Projeto de lagoas de estabilização e seu tratamento

Norma NTS 230

Técnica

Sabesp

Projeto de lagoas de estabilização e seu tratamento complementar para esgoto sanitário Procedimento

São Paulo Junho - 2009

NTS 230 : 2009

Norma Técnica Sabesp

SUMÁRIO 1 PRELIMINARES ..............................................................................................................1 2 OBJETIVO .......................................................................................................................1 3 REFERÊNCIAS NORMATIVAS.......................................................................................2 4 DEFINIÇÕES....................................................................................................................2 5 CONDIÇÕES GERAIS .....................................................................................................6 6 CRITÉRIOS GERAIS .......................................................................................................7 7 CONDIÇÕES ESPECÍFICAS .........................................................................................14 7.1 Processos a serem considerados ...........................................................................14 7.2 Pré-tratamento ...........................................................................................................14 7.3. Lagoa anaeróbia .......................................................................................................16 7.4. Lagoa fotossintética ou facultativa ........................................................................19 7.5 Lagoa de Maturação..................................................................................................20 7.6. Lagoa aerada ............................................................................................................20 7.7 Lagoa de sedimentação............................................................................................22 7.8 Lagoa de Lodo ...........................................................................................................25 7.9 Tratamentos complementares .................................................................................27 8 – BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTAR ...........................................................................30

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Projeto de lagoas de estabilização e seu tratamento complementar para esgoto sanitário 1 PRELIMINARES As lagoas para o tratamento de esgotos sanitários, notadamente aquelas denominadas fotossintéticas, têm sido amplamente empregadas devido a diversas vantagens oferecidas, tais como reduzido custo de implantação, de operação, de manutenção, etc. Observa-se, no entanto que, face ao maior rigor legal dos parâmetros de efluentes tratados nos recentes anos, esta alternativa de tratamento deverá sofrer significativa mudança, principalmente quanto aos seus parâmetros de dimensionamento e a seleção adequada de equipamentos principais, notadamente aqueles que promovem a aeração e mistura. Devido ao grande número de unidades em operação, esta Norma vai priorizar as alternativas técnicas para adequação à legislação vigente. Nesse sentido, uma sensível mudança deve ser feita na concepção do projeto de tratamento, principalmente nas localidades com corpos receptores de reduzida ou nenhuma capacidade de recebimento do efluente das lagoas de estabilização. Nestes casos, os efluentes tratados devem ser destinados para produção de biomassa (reflorestamento, cultivo de certas espécies agrícolas), de modo a obter benefícios múltiplos. Por outro lado, os gases emanados dos processos de tratamento, em especial o gás metano gerado no processo anaeróbio, tem sido apontado como um dos causadores do aquecimento global uma vez que é um dos gases de efeito estufa e possui potencial de aquecimento global 21 vezes superior ao do CO2. O esforço internacional pela redução daqueles gases deve ser considerado e refletido nos projetos e nas adequações das lagoas e de outros processos. A conservação da energia com o aproveitamento do gás metano e de outras formas energéticas para minimização do uso de energia elétrica externa também deve fazer parte do projeto, em alinhamento com os protocolos para minimização do aquecimento global. Diante das constatações recentes quanto aos elevados custos para a remoção e disposição dos sólidos acumulados nas lagoas de estabilização, a escolha das alternativas de tratamento deve sempre levar em consideração estes custos. 2 OBJETIVO Esta norma estabelece os requisitos mínimos exigidos para a elaboração de projeto hidráulico-sanitário do processo de tratamento envolvendo lagoas de estabilização e os tratamentos complementares, incluindo a remoção e tratamento dos lodos acumulados, de modo a atender aos parâmetros da legislação. Esta norma se aplica aos seguintes tópicos: - Lagoa anaeróbia; - Lagoa fotossintética ou facultativa; - Lagoa aerada; 17/06/09

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- Lagoa de sedimentação; - Lagoa de maturação; - Lagoa de fitofiltração; - Lagoa de lodo; - Tratamentos complementares. 3 REFERÊNCIAS NORMATIVAS Na aplicação desta Norma são referências normativas: NTS 062:2002, Estudo e concepção de sistema de esgoto sanitário. NBR 7229:1992, Projeto de tanques sépticos. NBR 9648:1986, Estudo de concepção de sistemas de esgoto sanitário. NBR 9649:1986, Projeto de redes coletoras de esgoto sanitário. NBR 9800:1987, Critérios para lançamento de efluentes líquidos industriais no sistema coletor público de esgoto sanitário. NBR 12207:1992, Projeto de interceptores de esgoto sanitário. NBR 12208:1992, Projeto de estações elevatórias de esgoto sanitário. NBR 12209:1992, Projeto de estações de tratamento de esgoto sanitário. NBR 13969:1997, Tanques sépticos – Unidades de tratamento complementar e disposição final dos efluentes líquidos – Projeto, construção e operação. 4 DEFINIÇÕES Para os efeitos do presente projeto de Norma, aplicam-se as seguintes definições: Altura mínima de água altura da lâmina de líquido contido em uma unidade de tratamento, medida a partir da superfície livre até o final do paramento vertical das paredes laterais, quando a unidade opera com sua vazão de dimensionamento. Eficiência do tratamento redução percentual dos parâmetros de carga poluidora promovida pelo tratamento. Estação de tratamento de esgoto (ETE) conjunto de unidades de tratamento, equipamentos, órgãos auxiliares, acessórios e sistemas de utilidades cuja finalidade é a redução das cargas poluidoras do esgoto sanitário e condicionamento da matéria residual resultante do tratamento.

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Estabilização é tornar o lodo ou esgoto menos suscetível à ação dos micro-organismos. Fator de carga relação entre a massa de poluente fornecida a uma unidade do processo e respectivos parâmetros, tais como: massa biológica, área do meio filtrante, volume, etc. Idade do lodo ou tempo de detenção celular tempo médio, em dias, de permanência no processo da massa de micro-organismos. Numericamente igual à relação entre a massa de sólidos em suspensão voláteis (SSV) ou sólidos em suspensão totais (SST), contida no reator biológico, e a massa de SSV (ou SST), descartada por dia. Na lagoa aerada de mistura completa sem recirculação de lodo, a idade do lodo coincide com o tempo de detenção hidráulica (TDH). Lagoa reservatório, geralmente construído em taludes de terra compactada, para a manutenção do líquido ou lodo por determinados períodos de tempo Lagoa de estabilização corpo de água lêntico, construído pelo homem, e destinado a armazenar resíduos líquidos de natureza orgânica (esgoto sanitário e despejos industriais orgânicos biodegradáveis). Seu tratamento é feito através de processos naturais: físicos, biológicos e bioquímicos, denominados autodepuração ou estabilização. Lagoa de lodo lagoa que tem como função principal a acumulação de lodo removido de uma lagoa de estabilização ou de sedimentação, com a finalidade de reservação, estabilização complementar, adensamento e desidratação Lagoa anaeróbia lagoa que opera ou é projetada com cargas orgânicas tais que a estabilização se processe fundamentalmente através da atuação dos micro-organismos facultativos e anaeróbios, sob condições predominantemente anaeróbias Lagoa aerada lagoa onde a estabilização se processa fundamentalmente através de micro-organismos facultativos e aeróbios, com a presença de oxigênio dissolvido livre, através do uso de equipamentos e dispositivos que promovem a introdução de ar e mistura completa entre a massa líquida e os micro-organismos. Lagoa facultativa lagoa onde ocorre estabilização aeróbia na zona fótica - onde a penetração da luz é efetiva - e uma fermentação anaeróbia na camada inferior. O oxigênio provém, em maior proporção, da atividade fotossintética das algas e, em menor, da troca superficial com a atmosfera.

