Curso de redes de esgotos 591páginas

Capitulo 01- Reúso de água

Curso de esgotos engenheiro Plínio Tomaz plí[email protected] 25/07/08

“O Senhor Deus colocou o homem no jardim do Éden para cuidar dele e cultivá-lo”. Referência ecológica encontrada em Gênesis 2:15

COMUNICAÇÃO COM O AUTOR Engenheiro civil Plínio Tomaz e-mail: [email protected]

Titulo: Curso de redes de esgoto Livro eletrônico em A4, Word, 587páginas, 38 capítulos julho 2008 Editor: Plínio Tomaz Autor: Plínio Tomaz Revisão: Composição e diagramação: Plínio Tomaz ISBN: 85-905933-3-9

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Apresentação Este livro nasceu do Curso de Rede de Esgotos ministrado no SAAE de Guarulhos em 2008 com 64 horas de duração. O livro destina-se a engenheiros, arquitetos e tecnólogos que trabalham nos municípios pois fornecem elementos e base para que se façam manuais ou guias para o problema do manejo de águas pluviais Agradeço a Deus, o Grande Arquiteto do Universo, a oportunidade de poder contribuir na procura do conhecimento com a publicação deste livro.

Guarulhos, julho de 2008 Engenheiro civil Plínio Tomaz

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Curso Redes de Esgotos 64h Engenheiros, arquitetos e tecnólogos, 52 capítulos

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Programa do Curso de esgotos sanitários Cap. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38

Nome Reúso de água MBR Tanque séptico e septo difusor Águas cinzas Método simplificado para determinação da qualidade da agua em córregos e rios Balanço de fósforo, nitrogênio, oxigênio em lagos e rios Impacto do nitrogênio e do fósforo em lados e córregos Gramado em campo de golfe Evapotranspiração Necessidade de irrigação Método de Thornthwaite, 1948 Balanço hídrico método de Thornthwaite-Matther Método de Romanenko Método de Turc Quando faltam dados de entrada Pedidos de outorga para irrigação Método de Hargreaves Método de Penman, 1948 superfície Comparação de métodos de evapotranspiração Chuvas de Guarulhos Gramado-campo de Golfe Método de Blaney-Criddle Método de Penmam-Monteih FAO Ligações prediais de esgoto sanitário Textura e estrutura do solo Redes coletoras de esgoto sanitário Método de Muskingum-Cunge Interceptor de esgotos sanitários Ecotoxicologia- substâncias tóxicas na água Estação elevatória de esgotos sanitários Cargas em tubos flexíveis Captação de óleos e graxas Noções sobre Tratamento de esgotos Previsão de esgotos Caixa de gordura Gases em rede coletoras de esgoto Reabilitação de rios e córregos Redes condominiais, pressurizada, vácuo, etc

64 horas aula Prof. Plínio Tomaz Engenheiros, arquitetos e tecnólogos

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Capítulo 01

Reúso de água Promover a reciclagem e reutilização das águas residuais e dos resíduos sólidos. Agenda 21

Guilherme de Occam argumentava, em todos os seus escritos, que “é perda de tempo empregar vários princípios para explicar fenômenos, quando é possível empregar apenas alguns”. Fonte: História da Teologia Cristã - Roger Olson

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SUMÁRIO Ordem Assunto Capítulo 1 - Reúso de água 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 1.10 1.11 1.12 1.13 1.14 1.15 1.16 1.17 1.18 1.19 1.20 1.21 1.22 1.23 1.24 1.25 1.26 1.27 1.28 1.29 1.30 1.31 1.32 1.33 1.34

Introdução Conservação da água Medidas e incentivos Mercado de água de reúso Média de consumo de uma casa Quanto podemos reaproveitar de águas cinzas numa casa? Normas da ABNT Reúso Reúso de esgotos sanitários urbanos regionais Onde usar a água de reúso dos esgotos sanitários? Reúso para uso industrial Reúso para uso agrícola Reúso para o meio ambiente Recarga dos aqüíferos subterrâneos Reúso para uso Recreacional Reúso urbano Níveis de tratamento de esgotos sanitários municipais Tratamento preliminar Tratamento primário Tratamento secundário Tratamento terciário Tecnologia de filtração em membranas Riscos à saúde pública Rede dual Guia para reúso da água da USEPA Estado de New Jersey Estado da Geórgia Estado da Flórida Estado do Texas Uso da água de reúso Padrões de qualidade da água para reúso Normas da ABNT Custos Bibliografia e livros consultados 21 páginas

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Capítulo 1- Reúso de água 1.1 Introdução Asano, 2001 diz que o reúso é o desafio do século XXI em que haverá uma integração total dos recursos hídricos. Interpretando as afirmações de Asano os recursos hidricos no século XXI serâo: • Recursos superficiais • Recursos de águas subterrâneas • Aproveitamento de água de chuva • Reúso de esgotos No mundo moderno do seculo XXI o planejamento de recursos hídricos não poderá esquecer o aproveitamento de agua de chuva e o reúso de esgotos, além dos tradicionais recursos superficiais e subterrâneos. Segundo Asano, 1001 a água de reúso tem duas funções fundamentais: 1. O efluente tratado vai ser usado como um recurso hídrico produzindo os benefícios esperados. 2. O efluente pode ser lançado em córregos, rios, lagos, praias, com objetivo de reduzir a poluição das aguas de superfície e das águas subterraneas O fundamento da água de reúso é baseado em três principios segundo Asano, 2001: 1. A água de reúso deve obedecer a controle de qualidade para a sua aplicação, devendo haver confiabilidade na mesma. 2. A saúde deverá ser protegida sempre. 3. Deverá haver aceitação pública Reúso é o aproveitamento de água previamente utilizada uma ou mais vezes, em alguma atividade humana, para suprir a necessidade de outros usos benéficos inclusive o original. O objetivo deste estudo é mostrar as soluções para reúso de esgoto sanitário local e regional em áreas urbanas. O reúso local destina-se a aqueles que se beneficiam na sua origem, como o águas cinzas de uma casa que pode ser usada no próprio local para irrigação subsuperficial de gramados. O reúso regional são de grandes áreas e geralmente tem sua origem nas estações de tratamento de esgotos públicas que atingem o tratamento terciário e o distribuem até uma certa distância de onde é produzido através de redes especiais de água não potável (sistema dual de abastecimento: água potável + água não potável). Não trataremos em nenhuma hipótese de reúso da água para fins potáveis. Mesmo os processos de infiltração de águas residuárias no solo não são recomendados até o presente momento a não ser quando usado o processo de membranas. No Japão foram feitas pesquisas e chegaram a conclusão que para áreas construidas maiores que 30.000m2 e/ou consumo maior que 100m3/dia de água não potável o reúso é a melhor opção e é mais vantajoso do que se usar água pública conforme Figura (1.1). Os custos no Japão são geralmente calculadas para pagamento da obra (amortização) em 15anos a um juros anuais de 6% e incluso os preços de manutenção e operação do sistema.

Figura 1.1- Custos comparativos para reúso usando águas cinzas, águas de chuva e água pública. Fonte: Nações Unidas, 2007

