terça-feira, 2 de setembro de 2014

SISTEMAS DE TRATAMENTO DE ESGOTOS SANITÁRIOS
Diferentes tipos de sistema de tratamento de esgotos sanitários implantados  e/ou operados por empresas de Saneamento de Sistemas de Água e Esgoto.
Alguns municípios optam por realizar a manutenção de seus sistemas de tratamento.
Uma parcela da população urbana (residencial ou não  residencial), ou utilizam os sistemas convencionais tanque séptico/sumidouro, ou lançam seus esgotos in natura, nos cursos d'água.
Para avaliação da eficiência de uma ETE  utilizou-se o Índice de Qualidade dos Efluentes (IQE), o qual é utilizado para avaliação dos sistemas de tratamento de efluentes implantados e/ou operados. Obteve-se um resultado ótimo na avaliado da remoções da DBO5, da DQO, do SS, da Turbidez , dos Coliformes fecais e dos Coliformes totais. Entretanto, em relação aos percentuais apresentados para DBO5, Coliformes fecais e totais, e necessário realizar uma avaliação da eficiência na remoção destes parâmetros, analisando todas as amostragens efetuadas, desde que iniciado o monitoramento da ETE.
O esgoto, quando não tratado, pode contaminar a água utilizada no abastecimento, os alimentos, os utensílios domésticos ou podem ser transportados por vetores provocando assim nova infecção.
Outro aspecto importante é a preservação do meio ambiente, pois as substâncias presentes nos esgotos exercem a ação deletéria nos corpos d'água, onde a matéria orgânica ocasiona o consumo do oxigênio dissolvido, provocando assim a morte de peixes e outros organismos aquáticos, além de causar o escurecimento da água e a geração de maus odores.
A implementação dos serviços de saneamento básico no Estado sob regime de concessão, é de responsabilidade da Empresa de Saneamento com índices de atendimento da população urbana com água tratada e com coleta de esgoto precisa ser avaliadas.
A degradação dos recursos hídricos é uma realidade, no entanto, é difícil estabelecer o seu real dimensionamento diante da ausência de uma série histórica de dados.
As condições inadequadas da ocupação e manejo do solo urbano, têm sido fatores determinantes para a progressiva deterioração da qualidade das águas e o comprometimento da quantidade disponível para fins de abastecimento público, bem como, a
preservação de nossa flora e fauna aquática.
Nos anos setenta, no Brasil, como de resto na América Latina em geral, o Estado seguiu praticamente a única instância de liberação de recursos e financiamento de programas de saúde e saneamento, embora não alcançasse a meta de 1% do PNB (Produto Nacional Bruto) previsto para o final da década, como no PLANASA. A despeito da aparente evolução da qualidade de vida dos brasileiros na época, não havia uma política de promoção de espaços onde se expressassem as variedades de interesses e perspectivas dos diversos fatores sociais, e a definição dos rumos a seguir, ficando na dependência de ações de políticos, que nem sempre com conhecimentos adequados no assunto, à realização dos projetos elaborados.
Enquanto a população crescia, o atendimento com os serviços de esgotamento, nunca chegou a crescer o suficiente para diminuir o número de brasileiros sem este benefício no mesmo período, fazendo com que o déficit aumentasse a cada ano.
Hoje, no Brasil, os dados referentes ao esgotamento sanitário são alarmantes, indicando índices de cobertura da população, por redes coletoras, de apenas 30%, e em percentual de município que possuem estações de tratamento inferior a 10%. Mesmo nos municípios que se incluem nesta pequena parcela, em geral as
estações de tratamento atendem a apenas uma parte da população, muitas vezes as eficiências são reduzidas devido a problemas operacionais.

Principais características de funcionamento desses sistemas.

LAGOAS DE ESTABILIZAÇÃO
Os sistemas de lagoas de estabilização constituem-se na forma mais simples para o tratamento dos esgotos.
Há diversas variantes dos sistemas de lagoas de estabilização, com diferentes níveis de simplicidade operacional e requisitos de área. lagoas anaeróbias seguidas por lagoas facultativas.
A DBO5 afluente é em torno de 50% estabilizada na lagoa anaeróbia (mais profunda e com menor volume), enquanto a DBO5 remanescente é removida na lagoa facultativa. O sistema ocupa uma área inferior ao de uma lagoa facultativa única. Abaixo apresentamos na Tabela 3, as características do sistema de lagoas anaeróbias/facultativas, para a remoção da DBO5 e demais parâmetros.

Características do sistema de Lagoa naeróbia/Facultativa, para a remoção da DBO5 e demais parâmetros.
Eficiências
DBO5 (%)
Nitrogênio (%)
Fósforo (%)
Coliformes (%)
70 - 90
30 - 50
20 - 60
60 - 99,9
Requisitos
Área (m2/hab) Potência (W/hab.) 1,5 - 3,50
Custos Implantação (US$/hab.) 10 - 25
Fonte: VON SPERLING, 1996