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Lagoa facultativa aerada lagoa facultativa onde uma parte do oxigênio é introduzido através equipamento de aeração.

ao uso de

Lagoa de maturação ou fotossintética lagoa fotossintética predominantemente aeróbia, geralmente precedida de lagoas facultativas, utilizada para redução de algas e coliformes do efluente destas lagoas. Lagoa de sedimentação lagoa onde ocorre a sedimentação e estabilização bioquímica dos sólidos provenientes da lagoa aerada Lagoa de fitofiltração lagoa que contém plantas aquáticas flutuantes (alface d´água), de modo a permitir a depuração através da absorção de nutrientes pelas plantas e pela ação dos microorganismos aderidos nas zonas radiculares das plantas Lagoa de regularização lagoa destinada a regularização das vazões dos efluentes para permitir maior flexibilidade operacional no caso de reúso Lodo massa de sólidos formada no processo de tratamento com variados teores de umidade. Lodo biológico lodo formado essencialmente por células de micro-organismos a partir de um processo de tratamento biológico. Lodo estabilizado lodo que foi submetido a algum processo de estabilização. Lodo desidratado lodo resultante de uma operação de desidratação. Lodo seco lodo resultante de um processo de secagem. Pós-tratamento unidade que permite melhorar a qualidade dos efluentes de uma unidade de tratamento de modo a adequá-lo às exigências legais Pré-tratamento conjunto de dispositivos que permitem a remoção de sólidos grosseiros do esgoto bruto de modo a torná-lo adequado para tratamento posterior

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Redutor de carga unidade compacta, cuja função é a redução preliminar de carga orgânica afluente, de modo a aliviar as lagoas existentes a jusante Relação de recirculação relação entre a vazão de recirculação e a vazão média afluente à ETE. Reúso do efluente uso do efluente da lagoa para fins de produção da biomassa e ou de outros produtos agrícolas. Taxa de aplicação hidráulica superficial relação entre a vazão diária e a área da unidade, usualmente de decantação, expressa em m³/(m². dia) Taxa de aplicação superficial de carga orgânica relação entre a massa de DBO5 aplicada por dia e a área da superfície líquida da lagoa, expressa em kgDBO5,20/(ha . dia) Taxa de aplicação volumétrica de carga orgânica relação entre a massa de DBO5,20 aplicada por dia e o volume útil da lagoa, expressa em kgDBO5,20/(m3. dia) Taxa de aplicação de sólidos relação entre a massa de sólidos introduzida numa unidade de tratamento e a área sobre a qual é aplicada, por unidade de tempo. Taxa de aplicação de ar vazão de ar, expresso em Nm3/min, aplicado por 1000 m3 de volume de lagoa aerada, sendo um parâmetro de intensidade da mistura e da necessidade de oxigênio no processo (Nm3 significa m3 nas condições normais de temperatura de 20o C e pressão de uma atmosfera) Taxa de utilização de substrato relação entre a massa de poluente removida por dia no processo e a massa de micro -organismos contida no reator biológico. Tempo de detenção hidráulica (TDH) período, expresso em dias ou horas, em que o esgoto é mantido na unidade de tratamento Vazão máxima afluente à ETE vazão final de esgoto sanitário encaminhada à ETE, avaliada conforme critérios da NBR 9649 e NBR 12207. Vazão média afluente à ETE vazão final de esgoto sanitário encaminhada à ETE, avaliada conforme critérios da NBR 9649 e NBR 12207, desprezada a variabilidade do fluxo (k1 e k2). 17/06/09 5

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Vazão de recirculação vazão que retorna de jusante para montante de qualquer unidade de tratamento. Volume útil volume compreendido entre o fundo e a superfície líquida da lagoa, descontados os volumes de areia e lodo acumulados 5 CONDIÇÕES GERAIS Na elaboração do projeto de lagoa (implantação, ampliação, adequação, etc.) devem ser levados em consideração: 5.1 Estudo de concepção segundo as diretrizes previstas na NTS 062 e de outras considerações mais recentes devido a necessidades ambientais locais e globais. 5.2 População atendida e atendível nas diversas etapas do plano. 5.3 Vazões e demais características do esgoto sanitário afluente nas diversas etapas do plano, em especial, quanto à presença de despejos industriais, nutrientes, substâncias inibidoras do processo e cor. 5.4 Corpo receptor, sua classificação, vazão mínima, usos de suas águas a jusante do ponto de lançamento. 5.5 Verificação da alternativa face à legislação ambiental vigente, inclusive quanto ao aspecto de vizinhança à área em questão e sua adequação, se necessária. 5.6 Escolha preliminar dos processos dimensionamento das unidades principais.

e

dos

respectivos

parâmetros

para

5.7 Estimativa preliminar da qualidade do efluente, no início, no meio e no final do horizonte de projeto. 5.8 Dimensionamento preliminar quanto à necessidade de área para principais unidades, incluindo a área para o tratamento e disposição final dos efluentes líquidos, sólidos e resíduos sólidos. 5.9 Levantamento planialtimétrico cadastral da área disponível informações relativas à cobertura vegetal no local selecionado.

incluindo

as

5.10 Elaboração da planta e estudo de viabilidade da área a ser desapropriada, inclusive com investigação ambiental, para averiguar a presença de contaminantes no solo, subsolo e água subterrânea. 5.11 Sondagens preliminares de reconhecimento do subsolo no local selecionado. 5.12 Estudo preliminar da necessidade e existência de áreas de empréstimo e botafora. 6

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5.13 Cota máxima de enchente no local selecionado. 5.14 Cotejamento econômico e ambiental da alternativa, incluindo os custos de investimento inicial, custos operacionais (inclusive a remoção, desidratação, transporte e disposição final do lodo), despesas de manutenção, reposição de equipamentos e vantagens ambientais tais como: balanço de massa de gás carbônico, de oxigênio e recarga do aqüífero e proveniente da produção e venda da biomassa. 6 CRITÉRIOS GERAIS 6.1 Para o dimensionamento das unidades de tratamento e órgãos auxiliares os seguintes parâmetros básicos devem ser obtidos para as diversas etapas do plano: a) Vazões afluentes mínimas, máximas e médias previstas para o período do projeto. A determinação das vazões deve ser baseada nas informações gerenciais disponíveis de consumo de água, adotando-se pelo menos a média dos dois últimos anos. A taxa de retorno deve ser adotada de 0,5 a 0,8 conforme a região. A taxa de infiltração linear deve ser adotada desde 0,05 L/(s.km) até 0,5 L/(s.km), conforme as condições geotécnicas e materiais com que são executadas as redes coletoras de esgotos; b) Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO), considerando-se valores variáveis desde 40 g/(hab.dia) até 54 g/(hab.dia), conforme o porte da comunidade a ser atendida. As contribuições de despejos industriais ou comerciais consideráveis devem ser adicionadas ao cálculo, recomenda-se consulta à CETESB ou outros órgãos para avaliação da carga contribuinte; c) Evaporação, precipitação pluviométrica e umidade relativa do ar, quando houver evidência de sua influência no tratamento; d) Temperatura média do mês mais frio; e) Informações sobre ventos; f) Características geológicas, geotécnicas e de infiltração do solo; g) Deve ser observado aspecto paisagístico do conjunto, para que as unidades estejam em harmonia com as construções e paisagens locais. 6.2 Os critérios gerais de dimensionamento das unidades e órgãos auxiliares, devem ser os seguintes: a) dimensionados para as vazões máxima e mínima: - estações elevatórias de esgoto bruto; - canalizações e tubulações; - medidores; - remoção de areia e gradeamento; - dispositivos de entrada e saída; - potência necessária para o equipamento de aeração considerando também o fator de pico de carga orgânica (1,3 a 1,5), conforme o caso.