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1.2 Conservação da água A American Water Works Association - AWWA em 31 de janeiro de 1993 definiu a conservação da água como as práticas, tecnologias e incentivos que aperfeiçoam a eficiência do uso da água. Um programa de conservação da água constitui-se de medidas e incentivos. 1.3 Medidas e incentivos Medidas são as tecnologias e mudanças de comportamento, chamada de práticas, que resultam no uso mais eficiente da água. Incentivos de conservação da água são: a educação pública, as campanhas, a estrutura tarifárias, os regulamentos que motivam o consumidor a adotar as medidas específicas conforme Vickers, 2001. Como exemplo, o uso de uma bacia sanitária para 6 litros/descarga, trata-se de uma medida de tecnologia e a mudança de comportamento para que o usuário da bacia sanitária não jogue lixo na mesma, é uma medida prática. Os incentivos na conservação da água são as informações nos jornais, rádios, televisões, panfletos, workshops, etc, mostrando como economizar água. Uma tarifa crescente incentiva a conservação da água, um pagamento de uma parte do custo de uma bacia sanitária (rebate em inglês) é incentivo para o uso de nova tecnologia, como a bacia sanitária com 6 litros/descarga. Os regulamentos de instalações prediais, códigos, leis são incentivos para que se pratique a conservação da água. O aumento da eficiência do uso da água irá liberar os suprimentos de água para outros usos, tais como o crescimento da população, o estabelecimento de novas indústrias e a melhora do meio ambiente. A conservação da água está sendo feita na América do Norte, Europa e Japão. As principais medidas são o uso de bacias sanitárias de baixo consumo, isto é, 6 litros por descarga; torneiras e chuveiros mais eficientes quanto a economia da água; diminuição das perdas de água nos sistemas públicos de maneira que o tolerável seja menor que 10%; reciclagem; reúso da água e informações públicas. Porém, existem outras tecnologias não convencionais, tais como o reúso de águas cinzas, muito usado na Califórnia, e o aproveitamento de água de chuva. 1.4. Mercado da água de reúso McCormick, 1999 in Tsutiya et al, 2001, apresenta a proposta de divisão das águas de reúso em três categorias conforme a qualidade da mesma: 1. Efluentes secundários convencional: é a água de reúso restrito a aplicações agrícolas e comerciais onde não existe possibilidade de contato humano direto com a água de reúso. 2. Água de reúso não potável: é o efluente secundário de alta qualidade, tais como efluente de reatores de membranas, filtrado e desinfetado com UV, cloro, ozônio, ou outro processo. 3. Água de reúso quase potável: é a água de reúso não potável tratada com osmose reversa ou nanofiltração para remoção dos contaminantes químicos, orgânicos e inorgânicos. É o mesmo que reúso potável indireto. McCormick, 1999 apresenta a seguinte Tabela (1.1) onde existem 4 categorias, sendo a categoria 4 para água potável. A categoria 2 onde existe contato com pessoas é a mais usada em irrigação de jardins, parques e descargas em bacias sanitárias, observando-se que a turbidez deverá ser menor que 2 uT, ausência de coliformes fecais e DB05 < 10mg/L. A Tabela (1.1) foi feita por dois grandes especialistas dos Estados Unidos que são Slawomir W. Hermanowicz e Takashi Asano.

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Tabela 1.1- Principais mercados para água de reúso e níveis de qualidade de água estipulados para cada mercado (Hermanowitcz e Asano, 1999) Padrão de qualidade da água de reúso Categoria 1

Filtração, desinfecção: DBO5 < 30mg/L TSS< 30mg/L Coliformes fecais Mg2+ > Ca 2+ Isto significa que o sódio substitui o potássio, o manganês e o cálcio ficando no lugar deles. É a troca iônica que é muito importante em argilas que podem remover metais pesados. Cálcio (Ca) Em quantidades apropriadas o cálcio é um micronutrientes para as plantas, mas em quantidade excessivas entopem as pontas dos emissores no gotejamento na irrigação subsuperficial. Altos níveis de cálcio tendem a tornar o solo alcalino. O solo é medido para estimarmos o valor do SAR. Magnésio (Mg) Em quantidades apropriadas o magnésio é um micronutrientes para as plantas, mas em quantidade excessivas entopem as pontas dos emissores no gotejamento na irrigação subsuperficial. Altos níveis de magnésio tendem a tornar o solo alcalino. O solo é medido para estimarmos o valor do SAR. Geralmente o nível de magnésio no solo não apresenta problema. Plantas que não gostam muito de sódio: Jasmim e outras. Plantas que gostam das águas cinzas Grama bermuda, rosas, agapanto, etc. Plantas que não gostam de águas cinzas. Geralmente são plantas que gostam da acidez e não gostam de ambiente alcalino: azálea, begônia, gardênia, camélia, violetas, etc.

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Evapotranspiração Apresentamos na Tabela (4.9) os valores médios mensais da evapotranspiração de Guarulhos, calculado conforme Método de Penman-Monteith, 1998, recomendado pela FAO. Tabela 4.9 - Valores de evapotranspiração de Guarulhos obtido pelo método de Penman-Monteith FA0, 1998. Evopotranspiração Mês mensal média (mm/mês) (mm/mês) (mm/semana) janeiro 140 35 fevereiro 126 32 março 130 33 abril 107 27 maio 85 21 junho 73 18 julho 81 20 agosto 104 26 setembro 108 27 outubro 130 33 novembro 139 35 dezembro 144 36 A Figura (4.8) mostra a diferença de histogramas de precipitações mensais da Califórnia e Flórida, bem como da evapotranspiração. Observa-se que na Flórida chove bastante quando há alta evapotranspiração e na Califórnia chove muito pouco. Os gráficos servem de alerta para os estudos de precipitação e evapotranspiração.

Figura 4.8- Figuras mostram a precipitação e evapotranspiração 4.6 Área para irrigação com águas cinzas A área é dada pela equação: LA= GW / (ETo x Kc) Sendo: LA= área para landscap (paisagismo) (m2) GW= estimativa de águas cinzas (mm/semana) Kc= coeficiente da cultura (adimensional), conforme Tabela (4.10) Tabela 4.10 - Coeficiente da cultura Kc Tipo de plantas Kc Planta que consome muita água 0,5 a 0,8 Planta que tem consumo médio de água 0,3 a 0,5 Planta que consome pouca água Menor que 0,3 Exemplo 4.1 Achar a área de gramado LA que pode ser usada em uma casa que tenha 160litros/ dia das águas cinzas para o mês de janeiro na cidade de Guarulhos. Em uma semana teremos 1litro/m2= 1mm /m2

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GW= 160 litros/dia x 7 dias= 11.200litros= 11200mm Grama tipo bermuda com coeficiente de cultura Kc= 0,5 LA= GW / (ETo x Kc )= 11200mm/ ( 35 x 0,5) = 63m2 Portanto, podemos irrigar subsuperficialmente 63m2 de grama tipo bermuda usando as águas cinzas. Irrigação por gotejamento A irrigação por gotejamento é subsuperficial e deverá ter bico de no máximo 115μm, ou seja, 0,115mm. Deverá haver filtro com capacidade aproximada de 6m3/h. A bomba deverá ter vazão mínima de 2,4 m3/h. Os emissores do gotejamento deverão ter abertura de 1,2mm, ou seja, 1200μm devendo ser resistente contra raízes. A pressão máxima deverá ser de 28mca e os tubos deverão estar enterrado cerca de 200mm. A pressão máxima no gotejador deverá ser de 14mca e caso seja maior, deverá haver um redutor de pressão. Tubos perfurados Diâmetro mínimo de 75mm Material; PVC, PEAD ou outro Comprimento máximo: 30m Espaçamento mínimo= 1,20m Declividade mínima do tubo= 0,25% 4.7 Custos Nos Estados Unidos, para uma residência, o custo aproximado é de US$ 1.000 para as águas cinzas serem usadas em bacias sanitárias. Supondo-se uma economia de 19% obtém-se o pay-back em 15 anos, sendo considerada a conta anual de água de US$ 250. 4.8 Aceitação pública É sempre aconselhável a educação pública e estudar as atitudes das pessoas e dos órgãos do governo para o uso do águas cinzas. O objetivo é obter a aceitação do processo. 4.9 Reservação das águas cinzas Geralmente os reservatórios para armazenar as águas cinzas possuem volumes que variam de 80 L até 600 L, conforme Arizona, 1999. Na Califórnia é usado reservatório sempre maior que 200L. O período de detenção da água servida em reservatório deve ser sempre menor ou igual a 72h, mas de preferência deve ser menor ou igual a 24h. Nunca se deve armazenar águas cinzas que não tiver sido tratado.

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4.10 Volume de água para dimensionamento O código da Califórnia prevê: Primeiro quarto: 2 pessoa/quarto Para quarto adicional: 1 pessoa/quarto Chuveiro, banheiro etc: 100 litros/pessoa/dia Lavagem de roupas: 60 litros/pessoa/dia. 4.11 Uso da água Na Tabela (4.11) temos o uso da água e porcentagem nos Estados Unidos, Austrália e Inglaterra. Tabela 4.11 - Uso da água em porcentagem nos Estados Unidos, Austrália e Inglaterra.