As lagoas de estabilização são bastante indicadas para as condições brasileiras, devido aos seguintes aspectos:
- suficiente disponibilidade de área em um grande número de localidades;
- clima favorável (temperatura e insolação elevadas);
- operação e manutenção simples;
- necessidade de pouco ou nenhum equipamento.
As lagoas anaeróbias constituem-se em uma forma alternativa de tratamento, onde a existência de condições estritamente anaeróbias é essencial. Tal é alcançado, através do lançamento de uma grande carga de DBO5 por unidade de volume da lagoa, fazendo com que a taxa de consumo de oxigênio seja várias vezes superior à
taxa de produção. No balanço de oxigênio, a produção pela fotossíntese e pela reaeração atmosféricas é neste caso, desprezíveis.
A estabilização em condições anaeróbias é lenta, pelo fato das bactérias anaeróbias se reproduzirem numa vagarosa taxa. Isto, por seu lado, é advindo de que as reações anaeróbias geram menos energia do que as reações aeróbias de estabilização da matéria orgânica. A temperatura do meio tem uma grande influência nas
taxas de reprodução e estabilização, o que faz com que locais de clima favorável (temperatura elevada), se tornem propiciosa este tipo de lagoa.
As lagoas anaeróbias são usualmente profundas, da ordem de 4 a 5 m. A profundidade é importante, no sentido de reduzir a possibilidade da penetração do oxigênio produzido na superfície, para as demais camadas. Pelo fato das lagoas serem mais profundas, a área requerida é correspondentemente menor.
As lagoas anaeróbias não requerem qualquer equipamento especial, e tem um consumo de energia praticamente desprezível.
A eficiência de remoção de DBO5 nas lagoas anaeróbias é da ordem de 50 a 60%. A DBO5 efluente é ainda elevada, implicando na necessidade de uma unidade posterior de tratamento. As unidades mais utilizadas para tal, são as lagoas facultativas, compondo o sistema de lagoas anaeróbias seguidas por lagoas facultativas, também denominadas de sistema australiano.
A remoção de DBO5 na lagoa anaeróbia proporciona uma substancial economia de área, fazendo com que o
requisito de área total (lagoa anaeróbia + facultativa) seja em torno de 2/3 do requisito de uma lagoa facultativa única.
A existência de uma etapa anaeróbia é sempre uma causa de preocupação, devido à possibilidade da geração de maus odores. Caso o sistema esteja bem equilibrado, a geração de mau cheiro não deve ocorrer, mas eventuais problemas operacionais podem conduzir à liberação de gás sulfídrico, responsável por odores
fétidos. Por essa razão, o sistema australiano é normalmente localizado, onde é possível haver um grande afastamento das residências (durante todo o período de operação das lagoas).

Vantagens e Desvantagens do Sistema de Lagoas Anaeróbias/Facultativas.
- Satisfatória eficiência na remoção de DBO;
- Eficiente na remoção de patogênicos;
- Construção, operação e manutenção simples;
- Reduzidos custos de implantação e operação;
- Ausência de equipamentos mecânicos;
- Requisitos energéticos praticamente nulos;
- Satisfatória resistência a variações de carga;
- Remoção de lodo necessária apenas após períodos superiores há 20 anos;
- Requisitos de área inferiores aos das lagoas facultativas únicas.
- Elevados requisitos de área;
- Dificuldades em satisfazer padrões de lançamento bem restritivo;
- A simplicidade operacional pode trazer o descaso na
manutenção (crescimento de vegetação);
- Possível necessidade de remoção de algas do efluente
para o cumprimento de padrões rigorosos;
- Performance variável com as condições climáticas
(temperatura e insolação);
- Possibilidade de crescimento de insetos;
- Possibilidade de maus odores na lagoa anaeróbia;
- Eventual necessidade de elevatórias de recirculação
do efluente, para controle de maus odores;
- Necessidade de um afastamento razoável às
residências circunvizinhas.
Fonte: VON SPERLING, 1996

REATOR ANAERÓBIO DE MANTA DE LODO
Embora com várias denominações no Brasil (RAFA, DAFA, RAFAALL, RALF, etc.), que tem servido para confundir o público, este reator se consagrou no mundo todo como UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket Reactor), nomenclatura original dada em inglês por um de seus pioneiros na Holanda (LETTINGA et al.,
1980), que passou a ser adotada também aqui, apesar de nos serem divulgada novas terminologias para a identificação deste tipo de reator. Há uma certa semelhança com o filtro anaeróbio ascendente, tendo este inclusive servido como modelo inicial do desenvolvimento que se seguiu.
A diferença primária é que o UASB não possui qualquer material de enchimento para servir de suporte para a biomassa. A imobilização dos microrganismos ocorre por meio de auto-adesão, formando flocos ou grânulos densos suspensos, que se dispõem em camadas de lodo a partir do fundo do reator, sendo que o reator apresenta um separador diferente, para os sólidos suspensos e para o gás (LETTINGA et al., 1980).
Algumas modificações do reator de manta de lodo têm sido estudadas e aplicadas para diferentes situações, havendo alguns reatores denominados de UASB modificados e outros com nomes próprios. Assim como qualquer reator anaeróbio, cada um desses tem algumas particularidades próprias e vantagens e desvantagens
para aplicação prática. Os implantados em Mato Grosso do Sul, é uma variante do UASB, desenvolvida pela SANEPAR, no qual foi omitido o separador de fases para reduzir os custos de construção, sendo denominado de RALF (Reator Anaeróbio de Leito Fluidizado), conforme o nome dado pelos seus criadores (GOMES, 1985; VAN HAANDEL & LETTINGA, 1994).
O Reator Anaeróbio de Leito Expandido ou Fluidificado, que embora com duas denominações, esse dois reatores têm configurações bem semelhantes, ficando a diferença básica no grau de expansão do leito de lodo, que na realidade é mais bem representado pelo grau de fluidificação. O termo fluidificação é caracterizado pelas condições hidrodinâmicas no reator, que na prática pode ser traduzido pela relação linear entre a perda
de carga e a velocidade ascensional do líquido aplicada ao reator. À medida que a velocidade ascensional aumenta, o leito de lodo vai gradativamente se expandindo. A partir de um certo valor de velocidade ascensional, geralmente elevado, a perda de carga no reator se torna constante e alcança a fluidificação do
leito de lodo. Nesse ponto, o peso de uma partícula do leito se iguala à força de arraste, devido à velocidade ascensional e o seu movimento é considerado livre em relação às demais. Utiliza-se comumente o termo reator de leito expandido para aquele que não atingiu o estágio da fluidificação, embora seja uma questão de
terminologia, uma vez que o reator de leito fluidificado é necessariamente um reator com o seu leito de lodo também expandido. Alguns autores se referem ao reator como de leito expandido quando se atinge um grau de expansão de cerca de 20 a 30%; quando a expansão é maior, consideram o leito fluidificado. O grau de expansão é medido em relação à altura do leito, quando estacionário.
Para efeito de comparação, o reator UASB tem um grau de expansão pequeno, uma vez que as velocidades ascensionais não ultrapassam 1,5 m/h, ao passo que os reatores de leito expandido e fluidificado podem atingir até 10 m/h ou mais. A questão da velocidade ascensional a ser aplicada, depende da geometria do reator (relação altura e diâmetro, no caso de reatores de base circular, o que é mais comum para esses reatores). Altas velocidades ascensionais podem ser obtidas com o uso de recirculação do efluente, por exemplo, embora não necessariamente na prática, reatores de leito expandido e fluidificado, dependendo das condições hidrodinâmicas, se aproximam dos reatores ideais de mistura completa. Desde que seja provido de um sistema adequado de retenção do lodo, na prática, esses dois reatores podem reduzir substancialmente o
tempo de detenção hidráulica, havendo, portanto, diminuição do volume necessário para o tratamento.
O Reator UASB, de certa forma revolucionou a área de tratamento de efluentes, pois passou a oferecer muitas
vantagens que até então não se tinha, como baixo custo operacional, baixo consumo de energia, maior estabilidade do processo, entre outras (HIDRATA et al., 1986). No entanto, alguns problemas podem surgir, como a dificuldade de retenção de lodo em seu interior, quando há problemas na formação de lodo granular, dependendo da composição do efluente a ser tratado e das condições de operação.
No que pesem as grandes vantagens dos sistemas anaeróbios, os mesmos tem dificuldades em produzir um efluente que se enquadre nos padrões estabelecidos pela legislação ambiental.