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b) dimensionados para a vazão média final: - volumes das Lagoas; - volume de areia removida; - volume de lodo (ou por número de contribuintes). c) dimensionados por número de contribuintes: - leitos de secagem. 6.3 O método adotado para o dimensionamento da lagoa deve ter sua aplicação justificada, inclusive quanto à disponibilidade de dados, informações e parâmetros a utilizar no cálculo. Quando adotado o sistema de lagoas de estabilização, o número mínimo de unidades deve ser quatro, sendo preferencialmente a primeira Lagoa Anaeróbia, as seguintes Lagoas Facultativas e a última uma Lagoa de Maturação. A taxa de carga orgânica superficial da última lagoa deve ser inferior a 50 kgDBO/(dia.ha) e, o tempo de detenção hidráulico total do sistema não deve ser inferior a 35 dias. 6.4 As lagoas de estabilização devem ser construídas afastadas das áreas urbanizadas e urbanizáveis conforme planos diretores locais e, distanciadas das residências em pelo menos 400 m, tomando-se o cuidado de o vento não soprar no sentido lagoacomunidade na maior parte do tempo. 6.5 A lagoa de estabilização deve ser projetada de modo que a direção do vento predominante seja transversal ao fluxo principal do esgoto na lagoa. Quando as direções coincidirem, o sentido do esgoto deve ser contrário ao do vento. O desnível hidráulico entre as unidades deve ser de no mínimo 0,1 m. 6.6 O formato da lagoa deve ser de preferência retangular com o lado maior coincidindo com a direção do fluxo do esgoto e evitar a formação de áreas sem circulação (áreas mortas), ilhas e penínsulas. 6.7 Devem ser minimizados e compensados os volumes de corte e aterro em função da topografia do local. 6.8 As lagoas devem ser, de preferência, instaladas em série para um melhor desempenho. As lagoas anaeróbias poderão conter, no seu fundo, dispositivos para remoção dos lodos, desde que seja previsto um sistema de desidratação. 6.9 O projeto dos diques para formação da lagoa, além dos requisitos próprios de mecânica dos solos, deve considerar o seguinte: a) altura livre mínima de 0,3 m entre o nível de água máxima e o coroamento; b) largura da crista compatível com o uso pretendido e não inferior a 3,0 m; c) inclinação de taludes compatível com as características do solo, justificando-se o valor adotado; no lado interno os taludes devem ser protegidos da crista até pelo menos 0,5 m abaixo do nível de água, para proteção contra a erosão por efeito de ondas, incidência de chuva e o crescimento de vegetação; no lado externo apenas contra a erosão pluvial; 8

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d) a proteção interna dos taludes deve ser feita em concreto; e) a impermeabilização da crista deve ser feita, de preferência, em asfalto; f) as paredes internas e do fundo devem ser impermeabilizadas por processos adequados de modo a impedir a contaminação do aqüífero principalmente na região de recarga. 6.10 O dispositivo de entrada deve descarregar o afluente abaixo do nível d’água na lagoa anaeróbia e acima nas demais. Para evitar o solapamento dos taludes e do fundo este deve terminar em T. Ao se pretender assemelhar a lagoa a um reator de fluxo ascendente, o ingresso de esgoto deve ser feito próximo ao fundo, tomando-se o cuidado de proteger a área do fundo em volta das tubulações de entrada com placas de concreto. A figura 1 mostra detalhes do exposto. placa de concreto placa de concreto saída em T(horizontal) placa de concreto placa de concreto

Lagoa anaeróbia - entrada submersa

Lagoa anaeróbia - entrada submersa vista superior

placa de concreto

placa de concreto

placa de concreto placa de concreto

Lagoa facultativa/aeróbia-entrada aérea

Lagoa facultativa/aeróbia-entrada aérea vista superior

placa de concreto

placa de concreto

Lagoa anaeróbia - entrada submersa tipo fluxo ascendente

vem da EEE

Lagoa anaeróbia - entrada submersa tipo fluxo ascendente vista superior

Figura 1 – Tipos de entradas 6.11 Devem ser previstas coletas do líquido percolado das caçambas das areias retidas e do gradeamento e retorná-los para a entrada da ETE. As caçambas também devem ser protegidas das águas pluviais.

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6.12 O dispositivo de entrada deve promover a dispersão do afluente, recomendandose a adoção de entrada múltipla ou uma tubulação com furos múltiplos. Não deve permitir que o fluxo principal seja diretamente direcionado à saída do efluente. Para minimizar a quantidade de dispositivo de entrada, recomenda-se terminar a tubulação de entrada em T, com tubulações estendidas lateralmente, de modo que cada extremidade receba no máximo até 25% da vazão. A distância entre os ramais de entrada deve ser no máximo 20,0 m. A divisão da vazão deve ser feita através dos dispositivos, conforme a figura 2.

DUAS SAÍDAS

TRÊS SAÍDAS

Figura 2 – Caixas divisoras de vazão 6.13 O número de dispositivos de saída deve ser similar aos de entrada. Devem ser arranjados de forma não alinhada para diminuir o curto-circuito. 6.14 Quando considerado necessário deve ser prevista caixa de derivação e correspondente canalização de desvio (by-pass) para lançamento alternativo do afluente à lagoa seguinte. 6.15 Quando houver desnível suficiente entre a lagoa anaeróbia e a seguinte, recomenda-se a instalação de dispositivo arejador (tipo rampa de aeração) para auxiliar na aeração da mesma. A figura 3 mostra alguns detalhes dos dispositivos.

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Vai para lagoa seguinte ou para corpo receptor

Canal receptor

Canal/tubo distribuidor

Vem da lagoa anaeróbia ou da última lagoa

Vista superior do rampa de aeração

Dentes de concreto dim: 0,15m(w)x0,30m(l)x0,20m(h) Canal/tubulação de recebimento

