
tratamento de esgotos e à proteção do meio ambiente do Estado do Rio de Janeiro,
em particular observa o que estabelece a DZ 215 R4 – Diretrizes de controle de
carga orgânica biodegradável em efluentes líquidos de origem sanitária, da FEEMA
– Fundação Estadual de Engenharia do Meio Ambiente (que hoje é o Instituto
Estadual do Ambiente – INEA), e adota parâmetros de projeto condizentes (Anexo
II).
Para se determinar vazão diária de efluentes e custos de construção e
manutenção de uma Estação de Tratamento de Esgoto (ETE), segue abaixo o
memorial de cálculo, que estabelece os valores necessários.
74
4.3.1 Moradores do Condomínio
Nº de apartamentos: 6 (blocos) x 5 (andares) x 4 (ap/andar) = 120
Ocupação: 4 moradores por apartamento
População (Pop) = 120 x 4 = 480 moradores em todo o condomínio
4.3.2 Vazões
Contribuição “per capita” de esgoto (q)
De acordo com a tabela II da DZ 215 R4, da FEEMA, para Padrão Alto,
a contribuição per capita de esgoto deve ser 250L/dia.
Vazão média (Qmed):
Vazão Máxima (Qmáx):
Coeficiente de reforço do dia de maior consumo (k1) = 1,2
Coeficiente de reforço da hora de maior consumo (k 2) = 1,5
Carga Orgânica:
Contribuição orgânica per capita (c)
De acordo com a tabela II da DZ 215 R4, da FEEMA, para Padrão Alto,
a contribuição unitária de esgoto deve ser 60g DBO/dia.
75
Carga orgânica diária (Ca):
De acordo com a tabela IV da DZ 215 R4, da FEEMA, para cargas
entre 25 e 80 kg DBO/dia, a eficiência mínima de remoção de matéria orgânica deve
ser de 80% e as concentrações máximas de DBO e RNFT deve ser de 60 mg/L.
Ainda de acordo com a DZ 215 R4, o sistema de tratamento deverá atender ou às
eficiências mínimas ou as concentrações máximas permitidas conforme a citada
tabela.
Logo, em um Condomínio de grande porte, com média de 480
moradores, há a produção (Vazão média) de 120 m³ de esgoto por dia. Ou seja,
aproximadamente 120.000 litros de esgoto são produzidos e lançados ao ambiente
por dia, pelo condomínio, sem qualquer tipo de tratamento e logo chegando aos rios,
de onde é tirada a água para o consumo da população, sabendo que o tratamento
da água deveria ser antecedido pelo tratamento de esgoto.
4.3.3 Capacidade dos reservatórios
Sendo, então, produzidos diariamente 120.000 litros de esgoto
diariamente pelo Condomínio, serão dispostos 4 reservatórios, com capacidade de
80m³ cada, o suficiente para receber uma média de 60.000 litros de esgoto (média
de 12 horas de efluente produzido), onde a dosagem do Peróxido de Hidrogênio
será adicionada de forma intercalada, da seguinte maneira:
1º Reservatório: Efluente + metade da dosagem diária de H2O2, já
recebendo as primeiras degradações deste e dos raios UV ;
76
2º Reservatório: Efluente em repouso, sofrendo ações do Peróxido, já
adicionado no primeiro reservatório, e dos raios UV;
3º Reservatório: Efluente + a metade restante da dosagem de H2O2, e
ainda sofrendo ações do ultravioleta;
4º Reservatório: Efluente em repouso, concluindo os procedimentos
com o peróxido e UV, e preparado para ser eliminado.
Dessa maneira, o processo de tratamento completo terá duração de 48
horas, onde o efluente terá o tempo suficiente para sofrer a decomposição causada
pelo H2O2 e os raios UV. Além de receber o peróxido a partir do primeiro
reservatório, a emissão de raios ultravioleta, feita através de lâmpadas com radiação
UV, será efetuada durante todo o procedimento da estação, originando afinal uma
substância, cujo teor de poluição é praticamente zero.
4.4 DEFINIÇÕES DE CUSTOS
Dentre todos os sistemas já apresentados, verifica-se uma tendência à
procura pela redução do investimento inicial na instalação de uma Estação de
Tratamento de Esgoto - ETE, bem como pela minimização do custo operacional. Um
dos fatores que eleva o custo de operação é o uso intensivo de equipamentos, com
o consequente aumento nas despesas de energia elétrica. O custo da energia e sua
escassez em várias regiões do mundo também têm motivado pesquisas para a
criação de soluções com menor demanda energética.
Sob a ótica da redução no investimento inicial, têm-se desenvolvido
soluções para implantação gradativa ou modular de ETEs, sendo as estações do
tipo compactas e simplificadas. A descentralização traz como vantagem a
diminuição nos custos da rede coletora de esgoto.
A manutenção da estação deverá ser feita de modo que esta não seja
comprometida, no que diz respeito à sua funcionalidade e eficiência, já que, seja de
forma eletrônica ou manual, os agentes devem “trabalhar” de maneira correta e
regular.