Vantagens e Desvantagens do Reator Anaeróbio de Manta de Lodo.
- Satisfatória eficiência na remoção de DBO;
- Baixos requisitos de área (de 0,05 a 0,5 m2/habitante);
- Baixos custos de implantação e operação;
- Reduzido consumo de energia;
- Não necessita de meio suporte;
- Construção, operação e manutenção simples;
- Baixíssima produção de lodo, com estabilização do lodo no
próprio reator;
- Rápido reinicio após períodos de paralisação;
- Necessidade apenas da disposição final do lodo.
- Dificuldades em satisfazer padrões de lançamento muito restritivos;
- Remoção de N e P insatisfatória;
- Possibilidade de geração de maus odores, se o sistema não for bem controlado;
- A partida do processo é geralmente lenta;
- Sensível a variação de carga.
Fonte: VON SPERLING, 1996

Para dimensionamento do reator RALF, emprega-se os seguintes parâmetros:

A) CARGA ORGÂNICA APLICADA:
- Para despejos concentrados, valor máximo de 6 a 8 kg DQO/m3.dia
- Para despejos com baixa concentração, em torno de 1,5 kg DQO/m3.dia

B) TRH - TEMPO DE RETENÇÃO HIDRÁULICO:
- Para despejos concentrados, emprega-se o parâmetro carga orgânica
- Para despejos com baixa concentração, de 8 a 16 horas

C) ALTURA DO REATOR:
- Para despejos concentrados: máxima altura de 5 a 6 m
- Para despejos com baixa concentração: de 3 a 4 m

D) DISTRIBUIÇÃO DE FUNDO DO REATOR DEVE SER A MAIS UNIFORME, ASSIM:
- Para despejos concentrados 1 ponto para 7 a 10 m2
- Para despejos com baixa concentração1 ponto para 1 a 3 m2
21º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental
ABES – Trabalhos Técnicos 7

E) SAÍDA DO LÍQUIDO:
- A saída do líquido ocorre pela parte superior, fluxo ascendente e deve ser a mais uniforme possível.
Recomenda-se vertedores reguláveis para o ajuste do fluxo líquido.

BIODRUMâ
O BIODRUMâ consiste de vários tubos plásticos corrugados, enrolados como um carretel, onde as bactérias empregadas para o tratamento de esgoto sanitário se aderem.
O carretel fica instalado dentro de um tanque, com aproximadamente 95% submerso no líquido. Assim,
durante a rotação, as extremidades externas das espiras se emergem e capturam uma quantidade de ar, que fica aprisionado, formando bolsões. Com o movimento de rotação, o ar é conduzido para as espiras mais internas, sendo então liberado após várias voltas e assim sucessivamente.
Com o movimento de rotação contínuo, a matéria orgânica e os nutrientes são transferidos para o filme biológico, aderido nas paredes internas e externas dos tubos, que promove o tratamento dos efluentes.
Os espaços vazios nos tubos garantem um contato contínuo entre os microrganismos, aderidos no filme biológico, com o efluente proporcionando uma boa utilização do oxigênio fornecido.
O fornecimento de oxigênio necessário para o tratamento dos efluentes, é obtido através da captação de ar pelos tubos durante a rotação.
Uma pequena quantidade de ar é fornecida para girar o carretel, através de um compressor, e também promove a agitação, mantendo em suspensão parte dos sólidos, melhorando assim o processo biológico, principalmente por ser uma fonte adicional de oxigênio.
No sistema aeróbio com reator rotativo, com disco ou carretel, ocorre o crescimento de bactérias que formam o lodo, tornando-se necessário à remoção, através de decantadores.
O decantador tem a função de separar os flocos de bactérias (lodo), do líquido clarificado.
O lodo retido no fundo do decantador é retirado através do sistema air-lift, retornando parte para o tanque do reator rotativo e parte para o biodigestor, onde será digerido biologicamente.