Vai p/lagoa seguinte ou para corpo receptor

Canaleta receptora

Afluente: vem da lagoa anaeróbia ou da última lagoa

Corte longitudinal

Figura 3 – Rampas de aeração

Foto 1 – Rampas de aeração

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6.16 Devem ser previstos medidores de vazão com totalizador de volume afluente e efluente ao sistema de tratamento. No caso de lagoas aeradas devem ser previstos medidores de oxigênio dissolvido de modo a permitir a operação racional do sistema. Estes medidores permitirão aplicação dos desinfectantes proporcionais à vazão. 6.17. No projeto de canalizações e canais devem ser evitados trechos de curvas acentuadas bem como outras interferências para evitar a deposição de sólidos. 6.18 No plantio de árvores de porte e arbustos nos arredores da lagoa deve-se evitar a redução da força do vento na mistura, o sombreamento, bem como a deposição de folhas e danos aos taludes. 6.19 Nas lagoas aeradas, o equipamento que promove a aeração e mistura deve ser preferencialmente por ar difuso, de sistemas oscilantes e não fixos de modo a reduzir a potência instalada e possibilitar maior facilidade operacional. As lagoas devem estar providas de medidores de Oxigênio Dissolvido para permitir a variação da vazão de ar dos sopradores através do inversor de freqüência. Para unidades de pequeno porte (vazão média de até 5 L/s) podem ser admitidos outros sistemas de aeração, obedecendo-se os critérios estabelecidos no item 7.6.1. 6.20 Nas lagoas de sedimentação que seguem lagoas aeradas devem ser previstos dispositivos que permitam remoção fácil e periódica de lodos sedimentados sem interrupção operacional da lagoa. Todos os dispositivos/equipamentos para a retirada de lodos sedimentados devem ser testados quanto à sua qualidade e eficiência sob condições operacionais similares e devem ter comprovação de seu manuseio e eficiência quanto a remoção de lodo. 6.21 A lagoa de sedimentação da seção anterior poderá ser substituída por decantadores com dispositivos aceleradores de sedimentação, como por exemplo, placas ou módulos sedimentadores. 6.22 O lodo removido deve ser conduzido ao leito de secagem coberto com material translúcido conforme fotos 7 e 8 ou reservado em lagoa de lodo. Caso seja reservado em lagoa de lodo sem dispositivo de drenagem, deve ser bombeado para desidratação/secagem posterior. Pode ser utilizado um desidratador mecânico, que garanta uma concentração de sólidos mínima de 25% ou sacos de geotêxteis. Os lodos desidratados devem ser dispostos conforme a exigência legal, dando-se preferência ao uso agrícola. 6.23 Quando necessário, entre os métodos de desinfecção dos efluentes, deve ser dada preferência ao sistema de cloração automático, proporcional à vazão do efluente, adotando-se TDH mínimo para tanque de contato de 20 min. 6.24 Não deve ser permitido o acesso de pessoas não autorizadas e animais à área da lagoa. Quando permitido o acesso de pessoas, as condições de segurança devem ser atendidas. 6.25 O relatório dos projetos hidráulico e sanitário do sistema de tratamento deve incluir: 12

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a) memorial descritivo e justificativo, incluindo o sistema de desidratação e disposição final do lodo e outros resíduos sólidos; b) memórias de cálculo hidráulico e do processo de tratamento; c) planta de situação do sistema de tratamento em relação à área de projeto e ao corpo receptor; d) planta de locação das unidades de tratamento; e) fluxograma do processo e arranjo em planta com identificação das unidades de tratamento e dos órgãos auxiliares; f) perfis hidráulicos nas diversas etapas; g) plantas, cortes e detalhes: - unidades de tratamento, - tubulações hidráulicas do processo; - tubulações dos sistemas de drenagem e águas pluviais, - instalações elétricas, - poços de monitoramento. h) plantas de escavações e aterros com os respectivos volumes de corte e aterro; i) estudos de mecânica dos solos com as especificações referentes ao nível de compactação e outros sistemas de proteção do solo (troca de solo, drenagem, etc.); j) especificação e quantificação dos materiais e serviços; k) especificação e quantificação dos equipamentos e acessórios; l) orçamento detalhado; m) manual de operação de processo, contendo no mínimo o seguinte: - descrição simplificada do sistema de tratamento; - descrição dos parâmetros utilizados no projeto; - fluxograma e arranjo em planta com identificação das unidades e órgãos auxiliares e informações sobre seu funcionamento; - procedimento de operação com descrição de cada rotina e sua frequência. - identificação e justificativa dos problemas operacionais mais prováveis e descrição dos procedimentos a serem adotados; - procedimentos de segurança e higiene do trabalho; - procedimentos para identificação dos pontos de amostragem, frequência de coleta de amostras e ensaios laboratoriais de monitoramento e controle de parâmetros físicos e químicos a serem efetuados; - modelos das fichas de operação a serem preenchidas pelo operador; 17/06/09

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- equipe e qualificação mínima para operação do sistema proposto, - descrição simplificada dos poços de monitoramento. n) coordenada UTM do sistema de lagoa (s) e do lançamento 7 CONDIÇÕES ESPECÍFICAS 7.1 Processos a serem considerados Para novos projetos e adequação das lagoas existentes, as alternativas abaixo são passíveis de análise, incluindo-se a possibilidade de aplicação do efluente para uso agrícola e a captação e uso de biogás nas unidades anaeróbias: a) lagoa anaeróbia seguida de série de lagoas facultativas com TDH total não inferior a 35 dias, sendo que a última unidade (lagoa fotossintética) deve ter a taxa de aplicação superficial inferior a 50 kg DBO/(dia.ha); b) lagoa anaeróbia seguida de leitos de fitofiltração, com TDH nos canais de cinco a dez dias, com pelo menos três unidades em série; c) lagoa anaeróbia seguida de unidades compactas de tratamento, tal como filtro aeróbio submerso; d) lagoa aerada seguida de lagoa de sedimentação ou decantador; e) lagoas de estabilização precedidas de redutor de carga tipo RAFA (Reator Anaeróbio de Fluxo Ascendente) + filtro anaeróbio; f) lagoas facultativas em série com TDH total não inferior a 35 dias. 7.2 Pré-tratamento Todo sistema de tratamento deve possuir pré-tratamento e medição de vazão. O pré-tratamento abrange gradeamento/peneiramento, remoção de areia, precedida ou seguida de unidade de medição de vazão. Todos os equipamentos devem ser protegidos contra vandalismo e furto. 7.2.1. Gradeamento e peneiramento: Exceto para grades com espaçamento superior a 25 mm, todas as grades e peneiras devem ser mecanizadas, independentemente da população contribuinte. No caso de haver somente uma peneira mecanizada, deve ser previsto um canal paralelo para manutenção, provido de uma grade manual com espaçamento mínimo de 10 mm. No caso de peneiras rotativas, a rosca sem fim deve ser em aço inox ou em aço carbono, devendo o material retido ser lavado e desumidificado antes de ser acondicionado em caçamba ou saco plástico. A abertura das telas das peneiras rotativas deve ser inferior a 5 mm. Deve sempre ser utilizada peneira rotativa antes da lagoa aerada, filtro aeróbio ou RAFA. Deve ser sempre disponibilizado um ponto de água para a limpeza automática da peneira.

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7.2.2. Remoção de areia: O número de unidades desarenadoras mecanizadas deve ser: - duas unidades para população igual ou superior a 10 mil habitantes, - pelo menos uma unidade para população inferior a 10 mil habitantes. A taxa de aplicação superficial deve estar compreendida entre 500 m3/m2.dia a 1200 m3/m2.dia. No caso de uso de desarenadores mecanizados quadrados, deve ser previsto um anteparo para evitar a formação de fluxo preferencial. A remoção de areia do desarenador deve ser contínua, podendo sofrer lavagem antes de disposição na caçamba quando se deseja evitar a exalação de odor. O mecanismo de remoção deve permitir lubrificação que não seja por água e deve ser testada sua eficiência após a sua instalação e antes da efetiva operação. A rosca removedora de areia deve ser feita em única peça, a não ser que seu comprimento seja excessivo que justifique adoção de peças interligadas. Nesse caso o fornecedor deve garantir na operação real do sistema, de que a ligação intermediária não irá causar obstrução à passagem de areia. O motor da rosca removedora deve ser acompanhado de inversor de freqüência. A caçamba para armazenamento de areia removida deve possuir drenagem do líquido no fundo e instalado em local abrigado da chuva. 7.2.3 Alternativa para remoção de areia: para locais onde se constata a impossibilidade de inspeção diária, com população contribuinte inferior a 500 habitantes, admite-se substituir o pré-tratamento por tanque de retenção de modo a permitir a deposição de areia e a retenção de sólidos gradeáveis. Estes materiais retidos devem ser removidos com periodicidade máxima de três meses utilizando caminhão limpafossa e dispostos nos leitos de secagem ou noutros locais permitidos. O dispositivo de entrada e de saída do tanque deve possuir anteparos de pelo menos 0,5 m abaixo do nível mínimo do líquido. O anteparo de saída deve possuir defletor de gás. O canto inferior do tanque deve ser chanfrado para impedir a deposição de sólidos.