77
Para degradar 120.000 litros diários de esgoto, baseando na dosagem
de 1:75, serão utilizados 30.000 litros de Peróxido de Hidrogênio, sendo dividido em
15.000 litros para o primeiro reservatório e 15.000 para o terceiro.
Para suprir a cota diária de Peróxido, este é encomendado por carretas
tanque, com capacidade para 35.000 litros, cuja quantidade desejada faz o preço do
litro cair para R$0,30 (naturalmente, o preço de um único litro de H 2O2 é R$6,30 –
Fonte: Reagel, Itaperuna-RJ). Sendo assim, obtemos um valor de R$9.000,00
diários para o Peróxido, que ao final de 30 dias resultará em R$270.000,00.
Uma lâmpada fluorescente de 23W, que será a fonte dos raios UV,
consome aproximadamente 0,040 kWh (Fonte: Ampla). Sendo assim, ao final de um
mês, temos:
O custo por kWh, segundo a Empresa Ampla, é de R$0,42701. Em um
mês, serão gastos 28,8 kWh por lâmpada, o que nos dá, num total, 460,80 kWh,
sabendo que serão, ao todo, 16 lâmpadas, 4 para cada reservatório. Estabelecendo
em custo, teremos:
Totalizando os gastos para manutenção em um mês, dividindo
igualmente entre as 120 unidades habitacionais do Condomínio:
78
5 RESULTADOS
O resultado de todo o estudo foi satisfatório por completo. Temos um
Condomínio de Padrão Alto, com 120 apartamentos, que é capaz de ter uma
estação de tratamento alternativa totalmente eficiente, em um valor acessível, para
os habitantes de um condomínio desse padrão.
A remoção das impurezas e outros tipos de contaminação, presentes
no esgoto, chegou ao nível de 95%, podendo dizer, então, que o produto final,
devolvido ao rio, foi água, já parcialmente tratada, utilizando o método de Peróxido
de Hidrogênio, mais o catalisador raio ultravioleta .
Fazendo uma análise comparativa com Wetlands e Lagoas, outras
formas de tratamento de efluentes, temos os gráficos 2 e 3, baseando nas mesmas
proporções de quantidade de efluente a ser tratado, utilizadas no presente estudo.
A Wetland é o tratamento formado por sistemas artificialmente
projetados para utilizar plantas aquáticas (macrófitas) em substratos como areia,
cascalhos ou outro material inerte, onde ocorre a proliferação de biofilmes que
agregam populações variadas de microrganismos os quais, por meio de processos
biológicos, químicos e físicos, tratam águas residuárias. constituindo ecossistemas
artificiais com diferentes tecnologias, utilizando os princípios básicos de modificação
da qualidade da água das wetlands naturais.
A Lagoa Facultativa é o sistema mais simples de lagoas de
estabilização. Consiste na retenção dos esgotos por um período de tempo suficiente
para o desenvolvimento de processos naturais de estabilização da matéria orgânica
(Von Sperling, 2005).
79
Gráfico 2: Comparação entre eficiência de diferentes Tratamentos de Efluentes (Gráfico:
Yvanna Cabral / Fonte: Dados da PUC-GO)
Gráfico Comparativo para Purificação de Esgoto
Níveis de Purificação
Tipos de Tratamento de Efluentes
100,00%
95,00%
70,00% 65,00%
80,00%
Peróxido de Hidrogênio + UV
60,00%
Wetland
40,00%
Lagoa Facultativa
20,00%
0,00%
Gráfico 3: Comparativo entre os custos de diferentes Tratamentos de Efluentes (Gráfico:
Yvanna Cabral / Fonte: Dados da PUC-GO)
Gráfico Comparativo de Custos
Tipos de Tratamento de Efluentes
R$ 5.443,20
R$ 6.000,00
R$ 3.780,00
Custos
R$ 5.000,00
Peróxido de Hidrogênio + UV
R$ 4.000,00
R$ 3.000,00
R$ 2.000,00
R$ 2.251,64
Wetland
Lagoa Facultativa
R$ 1.000,00
R$ 0,00
Analisando os gráficos, observa-se que a instalação de uma Central de
Tratamento de Esgoto Descentralizada é de grande vantagem, oferecendo
qualidade no tratamento e baixo custo, em comparação com outros procedimentos
já conhecidos. A eficiência é de suma importância para implantação de um projeto
de tratamento de esgoto, deve ser analisada paralelamente com os requisitos de
área, com a viabilidade econômica e com o tempo de finalização dos procedimentos.
80
6 CONCLUSÃO
Neste trabalho avaliou-se a degradação química, auxiliada pela
fotodegradação, do efluente produzido por um Condomínio de grande porte por um
processo de oxidação avançado.
O resultado obtido ao final de todos os testes, tanto nas pequenas
como em grandes proporções, foi totalmente satisfatório, no que diz respeito à
utilização do peróxido como reagente oxidante das substâncias e quanto a qualidade
da água resultante na finalização do tratamento, que estava aproximadamente 95%
tratada e pronta para retornar ao ambiente.