Uso da água

USA

Austrália

UK

Lavagem de roupas

13

15

12

Bacias sanitárias

29

19

35

Água para beber e cozinhar

3

5

19

Rega de jardins

35

35

6

Banheira e chuveiro

20

26

28

Total

100

100

100

4.12 Uso das águas cinzas Pesquisas cujos resultados estão na Tabela (4.12), mostraram que em 66% dos casos, para obter a chamada águas cinzas, usa-se somente as águas da máquina de lavar roupa. As águas das banheiras e chuveiros são usadas em 15% dos casos. A água da torneira da cozinha é usada em 10% dos casos. A água da torneira do banheiro é usada somente em 5% dos casos e o restante 4% são outros usos. Tabela 4.12 - Porcentagens das varias fontes utilizadas para o águas cinzas. Várias fontes de que provêem Porcentagem das casas que as águas cinzas usam águas cinzas provindo das varias fontes (%) Lavagem de roupas 66 Banheira e chuveiro 15 Torneira da cozinha (não 10 aconselhado) Torneira do banheiro 5 Outros usos 4 Total 100 Nota: o uso do águas cinzas em todos os casos foi para irrigação

4.13 Técnicas e Tecnologias Para o uso das águas cinzas deve ser considerada a técnica e tecnologia disponível. Primeiramente pode-se querer usar as águas cinzas sem nenhum tratamento, o que pode ser feito para uso em irrigação, mas apresenta problemas e não é recomendado. Uma maneira mais simples é filtrar as águas cinzas para evitar entupimentos e usá-lo em irrigação subsuperficial, que é muito usado na Califórnia, com sucesso. Outra solução é fazer o tratamento primário, secundário e terciário. Isto inclui carvão ativado, desinfecção e, algumas vezes, até o uso de osmose reversa. Todos estes processos custam muito e somente é recomendado após estudos de benefício/custo. 4.14 Recomendações finais O uso das águas cinzas deve ser feito com muita cautela sendo necessários estudos de benefício/custo e cuidados na utilização. Acredito que somente em edifícios muito grandes (da ordem de 30.000m2 de área de construção) é que compense o tratamento completo do águas cinzas e, mesmo assim, o custo será alto. O uso das águas cinzas com pequeno tratamento pode ser feito para irrigação de jardins e gramados subsuperficial.

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4.15. Exemplo de caso: APEX - reúso da água usando águas cinzas 4.15.1 Introdução O objetivo da APEX é o reúso dps esgotos sanitários para uso não doméstico, isto é, para água não potável para os canteiros de obras em todo o Brasil. O projeto é elaborado conforme normas técnicas da ABNT concernentes ao tratamento de esgotos: ABNT 7229/93 e 13969/97. Serão reaproveitadas as águas de lavagem do corpo humano, ou seja, a água de banho e de lavagem das mãos, ambas localizadas nos banheiros. Trata-se do que é chamado mundialmente das águas cinzas, que apresentam menos patogênicos e 1/10 do nitrogênio de um esgoto provindo da bacia sanitária. Mesmo assim, a água de lavagem que estamos considerando possui pequena quantidade de fezes e de urina, daí ser necessário o tratamento. O reúso das águas cinzas será usado somente para descargas em bacias sanitárias. 4.15.2 Aspecto legal No Brasil ainda não existe norma da ABNT sobre o uso das águas cinzas. Nos Estados Unidos o uso do águas cinzas é para irrigação subsuperficial. No Japão é usado somente para prédios com mais de 30.000m2 ou que gastem mais de 100m3/dia de água não potável. 4.15.3 Solução técnica O uso das águas cinzas sem tratamento não é possível. Apesar das águas cinzas ter pouca matéria orgânica, existe um problema de odor provocado pela rápida decomposição da matéria orgânica existente, aconselhando que o armazenamento seja, no máximo, de 72h e alguns estados americanos aconselham no máximo de 24h. Com o reúso da água certamente irá diminuir a tarifa de água e esgoto a ser paga à concessionária local. A solução proposta é o tratamento completo das águas cinzas para ser usada em bacias sanitárias. Deverá haver dois tratamentos, sendo um anaeróbio e outro aeróbio. No tratamento anaeróbio será feito em tanques de polietileno, fáceis de serem instalados e reaproveitáveis. ¾ Tanque séptico de polietileno para o tratamento anaeróbio. ¾ Septo difusor tipo II de polietileno para o tratamento aeróbio. ¾ Não há peças girantes. ¾ Não há motor. Espera-se uma redução da Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO) de 96%, comparando-se ao tratamento de uma estação de lodo ativado e muito superior as fossas sépticas tradicionais que reduzem somente 35% a 60% da DBO. A grande vantagem é que a limpeza do tanque séptico é de um ano, ou seja, o tempo de duração média de uma obra e toda a água que passa nos chuveiros e torneiras de lavatórios serão reaproveitadas. A eficiência do sistema começa a partir dos 3 meses de funcionamento quando a DBO atinge a redução de 92% e, a partir de 4 meses, atinge 96%. 4.15.4 Cloração Não há legislação no Brasil sobre as águas cinzas, mesmo assim aconselha-se fazer a cloração da água do reúso com o mínimo de 0,5mg/L, que poderá ser feito através de dosador automático com custo aproximado de R$1.500,00. A cloração é feita no reservatório enterrado após o efluente sair dos septos-difusores. 4.15.5 Proposta Consideramos que a APEX se utiliza dos seguintes índices: • 1 vaso sanitário para cada 20 pessoas • 1 chuveiro para cada 10 pessoas O dimensionamento foi de canteiro de obras de 10 pessoas até 140 pessoas e foram usadas as normas da ABNT já citadas, considerando manutenção anual e contribuição de 50 litros/pessoa x dia. Propomos a construção modular de Tanque Séptico + Septos difusores na seqüência: a. A água dos chuveiros e lavatórios dos banheiros é encaminhada para o tanque séptico de polietileno; b. No tanque séptico realiza-se o tratamento anaeróbio e depois o efluente vai para os septos difusores. c. Nos septos difusores que são de polietileno com colméia interna, realiza-se o tratamento aeróbio.

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d. Após esse tratamento o efluente vai para um, reservatório enterrado de polietileno de onde a água de reúso será encaminhada por bombeamento para o reservatório superior de água não potável para abastecer as bacias sanitárias. e. Neste reservatório inferior deverá haver uma canalização de, no mínimo, 100mm para funcionar como overflow, ou seja, extravazão. O destino da extravazão será a rede coletora de esgoto sanitário público existente. f. No reservatório inferior deverá ser feita a cloração de, no mínimo, 0,5mg/L. g. Ainda no reservatório inferior será instalada bomba simples, tipo Nauger, para encaminhamento da água de reúso para o reservatório superior ou outro destino como lavagem de pátio, rega de jardins ou lavagem de formas. O sistema de bombeamento deverá ser automatizado com sistema de ligadesliga. 4.15.6 Custos O custo fornecido é de data de 8 de dezembro de 2003, conforme Tabela (4.13). O prazo de duração dos materiais é de 20 anos. A mão de obra para instalação é de cerca de 30% a 40% do custo do material e, a mão de obra para retirada é de aproximadamente 20%. Tabela 4.13 - Custos dos materiais fornecido pela firma Rotogine- Kne Plast Indústria e Comércio Ltda com telefone 4611-1379 ou 4611- 2167 e http://www.kneplast.com.br Septo difusor Tanque séptico Caixas d água Caixas L=1,20m x W= 1,00m x H=0,44m de polietileno (para água não potável) e gorduras Custo do Tanque Séptico Polietileno (litros) R$ (litros) 1500 553 315 2000 708 500 3000 1150 1000 4000 1639 1500 5000 1892 2000 6000 2385 3000 7000 2770 5000 8000 2962 7500 10000

Material Polietileno Material Tipo R$ (litros) R$ R$ 116 100 142 Tipo I 235,00 144 250 180 Tipo II 1050,00 229 500 356 465 637 946 1328 1949 2260

Data base: 8 de dezembro de 2003

Resultado final Na Tabela (4.14) e (4.15) estão os tanques sépticos e septos difusores em função do número de bacias sanitárias e número de chuveiros, bem como os volumes dos reservatórios inferiores e superiores necessários. Elaboramos quatro grupos de bacias sanitárias e chuveiros para facilitar o dimensionamento. O custo médio do metro cúbico de água tratada é de R$ 0,81/m3.