Figura 4 – Desarenador quadrado com anteparo

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Figura 5 - Tanque de retenção de sólidos para tratamento preliminar 7.2.4 Medição de vazão: pode ser instalada antes ou depois de pré-tratamento. No caso de o esgoto bruto ingressar a ETE por bombeamento, deve ser dada preferência à medição por medidor eletromagnético com certificado de calibração. Os medidores de canais abertos (calha Parshall ou outros) devem estar munidos de medidor ultrassônico de nível e utilizados nos casos onde não haja freqüentes interrupções de afluxo. Um canal com extensão de pelo menos 2,0 vezes o comprimento do dispositivo deve preceder o medidor para regularização do fluxo e, não deve permitir saliências nas paredes que causem turbulências na superfície da lâmina a montante da calha. A calha deve ser seguida por canal ou caixa com fundo rebaixado. A menor dimensão da caixa não deve ser inferior a 1,5 vezes a largura do canal de instalação da calha. Quando estes forem seguidos por tubulação, deve certificar-se de não causar represamento e afogamento da calha a montante. 7.3. Lagoa anaeróbia A lagoa anaeróbia é um reator de grandes dimensões, cuja estabilização bioquímica se processa essencialmente através da ação de micro-organismos anaeróbios. Estes são bastante sensíveis às variações de condições externas tais como pH, temperatura e condições de mistura. Assim, o projeto desta unidade deve ser feito de modo que estas condições sejam mantidas o mais próximo possível dos valores considerados ideais, ou seja, pH próximo do neutro, temperatura entre 15oC e 30oC. No caso de mistura, diferentemente das outras lagoas onde a força motora é eólica, a agitação se dá através do borbulhamento dos gases gerados no processo, podendo ser adicionada a recirculação do efluente para uma melhor mistura. A lagoa anaeróbia pode ser concebida também como reator compacto de mistura completa. Neste caso, o sistema de introdução e distribuição de esgoto no reator anaeróbio deve promover a mistura com fluxo ascendente.

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Dispositivo para distribuição de esgotos

PLANTA

Dispositivo para coleta do efluente

h>4,0m

Domo flutuante para coleta de biogás

CORTE LONGITUDINAL

Figura 6 – Lagoa anaeróbia Para viabilização da coleta de gás gerado, as lagoas anaeróbias devem possuir área superficial menor possível, aumentando, por conseguinte, a profundidade.

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Foto 2 – Cobertura de lagoa anaeróbia para coleta de biogás. 7.3.1 Dimensionamento 7.3.1.1 A lagoa anaeróbia deve ter uma profundidade útil compreendida entre 4,0 m e 6,0 m. 7.3.1.2 Determinação do volume O dimensionamento volumétrico da lagoa anaeróbia pode ser por TDH calculado para as vazões de início e final do projeto, considerando a temperatura média do mês mais frio do local que influenciará a remoção de carga orgânica, conforme tabela 1. Tabela 1 – Tempo de detenção e eficiência de remoção de DBO5 Temperatura média da lagoa no mês mais frio

Tempo de detenção (em dias)

Eficiência de remoção de DBO5

≤ 20º C

4≤ t ≤6

≤ 50%

> 20º C

3≤ t ≤5

≤ 60%

Este método de dimensionamento não deve ser utilizado para o caso de carga orgânica elevada (acima de 0,25 kg DQO/m3.dia), sendo adotado o parâmetro da taxa volumétrica de carga, considerando como um reator compacto anaeróbio( tipo fluxo ascendente ou similar). 7.3.1.3 Dispositivo de entrada e distribuição do esgoto O princípio de funcionamento das lagoas anaeróbias é a sedimentação de sólidos e sua digestão. Para que o esgoto seja distribuído da forma mais homogênea possível o esgoto pode ser introduzido abaixo da superfície, em diversos pontos da lagoa, conforme a seção 6.12, de forma a evitar a ocorrência de zonas mortas ou curtos-circuitos. Quando a lagoa é concebida como reator compacto de mistura intensa, a introdução e distribuição de esgoto devem abranger toda superfície do fundo da lagoa, conforme a figura 6. 18

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7.3.1.4 Sistema de captação dos gases A captação dos gases nas lagoas anaeróbias deve ser feita através de cobertura de PVC ou PE ou borracha inflável, com tratamento externo contra a radiação UV e resistente a substâncias agressivas na parte interna. Quando a superfície da lagoa não permitir cobertura por uma peça única, a superfície total pode ser dividida em várias seções, cobrindo-se cada seção com domos infláveis, conforme figura 6. Os materiais utilizados na cobertura devem permitir que sejam efetuados reparos in loco. 7.3.1.5 Sistema de queima/conversão do gás em energia elétrica No caso de conversão da queima do gás em energia elétrica, o gás deve sofrer prévia desumidificação e purificação. A definição da simples queima ou da geração de energia depende do volume gerado. Caso seja previsto dispositivos de segurança (válvulas cortachama e antiretrocesso, válvula de alívio, etc.) para o sistema de gás devem atender as Normas Brasileiras e Normas Regulamentadoras de segurança do trabalho. 7.4. Lagoa fotossintética ou facultativa A lagoa fotossintética ou facultativa possui uma zona aeróbia na parte superior, onde boa parte do oxigênio é fornecida através das algas na presença de luz. O local de implantação da lagoa deve evitar a coincidência do sentido do vento dominante com o fluxo da lagoa para não favorecer o curto-circuito. A ação do vento é fundamental no transporte de oxigênio da superfície para o fundo da lagoa, aumentando assim a zona aeróbia.

7.4.1 Profundidade A profundidade útil da lagoa fotossintética primária deve ser entre 1,5 m e 2,0 m e a das lagoas subseqüentes, igual ou inferior a 1,5 m. 7.4.2 Dimensionamento da área Para o sistema de lagoas que não possui tratamento complementar (ver seção 7.1) incluindo lagoa de maturação, recomenda-se que o TDH total do sistema (anaeróbia, facultativa e maturação) para a vazão de final de projeto seja em torno de 35 dias e a taxa de aplicação superficial de carga orgânica na última lagoa deve ser inferior a 50 kgDBO/dia.ha. Para obter a eficiência das respectivas lagoas podem ser adotadas as diversas equações existentes, considerando fatores tais como a temperatura, mistura, remoção de substrato, etc. O critério de adoção para determinada equação deve ser justificado.

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Equação empírica, para estimar a taxa de aplicação orgânica máxima λ = 20 × T − 60 (em kg DBO/ha x dia)

Onde: T = Temperatura média do mês mais frio Modelo de mistura completa Ce = Co/( 1+Kt)n Onde: Ce, Co = concentrações de substratos efluente e afluente às lagoas K = constante de remoção do substrato na lagoa de estabilização t = tempo de detenção hidráulica na lagoa individual n = número de lagoas em série (caso das lagoas com mesmas dimensões) Modelo fluxo disperso 2 2 Se/So = 4 × a × e(1 2d)  / (1 + a) × e( a 2d) − (1 − a) × e( − a 2d) 