Conforme ensaios realizados, a melhor dosagem de Peróxido de
Hidrogênio (H2O2), em parâmetros de eficiência e custo, foi a de 1:75, ou seja,
diariamente, os estimados 120.000 litros de esgoto produzidos pelo Condomínio
receberão 30.000 litros de H2O2, sendo também submetidos a raios ultravioleta,
durante as 24 horas diárias, em um procedimento que se totaliza em 48 horas,
dando ao final de um mês R$196,77 de consumo de energia, totalizando R$2.251,64
para cada uma das 120 unidades familiares que compõem tal condomínio.
Ficando uma taxa de condomínio tão elevada (Nota: condomínios de
alto padrão tem sua taxa entre R$600,00 a R$1.000,00, que seria acrescido ao valor
de manutenção da estação), pode-se obter a seguinte sugestão:
Aumentar o volume dos reservatórios, aumentando consequentemente
o fator “tempo”, para que, com a maior de permanência do efluente na estação,
este sofra uma maior atuação do Peróxido e dos raios UV.
Ou seja, se obtivermos quatro reservatórios com capacidade de
120.000 litros de efluente cada, fazendo com que o procedimento tenha duração de
96 horas (4 dias), podemos reduzir o volume de H 2O2 pela metade, o que acarretará
na redução pela metade também do valor final para cada apartamento, e mantendo
a mesma eficiência no tratamento. Ou, se obtivermos oito reservatórios com
capacidade para 120.000 litros de efluente, aumentando o procedimento para 192
horas (8 dias) e reduzindo o volume de H 2O2 para ¼, e assim também o seu custo.
Note nos cálculos abaixo:
81
Para 4 reservatórios de 120.000 litros cada, utilizando 15.000
litros de H2O2 para o tratamento:
Para 8 reservatórios de 120.000 litros cada, utilizando 7.500
litros de H2O2 para o tratamento:
Seguindo essa sugestão, o valor a pagar mensalmente se tornará
acessível e sem comprometer os resultados, mantendo assim os mesmos padrões
obtidos anteriormente. Todo o estudo foi desenvolvido considerando um município
que não contém uma Estação de tratamento de efluentes (ETE) e que todo seu
esgoto seja descartado da forma in natura. Geralmente, os gastos, tanto de
implementação quanto de manutenção das ETE’s, são de responsabilidade do poder
público. Porém, há casos que levam os moradores a tomar medidas e manter eles
mesmos o funcionamento da estação.
Figura 9: Bairro Garrafão, em Guapimirim-RJ (Google Maps)
82
Figura 10: Bairro Garrafão, em Guapimirim-RJ (Google Maps)
Nas figuras 9 e 10, vemos a localização do Bairro Garrafão, localizado
no município de Guapimirim-RJ. Esse bairro, por exemplo, desde o ano 2000, foi
tranformado em uma reserva florestal pelo IBAMA, por se localizar dentro da Serra
dos Órgãos. As residências, na época, valiam o equivalente a R$200.000,00, mas
hoje não valem muita coisa. Este bairro era uma antiga fazenda que foi loteada na
década de 70, porém nunca teve sistema de esgoto, e por ter essa localização,
numa reserva, foi desvalorizado. Seria, então, um local adequado para a instalação
do sistema elaborado nesse estudo.
83
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84
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Tolentino Junior, J - Revista de Ciência & Tecnologia, Volume 7 nº 2 – Dezembro de
2007
Universidade Federal de Campina Grande, Paraíba - História do Saneamento –
Departamento de Engenharia Civil
85
86
Anexo II
Fonte: INEA (www.inea.rj.gov.br)
DZ-215.R-4 – Diretriz De Controle De Carga Orgânica Biodegradável Em Efluentes
Líquidos De Origem Sanitária
Notas:
Aprovada pela Deliberação CECA n° 4886, de 25 de setembro de 2007
Republicada no DOERJ de 08 de novembro de 2007.
1
OBJETIVO
Estabelecer exigências de controle de poluição das águas que
resultem na redução de carga orgânica biodegradável de origem sanitária, como
parte integrante do Sistema de Licenciamento de Atividades Poluidoras – SLAP.
2
ABRANGÊNCIA
Abrange
as
seguintes
atividades
e
inclui
disposições
para
comunidades de baixa renda:
a)
atividades não industriais - loteamentos, edificações residenciais multifamiliares,
grupamentos de edificações residenciais multifamiliares, centros comerciais,
pequenas e grandes estruturas de apoio e embarcações de pequeno e médio
portes, (PEAs e GEAs), edifícios públicos, estabelecimentos de serviços de saúde,
escolas, hotéis e similares, restaurantes, mercados, hipermercados, centro de
convenções, portos, aeroportos, autódromos, atividades agropecuárias, canteiros de
serviços, sistemas de tratamento de esgotos sanitários e ETEs de Concessionárias
de Serviços de Esgotos.
b)
esgotos sanitários gerados em indústrias com sistema de tratamento
independente.