SISTEMA DE APLICAÇÃO NO SOLO
Os sistemas de aplicação no solo são processos controlados de aplicação de águas residuárias ao solo, com o objetivo de atingir determinado grau de tratamento, o que ocorre através de processos físicos, químicos e biológicos. A aplicação ao solo, também pode ser uma disposição final de efluentes líquidos. O fluxo hidráulico depende do método de aplicação, podendo ocorrer desde a infiltração, percolação, escoamento
superficial e evapotranspiração.
Os mais conhecidos processos de aplicação ao solo são:
- infiltração lenta: os esgotos são aplicados ao solo, fornecendo água e nutrientes necessários para o crescimento das plantas. Parte do líquido é evaporada, parte percola no solo, e a maior parte são absorvidas pelas plantas. As taxas de aplicação no terreno são bem baixas. O líquido pode ser aplicado segundo os métodos da aspersão, do alagamento, e da crista e vala;
- infiltração rápida: os esgotos são dispostos em bacias rasas. O líquido passa pelo fundo poroso e percola pelo solo. A perda por evaporação é menor, face às maiores taxas de aplicação. A aplicação é intermitente, proporcionando um período de descanso para o solo. Os tipos mais comuns são: percolação para a água subterrânea, recuperação por drenagem subsuperficial e recuperação por poços freáticos; - infiltração subsuperficial: o esgoto pré-decantado é aplicado abaixo do nível do solo. Os locais de infiltração são preenchidos com um meio poroso, no qual ocorre o tratamento. Os tipos mais comuns são
as valas de infiltração e os sumidouros;
- escoamento superficial: os esgotos são distribuídos na parte superior de terrenos com uma certa
declividade, através do qual escoam, até serem coletados por valas na parte inferior. A aplicação é intermitente. Os tipos de aplicação são: aspersores de alta pressão, aspersores de baixa pressão e tubulações ou canais de distribuição com aberturas intercaladas.
Os mecanismos da remoção dos constituintes dos esgotos são essencialmente similares ao dos reatores biológicos em tanques artificiais, embora em meio completamente distinto. Predominam a sedimentação e a filtração e, naturalmente, as reações para a oxidação da matéria orgânica, com formação de biomassa fixa no
solo (e plantas), com remoção de sólidos suspensos e DBO. Há ainda casos de remoção com boa eficiência de nitrogênio e fósforo.
Diversas culturas vegetais podem ser utilizadas intencionalmente para o aproveitamento da água e nutrientes, sendo muitas vezes a disposição de esgoto no solo associada ao aproveitamento agrícola ou ao reuso de efluentes. Muitas das práticas de irrigação são também utilizadas nesses métodos, observando-se alguns
cuidados no manejo da água. Embora haja também certos receios no aspecto de saúde pública e proteção ambiental, ocorrendo até algum preconceito quanto a esses métodos, as preocupações são válidas para qualquer sistema de tratamento, no caso de esgoto doméstico. Entretanto, como nos demais sistemas e bastante difundido para os sistemas de disposição de esgoto no solo, os riscos mencionados são controláveis pelo respeito a determinados critérios estabelecidos.
O sistema de aplicação no solo, apesar do seu grande potencial e elenco de vantagens, no Brasil, há ainda uma difusão limitada dessa tecnologia, embora já se tenha alguma experiência prática e esteja em fase de maior disseminação, tanto para o tratamento, como para pós-tratamento ou disposição final.

Vantagens e Desvantagens do Sistema de Disposição no Solo.
- Elevada eficiência na remoção de DBO e de coliformes;
- Satisfatória eficiência na remoção de N e P;
- Método de tratamento e disposição final combinado;
- Requisitos energéticos praticamente nulos;
- Construção, operação e manutenção simples;
- Reduzidos custos de implantação e operação;
- Boa resistência a variações de carga;
- Não há lodo a ser tratado;
- Proporciona a fertilização e condicionamento
do solo;
- Retorno financeiro na irrigação de áreas
agricultáveis;
- Recarga do lençol subterrâneo.
- Elevados requisitos de área;
- Possibilidade de maus odores, insetos e vermes;
- Relativamente dependente do clima e dos requisitos
de nutrientes dos vegetais;
- Dependente das características do solo;
- Risco de contaminação de vegetais a serem consumidos, caso seja aplicado indiscriminadamente;
- Possibilidade de contaminação dos trabalhadores na
agricultura (na aplicação por aspersão);
- Possibilidade de efeitos químicos no solo, vegetais e
água subterrânea (no caso de haver despejos industriais);
- Difícil fiscalização e controle com relação aos
vegetais irrigados;
- A aplicação deve ser suspensa ou reduzida nos
períodos chuvosos.
Fonte: VON SPERLING (1994)

Para desenvolvimento de um projeto, são considerados os seguintes parâmetros:
- volume a ser tratado;
- temperatura média, máxima e mínima da região;
- índice de precipitação pluviométrica;
- área disponível para o tratamento;
- qualidade e vazão do corpo receptor;
- qualidade do efluente final tratado;
- condição sócio-econômica da comunidade;
- condição sanitária e ambiental da comunidade.