Onde: a = (1 + 4 × K × t × d) ( adimensional) d = D/UL ( número de dispersão - adimensional) D = coeficiente de dispersão longitudinal (L2/t) U = velocidade média do fluxo na lagoa (L/t) L = comprimento da lagoa 7.5 Lagoa de Maturação São lagoas utilizadas para promover a remoção complementar de poluentes, tais como: coliformes, nitrogênio amoniacal, sólidos, etc. Deve ser fotossintética e aeróbia, o que faz com que a profundidade seja menor em relação à facultativa. Usualmente a profundidade útil adotada é entre 0,8 m até 1,2 m. Profundidades menores não são recomendáveis devido à possibilidade de aparecimento de plantas aquáticas enraizadas no fundo. A taxa de aplicação deve ser até 50 kgDBO/dia.ha e o conjunto de lagoas de maturação deve ter TDH acima de 10 dias. Estas lagoas permitem a elevação do pH e floculação natural de algas. Conforme a quantidade das lagoas e respectivos dispositivos de saída, pode ser obtido efluente com baixa concentração de algas. 7.6. Lagoa aerada A lagoa aerada é um reator biológico essencialmente aeróbio, cuja demanda de oxigênio é fornecida através de equipamentos que promovem, ao mesmo tempo, a mistura completa do líquido na lagoa. Dependendo do modo operacional do sistema de aeração, podem ser intercaladas zonas anóxicas e aeróbias, para promover a remoção avançada de nitrogênio. A lagoa aeróbia de mistura completa tem Tempo de Retenção Celular igual ao TDH. Este deve ser de 3 a 5 dias. Quando se deseja a remoção avançada de nitrogênio, 20

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pode ser utilizado um decantador final com retorno de lodo. Há também a opção de incorporar na lagoa, meios de fixação biológica para aumentar a idade de lodo. 7.6.1 Sistema de aeração Um fator de maior importância no sucesso funcional de uma lagoa aerada é o sistema de aeração. Dele depende a boa mistura e a formação dos sólidos biológicos. Deve ser dada preferência ao sistema por ar difuso, tipo cadeias flutuantes móveis, para reduzir a potência elétrica total necessária. A diferença de potência entre o sistema por aeradores mecânicos superficiais e por ar difuso de cadeias oscilantes tem sido em torno de 40%. O sistema de aeração pode ser: a) Ar difuso de cadeias oscilantes. Os ramais flutuantes de ar devem ser resistentes a UV e contra o movimento de oscilação. Devem permitir sua fácil remoção a partir da margem da lagoa sem depender de embarcação. A vazão mínima de ar para causar a mistura completa, exceto em caso comprovado, deve ser superior a 5,0 Nm3/min.1000m3 da lagoa. No sistema por ar difuso, o nível de oxigênio dissolvido deve ser sempre medido de forma contínua. Para uma racionalização do consumo de energia do processo, o sistema de medição deve ser incorporado ao sistema de variação da vazão de ar. Os sopradores devem estar contidos dentro da caixa de contenção acústica. O sistema de medição de oxigênio dissolvido deve ser testado por pelo menos um ano e sua funcionalidade assegurada em outras instalações similares. A concentração mínima de oxigênio deve ser de 1,0 mg/L e a demanda de oxigênio deve levar em consideração o fator de pico de carga de 1,2 a 1,3.

Foto 3 e 4 - Cadeias oscilantes. b) Aeradores mecânicos O uso de equipamentos tradicionais (aeradores mecânicos) pode ser utilizado em unidades menores, para até 10.000 habitantes. A distribuição de energia elétrica deve ser via aérea, para minimizar os danos aos cabos e ao sistema de isolamento, assim como não causar o desnivelamento da bóia do aerador flutuante. A densidade de potência não deve ser inferior a 5 W/m3 para aeradores superficiais. Para os demais tipos de aeradores, deve ser comprovada sua densidade mínima. 17/06/09

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O número de equipamentos a serem instalados bem como suas localizações deve ser de tal modo que não permitam a criação de zona morta no interior da lagoa. Não deve ser permitido o desligamento de nenhum dos aeradores durante a operação. c) Aeradores mecânicos superficiais de baixa potência com eixo horizontal Para lagoas facultativas aeradas podem ser utilizados aeradores mecânicos superficiais de baixa potência com eixo horizontal. Esses equipamentos promovem a aeração superficial da massa líquida melhorando o desempenho e inibindo a exalação de odor. A localização desse equipamento deve ser estudada de forma a tornar o fluxo hídrico adequado ao objetivo que se propõem na sua utilização. 7.6.2. Profundidade da lagoa aerada e disposição dos equipamentos Para sistema de aeração por cadeias oscilantes, a profundidade da lagoa deve ser limitada entre 3,0 m a 5,0 m; para aeradores mecânicos, entre 2,0 m a 3,5 m, dependendo do tipo e da potência dos aeradores. Neste último caso, o fundo da lagoa deve ser protegido contra a erosão, pelo menos na zona de influência intensa do fluxo. A disposição do sistema de aeração deve ser de modo a não permitir a passagem direta do esgoto em direção à saída. Assim, as cadeias oscilantes devem ser dispostas perpendicularmente ao fluxo; os aeradores mecânicos devem ser instalados nas posições intercaladas. 7.6.3 Remoção de nitrogênio O sistema de cadeias oscilantes pode ser dimensionado e projetado de modo a alternar a zona aeróbia e anóxica permitindo assim a nitrificação/desnitrificação. No entanto, neste caso, a lagoa deve ser dimensionada com TDH acima de 5 dias. No caso de TDH igual ou inferior a 5 dias, prever retorno do lodo, o que implica na mudança do sistema de sedimentação de lodo. Deve ser previsto decantador com dispositivo retentor de sólidos (tipo módulos tubulares ou similar) ao invés de lagoa de sedimentação. Como alternativa podem ser utilizados meios de fixação biológica na lagoa aeróbia. 7.7 Lagoa de sedimentação A lagoa de sedimentação permite a sedimentação dos sólidos contidos no efluente da lagoa aerada, armazenando-o por longos períodos até ser removido. Ocorre, deste modo, a estabilização bioquímica daquele, cujos produtos de solubilização são reintroduzidos no efluente. 7.7.1 Dimensionamento da lagoa de sedimentação O TDH útil da lagoa deve ser entre um e três dias, acrescido do volume destinado a reservação de lodo. Este pode variar conforme o sistema de remoção de lodo, desde alguns meses até alguns anos, devendo assim ser efetuada uma análise econômica prévia. Não deve ser adotado TDH elevado, pois permite a proliferação de algas, aumentando os sólidos no efluente. 7.7.2 Quantidade de lagoa de sedimentação Para caso de uma única lagoa aerada, recomenda-se prever duas lagoas de sedimentação, sendo uma para uso na ocasião da limpeza. Quando houver duas 22

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lagoas aeradas, o efluente das duas deve ser enviado para uma das lagoas de sedimentação enquanto a outra é drenada e removido o lodo. É também recomendável que as duas lagoas operem em série, de modo a obter melhor efluente em condições normais de operação. Assim sendo, as tubulações de interligação entre as lagoas devem permitir tais operações. 7.7.3 Sistema de remoção de lodo O sistema de remoção de lodo pode ser mecanizado, onde um equipamento instalado em dispositivo flutuante autopropulsor faz a remoção e aspiração de lodo sedimentado numa faixa de dois a três metros, enviando o mesmo através de tubulação apoiada em bóias até o local de destino de lodo. Este tipo de equipamento permite a remoção de lodo com lagoa em operação tornando mais frequente sua remoção e reduzindo a capacidade de sistema de desidratação final. O sistema de malha de tubulações de aspiração, instalado no fundo da lagoa de sedimentação (ver figura 7) tem a mesma finalidade. Neste caso será necessário prever uma lagoa de lodo para recebimento do lodo drenado, pois a vazão instantânea de lodo é grande. O sistema de aspiração pode ser via bomba, levando a um maior controle da vazão. No método tradicional, a lagoa é drenada e a secagem natural de lodo é processada na própria lagoa. Para remoção do lodo é necessário utilizar equipamentos pesados (tratores, caminhões, etc.). Este método exige longo prazo, uma vez que depende das condições climáticas, além de haver risco de danificar a camada de impermeabilização da lagoa.