87
3
INTRODUÇÃO
À luz da experiência obtida na FEEMA nos últimos anos, na área de
controle de efluentes líquidos de origem sanitária, com base no que vem sendo
recomendado pela ABNT (NBR-7229, que estabelece exigência de fossa séptica
seguida de tratamento complementar e/ou dispositivo final) e também na estratégia
de controle já adotada por outros países, em conseqüência dos acentuados riscos
de comprometimento dos recursos hídricos nas regiões de maiores concentrações
populacionais, passa a ser adotado, pela CECA e pela FEEMA, o enfoque de níveis
mínimos de remoção de carga orgânica e sólidos em suspensão para
dimensionamento de tratamento de efluentes sanitários, baseados em níveis da
tecnologia existente, independentemente da capacidade assimilativa dos corpos
receptores.
Exigências adicionais serão feitas sempre que for necessária a
compatibilização dos lançamentos com os critérios e padrões de qualidade de água
estabelecidos para o corpo receptor, segundo seus usos benéficos (DZ-101) ou
segundo classes que agrupam determinados usos preponderantes (Resoluções
CONAMA nos 357, de 17.03.05 e 274, de 29.11.00). Esses usos e classes estão
relacionados a limites e condições estabelecidas na legislação em vigor, que
definem teor de oxigênio, pH, ausência de cor, valores máximos de poluentes e
outras características associadas ao impacto de esgotos e outros efluentes sobre os
ecossistemas aquáticos.
A disponibilidade de abastecimento de água no interior do Estado é
inferior a da Região Metropolitana, daí terem sido adotados valores “per capita”
menores para o interior, para o mesmo padrão de habitação (Tabela 2)
4
LEGISLAÇÃO BÁSICA
4.1
4.1.1
LEGISLAÇÃO FEDERAL
Resolução CONAMA nº 274, de 29 de novembro de 2000 – Estabelece as
categorias em que serão avaliadas as águas doces, salobras e salinas destinadas a
balneabilidade.
88
4.1.2
Resolução CONAMA nº 357, de 17 de março de 2005 – Dispõe sobre a
classificação dos corpos de água e diretrizes ambientais para o seu enquadramento,
bem como estabelece as condições e padrões de lançamento de efluentes, e dá
outras providências.
4.1.3
RDC nº 50, de 21 de fevereiro de 2002 - Dispõe sobre o Regulamento
Técnico para planejamento, programação, elaboração e avaliação de projetos físicos
de estabelecimentos assistenciais de saúde.
4.1.4
Lei no 6.766, de 19 de dezembro de 1979 - Dispõe sobre o Parcelamento do
Solo Urbano e dá outras Providências, e alterações impostas pela Lei nº 9785 de 29
janeiro de 1999.
4.1.5
Resolução CNRH no 65, de 07 de dezembro de 2006 - Estabelece diretrizes
de articulação dos procedimentos para obtenção da outorga de direito de uso de
recursos hídricos com os procedimentos de licenciamento ambiental.
4.2
4.2.1
LEGISLAÇÃO DO ESTADO DO RIO DE JANEIRO
Decreto-Lei nº 134, de 16 de junho de 1975 – Dispõe sobre a prevenção e o
controle da poluição do meio ambiente no Estado do Rio de Janeiro, e dá outras
providências.
4.2.2
Lei nº 2.661, de 27 de dezembro de 1996 - Regulamenta o disposto no art.
274 (atual 277) da Constituição do Estado do Rio de Janeiro no que se refere à
exigência de níveis mínimos de tratamento de esgotos sanitários, antes de seu
lançamento em corpos d’água e dá outras providências, e suas alterações
introduzidas pela Lei nº 4.692/05.
89
Lei nº 3.467, de 14 de setembro de 2000 – Dispõe sobre as sanções
4.2.3
administrativas derivadas de condutas lesivas ao meio ambiente do Estado do Rio
de Janeiro, e dá outras providências.
Decreto nº 1.633, de 21 de dezembro de 1977 – Regulamenta em parte o
4.2.4
Decreto-lei nº 134, de 16 de junho de 1975, e institui o Sistema de Licenciamento de
Atividades Poluidoras.
4.2.5
Portaria SERLA nº 567, de 07 de maio de 2007 - Estabelece critérios gerais
e procedimentos técnicos e administrativos para cadastro, requerimento e emissão
de Outorga de Direito de Uso de recursos hídricos de domínio do Estado do Rio de
Janeiro, e dá outras providências.
4.2.6 Legislação aprovada pela Comissão Estadual de Controle Ambiental – CECA,
com base no Decreto-lei nº 134/75 e Decreto nº 1.633/77:
·
DZ-101 – Corpos d'Água – Usos Benéficos;
·
NT-202 – Critérios e Padrões para Lançamento de Efluentes Líquidos;
·
DZ-205 – Diretriz de Controle de Carga Orgânica em Efluentes Líquidos de
Origem Industrial;
·
·
MF-402 – Método de Coleta de Amostras de Efluentes Líquidos Industriais;
MF-438 – Método de Determinação de Resíduos Não Filtráveis Total, Fixo e
Volátil (Método Gravimétrico);
MF-439 – Método de Determinação de Demanda Bioquímica de Oxigênio –
·
DBO;
·
DZ-942 – Diretriz de Implantação do Programa de Autocontrole – PROCON.