TANQUES IMHOFF
Os Tanques Imhoff ou decanto-digestores são unidades ompactas, possuindo em um mesmo tanque as unidades de sedimentação e digestão do lodo. O sistema consiste em dotar os esgotos afluentes com as mesmas condições impostas em um decantador convencional. O lodo sedimentado é naturalmente encaminhado para um compartimento destinado a digerí-lo convenientemente, de onde é removido para unidades de secagem ou qualquer outro tipo de disposição final criteriosamente selecionado.
Os Tanques Imhoff são considerados como um melhoramento, baseado no funcionamento das fossas sépticas, nas quais a eficiência do processo é afetada pela condição da sedimentação e digestão em uma mesma câmara. Este desenvolvimento deve-se ao famoso técnico alemão Karl Imhoff, do qual recebeu o seu nome, e por ele denominado como tanque "Emscher", devido à região do rio Emscher (Alemanha), onde foi aplicada
pela primeira vez esta unidade.
As finalidades dos Tanques Imhoff são idênticas às finalidades de um sistema de tratamento primário, observando-se, no entanto, a vantagem de possuir em um mesmo tanque as principais unidades daquele tratamento, permitindo que a operação de remoção de lodo do decantador se processe normalmente sem interferência de qualquer dispositivo de transporte de lodo, o qual é secado facilmente em leitos de secagem.
Os Tanques Imhoff, por conjugar dois processos de tratamento, exigem que as suas características obedeçam a inúmeras condições, com finalidades vinculadas a cada unidade de tratamento, de modo que um processo (decantação), não interfira no outro processo (digestão). Estas unidades podem ser construídas na mesma forma e características adotadas para os decantadores e digestores, condicionadas, no entanto, à perfeita
adaptação que caracteriza as unidades compactas.
O seu funcionamento pode ser descrito como a seguir:
- os sólidos sedimentáveis presentes no esgoto afluente vão ao fundo do tanque, passando a constituir uma camada de lodo;
- os óleos e graxas e outros materiais mais leves presentes no esgoto afluente, flutuam até a superfície do tanque, vindo a formar uma camada de escuma; - os esgoto, livre dos materiais sedimentáveis e flutuantes, flui entre as camadas de lodo e de escuma, deixando o tanque em sua extremidade oposta, de onde é encaminhado a uma unidade de pós-tratamento
ou de disposição final; - o material orgânico retido no fundo do tanque sofre uma decomposição facultativa e anaeróbia, sendo
convertido em compostos mais estáveis como CO2, CH4 e H2S. Embora o H2S seja produzido nos Tanques Imhoff, problemas de odor não são usualmente observados, uma vez que este se combina com metais acumulados no lodo, vindo a formar sulfetos metálicos insolúveis; - a decomposição anaeróbia proporciona uma redução contínua do volume de lodo depositado no fundo do
tanque, mas há sempre uma acumulação ao longo dos meses de operação do Tanque Imhoff. Como conseqüência, a acumulação de lodo e de escuma leva a uma redução do volume útil do tanque, demandando a remoção periódica desses materiais.
Evidentemente, o funcionamento dos processos de tratamento adotados nos Tanques Imhoff, se realiza como se as unidades estivessem construídas separadamente.
No entanto, a digestão é afetada devido à aplicação de lodo cru de modo incontrolado, aumentando sensivelmente o período de digestão, principalmente pela influência da temperatura, da ausência de homogeneização, e elevado teor de umidade.
Os Tanques Imhoff, devido aos inúmeros fenômenos característicos de cada unidade de tratamento, podem ter seus compartimentos ou dispositivos classificados das seguintes maneiras:
- Zona de decantação;
- Zona de digestão;
- Zona de escuma;
- Dispositivo de remoção de lodo;
- Dispositivo de remoção de gás.
O Tanque Imhoff apresenta grande vantagem sobre as fossas sépticas, devido à ausência de partículas de lodo no efluente, a não ser em operações anormais.
Esta condição produz um lodo com umidade em torno de 90 a 95% e com boas características de secagem.
O efluente líquido apresenta, normalmente, eficiência variando com as seguintes reduções:
· Sólidos em Suspensão: 50 a 70%
· Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO5): 30 a 50%

O SISTEMA DE TRATAMENTO DE ESGOTO SANITÁRIO IMPLANTADO NO MUNICÍPIO DE MIRANDA/MS.

LOCALIZAÇÃO E CONDIÇÕES SANITÁRIAS.
O município de Miranda foi fundado em 16 de julho de 1778, sendo desmembrado do município de Corumbá, no dia 17 de outubro de 1871, está situado às margens do rio Miranda, possui uma área de 5.494,5 km2 e está localizado a 194 km da capital do Estado. Localiza-se na microrregião geográfica Aquidauana, sua altitude é de 126 m acima do nível do mar, situa-se na intersecção das coordenadas geográficas: Latitude:
20° 14' 26" e Longitude: 56° 22' 42".
A hidrografia do município é privilegiada, com presença abundante de águas superficiais correntes, destacando-se os rios Betione e Salobra, afluentes do rio Miranda pela esquerda, sendo este o mais volumoso que banha a sede do município, além do córrego Vilas Boas, e é o principal manancial de água para abastecimento da cidade, com água bruta de boa qualidade e a vazão mínima é de 7,3 m3/s. Destaca-se também o rio Agachi, afluente do rio Aquidauana pela margem esquerda.
O sistema de esgotamento sanitário da cidade, encontra-se em parte implantado, tendo sido iniciada sua operação em outubro de 1998, com 891 ligações ativas, conforme dados atuais, o número de ligações previsto para ser atendido por este sistema é de 1.819 ligações, de acordo com os 16.342 metros de rede coletora.
O esgoto sanitário da cidade de Miranda é tratado por processo biológico. Inicialmente por digestão anaeróbia seguida de processo aeróbio com leito fixo de microrganismos. A ETE está situada na Av. João Pedro Pedrossian.

COMPOSIÇÃO DO SISTEMA DE TRATAMENTO
O sistema completo de tratamento é composto pelas seguintes unidades (Fotos 1 a 4, em anexo):
- Rede coletora - a extensão da rede coletora executada é de 16.342 m, sendo em manilha de barro vitrificado com diâmetros variando de 100 a 150 mm. Na maioria dos casos, a rede foi executada no terço mais baixo da rua coletando os efluentes das residências nos dois lados da rua. A ETE foi construída para atender a uma vazão de 15 L/s, o equivalente a 7.200 habitantes, praticamente 50% da população atual.
- Estações Elevatórias - possuem sistema de gradeamento, sendo elas:
EEE 001 - situada na Rua Belo Horizonte e recalca os efluentes das sub-bacias A1 e G até a ETE.
- Vazão projetada: 19,36 L/s EEE 002 - situada na Rua Municipal, antes do córrego Vilas Boas, e recalca os efluentes das sub-bacias B, I e H até a EEE - 004.
- Vazão projetada: 6,02 L/s EEE 003 - situada na Rua Tiradentes e recalca os efluentes das sub-bacias D, F, K, J e parte da E até a ETE.
- Vazão projetada: 13,76 L/s EEE 004 - situada junto a ETE e recalca os efluentes da EEE - 002 e parte da sub-bacia E.
- Vazão projetada: 9,38 L/s
- Gradeamento - o esgoto proveniente da elevatória, o qual já passou por um gradeamento existente na EEE antes da bomba, passa novamente por uma grade grossa instalada para proteção das bombas, também aqui instaladas. No canal estão instaladas duas grades, sendo a primeira com abertura entre barras com 3,0 cm, e a segunda com abertura entre barras de 2,0 cm.
- Remoção de areia (Desarenador - dois canais em paralelo), aonde ocorre à separação das partículas sólidas sedimentáveis de elevado peso específico, e aqueles com dimensões superiores a 0,20 mm. Evitase o arraste das partículas de maior peso específico para as bombas e para dentro do Reator, o que melhora a performance do Sistema de Tratamento e evita prejuízos nos equipamentos;
- Leito de secagem
- Dimensões dos leitos de secagem:
- Número de leitos = 2
- Área = 64,8 m2
- Medidor de vazão - Tipo Calha Parshall, instalada após o desarenador, tipo analógico, que é aferido constantemente pelo operador da estação;
- Sistema Anaeróbio (RALF) - o esgoto tratado sai do reator por tubulações instaladas na parte superior e por gravidade entra no reator aeróbio.
- Sistema Aeróbio - (BIODRUMâ) - o lodo retido no fundo do decantador é retirado através do sistema air-lift, retornando parte para o BIODRUMâ, e parte para o RALF, onde será estabilizado
biologicamente.