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PLANTA

CORTE TRANSVERSAL Figura 7 – Sistema de coleta do lodo sedimentado.

Fotos 5 e 6 – Dispositivos de entrada

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7.7.4 Dispositivos de entrada e de saída da lagoa de sedimentação Os dispositivos de entrada do efluente da lagoa de sedimentação são similares aos outros tipos de lagoas. No dispositivo de saída, deve ser previsto um sistema para retenção de escumas. 7.8 Lagoa de Lodo A lagoa de lodo acumula lodos provenientes de lagoas de estabilização, de sedimentação e de outras unidades de tratamentos compactos. Deve ser previsto um dispositivo de drenagem de líquidos de modo a acelerar o adensamento. Deve ser levada em consideração a concentração elevada de amônia daquele sobrenadante. O sobrenadante superficial pode conter grandes quantidades de algas. O liquido drenado deve retornar ao tratamento ou a outra disposição (ex: percolação no solo). A lagoa de lodo pode ser prevista para e secagem de lodo na própria unidade ou remoção periódica e desidratação em outras unidades. No primeiro caso, deve ser prevista instalação de pelo menos duas unidades de lagoas para uso alternado, sendo que o período para o armazenamento e remoção de lodo não deve ser inferior a 5 anos. O lançamento de lodo deve ser interrompido pelo menos um ano antes da remoção. No caso de lagoa com remoção periódica, o volume da lagoa deve ser previsto com TDH superior a 30 dias. A altura da lâmina da lagoa de lodo deve ser entre 3 m a 6 m, com solos compactados internamente, podendo ser utilizadas mantas sintéticas para impermeabilização complementar. 7.8.1 Dispositivos de drenagem do líquido Para secagem na própria lagoa, devem ser previstos dispositivos de drenagem do liquido, que devem ser: - verticais para drenagem de líquidos em profundidade, e - horizontais para drenagem de sobrenadantes superficiais. Para secagem de lodo na lagoa devem ser previstos aqueles dois tipos. Para lagoas com desidratação externa, somente os horizontais. O dispositivo vertical deve ser instalado pelo menos a cada 25 m², conectados a uma tubulação de drenagem do fundo. Os dispositivos de drenagem horizontal devem ser instalados com desnível de cerca de 0,3 m entre os mesmos, sendo providos de registros nas saídas. A figura 8 mostra a disposição destes dispositivos.

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Norma Técnica Sabesp Dreno vertical

Tubos em PVC com furos

Dreno sobrenadante líquido

Vai para início da ETE

PLANTA

Dispositivo p/drenagem do líquido Tubo vertical para drenagem do líquido

Manta geotextil brita sobre manta

CORTE LONGITUDINAL

Figura 8 – Lagoa de lodo 7.8.2 Remoção de lodo da lagoa Para lagoas de lodo com secagem, a remoção de lodo pode ser feita utilizando tratores ou equipamentos tipo clam shell. Antes da remoção devem ser retiradas diversas amostras de lodo em profundidades distintas para verificação do grau de umidade do lodo. Os dispositivos de drenagem, assim como a impermeabilização da lagoa, devem ser refeitos após a remoção de lodo. Para lagoas com retirada periódica e desidratação externa, devem ser previstos diversos pontos de retirada no fundo da lagoa, não se admitindo tipo “espinha de peixe”. 7.8.3 Leitos de secagem No caso de utilização de leito de secagem recomenda-se a cobertura com material translúcido, conforme fotos 7 e 8.

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Fotos 7 e 8 – Leitos de secagem cobertos 7.9 Tratamentos complementares 7.9.1 Unidade redutora de carga É aplicada em sistemas de lagoas que têm necessidade de redução de carga afluente ou melhoria do seu efluente para adequação aos parâmetros legais e que não disponha de áreas para implantação de outras lagoas adicionais. É composta de um reator anaeróbio, tipo mistura completa, seguido por um filtro anaeróbio de fluxo ascendente. Esta unidade, quando bem projetada com TDH total em torno de 15h, permite a redução de carga orgânica entre 60% a 70%, permitindo sensível melhoria no sistema a jusante. O lodo deve ser removido periodicamente para as unidades de desidratação, do tipo leitos de secagem cobertos. 7.9.1.1 Condições de entrada O esgoto afluente ao reator deve ser submetido ao tratamento preliminar com a remoção de areia e retenção de sólidos com peneiras autolimpantes de espaçamento máximo de 3 mm. O esgoto afluente deve possuir uma carga hidráulica de pelo menos 2,0 mH2O sobre o NA máximo do reator. O esgoto afluente deve possuir uma carga hidráulica de pelo menos 2,0 mH2O sobre o NA máximo do reator. 7.9.1.2 Dimensionamento Exceto nos casos de esgotos com elevada concentração orgânica, o dimensionamento pode ser feito por TDH. Para reator de mistura completa, este pode ser entre 8h e 12h, considerando a vazão máxima diária e a temperatura média do mês mais frio do ano da região. O TDH não deve ser inferior à 6h em pico de vazão. Para filtro anaeróbio, o TDH pode variar desde 3h até 5h, considerando também a vazão máxima diária. O TDH não deve ser inferior à 2h da vazão máxima horária. A altura da camada de meio filtrante deve ser entre 1,50 m a 2,00 m. O meio filtrante deve ser de pedra-de-mão ou similar, com dimensão média de 0,15 m, com formato mais arredondado possível. 17/06/09

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7.9.1.3 Formato, entrada e saída de esgoto, captação de gás, retirada de lodo O formato em planta do reator de mistura completa pode ser retangular ou quadrado. O esgoto afluente é distribuído através de tubulações ramificadas, por reduções sucessivas, cujos terminais são bocais voltados ao fundo do reator. A distância entre o bocal e o fundo deve ser de 0,25 m. Cada bocal deve abranger área em torno de 5m². O reator deve possuir canal de coleta do efluente e sedimentação de sólidos. Para desvio de gás, deve possuir anteparos inclinados com ângulo entre 55° a 60°. A captação do efluente pode ser por canaleta com vertedor. O TDH da câmara de sedimentação varia de 1,0h até 2,0h, considerando a vazão máxima horária. A taxa de aplicação hidráulica deve ser inferior a 50 m³/m².dia. Os reatores devem ser previstos para permitir a instalação da coleta do gás gerado, utilizando domos em manta de PVC ou de outro material. A tubulação de gás deve ser em aço inoxidável. Deve ser prevista a drenagem da umidade antes dos queimadores ou de seu uso. O filtro anaeróbio tem como função básica a retenção de sólidos. Pode ter formato retangular ou quadrado em planta. Para população acima de 10 mil habitantes, é recomendável prever duas unidades paralelas, de modo a permitir a flexibilização operacional. O filtro anaeróbio deve possuir fundo falso em concreto, com furos com diâmetro de 0,05 m espaçados a cada 0,20 m entre os centros dos furos. A altura do fundo falso deve ser entre 1,2 m a 1,5 m. Deve possuir uma abertura que permita acesso ao seu interior para eventual inspeção. O efluente deve ser coletado por canaleta com vertedor. A retirada de lodo deve ser por pressão hidráulica através de tubos ramificados e instalados no fundo dos reatores. A quantidade de bocais para captação de lodo deve ser metade dos bocais utilizados para o esgoto afluente, tanto no reator quanto no filtro anaeróbio. Todo o lodo retirado deve ser conduzido em tubulação contínua até o local de desidratação. 7.9.2 Filtro Aeróbio Submerso Esta unidade pode ser utilizada como unidade de pós-tratamento da lagoa anaeróbia ou de uma unidade redutora de carga, para adequar a qualidade do efluente aos padrões exigidos por lei. Consiste num reator biológico tendo enchimento com material plástico que possua área superficial superior a 100 m²/m³ e índice de vazio superior a 85%, permitindo fluxo livre de líquido em todas as direções, sem criação de zona morta. O material deve ser inerte tanto bioquimicamente como quimicamente, devendo ter resistência mecânica que permita empilhamento de até 5 m de altura sem causar deformação. Pode ser utilizado tanto o tipo estruturado quanto o solto, do tipo anel Pall. Deve ser previsto sempre um peneiramento fino (3 mm) em alguma etapa anterior ao filtro aeróbio submerso.