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Tabela 4.14 - Tanques sépticos e número de septos difusores em função do número de bacias sanitárias e chuveiros. Bacias

Chuveiros

Sanitárias

2 2 2 4 4 4 4 6 6 6 6 8 8 8

Número de pessoas

Tanque Séptico (anaeróbio)

Septo difusor Tipo II (aeróbio)

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140

(litros) 2000 3000 4000 4000 5000 5000 6000 6000 6000 6000 7000 7000 7000 8000

2 2 2 3 3 3 3 4 4 4 4 4 4 4

4 4 4 8 8 8 8 12 12 12 12 14 14 14

Tabela 4.15- continuação- Tanques sépticos e número de septos difusores em função do número de bacias sanitárias e chuveiros. Reservatórios de água não potável

Volume de água não potável disponível

Inferior

superior

(litros) 500 500 500 1000 1000 1000 1000 1500 1500 1500 1500 2000 2000 2000

(litros) 500 500 500 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1500 1500 1500

Bacia Sanitária (litros/dia) 300 600 900 1200 1500 1800 2100 2400 2700 3000 3300 3600 3900 4200

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Outros fins (litros/dia) 1395 1710 2065 2240 2550 2620 2890 2840 3070 2850 3035 2740 2885 3030

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A Tabela (4.16) e (4.17) apresenta o custo médio de canteiro. Tabela 4.16 - Custo médio para canteiro de 70 pessoas Canteiro de obras para 70 pessoas

Material Quantidade R$

Tanque séptico de polietileno 6000 litros

2.385,00

1

Septo difusor Tipo II

1.050,00

3

Reservatório inferior polietileno 1000 litros

229,00

1

Reservatório superior polietileno 1000 litros

229,00

1

Bomba, tubulações, sistema liga-desliga e timer

Verba

Dosador automático de cloro

Verba

Volume diário = 4,99m3/dia

5

Numero de dias no ano=

365

Volume anual recuperado(m3)=

1825

Custo total (R$)=

10.040,55

Juros anuais =8% ao ano

8,00

Número de anos = 20

20,00

Amortização anual (R$)=

1.022,65 3

Custo do reúso

R$ 0,81/m

4-17

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Tabela 4.17- continuação- Custo médio para canteiro de 70 pessoas Total Material Mão de obra Material +mão de obra R$

R$

R$

2.385,00

834,75

3.219,75

3.150,00

1.102,50

4.252,50

229,00

80,15

309,15

229,00

80,15

309,15 450,00 1.500,00

Total=

10.040,55

Total Material Mão de obra Material +mão de obra R$

R$

R$

2.385,00

834,75

3.219,75

3.150,00

1.102,50

4.252,50

229,00

80,15

309,15

229,00

80,15

309,15 450,00 1.500,00

Total=

10.040,55

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4.16 Problemas com as águas cinzas. O maior problema das águas cinzas é que não há normas técnicas brasileiras a respeito e normalmente se adotam soluções cujos resultados não baseados em pesquisas feitas no Brasil. Recomenda-se cautela em aplicação de águas cinzas em descargas em bacias sanitárias tendo em vista a falta de norma da ABNT e de responsabilidade técnica de operação e manutenção do sistema de águas cinzas e o quem será o profissional do CREA que colocará a Anotação de Responsabilidade Técnica (ART).

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4.17 Bibliografia e livros recomendados -HOUNSLOW, ARTHUR W. Water quality data- analysis and interpretation. Lewis publishers, 1995 ISBN 087371-676-0, 397páginas. -http://www.csbe.org/águas cinzas/contents.htm -http://www.oasisdesign.net/faq/sbebmudgwstudy.htm -http://www.watercasa.org/ -MANCUSO, PEDRO CAETANO SANCHES ET AL. Reúso de Água. Universidade de São Paulo, 2003. ISBN 85204-1450-8, -MESTRINHO, SUELY S. PACHECO. Geoquímica e contaminação de águas subterrâneas. Ministério de Minas e Energia, Departamento Nacional de Produção Mineral em convênio com ABAS- Associação -ROTOGINE- Kne Plast Indústria e Comércio Ltda. www.kneplast.com.br -TEXAS CHAPTER 310 RULES: e310,11) in -http://www.oasisdesign.net/faq/SBebmudGWstudy.htm

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Capítulo 05 Método simplificado para determinação da qualidade da água em córregos e rios.

5-1

Curso de esgotos Capitulo 05- Método simplificado para determinação da qualidade da água em córregos e rios. Engenheiro Plínio Tomaz 30 de maio 2008 [email protected]

Capitulo 05- Método simplificado para determinação da qualidade da água em córregos e rios. 5.1 Introdução Há duas categorias possiveis de fontes de poluição: ¾ Pontual ¾ Difusa Vamos estudar somente a poluição pontual com lançamento discreto e que pode ser medido e quantificado. São geralmente contínuos embora variem as vezes de quantidade e são provenientes de uma Estação de Tratamento de Esgotos (ETE) ou de uma indústria poluente. A poluição difusa conforme a gravidade do problema deverá fazer parte da análise da qualidade das águas dos rios e corregos. O lançamento pontual de esgotos em cursos de água afetam a qualidade dos mesmos, dai ser necessário prever o que vai acontecer e as medidas que devem serem tomadas. Na Figura (5.1) se vê uma estação de tratamento de esgotos lançando os efluentes num rio cujo oxigênio dissolvido estava próximo da saturação. Após o lançamento vai havendo um decréscimo de oxigênio dissolvido devido ao consumo do oxigênio devido a DBO até chegar um ponto mínimo. Ao mesmo templo sempre existe a aeração que vai fornecendo oxigênio à agua. No começo o consumo de oxigênio é maior que o fornecimento de oxigênio pela aeração e o oxigênio dissolvido vai dimimnuindo até um limite crítico, que é chamado de déficit crítico de oxigênio. Depois, começa a prevalecer o oxigênio fornecido pela aeração e o rio vai se recompondo de oxigênio até chegar ao estado inicial. Tudo isto é o que chamamos autodepuração dos cursos de água.

Figura 5.1- Curso de água que recebe efluentes Fonte: Aisse, 2000 Em 1925 foi deduzida a equação de Streeter- Phelps para fazer um modelo de demanda de oxigênio (OD) para o rio Ohio nos Estados Unidos que avalia o consumo de oxigênio dissolvido relativa a DBO e a aeração ao longo do rio. Iremos apresentar uma equação global que torna a equação de Streeter-Phelps um caso particular de somente duas variáveis. As variáveis mais importantes usadas no balanço de oxigênio podem ser mostradas esquematicamente conforme Figura (5.2): ¾ Reaeração ¾ Oxidação de carbonáceos (DBO) ¾ Oxidação do nitrogênio ¾ Fotossíntese ¾ Respiração ¾ Demanda de oxigênio pelo sedimento ¾ Oxigenação devido a presença de barramentos no curso de água

5-2

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Figura 5.2- Variáveis importantes para o oxigênio dissolvido em cursos de água Azevedo Neto,1966 destacou três problemas básicos conforme Tabela (5.1) Tabela 5.1- Tipo de problemas em balanço de oxigênio dissolvido em rios Problemas Tipo de problemas Determinação da curva da depressão do oxigênio ao longo do rio I Grau de tratamento de esgoto requerido para evitar problemas de oxigênio dissolvido OD II III

Determinar a população máxima cujos despejos poderão ser recebidos em um curso de água.

Fonte: adaptado de Azevedo Neto, 1966

O Banco Mundial em 1998 estabeleceu dois objetivos: ¾ ¾

Estabelecer prioridades para reduzir as demandas existentes de esgotos sanitários Prever os impactos para as novas descargas.

5.2 Softwares Podemos usar uma planilha Excel ou usar programas gratuitos como o Qual2e, o Simox II do Centro Panamericano de Engenharia Sanitaria e Ambiental CEPIS/OPS citado por Aisse, 2000 e SISBAHIA (SIstema de base hidrodinâmico ambiental), 2005 conforme Ferreira et al, 2006. Os softwares podem fazer os cálculos por trechos, como por exemplo, 50m. Os peixes para sobreviverem necessitam de no mínimo 2mg/L de oxigênio dissolvido (OD), mas mundialmente é aceito que o OD mínimo deve ser 4mg/L ou 5mg/L. Segundo o Banco Mundial existem os seguintes softwares: WQAM, QUAL2E 1987 (USEPA atual QUAL2K), WASP, CE-QUAL-RIV1, HEC-5Q e SIMOX (I, II e III) da OPAS e CEPIS. O programa mais usado no mundo é o Qual2e que pode usar 15 constituintes da qualidade da água de maneira geral ou combinados: 1. Oxigênio dissolvido 2. Temperatura 3. Algas 4. Nitrogênio orgânico

5-3

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5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12.