CRITÉRIOS DE DIMENSIONAMENTO
K1 = 1,2
K2 = 1,5
Coeficiente de retorno = 0,8
Consumo per capita = 120 L/hab.dia
Taxa de ocupação = 4,02 hab/economia
Infiltração = 0,2 L/km.s
As instalações não residenciais tiveram critérios particulares de dimensionamento. Foram cadastrados durante a visita de campo, e foi solicitada a SANESUL, o cadastro de água dos grandes consumidores.
MEMORIAL DE CÁLCULO DO SISTEMA
PARÂMETROS DE PROJETO:
Vazão diária = 1.296 m3/dia
Concentração da DBO5 = 300 mg O2/L
Carga orgânica total = 388,8 kg DBO5/dia
Vazão média = 54 m3/h
Vazão de pico = 81 m3/h

GRADEAMENTO:
Dimensões do canal da grade:
Comprimento: 1,0 m
Largura: 0,4 m
Grade média: abertura entre barras de 3,0 cm
Grade fina: abertura entre barras de 2,0 cm

DIMENSÕES DO DESARENADOR
Comprimento: 3,1 m
Largura: 0,4 m
O esgoto após o gradeamento e remoção de areia é enviado, por gravidade, para o tratamento primário a seguir.

CARACTERÍSTICAS DO REATOR ANAERÓBIO:
Tipo: RALF - Reator Anaeróbio de Fluxo Ascendente com leito de lodo
Eficiência (de projeto): 60 %
Carga orgânica afluente: 388,8 kg DBO5/dia
Carga orgânica removida: 233,2 kg DBO5/dia
Carga orgânica residual: 155,0 kg DBO5/dia
O esgoto, após passar pelas grades e caixa de areia, é enviado para o reator anaeróbio através de um distribuidor de vazão, dividindo assim a vazão de entrada em quatro correntes, em seguida cada corrente é subdividida em mais dez correntes menores.
No total, a vazão de entrada de esgoto é dividida em 40 correntes menores, e através de tubulação apropriada é enviada ao fundo do reator anaeróbio.

DIMENSÕES DO REATOR ANAERÓBIO
Volume total: 395 m3
Área superficial: 94 m2
Carga orgânica aplicada: 1,08 kg DBO5/m3.dia
Tempo de Retenção Hidráulico: 6,6 horas

DECANTADOR INTERNO
O esgoto penetrando pela abertura da parte inferior, alcança os vertedores de superfície, com uma velocidade ascensional adequada para a sedimentação dos sólidos e flocos, os quais retornam pela abertura das paredes para a zona de transição e de digestão.

TUBOS VERTEDORES DE SAÍDA DE EFLUENTE
Quantidade de tubos: 8

SAÍDA DE GÁS
Geração de biogás: 12 L/0,54 kg DBO5/dia
Produção diária máxima de biogás: 86,4 m3/dia
Vazão média (máxima): 3,6 m3/h
Quantidade de saídas: 1 tubo
O biogás produzido é queimado.

PRODUÇÃO DE LODO
Produção de lodo (média): 0,15 kg SS/kg DQO (alim.)
Produção estimada de lodo/mês: 2.625 kg de ST
Volume de lodo produzido/mês: 38 m3 (com 70 g ST/L)
Na teoria deveria ser prevista uma retirada a cada 15 dias, podendo chegar a freqüência de até 3 meses, entretanto até a presente data (Abril/2.001), não ocorreu nenhuma retirada, possivelmente pelo fato do sistema estar operando com uma vazão aquém para a qual foi dimensionado. O lodo, futuramente descartado, será secado nos leitos de secagem existentes na área da ETE.

DRENAGEM DE ESCUMA
10 tampas de visita localizadas na superfície do tanque, permitem a retirada de escuma acumulada no topo do
decantador.

AMOSTRAGEM
Estão instalados lateralmente, três registros, de forma a possibilitar a retirada de amostra do reator anaeróbio,
respectivamente 1, 2 e 3 metros de altura em relação ao fundo.