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7.9.2.1 Dimensionamento O TDH adotado (líquido, no meio filtrante) pode variar de 1,5h até 3,0h, considerando a vazão de pico horário. A taxa de carga orgânica, quando houver necessidade de nitrificação do efluente, não deve ser superior a 10 gDBO/m².dia. O reator deve sempre ser previsto com duas câmaras paralelas, para permitir a lavagem periódica. O sistema de aeração é por ar difuso de bolhas grossas ou por aeradores submersíveis conforme a configuração do reator. Devem ser previstas válvulas nas linhas de ar de cada câmara, nos locais de fácil acesso e manobra, para permitir o isolamento de câmaras. A taxa de ar não deve ser inferior a 70 Nm³ar/kgDBO aplicada. Deve ser previsto sistema de aspersão de água de reuso na superfície do reator para a extinção da espuma. 7.9.2.2 Decantador ou câmara de decantação A sedimentação dos sólidos gerados no filtro aeróbio pode ser feita em decantador, podendo ser tanto mecanizado ou não. É recomendável a utilização de dispositivo auxiliar de sedimentação, tais como: módulos tubulares ou meio filtrante similar ao utilizado no filtro aeróbio. Neste caso, deve ser previsto, além do sistema de remoção de lodo sedimentado, um sistema de drenagem e lavagem do dispositivo auxiliar. A taxa de aplicação com dispositivo auxiliar pode ser de até 60 m³/m².dia; sem o mesmo deve ser limitado a 25 m³/m².dia, considerando a vazão máxima horária. Os lodos removidos do filtro aeróbio e do decantador devem ser retornados periodicamente a montante para estabilização anaeróbia. O diâmetro mínimo da tubulação para drenagem de lodo deve ser de 150 mm. 7.9.3 Lagoa de Fitofiltração É utilizada para o tratamento complementar de lagoa anaeróbia ou de algum tratamento que necessite de remoção complementar de DBO, nitrogênio, fósforo ou sólidos. Devido a sua natureza operacional, é aplicada para a população de até no máximo 5 mil habitantes, a não ser que seja prevista mecanização para a retirada da massa vegetal. Utiliza-se a planta aquática denominada de alface d´água (Pistia stratiotis L.) com zona radicular abundante e ramificada. 7.9.3.1 TDH, fluxo e profundidade O TDH recomendado é entre cinco e dez dias, dependendo das condições climáticas locais. O fluxo predominante deve ser tipo pistão em cada compartimento. O número de compartimentos deve ser de tal modo que o TDH em cada compartimento seja inferior a um dia. A profundidade útil do líquido deve ser em torno de 0,80 m.

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7.9.3.2. Formato de compartimentos e dispositivos internos O formato de cada compartimento deve ser retangular, com relação comprimento / largura não inferior a 4. Deve possuir anteparos intermediários transversais com espaçamento máximo de 1,5 vezes a largura do compartimento para impedir a concentração desigual de plantas. Cada anteparo deve ter altura de 0,50 m sendo 0,30 m abaixo da lâmina d’água e 0,20 m acima. Sobre as paredes longitudinais de cada compartimento devem ser previstas passarelas com largura mínima de 1,00 m, para permitir o tráfego de pessoas com equipamentos para a coleta e transporte de plantas. O desnível hidráulico entre os compartimentos deve ser de 0,10 m. A passagem do líquido entre os compartimentos deve ser protegida por tela. O esgoto afluente na primeira câmara deve ser uniformemente distribuído em toda a sua largura através de canal ou tubulação perfurada.

Figura 9 – Lagoa de fitofiltração com alface d´água 8 – BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTAR Resolução CONAMA nº 357, de 17 de março de 2005

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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. Resolução CNRH nº 54, de 28 de novembro de 2005 Estabelece modalidades, diretrizes e critérios gerais para a prática de reúso direto não potável de água, e dá outras providências. Resolução CONAMA nº 375, de 29 de agosto de 2006 Define critérios e procedimentos, para o uso agrícola de lodos de esgoto gerados em estações de tratamento de esgoto sanitário e seus produtos derivados, e dá outras providências. Resolução CONAMA nº 396, de 03 de abril de 2008 Dispõe sobre a classificação e diretrizes ambientais para o enquadramento das águas subterrâneas e dá outras providências. Resolução CONAMA nº 397, de 03 de abril de 2008 Altera o inciso II do § 4o e a Tabela X do § 5o, ambos do art. 34 da Resolução do Conselho Nacional do Meio Ambiente - CONAMA nº 357, de 2005, que 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. Decreto Estadual nº 8.468, de 08 de setembro de 1976 Aprova o Regulamento da Lei nº 997, de 31 de maio de 1976, que dispõe sobre a Prevenção e o Controle da Poluição do Meio Ambiente Orientador de Projetos para a Obtenção de Créditos de Carbono – Orientador SABESP/2008. Resolução SMA Nº 3, de 22/02/2000 - Controle ecotoxicológico de efluentes líquidos no Estado de São Paulo. Decisão de Diretoria nº 103/2007/C/E, de 22 de junho de 2007– CETESB Dispõe sobre o procedimento para gerenciamento de áreas contaminadas. NBR 15.492 - Sondagem de reconhecimento para fins de qualidade ambiental – Procedimento. NBR 15.495-1 - Poços de monitoramento de águas subterrâneas em aqüíferos granulares. Guia para avaliação do potencial de contaminação em imóveis – CETESB Manual de Gerenciamento de Áreas Contaminadas – CETESB World Health Organization Guidelines for the safe use of wastewater, excreta and greywater. Vol. 2, Vol. 4

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Projeto de lagoas de estabilização e seu tratamento complementar para esgoto sanitário

Considerações finais:

1) Esta norma técnica, como qualquer outra, é um documento dinâmico, podendo ser alterada ou ampliada sempre que for necessário. Sugestões e comentários devem ser enviados ao Departamento de Desenvolvimento Tecnológico e Inovação - TOD. 2) Tomaram parte na elaboração desta Norma:

ÁREA

UNIDADE DE NOME TRABALHO

P R R T T

PIT REP ROA TAP.11 TOD

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Aldo Takahashi Hissashi Kamiyama Marcelo Kenji Miki Maria Eugênia Toffoli Oliveira Reinaldo Putvinskis

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Sabesp - Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo Diretoria de Tecnologia, Empreendimentos e Meio Ambiente - T Superintendência de Desenvolvimento Operacional – T O Departamento de Desenvolvimento Tecnológico e Inovação - TOD Rua Costa Carvalho, 300 - CEP 05429-900 São Paulo - SP - Brasil

Palavras-chave: lagoa, efluente, tratamento de esgoto. - 30 páginas

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Projeto de lagoas de estabilização e seu tratamento

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