90
5
DOCUMENTOS DE REFERÊNCIA
Normas da Associação Brasileira de Normas Técnicas:
·
NBR-7.229 – Projeto, construção e operação de sistemas de tanques sépticos.
·
NBR-12.209 – Projeto de estações de tratamento de esgoto sanitário.
·
NBR-13.969 - Tanques sépticos - Unidades de tratamento complementar e
disposição final dos efluentes líquidos - Projeto, construção e operação.
·
NBR-8.160 - Sistemas prediais de esgotos sanitários - Projeto e execução.
6
DEFINIÇÕES
Para os efeitos desta Diretriz são consideradas as seguintes
definições:
6.1
MATÉRIA ORGÂNICA BIODEGRADÁVEL – é a parcela de matéria orgânica
de um efluente suscetível à decomposição por ação microbiana, nas condições
ambientais. É representada pela Demanda Bioquímica de Oxigênio – DBO e
expressa em termos de concentração (mg O2/L) ou de carga (kg O2/dia).
6.2
DEMANDA BIOQUÍMICA DE OXIGÊNIO (DBO) – quantidade de oxigênio
utilizada na oxidação bioquímica de matéria orgânica. Para efeito desta Diretriz será
considerado o teste de DBO em 5 dias (MF-439).
A DBO é expressa em mg O2/L (concentração). Pode também ser
expressa em kg O2/dia (carga), considerando-se a concentração medida e a vazão
média diária do efluente:
carga (kg O2/dia) = DBO (mg O2/L) x vazão (m3/dia) / 1000
91
6.3
RESÍDUOS NÃO FILTRÁVEIS TOTAIS (RNFT) OU SÓLIDOS EM
SUSPENSÃO TOTAIS (SST) – quantidade de sólidos que fica retida no meio
filtrante quando se submete um volume conhecido de amostra à filtragem (MF-438).
Expressa em mg RNFT/litro (concentração), ou kg RNFT/dia (carga),
ou mg de SST/litro (concentração), ou kg SST/dia (carga).
6.4
EFLUENTES ORGÂNICOS DE ORIGEM SANITÁRIA – esgotos sanitários,
domésticos
e
outros
despejos
contendo
matéria
orgânica
biodegradável
provenientes de atividades poluidoras não industriais e os esgotos sanitários
gerados em indústrias com sistema de tratamento independente.
6.5
POPULAÇÃO RESIDENTE – aquela que habita no domicílio urbano em pelo
menos 70% do ano.
6.6
POPULAÇÃO FLUTUANTE – aquela que habita 30% do ano em dois
domicílios, em época de férias, feriados e fins de semana.
7
7.1
EXIGÊNCIAS DE CONTROLE
A quantificação da carga orgânica produzida será feita levando-se em
conta a atividade como um todo, independentemente do número de pontos de
lançamento no corpo receptor.
7.2
Deverão ser considerados os parâmetros constantes das Tabelas 1 e 2
para esgoto sanitário de residências e da Tabela 3 para esgoto sanitário de
atividades industriais.
92
Tabela 1: Padrão da Residência, considerando-se a área construída e a área do lote
PADRÃO
ALTO
MÉDIO
BAIXO
ÁREA EDIFICADA OU ÁREA DO LOTE
Residências com área edificada igual ou
superior a 250 m2 ou lotes com área igual
ou superior a 500 m2.
Residências com área edificada igual ou
superior a 50 m2 e inferior a 250 m2 ou lotes
com área igual ou superior a 150 m2 e
inferior a 500 m2.
Residências com área edificada inferior a 50
m2ou lotes com área inferior a 150 m2.
Tabela 2: Vazão per capita de água e contribuição per capita de esgoto em função do
padrão da residência, em bacias onde não houver valores de contribuição per capita
medidos pela concessionária de água e esgoto local, considerando-se o coeficiente de
retorno água/esgoto igual a 0,80
PADRÃO
ALTO
MÉDIO
Região
Metropolitana
MÉDIO
Interior
BAIXO
conjuntos
habitacionais
BAIXO
ocupação
desordenada
VAZÃO PER CONTRIBUIÇÃO CONTRIBUIÇÃO CONTRIBUIÇÃO
CAPITA DE PER CAPITA DE UNITÁRIA DE
UNITÁRIA DE
ÁGUA
ESGOTO
ESGOTO (g
ESGOTO (mg/L
(litro/dia)
(litro/dia)
DBO/dia)
de DBO)
300
250
60
240
250
200
54
270
200
160
50
310
150
120
45
375
120
100
40
400
93
Tabela 3: Contribuição per capita de esgoto e carga orgânica sanitária unitária, em
atividades industriais, estabelecimentos comerciais e canteiro de obras
CONTRIBUIÇÃO PER
CAPITA DE ESGOTO
CONTRIBUIÇÃO UNITÁRIA DE
CARGA ORGÂNICA
(litro/dia)
(g DBO/dia)
Atividade não
residencial em geral
70
25
Atividade não
residencial com
refeitório dotado de
cozinha
95
50
PADRÃO
7.3
As atividades geradoras de efluentes sanitários localizadas em logradouros
desprovidos de sistemas públicos de esgotamento sanitário ou que possuam rede
de esgotos sem tratamento adequado deverão ter os seus efluentes tratados antes
do seu lançamento, atendendo ao que dispõe esta Diretriz.