Amônia Nitrito Nitrato Fósforo orgânico Fósforo dissolvido Coliformes Constituintes não conservativos (arbitrário) Três constituintes conservativos.

Na Figura (5.3) temos o disco de Secchi que é muito usado.

Figura 5.3- Disco de Secchi Fonte: Lampanelli. 2004

5.3 Classificação do estado trófico Na Tabela (5.2) apresentamos uma classificação do estado trófico.Observar que o oxigênio dissolvido está em porcentagem do oxigênio dissolvido de saturação que é usual esta forma de apresentação. Variavel

Tabela 5.2- Classificação do estado trófico Estado trófico Oligotrófico Mesotrófico

Fósforo total (μg/L) 10 μg/L 500 < 10 min Fraco 100 a 500 Horas Moderado 40 a 100 Dias Forte 1 a 40 Semanas Muito Forte < 1 (Coloidal)

A distribuição do diâmetro e do volume dos glóbulos está na Figura (32.5).

Figura 32.5- Diâmetro e distribuição dos glóbulos de óleos Fonte: http://www.ci.knoxville.tn.us/engineering/bmp_manual/knoxvilleBMP.pdf. Acessado em 12 de novembro de 2005.

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Curso de rede de esgotos Capitulo 32- Caixa de retenção de óleo e sedimentos Engenheiro Plínio Tomaz 21 de julho de 2008 [email protected]

Figura 32.6- Separador de óleo em posto de gasolina http://www.ci.knoxville.tn.us/engineering/bmp_manual/knoxvilleBMP.pdf. Acessado em 12 de novembro de 2005.

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32.3 Tipos básicos de separadores por gravidade óleo/água Existe basicamente, três tipos de separador água/óleo por gravidade: • Separador tipo API (Americam Petroleum Institute) para glóbulos maiores que 150μm • Separador Coalescente de placas paralelas para glóbulos maiores que 60μm. • Separador tipo poço de visita elaborado por fabricantes O separador tipo API possui três câmaras, sendo a primeira para sedimentação, a segunda para o depósito somente do óleo e a terceira para descarga. São geralmente enterradas e podem ser construídas em fibra de vidro, aço, concreto ou polipropileno. A remoção da lama e do óleo podem ser feitas periodicamente através de equipamentos especiais. O óleo é retirado através de equipamentos manuais ou mecânicos denominados skimmer quando a camada de óleo atinge 5cm mais ou menos. O separador Coalescente é também por gravidade e ocupa menos espaço, sendo bastante usado, porém apresentam alto custo e possibilidade de entupimento. Possuem placas paralelas corrugadas, inclinadas de 45º a 60º e separadas entre si de 2cm a 4cm. Segundo o dicionário Houaiss coalescer quer dizer unir intensamente, aglutinar e coalescente quer dizer: que se une intensamente; aderente; aglutinante. O separador elaborado por fabricante possuem tecnologias variadas. São os equipamentos chamados: Stormceptor; Vortech, CDS, HIL. No Brasil temos fabricantes como Alfamec com separadores coalescentes de PEAD, fibra de vidro, aço carbono, aço inox cujas vazões variam de 0,8m3/h até 40m3/h. As demais tecnologias para remoção de óleo/água: flotação, floculação química, filtração (filtros de areia), uso de membranas, carvão ativado ou processo biológico não serão discutidas neste trabalho. Com outros tratamentos poderemos remover óleos insolúveis bem como TPH (Total Petroleum Hydrocarbon). Os separadores de óleo/água podem remover óleo e TPH (Total Petroleum Hydrocarbon) abaixo de 15mg/l. A sua performance depende da manutenção sistemática e regular da caixa. As pesquisas mostram que 30% dos glóbulos de óleo são maiores que 150μm e que 80% é maior que 90μm. Tradicionalmente usa-se o separador para glóbulos acima de 150μm que resulta num efluente entre 50mg/l a 60mg/l (Auckland, 1996). A Resolução Conama 357/05 no artigo 34 que se refere a lançamentos exige que: Artigo 34-Os efluentes de qualquer fonte poluidora somente poderão ser lançados, direta ou indiretamente, nos corpos de água desde que obedeçam as condições e padrões previstos neste artigo, resguardadas outras exigências cabíveis: V- Óleos e graxas 1- óleos minerais até 20mg/L (Nota: este é o nosso caso) 2- óleos vegetais e gorduras animais até 50mg/L Para postos de gasolina por exemplo, para remover até 20mg/L de óleos minerais é necessário que se removam os glóbulos maiores ou igual a 60μm. A remoção de 10mg/L a 20mg/L corresponde a remoção de glóbulos maiores que 60μm. Tomaremos como padrão a densidade do hidrocarboneto < 0,90 g/cm3, partículas de 60μm e performance remoção de até 20mg/L de óleos minerais. Stenstron et al,1982 fez pesquisa na Baia de São Francisco sobre óleo e graxa e concluiu que há uma forte conexão entre a massa de óleo e graxa no início da chuva. Constatou que as maiores quantidades de óleo e graxas estavam nas áreas de estacionamento e industriais que possuíam 15,25mg/l de óleos e graxas, enquanto que nas áreas residenciais havia somente 4,13mg/l. 32.4 Vazão de pico O projetista deve decidir se escolherá se a caixa separadora estará on line ou off line. Se estiver on line a caixa deverá atender a vazão de pico da área, mas geralmente a escolha é feita off line, com um critério que é definido pelo poder público. Existe o critério do first flush que dimensionará o volume para qualidade das águas pluviais denominado WQv. Este volume poderá ser transformado em vazão através do método de Pitt, onde achamos o número CN e aplicando o SCS TR-55 achamos a vazão de pico ou aplicar o método racional que será usado neste Capítulo. A área máxima de projeto é de 0,40ha, caso seja maior a mesma deverá ser subdividida

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32.5 Método Racional A chamada fórmula racional é a seguinte: Q= C . I . A /360 Sendo: Q= vazão de pico (m3/s); C=coeficiente de escoamento superficial varia de 0 a 1. I= intensidade média da chuva (mm/h); A= área da bacia (ha). 1ha=10.000m2 Exemplo 32.1 Dada área da bacia A=0,4ha, coeficiente de escoamento superficial C=0,70 e intensidade da chuva I=40mm/h. Calcular o vazão de pico Q. Q = C . I . A /360 = 0,70 x 40mm/h x 0,4ha/360 = 0,03m3/s 32.6 Equação de Paulo S. Wilken para RMSP 1747,9 . Tr0,181 I =-----------------------(mm/h) ( t + 15)0,89 Sendo: I= intensidade média da chuva (mm/h); Tr = período de retorno (anos). Adotar Tr=10anos. tc=duração da chuva (min).

32.7 Vazão relativa ao volume WQv que chega até o pré-tratamento usando o Método Racional para P= 25mm e P=13mm. Usando para o tempo de concentração da Federal Aviation Agency (FAA, 1970) para escoamento superficial devendo o comprimento ser menor ou igual a 150m. tc= 3,26 x (1,1 – C) x L 0,5 / S 0,333 Rv= 0,05+ 0,009 x AI = C Sendo: tc= tempo de concentração (min) C= coeficiente de escoamento superficial ou coeficiente de Runoff ( está entre 0 e 1) S= declividade (m/m) AI= área impermeável em porcentagem (%) Rv= coeficiente volumétrico (adimensional) Aplicando análise de regressão linear aos valores de C e de I para áreas A≤ 2ha para a RMSP obtemos: I = 45,13 x C + 0,98 Para P=25mm R2 = 0,86 I= 9,09 x C + 0,20 R2 = 0,86

Para P=13mm

Sendo: I= intensidade de chuva (mm/h) C= coeficiente de escoamento superficial P= first flush. P=25mm na Região Metropolitana de São Paulo R2= coeficiente obtido em análise de regressão linear. Varia de 0 a 1. Quanto mais próximo de 1, mais preciso. A vazão Q=CIA/360 obtido usando I =45,13x C + 0,98 nos obterá a vazão referente ao volume para melhoria da qualidade das águas pluviais WQv.