REATOR AERÓBIO
O efluente do reator anaeróbio é enviado para o BIODRUMâ composto por um tanque com:
Volume de líquido: 96,1 m3
TRH (na vazão média): 1,8 hora
No tanque estão instalados dois reatores rotativos (duas rodas), que funcionam como aerador, mas principalmente como suporte para a fixação das bactérias na forma de biofilme.
Material
Parte metálica: Inox 304
Parte plástica: Tubos de polipropileno
Carga Aplicada no Reator Rotativo N° 1
Eficiência mínima (de projeto): 50 %
Carga orgânica afluente: 155,5 kg DBO5/dia
Concentração da DBO5 (afluente): 120 mg O2/L
Carga orgânica de saída: 77,7 kg DBO5/dia (máxima)
Concentração da DBO5 (efluente): (máxima)
Carga orgânica aplicada: 20,4 g DBO5/m2.dia
Capacidade de Aeração
O volume de ar necessário para:
Girar uma roda: 60 m3/h
Girar duas rodas: 120 m3/h

PARA AGITAÇÃO
1 m3 de ar/m3 de tanque: 31 m3/h
Vazão de ar para air-lift: 40 m3/h
Vazão total necessária de ar: 191 m3/h
Verifica-se que existe um excesso de ar fornecido pelos sopradores. Este é utilizado para agitar o líquido no
tanque.
Capacidade de aeração (oxigênio fornecido) = 220 m3/h x 0,21 (%O2) x 0,04 (5% de transferência x 1,209) =
2,79 kg O2 /h = 67 kg O2 /dia.
Volume de Ar Captado pelas Rodas
Ao girar 1 rpm, cada espira da roda capta 40 L/min. Como são 26 espiras, a roda capta 1,04 m3/min, ou seja,
62,4 m3/h.
Assim, a capacidade de aeração da roda é:
62,4 m3/h x 0,21 x 0,15 (15%) x 1,209 = 2,37 kg O2/h
Como são 2 rodas, temos 2 x 2,37 kg O2/h x 24 = 114,1 kg O2/dia
Portanto, o total de oxigênio fornecido será:
67 kg O2/dia + 114,1 kg O2/dia = 181,1 kg O2/dia
Considerando-se a carga removida no sistema aeróbio:
(DBO5 afluente - DBO5 efluente = 155,5 -77,7) = 77,7 kg DBO5 removida
Assim, estamos fornecendo (181,1/77,7) = 2,33 kg O2/kg DBO5 (removido)
Assim, o oxigênio fornecido é suficiente para promover a oxidação da matéria orgânica.

DIMENSÕES DO DECANTADOR FINAL
Taxa de aplicação superficial: 36 m3/m2.dia
Área necessária: 35,8 m2
Existem instalados dois sistemas de remoção de lodo por air-lift, em cada poço do decantador.A vazão de
retorno de lodo é da ordem de 10% da vazão média tratada na ETE. A regulagem da vazão de lodo retornado é realizada nos registros de ar, localizado na saída do soprador.
Como neste sistema não é importante o retorno de lodo, aproximadamente metade do lodo retirado do decantador é conduzida para o biodigestor anaeróbio para ser estabilizado, e o restante recirculado para o tanque aeróbio com BIODRUMâ.

ESPECIFICAÇÕES TÉCNICAS SOPRADORES DE AR
Vazão de ar (considerando-se perda de carga): 220 m3/h
Potência do motor (dependendo do tipo de soprador): de 3 a 10 CV
Quantidade: 1

COMANDO ELÉTRICO
Quadro elétrico para operação automático/manual através de indicadores, incluindo chave seletora para reverter os sopradores, assim como temporizador para programação de tempo parado e de funcionamento.

TUBULAÇÕES
Para a interligação das unidades (tubos de passagem), foram utilizados tubos de PVC.
A tubulação da admissão, tubos e conexões do soprador (compressor radial), foram construídos em ferro
galvanizado, e a tubulação de escape em PVC marrom.
As válvulas utilizadas são em bronze com sede em latão.

MANUAL DE OPERAÇÃO
A seguir é apresentada uma síntese do manual de operação da ETE

GRADE DE BARRAS
A grade de barras tem a função de reter os sólidos grosseiros contidos no fluxo. Esta deve ser inspecionada e limpa diariamente pelo operador da ETE. A operação de limpeza é feita com auxílio de um rastelo manual, removendo-se os resíduos para a caixa coletora anexa, e daí, enviada para o serviço municipal de coleta de lixo (resíduo classe II).

DESARENADOR E MEDIDOR DE VAZÃO
A retirada manual deve ser efetuada pelo operador, com uma freqüência semanal. O material removido deve ser enviado para o serviço de coleta de lixo urbano.
A vazão do afluente pôde ser verificada, através de um medidor de vazão do tipo PARSHALL, instalado após o desarenador.

SISTEMA BIOLÓGICO RALF
A alimentação do esgoto neste reator, ocorre por gravidade. Após o gradeamento e a remoção da areia e
gordura o efluente é subdividido em correntes iguais, e levado ao fundo do tanque por tubos de PVC com diâmetro de 2".
Nesta etapa, o único cuidado é a verificação de que o líquido está fluindo em cada um dos tubos. Caso ocorra entupimento, torna-se necessário proceder ao desentupimento, usando um simples pedaço de arame ou aplicação de jato d'água.
Como o princípio deste reator é o de reter lodo, assim periodicamente, deverá se proceder à retirada de lodo,
que deve ser enviado para o leito de secagem.

BIODRUMâ
O efluente do reator anaeróbio por gravidade é conduzido para o tanque de aeração com o reator rotativo.
O controle de rotação das rodas é feito pela regulagem dos registros (válvula gaveta), na casa de máquina,
que permite controlar a vazão de ar, de forma a manter uma rotação por minuto em cada uma das rodas.
Assim, deve-se observar diariamente a rotação das rodas, e se necessário, corrigí-las.
O efluente do reator aeróbio é conduzido por gravidade para o decantador, que efetua a separação dos
sólidos.

DECANTADOR
O decantador é responsável pela separação das fases líquida/sólida. O líquido sobrenadante constitui o esgoto
tratado, sendo lançado no corpo receptor.
O lodo sedimentado no fundo do decantador é retirado através do sistema de air-lift, retornando continuamente para o reator de aeração (BIODRUMâ), e para o reator anaeróbio (RALF), onde é digerido biologicamente.
No caso de mau funcionamento provocado pelo entupimento do sistema de air-lift, deve-se efetuar a desobstrução pela parte superior do tubo de reciclo, onde foi previsto um local apropriado para este fim, com auxílio de um arame flexível.