7.4
Os níveis mínimos de remoção de carga orgânica estabelecidos correspondem
às tecnologias em uso corrente no País e variam de 30 a 85%, conforme disposto na
Tabela 4.
7.5 O dimensionamento da unidade de tratamento deverá preconizar o atendimento
da eficiência mínima de remoção de DBO estabelecida nas Tabelas 4, 5 e 6.
Tabela 4: Eficiência de remoção para dimensionamento da unidade de tratamento
CARGA ORGÂNICA BRUTA (c)
(kg DBO/dia) (1)
C5
5 < C 25
25 < C 80
C > 80
EFICIÊNCIA MÍNIMA DE
REMOÇÃO de DBO
(%) (2)
30 (3)
65
80
85
Notas:
1 Carga orgânica produzida por dia.
2 Eficiências mínimas do sistema projetado, em termos de remoção de DBO e
RNFT(ou SST).
94
3 Condição válida considerando-se a possibilidade de infiltração adequada do
efluente da fossa séptica no solo ou a existência de rede coletora; caso contrário,
deverá ser implantado tratamento complementar através de filtro anaeróbio, ou
similar de eficiência equivalente.
Tabela 5: Eficiência de remoção para dimensionamento da unidade de tratamento de
esgotos sanitários de atividades industriais, estabelecimentos comerciais e canteiro de
obras – atividades não residenciais com cozinha. Contribuição/pessoa = 0,050 kg DBO/ dia
CARGA ORGÂNICA BRUTA TOTAL (C)
kg DBO/dia (1)
C≤5
NÚMERO DE
FUNCIONÁRIOS
até 100
5< C ≤ 25
de 101 a 500
25< C ≤ 80
de 501 a 1.500
C > 80
acima de 1.500
Notas:
1 Carga orgânica produzida por dia.
2 Eficiências mínimas do sistema projetado, em termos de remoção de DBO e RNFT(ou
SST).
3 Condição válida considerando-se a possibilidade de infiltração adequada do efluente da
fossa séptica no solo ou a existência de rede coletora; caso contrário, deverá ser implantado
tratamento complementar através de filtro anaeróbio, ou similar de eficiência equivalente.
Tabela 6: Eficiência de remoção para dimensionamento da unidade de tratamento de
esgotos sanitários de atividades industriais, estabelecimentos comerciais e canteiro de
obras – atividades não residenciais sem cozinha. Contribuição/pessoa = 0,025 kg DBO/ dia
CARGA ORGÂNICA
BRUTA TOTAL (C)
kg DBO/dia (1)
NÚMERO DE
FUNCIONÁRIOS
C≤5
até 200
5< C ≤ 25
de 201 a 1000
EFICIÊNCIA MÍNIMA
DE REMOÇÃO DE
DBO (%) (2)
30 (3)
65
EXEMPLO DE
TIPO DE
TECNOLOGIA
fossa séptica (3)
fossa séptica
+ filtro anaeróbio
Notas:
1 Carga orgânica produzida por dia.
2 Eficiências mínimas do sistema projetado, em termos de remoção de DBO e RNFT(ou
SST).
3 Condição válida considerando-se a possibilidade de infiltração adequada do efluente da
fossa séptica no solo ou a existência de rede coletora; caso contrário, deverá ser implantado
tratamento complementar através de filtro anaeróbio, ou similar de eficiência equivalente.
95
7.6
O grau de remoção será exigido dentro desta faixa, em função da carga
orgânica das atividades poluidoras, expressa em kg DBO/dia, assim como o
lançamento de efluentes sanitários de atividades residenciais, em DBO e RNFT (ou
SST), deverá atender às concentrações máximas estabelecidas na Tabela 7.