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Figura 32.7- Poço de visita separador de fluxo. As águas pluviais entram no poço de visita e uma parte referente ao volume WQv para melhoria da qualidade das águas pluviais vai para a caixa separadora de óleos e graxas e a outra vai para o córrego ou galeria mais próxima. http://www.ci.knoxville.tn.us/engineering/bmp_manual/knoxvilleBMP.pdf. Acessado em 12 de novembro de 2005

WQv (volume para melhoria da qualidade das águas pluviais) O volume para melhoria da qualidade das águas pluviais é dado pela equação: WQv= (P/1000) x Rv x A Sendo: WQv= volume para melhoria da qualidade das águas pluviais (m3) P= first flush (mm). Para a RMSP P=25mm Rv=0,05+0,009x AI AI= área impermeável (%) Rv= coeficiente volumétrico (adimensional) A= área da bacia em (m2) Exemplo 32.2 Achar o volume WQv para melhoria da qualidade das águas pluviais para área de 0,4ha com AI=100% sendo o first flush P=25mm. Rv= 0,05+ 0,009 x AI = 0,05+0,009 x 100= 0,95 WQv= (P/1000) x Rv x A WQv= (25mm/1000) x 0,95 x 4000m2 =95m3 Exemplo 32.3 Achar a vazão para a melhoria da qualidade das águas pluviais para área de 0,4ha, com 100% de impermeabilização para first flush adotado de P=25mm. Rv= 0,05+ 0,009 x AI = 0,05+0,009 x 100= 0,95=C Para P=25mm de first flush para a Região Metropolitana de São Paulo temos: I = 45,13 x C + 0,98 I = 45,13 x 0,95 + 0,98=44mm/h Q=CIA/360 C= 0,95 I= 44mm/h A= 0,4ha Q= CIA/360= 0,95 x 44 x 0,4/ 360 = 0,050m3/s

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32.8 Critério de seleção • É usada a montante do tratamento juntamente com outras BMPs • A caixa separadora de óleo e sólido não funciona para solventes, detergentes ou poluentes dissolvidos. • Temperatura usual= 20 º C • Viscosidade dinâmica=μ = 0,01 poise • Gravidade específica da água= 0,9975=0,998 • Gravidade específica do óleo= 0,90 • Diâmetro do glóbulo de óleo: 150μm ou em casos especiais 60μm. • Deve ser feito sempre off-line. • Deve ser usado sempre com o first flush. • A primeira chuva faz uma lavagem do piso em aproximadamente 20min. É o first flush. Somente este volume de água denominado WQv é encaminhado à câmara de detenção de sólidos e óleos, devendo o restante ser lançado na galeria de águas pluviais ou córrego mais próximo. • Para as duas primeiras câmaras: taxa de 28m3/ha de área impermeável (regra prática). • Para a primeira câmara: Taxa de 20m2/ha de área impermeável (regra prática). • Pode ser usada em ocasiões especiais perto de estradas com tráfico intenso. • A primeira câmara é destinada a reter os resíduos sólidos; a segunda destinada a separação do óleo da água e a terceira câmara serve como equalizador para a descarga do efluente. • É instalada subterraneamente não havendo problemas do seu funcionamento. • Pode remover de 60% a 70% do total de sedimentos sólidos (TSS). • O regime de escoamento dentro da caixa de retenção de óleo deve ter número de Reynolds menor que 500 para que o regime seja laminar. • Remove 50% do óleo livre que vem nas águas pluviais durante o runoff. • Não haverá ressuspenção dos poluentes que foram armazenados na caixa de óleo • É aplicável a áreas < 0,4ha como, por exemplo: área de estacionamento, posto de gasolina, estrada de rodagem, instalação militar, instalação petrolífera, oficina de manutenção de veículos, aeroporto, etc. • De modo geral o tempo de residência é menor que 30min e adotaremos 20min. 32.9 Limitações • Potencial perigo de ressuspenção de sedimentos, o que dependerá do projeto feito. • Não remove óleo dissolvido e nem emulsão com glóbulos de óleo muito pequenos. • A área máxima deve ser de 0,4ha (4.000m2). Caso a área seja maior deve ser subdividida. • O FHWA admite que o limite de 0,4ha pode ir até 0,61ha . • As águas pluviais retêm pouca gasolina e possui concentração baixa de hidrocarbonetos, em geral o óleo e graxas nas águas pluviais está em torno de 15mg/l. • As normas API (American Petroleum Institute) 1990, publicação nº 421, referente a Projeto e operação de separadores de óleo/água: recomenda diâmetro dos glóbulos de óleo a serem removidos em separadores por gravidade, devem ser maiores que 150μm. • O tamanho usual dos globos de óleo varia de 75μm a 300μm. • A gravidade específica do óleo varia de 0,68 a 0,95. • Resolução Conama 357/2005 artigo 34: os efluentes de qualquer fonte poluidora podem ter até 20mg/l de óleos minerais. 32.10 Custos e manutenção. • Baixo custo de construção. • O custo de construção varia de US$ 5.000 a US$ 15.000 sendo a média de US$ 7.000 a US$ 8.000 conforme FHWA • http://www.fhwa.dot.gov/environment/ultraurb/3fs12.htm Acessado em 8 de novembro de 2005. • O óleo e os sólidos devem ser removidos freqüentemente. • Inspeção semanal. • Nas duas primeiras câmaras irão se depositar ao longo do tempo cerca de 5cm de sedimentos, devendo ser feita limpeza no mínimo 4 vezes por ano. • O material da caixa de óleo deve ser bem vedado para evitar contaminação das águas subterrâneas.

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• • • • • • 32.11

Potencial perigo de descarga de nutrientes e metais pesados dos sedimentos se a limpeza não for feita constantemente. Inspeção após chuva ≥ 13mm em 24h. Deverá ser feito monitoramento por inspeções visuais freqüentemente. Fácil acesso para manutenção. Uso de caminhões com vácuo para limpeza. Os materiais retirados da caixa de separação de óleo e resíduos deve ter o seu destino adequado.

Lei de Stokes Para óleos e graxas, conforme Eckenfelder, 1989 é válida a aplicação da Lei de Stokes. Vt= (g / 18 μ) x (ρw-ρo) x D2

Sendo: Vt= velocidade ascensional (cm/s) μ= viscosidade dinâmica das águas pluviais em poise. 1P= 1 g/cm x s ρw=densidade da água (g/cm3) ρo =densidade do óleo na temperatura (g/cm3) =1kg/litro Sw = gravidade especifica das águas pluviais (sem dimensão) So = gravidade específica do óleo presente nas águas pluviais (sem dimensão). D= diâmetro do glóbulo do óleo presente (cm) g= 981cm/s2 Para D=150μm=0,15mm=0,015cm g=981cm/s2 Vt= (981 / 18 μ) x (ρw-ρo) x (0,015)2 Vt= 0,0123 x [(Sw-So)/ μ ] Vt= 0,0123 x [(1-So)/ ν ] Sendo: ν = μ / ρ = 1,007 x 10-6 m2/s ν= viscosidade cinemática das águas pluviais em Stokes. 1 Stoke= 1cm2/s 10.000Stokes = 1m2/s Para D=60μm=0,06mm=0,006cm g=981cm/s2 Vt= (981 / 18 μ) x (ρw-ρo) x D2 Vt= (981 / 18 μ) x (ρw-ρo) x (0,006)2 Vt= 0,002 x [(Sw-So)/ μ ] Vt= 0,002 x [(1-So)/ ν ] Sendo: ν = μ / ρ = 1,007 x 10-6 m2/s ν= viscosidade cinemática das águas pluviais em Stokes. 1 Stoke= 1cm2/s 10.000Stokes = 1m2/s Para D=40μm=0,04mm=0,004cm g=981cm/s2 Vt= (981 / 18 μ) x (ρw-ρo) x D2 Vt= (981 / 18 μ) x (ρw-ρo) x (0,004)2 Vt= 0,0009 x [(Sw-So)/ μ ] Vt= 0,0009 x [(1-So)/ ν ] Sendo: ν = μ / ρ = 1,007 x 10-6 m2/s ν= viscosidade cinemática das águas pluviais em Stokes. 1 Stoke= 1cm2/s