CASA DE MÁQUINAS
A casa de máquinas é um abrigo em alvenaria com porta, janela e pia, onde está instalado o sistema de
ventilação forçada, utilizado para a rotação das rodas, aeração dos tanques e reciclo de lodo (air-lift).
Através das válvulas do tipo gaveta (registro), consegue-se regular o sistema de ventilação que é composto por dois compressores radiais com silenciador e válvula de retenção, interligados e funcionando alternadamente.

CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES
De acordo com os resultados obtidos, pode-se concluir que:
- Há necessidade de serem realizados maiores estudos preliminares para a elaboração de Projetos de
Estações de Tratamento de Esgotos, tendo em vista que tal etapa é de grande importância, sendo que a opção a ser adotada, será fruto de todas as considerações e estudos efetuados nessa fase. Portanto, deve-se buscar sempre a maior precisão e confiabilidade possíveis, para os dados obtidos, visto que o sucesso técnico e a viabilidade econômica da alternativa eleita, dependem em grande
parte desta análise inicial.
- Na maioria dos sistemas implantados, o efluente final não atende à Resolução CONAMA Nº 20/86, em seu artigo 21 e à Deliberação CECA Nº 003/97, sendo necessário um pós-tratamento;
- Seja realizado o monitoramento mais freqüente;
- Na maioria dos sistemas em operação, não há uma pessoa tecnicamente habilitada para a operação e manutenção da ETE;
- Para a ETE - Miranda, além da análise da DBO, dos Coliformes fecais e totais, é de fundamental importância que seja realizada a análise dos seguintes parâmetros químicos para o efluente tratado:
Alcalinidade, Óleos e Graxas, Amônia e Fósforo Total, dentre outros parâmetros de controle;
- O Índice de Qualidade de Efluentes utilizado, não considera alguns parâmetros importantes para realmente ser feita uma análise da eficiência do sistema.

Recomenda-se:
- Realizar maiores estudos preliminares para a elaboração de Projetos de Estações de Tratamento;
- Implantação de pós-tratamento nos sistemas de tratamento de esgoto, que não atendem a Resolução CONAMA Nº 20/86, em seu artigo 21;
- A elaboração de um plano de monitoramento para cada ETE, sendo que neste plano devem ser contempladas análises mais freqüentes, acrescentar outros parâmetros químicos e microbiológicos, determinados de acordo com cada tipo de sistema de tratamento existente, (ex. DBO5, Coliformes
fecais e totais, Alcalinidade, Óleos e Graxas, Amônia, Fósforo Total), bem como a realização de amostragem composta, para que se possa fazer uma avaliação mais precisa da eficiência do sistema;
- Implantação de laboratórios equipados em outros municípios do Estado para a realização de análises físicas, químicas e bacteriológicas de água e esgoto;
- Um técnico responsável pela operação e manutenção da ETE, o qual deve ser treinado para tal;
- Reavaliar o IQE utilizado;
- Desenvolver campanhas educativas, voltadas para sclarecimento da população, em relação aos objetivos das Estações de Tratamento de Esgoto Sanitário.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
1. BARBOSA, RONALDO ALVES. Tratamento anaeróbio de esgoto sanitário em reator de fluxo ascendente com leito de lodo. Rio de Janeiro: s.c.p.,1988. Dissertação (Mestrado em Engenharia
Química) - COOPE, Universidade Federal do Rio de Janeiro, 1988.
2. CAMPOS, J.R. (Coordenador). Tratamento de esgotos sanitários por processo anaeróbio e disposição controlada no solo. Rio de Janeiro: ABES, 1999.
3. CHERNICHARO, C. A. L. Reatores Anaeróbios. Belo Horizonte: UFMG, 1997.
4. FERNANDES, C.; PESSÔA, J. Esgotos Sanitários. UFPB: Editora Universitária, 1996.
5. HIDRATA, Y.S.; CRAVEIRO, A.M., SOARES, H.M. et al. Aplicação de reatores de fluxo ascendente com leito de lodo (UASB) no tratamento de efluentes líquidos e produção de energia. In: Simpósio Nacional sobre Fontes Novas e Renováveis de Energia, I, Brasília, 1986. Anais.1.
6. IMHOFF, K. Tratamento das águas residuárias. In: Manual de tratamento de águas residuárias. Tradução por Max Lothar Hess da 21ª edição alemã. São Paulo: Edgar Blücher: Universidade de São Paulo, 1966.
7. JORDÃO, E. P.; PESSÔA, C. A. Tratamento de Esgotos Domésticos. 3. ed., Rio de Janeiro: ABES, 1995.
8. LETTINGA, G.; et al. Use of the upflow sludge blanket reactor (UASB) concept for biological wastewater treatment, especially for anaerobic treatment. Biotechnology and Bioengineering, 1980.
9. VAN HAANDEL, ADRIANUS, C.; LETTINGA, GATZE. Tratamento Anaeróbio de Esgotos, Campina Grande: UFPB, 1994.
10. VAN HAANDEL, ADRIANUS C.; MARAIS, GERRIT. O Comportamento do Sistema de Lodo Ativado - Teoria e Aplicações para Projetos e Operação. Campina Grande: UFPB, 1999.
11. VITORATTO, E. Estudo comparativo entre o reator contínuo convencional e o reator contínuo com reciclo interno de sólidos, no tratamento de lodo adensado de esgoto pelo processo de digestão anaeróbia. São Paulo. Dissertação (Mestrado). Faculdade de Ciências Farmacêuticas, Universidade de São Paulo, 1990.
12. VON SPERLING, M. Introdução à qualidade das águas e ao tratamento de esgotos. Belo Horizonte: UFMG, 1995.
13. VON SPERLING, M. Princípios básicos do tratamento de esgotos. Belo Horizonte: UFMG, 1996.

14. VON SPERLING, M. Lagoas de estabilização. Belo Horizonte: UFMG, 1996.