Tabela 7: Concentrações máximas de matéria orgânica, em dbo e rnft, permitidas para o
lançamento de efluentes sanitários de atividades residenciais
CARGA
ORGÂNICA
BRUTA
(C)(1)
(kg DBO/dia)
CONCENTRAÇÕES MÁXIMAS EM DBO E RNFT(ou SST)
(mg/L) (2)
Padrão da Residência
Alto
Médio
Região
Metropolitana
Médio
Interior
Baixo conjuntos
habitacionais
Baixo:
ocupação
desordenada
180 (3)
260 (3)
280 (3)
170(3)
210(3)
C5
85
100
110
130
140
5 < C 25
60
60
60
60
60
25 < C 80
40
40
40
40
C > 80
40
Notas:
1 Carga orgânica produzida por dia, calculada em função do número de domicílios e
contribuição unitária, considerando-se as seguintes taxas de utilização:
a) população residente:
sala/quarto, sem dependências – 2 pessoas/domicílio
sala/quarto, com dependências – 3 pessoas/domicílio
sala/2 quartos ou maior, sem dependências – 4 pessoas/domicílio
sala/2 quartos ou maior, com dependências – 5 pessoas/domicílio
b)
população flutuante: 4 pessoas /quarto
Em áreas de população flutuante soma-se à população residente a população
flutuante e considera-se que, em pelo menos 20% dos lotes, os proprietários residam
no local.
2 Concentrações máximas permitidas de DBO e RNFT (ou SST) no efluente tratado.
3 Condição válida considerando-se a possibilidade de infiltração adequada do efluente da
fossa séptica no solo ou a existência de rede coletora; caso contrário, será exigido o
lançamento com concentrações máximas de matéria orgânica de 85 a 140 mg/L,
conforme o padrão da residência.
96
7.7
O lançamento de efluentes sanitários de indústrias, estabelecimentos
comerciais e de canteiro de obras, em DBO e RNFT (ou SST), deverá atender às
concentrações máximas estabelecidas na Tabela 8.
Tabela 8: Concentrações máximas de matéria orgânica exigidas, em DBO e RNFT (ou
SST)., para o lançamento de efluentes sanitários de indústrias, estabelecimentos
comerciais, canteiros de obras e ETE’s de concessionárias de serviços de esgotos.
CARGA ORGÂNICA
BRUTA (C) (1)
(kg DBO/dia)
CONCENTRAÇÕES
MÁXIMAS EM DBO E
RNFT(ou SST) (2)
(mg/L)
C5
180 (3)
5 < C 25
100
Notas:
1 Carga orgânica bruta por dia.
2 Concentrações máximas permitidas de DBO e RNFT(ou SST) no efluente
tratado.
3
Condição válida, considerando-se a possibilidade de infiltração
adequada do efluente da fossa séptica no solo ou a existência de rede
coletora; caso contrário, deverá ser implantado tratamento
complementar através de filtro anaeróbio, ou similar de eficiência
equivalente.
7.8
Para qualquer porte e tipo de empreendimento localizado nas seguintes áreas
especiais, será exigido o lançamento com concentrações máximas de matéria
orgânica de 85 a 140 mg/L, conforme o padrão da residência constante da Tabela 7:
a)
Zona Especial 5 (ZE-5) – Baixada de Jacarepaguá e Barra da Tijuca, do
Município do Rio de Janeiro (Decreto Municipal nº 3.046, de 27 de abril de 1981 –
limites definidos pelo PA 5596);
b)
Zona de Lagoas – limites correspondentes aos das bacias contribuintes aos
sistemas lacunares;
c)
Vertentes contribuintes para o mar, nos Municípios de Mangaratiba, Angra dos
Reis e Parati;
d)
Unidades de Conservação de uso direto e indireto e seus entornos, definidos
por legislação específica.
97
7.9
A determinação das concentrações finais de DBO e RNFT(ou SST) será
realizada através de amostragem composta, cujos critérios estão definidos na DZ942.
7.10
Ficam dispensados do atendimento ao item 7.9 as atividades geradoras de
carga orgânica bruta de origem sanitária inferior a 25 kg DBO/dia.
7.11
Não será considerada no cálculo das concentrações máximas permitidas a
diluição dos efluentes com águas de abastecimento, do mar e outras.
7.12
Em se tratando de despejos cujas características sejam diferentes das
comumente encontradas no esgoto sanitário (por exemplo: excesso de gordura, de
sangue, de sólidos), deverá ser implantado tratamento complementar que garanta
ao sistema o lançamento com as mesmas concentrações máximas de DBO e
RNFT(ou SST).
7.13
A FEEMA poderá exigir a implantação de tratamento para remoção de
nutrientes das atividades contribuintes aos sistemas lacunares, de modo a controlar
as condições de eutrofização das águas interiores e costeiras.
7.14
No caso da implantação, de forma progressiva, de grandes atividades para
as quais seja previsto o tratamento dos efluentes em etapas, poderá ser exigida, na
construção do primeiro módulo de tratamento, a unidade para remoção
complementar de nutrientes.
7.15
A FEEMA exigirá o condicionamento e/ou pré-tratamento dos efluentes
líquidos de atividades de serviços de saúde, de origem não sanitária, conforme
disposto na Resolução RDC nº 50/02 da ANVISA.
7.16
A FEEMA exigirá a desinfecção dos esgotos de atividades de serviços de
saúde tratados por ETE e poderá exigí-la das demais ETEs, no caso em que for
necessária a compatibilização dos lançamentos com os usos da água e seus
respectivos critérios e padrões de qualidade.