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10.000Stokes = 1m2/s Exemplo 32.4 Calcular a velocidade ascensional sendo a gravidade específica das águas pluviais Sw= 0,998 e do óleo So= 0,90 e viscosidade dinâmica de 0,01poise (20ºC) para glóbulo de óleo com diâmetro de 150μm. Vt= 0,0123 x [(Sw-So)/ μ ] Vt= 0,0123 x [(0,998-0,90)/ 0,01 ] =0,12 cm/s=0,0012m/s (4,3m/h) Exemplo 32.5 Calcular a velocidade ascensional sendo a gravidade específica das águas pluviais Sw= 0,998 e do óleo So= 0,90 e viscosidade dinâmica de 0,01poise (20ºC) para glóbulo de óleo com diâmetro de 60μm. Vt= 0,002 x [(Sw-So)/ μ ] Vt= 0,002 x [(0,998-0,90)/ 0,01 ] =0,02 cm/s=0,0002m/s (0,71m/h) Exemplo 32.6 Calcular a velocidade ascensional sendo a gravidade específica das águas pluviais Sw= 0,998 e do óleo So= 0,90 e viscosidade dinâmica de 0,01poise (20ºC) para glóbulo de óleo com diâmetro de 40μm. Vt= 0,0009 x [(Sw-So)/ μ ] Vt= 0,0009 x [(0,998-0,90)/ 0,01 ] =0,009 cm/s=0,00009m/s (0,32m/h) 32.12 Dados para projetos • O uso individual de uma caixa é para aproximadamente 0,4ha de área impermeabilizada (Austrália, 1998) ou no máximo até 0,61ha conforme FHWA.. 32.13 Desvantagens da caixa separadora de óleo • Remoção limitada de poluentes. • Alto custo de instalação e manutenção. • Não há controle de volume. • Manutenção deve ser freqüente. • Os sedimentos, óleos e graxas deverão ser retirados e colocados em lugares apropriados conforme as leis locais. 32.14 Caixa de retenção de óleo API por gravidade As teorias sobre dimensionamento das caixas de retenção de óleo por gravidade, seguiu-se a roteiro usado na Nova Zelândia conforme http://www.mfe.govt.nz/publications/hazardous/water-dischargesguidelines-dec98/app-5-separator-design-dec98.pdf com acesso em 8 de novembro de 2005. Admite-se que os glóbulos de óleo são maiores que 150μm e pela Lei de Stokes aplicado ao diâmetro citado temos: So = gravidade especifica do óleo presente nas águas pluviais (sem dimensão). As caixas API só funcionam para óleo livre. Vt= 0,0123 x [(1-So)/ ν ] Sendo: ν=μ/ρ ν= viscosidade cinemática das águas pluviais em Stokes. 1 Stoke= 1cm2/s 10.000Stokes = 1m2/s Vt= velocidade ascensional (cm/s)

D=150μm

A área mínima horizontal, nos separadores API é dada pela Equação: Ah= F . Q. /Vt Sendo: Ah= área horizontal (m2) Q= vazão (m3/s) Vt= velocidade ascensional final da partícula de óleo (m/s) F= fator de turbulência= F1 x F2 F1= 1,2 F2= fornecido pela Tabela (32.5) conforme relação Vh/ Vt

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Figura 32.8- Esquema da caixa separadora API Fonte: Unified Facilities Criteria UF, US Army Corps of Engineers, Naval Facilities Engiojneerinf Command, Air Force Civl Engineer Support Agency. 10 july 2001 UFC-3-240-03 http://chppm-www.apgea.army.mil/USACHPPM%20Technical%20Guide%20276.htm. Acessado em 12 de novembro de 2005.

Adotamos Vh= 0,015 m/s e Vt=0,002 m/s e a relação Vh/Vt= 0,015/0,002 = 7,5 Entrando com Vh/Vt=7,5 na Tabela (32.5) achamos F= 1,40. Podemos obter o valor de F usando a Figura (32.9) Tabela 32.5 – Escolha do valor de turbulência F2 Vh/Vt F2 F=1,2F2 20 1,45 1,74 15 1,37 1,64 10 1,27 1,52 6 1,14 1,37 3 1,07 1,28 Fonte:http://www.mfe.govt.nz/publications/hazardous/water-discharges-guidelines-dec98/app-5-separator-design-dec98.pdf. Acessado em 12 de novembro de 2005.

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Figura 32.9- Valores de F em função de Vh/Vt Fonte:http://www.mfe.govt.nz/publications/hazardous/water-discharges-guidelines-dec98/app-5-separatordesign-dec98.pdf. Acessado em 12 de novembro de 2005.

Figura 32.10 - Caixa de retenção de óleos e sedimentos conforme API Fonte: City of Eugene, 2001

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As dimensões mínimas adotadas na Cidade de Eugene, 2001 que estão na Figura (32.9) são as seguintes: • • • • • • • • •

Altura de água mínima de 0,90m e máxima de 2,40m. Altura mínima da caixa é de 2,10m para facilidade de manutenção.. A caixa de regularização tem comprimento minimo de 2,40m A caixa de sedimentação tem comprimento minimo de L/3 a L/2. O comprimento mínimo de toda as três câmaras é de 5 vezes a largura W. A largura mínima W é de 1,80m Observar na Figura ( 32.9) a caixa separadora, pois, geralmente a caixa separadora de óleo é feita off line. Geralmente a caixa de captação de óleos e graxas é enterrada. Deverá haver dispositivo para a retirada do óleo.

A área mínima transversal Ac é fornecida pela relação: Ac= Q/ Vh Sendo: Ac= área mínima da seção transversal da caixa (m2). Vh=velocidade horizontal (m/s) = 0,015m/s Q= vazão de pico (m3/s) O valor da velocidade horizontal Vh muito usado para glóbulos de óleo de diâmetro de 150µm é Vh= 0,015m/s o que resultará em: Ac= Q./ Vh Ac= Q/ 0,015 =67Q Exemplo 32.7 Calcular a área mínima transversal Ac para vazão de entrada de 0,020m3/s para caixa de detenção de óleo e graxas a partir do diâmetro de 150µm. Ac= 67Q Ac= 67x 0,020 Ac=1,34m2 Número de canais (N) Geralmente o número de canais é igual a um. N=1 (número de canais). Se Ac>16m2 então N>1 (Arizona, 1996) Profundidade da camada de água dentro do separador de óleo e graxas (d). d= ( r x Ac) 0,5 d= máxima altura de água dentro do separador de óleo (m) sendo o mínimo de d ≥ 0,90m. r= razão entre a profundidade/ largura que varia de 0,3 a 0,5, sendo comumente adotado r=0,3 Exemplo 32.8 Calcular o valor de d para r=0,3 e Ac= 1,34m2

d= ( r x Ac) 0,5 d= ( 0,3 x 1,34) 0,5 d=0,63m. Portanto, a altura do nível de água dentro da caixa é 0,63m, mas para efeito de manutenção a altura mínima deverá ser de 1,80m. Largura da caixa (W) r= d/W=0,3 W= d/0,3= 0,63 / 0,3 = 2,10m Então a largura da caixa separadora de óleo será de 2,10m.

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Comprimento (Ls) da caixa separadora API Ls = F . d . (Vh/ Vt) Sendo: Ls=comprimento do separador (m) d=altura do canal (m) Vh= velocidade horizontal (m/s) Vt= velocidade ascensional (m/s) F=fator de turbulência. Adotamos Vh/vt= 7,5 o valor F=1,40 Os dados aproximados de La e Lf foram adaptados de: http://www.ci.tacoma.wa.us/WaterServices/permits/Volume5/SWMM%20V5-C11.pdf de Thurston, janeiro de 2003. Acesso em 8 de novembro de 2005. Um valor muito usado para o Fator de Turbulência é F= 1,40 correspondente a Vh/vt =7,5. Fazendo as substituições teremos: Ls = F . d . (Vh/ Vt) Ls = 1,40 x d x 7,5= 10,5 x d Ls = 10,5 x d Exemplo 32.9 Calcular o comprimento somente da caixa separadora de óleos e graxas, sendo a altura do nível de água de 1,22m. Ls = 10,5 x d Comprimento da caixa de regularização(La) O comprimento mínimo é de 2,40m. Comprimento da caixa de sedimentação (Lf) A área para sedimentação é dado em função da área impermeável, sendo usado como dado empírico 20m2/ ha de área impermeável. Portanto, a área da caixa de comprimento Lf não poderá ter área inferior ao valor calculado. Área= 20m2/ha x A (ha) W= largura Lf= Área da caixa de sedimentação /W Exemplo 32.10 Seja área com 4000m2 e largura da caixa de retenção de óleo de W=2,40m. Calcular o comprimento Lf. Área da caixa de sedimentação = 20m2/ha x (4000/10000)= 8m2 Lf = Área da caixa de sedimentação / W= 8m2 / 2,40m = 3,33m Comprimento total (L) da caixa de captação de óleo O comprimento L será a soma de três parcelas, sendo geralmente maior ou igual a 12,81m : • Lf corresponde a caixa de sedimentação que ficará no inicio • Ls corresponde a caixa separadora de óleo propriamente dita que ficará no meio. • La corresponde a caixa de saída para regularização da vazão. L = Lf + Ls + La O comprimento total do separador é a soma de três componentes das câmaras de: sedimentação; separação do óleo da água e regularização conforme Figura (32.11): = comprimento das três caixas, sendo a primeira para sedimentação, a segunda para separação do óleo propriamente dito e a terceira para regularização.