98
7.17
Para as atividades localizadas em áreas não dotadas, diretamente, de corpo
receptor, a FEEMA fará exigências adicionais quanto ao lançamento final, seja por
infiltração no solo, ou pela construção de emissário que conduza o esgoto até um
corpo receptor, no caso de inviabilidade de coleta e tratamento pela Concessionária
de Serviços de Esgotos local.
7.18
O lançamento de efluentes líquidos deverá atender, ainda, aos critérios e
padrões estabelecidos pela NT-202, Portaria Serla 567 e pela Resolução CNRH
no 65.
A FEEMA estabelecerá, caso a caso, a exigência para disposição do
lodo gerado nos sistemas de tratamento, que deverá sofrer tratamento prévio.
7.19 No caso de implantação de loteamentos, o sistema de tratamento de esgoto
poderá ser individual ou coletivo.
7.19.1
Será coletivo quando o loteamento for implantado juntamente com as suas
edificações, em etapa única, pelo mesmo empreendedor.
Neste caso, quando da solicitação da Licença de Instalação, o
empreendedor deverá apresentar planta do loteamento com os projetos da rede e da
unidade de tratamento, esta devidamente dimensionada e localizada em área
particular do loteamento, atendendo às concentrações da Tabela 7, conforme o
padrão da residência.
O empreendedor será responsável pelo projeto e implantação da rede
coletora e da unidade de tratamento coletiva, de acordo com a Lei n o 6766. Entendese por empreendedor o requerente do processo de Licença de Instalação do
empreendimento. A operação e a manutenção do sistema de esgotamento sanitário
serão de responsabilidade do Poder Concedente, ou dele delegado.
99
7.19.2
Nos demais casos será obrigatória a implantação de sistema de tratamento
individual.
Quando da solicitação da Licença de Instalação, o empreendedor
deverá apresentar planta do loteamento, com o projeto da rede coletora e da
unidade de tratamento individual.
O empreendedor será responsável pelo projeto e implantação da rede
coletora, a menos da necessidade de infiltração do efluente do conjunto fossa
séptica/filtro anaeróbio no solo, pela inexistência de corpo d’água, rede de esgoto ou
de drenagem, nas proximidades do empreendimento, conforme declaração da
Concessionária de Serviços de Esgotos local. No caso de infiltração do efluente,
deverão ainda ser atendidas as condições de infiltração no solo, estabelecidas nas
normas NBR-7.229 e NBR-13.969, da ABNT.
O proprietário da unidade autônoma será responsável pela construção
da unidade de tratamento individual.
Deverá constar nas escrituras de compra e venda a necessidade de
implantação de sistema de tratamento para cada lote, dimensionado para alcançar
eficiência de remoção de DBO de, pelo menos, 65%, de acordo com a Tabela 4,
construído com materiais que garantam sua estanqueidade e impermeabilidade,
atestados pelo empreendedor, e o lançamento de efluente com concentrações
máximas de 85 a 140 mg/L, conforme o padrão da residência, de acordo com a
Tabela 7, de modo que a Licença de Instalação tenha validade.
7.20
No caso de implantação de condomínios, cuja carga orgânica gerada seja
até 5 kg DBO/dia, poderá ser utilizado sistema de tratamento de esgoto individual. A
partir dessa carga orgânica, deverá ser implantado sistema coletivo, em área
particular do condomínio, atendendo ao disposto na Tabela 7.
7.21
Nos empreendimentos a serem localizados em áreas contíguas ou que
tenham sido objeto de desmembramento de um mesmo proprietário, o nível de
100
eficiência exigido para o projeto do sistema de tratamento de esgotos deverá levar
em conta a carga orgânica total produzida pelas atividades dessas áreas.
Para os condomínios localizados em áreas de população flutuante e
com este perfil de ocupação, não será necessária a implantação de ETE em
nível secundário, tendo em vista a dificuldade de operação intermitente. Deverá
constar, tanto na convenção do condomínio como nas escrituras de compra e venda,
a
necessidade
de
implantação
de
sistema
de
tratamento para
cada
lote,dimensionado para alcançar eficiência de remoção de DBO de, pelo
menos, 65%, de acordo com a Tabela 4, construído com materiais que garantam
sua estanqueidade
e
impermeabilidade,
atestados
pelo
empreendedor, e
o
lançamento de efluente com concentrações máximas de 85 a 140 mg/L, conforme o
padrão da residência, de acordo com a Tabela 7, de modo que a Licença de
Instalação tenha validade.
7.22
Não será permitida a instalação de unidade de tratamento de esgoto em
logradouro sujeito ao tráfego de veículos, à exceção de urbanização em áreas de
população carente, desde que comprovada a inexistência de espaço físico.
8
PRAZO DE ADEQUAÇÃO
As atividades já em operação terão prazo de 12 (doze) meses, a partir
da data de publicação desta Diretriz, para se enquadrarem às novas exigências aqui
previstas.
101
Yvanna Cabral