L

Lf

Ls

La

Figura 32.11- Esquema de uma caixa de retenção de óleo e sedimentos.

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Exemplo 32.11 Calcular o comprimento total L para área da bacia de 4.000m2 (0,4ha) sendo Ls=12,81, Lf= 3,33m. Adotando-se o mínimo para La=2,40 teremos: L= Ls+ Lf+ Ls = 12,81+ 3,33+ 2,40= 18,54m

Figura 32.12- Variáveis da caixa separadora de óleos e graxas. Observar que a altura d é a lâmina de água existindo uma folga para até a altura máxima da caixa. O comprimento L ou seja Ls vai da caixa de sedimentação até a caixa de regularização. Fonte: http://www.mfe.govt.nz/publications/hazardous/water-discharges-guidelines-dec98/app-5-separator-design-dec98.pdf

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Ventilação Deverá haver ventilação por razão de segurança e se possível nos quatro cantos da caixa. diâmetro mínimo da ventilação é de 300mm e deve ter tela de aço com ¼” . Existem caixas com tampas removíveis e outras que podem ser usados insufladores de ar. A altura da caixa mínima deverá ser de 2,10m para facilitar a manutenção.

O

32.15 Dimensões mínimas segundo FHWA As dimensões internas mínimas para uma área de 0,4ha (4.000m2) é a seguinte: Profundidade= 1,82m Largura =1,22m Comprimento = 4,26m Comprimento da primeira câmara= 1,82m Comprimento para cada uma das outras duas câmaras= 1,22m Volume das duas primeiras câmaras =(1,82m+ 1,22m) x 1,82m x 1,82m=10m3. Taxa= 10m3/ 0,4ha= 25m3/ha (28m3/ha) Taxa= 2,2m2/ 0,4ha = 6 m2/ha (20m2/ha) Volume da caixa separadora= 9,5m3 Área superficial da caixa separadora= 5,2m2

L =4,26m

Lf=1,82

Ls=1,22m

La=1,22

Profundidade=d=1,82m Figura 32.13- Esquema de uma caixa de retenção de óleo e sedimentos mínima para área até 0,4ha (FHWA) com as dimensões internas. O comprimento Lf que depende do que vai ser sedimentado pode ser adaptado as condições locais. 32.16 Volume de detenção O volume de detenção para período de retorno Tr=10anos. V= 4,65 AI . A para Tr= 10anos A= área da bacia (ha). A≤100ha V= volume do reservatório de detenção (m3) AI= área impermeável (%) variando de 20% a 90% A= área em hectares (ha) ≤ 100ha A vazão específica para pré-desenvolvimento para período de retorno de 10anos é de 24 litros/segundo x hectare.

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Figura 32.14- Separador de óleo e graxas em forma de um poço de visita. Temos dois tipos básicos de separadores de óleos e graxas. A primeira é a caixa de três câmaras e a segunda é o poço de visita. http://www.ci.tacoma.wa.us/WaterServices/permits/Volume5/SWMM%20V5-C11.pdf. Com acesso em 8 de novembro de 2005.

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Exemplo 32.12 Dimensionar uma caixa de retenção óleo/água API para reter glóbulos ≥150µm. A área de um estacionamento de veículos tem 4.000m2 e a mesma será calculada off-line. Supomos first flush P=25mm. Supomos que o estacionamento tem 100m de testada com 40m de largura e a declividade é de 0,5% (0,005m/m) Cálculo da vazão para melhoria da qualidade das águas pluviais. Coeficiente volumétrico Rv Rv=0,05+0,009x AI Supomos C= Rv C= 0,05 + 0,009 x 10 = 0,95 Intensidade da chuva correspondente ao volume WQv em mm/h para a RMSP. I = 45,13 x C + 0,98 Tempo de concentração Usando para o tempo de concentração da Federal Aviation Agency (FAA, 1970) L= 40m S=0,005m/m C=0,95 tc= 3,26 x (1,1 – C) x L 0,5 / S 0,333 tc= 3,26 x (1,1 – 0,95) x 40 0,5 / 0,005 0,333 = 15min Para São Paulo, equação de Paulo Sampaio Wilken: 1747,9 . Tr0,181 I =-----------------------( t + 15)0,89

(mm/h)

Tr= 10anos 1747,9 x 100,181 I =------------------------ =128mm/h ( 15 + 15)0,89 Fórmula Racional Sendo: A= 0,4 ha I = 96mm/h Vazão de pico Q=CIA/360= 0,95 x 128 x 0,4 / 360= 0,135m3/s = 135litros/segundo (Pico da vazão para Tr=10anos) Portanto, o pico da vazão da área de 4000m2 para Tr=10anos é de 130 litros/segundo. Vazão para melhoria da qualidade das águas pluviais referente ao first flush A vazão que irá para a caixa será somente aquela referente ao volume WQv. A= 0,4ha Intensidade da chuva áreas A≤ 2ha para a RMSP. I = 45,13 x C + 0,98= 45,13 x 0,95 + 0,98 = 44mm/h Fórmula Racional

Q= C . I . A /360

= 0,95 x 44 x 0,4 / 360 = 0,050m3/s = 50litros/segundo

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Portanto, a vazão que irá para a caixa de captação de óleo será de 50litros/segundo o restante 13550= 85 litros/segundo irá para o sistema de galeria existente ou para o córrego mais próximo. Velocidade ascensional e horizontal Adotamos velocidade ascensional vt=0,002m/s e velocidade horizontal Vh=0,015m/s Área da secção transversal Ac Q= 0,050m3/s

Ac= Q/ 0,015 =0,05/0,015= 3,4m2

Altura d da lâmina de água na caixa d= ( r x Ac) 0,5 r=0,5 (adotado) d= ( 0,5 x 3,4) 0,5 = 1,30m. Comprimento Ls da câmara de separação de óleo propriamente dita Ls= 10,5 x d= 10,5 x 1,30m = 13,65m Largura W da caixa W= d / 0,5 = 1,30 / 0,5 = 2,60m> 1,20m mínimo adotado Câmara de sedimentação Taxa normalmente adotada para sedimentação=20m2/ha x 0,4ha = 8m2 La= Área da câmara sedimentação / largura = 8,0/ 2,60= 3,10m> 2,40m OK. Câmara de regularização Adotado comprimento Lf= 1,20m conforme FHWA Comprimento total das três câmaras L =La + Ls + Lf = 3,10+ 13,65 + 1,20 = 17,95m Altura d=1,80 para manutenção. Largura W= 3,00m. Comprimento total= 17,95m Conferência: Vh= Q / d x W = 0,050 / (1,3 x 2,6) = 0,0148m/s 20min OK.

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32. 17 Modelo de Auckland Vamos apresentar o modelo de Auckland que é muito prático e eficiente para dimensionar caixa API. Área da projeção da caixa A área da caixa onde será flotado o óleo é: Ad= (F x Qd)/ Vt Sendo: Ad= área da caixa onde será flotado (m2). Nota: não inclui a primeira câmara de sedimentação e nem a última câmara de equalização. F= fator de turbulência (adimensional) Qd= vazão de pico (m3/h) Vt= velocidade ascensional (m/h) que depende do diâmetro do glóbulo e da densidade específica. O fator de turbulência F é dado pela Tabela (32.6). Tabela 32.6- Fator de turbulência conforme Vh/VT conforme Auckland, 2002 Vh/Vt Fator de turbulência F 15 1,64 10 1,52 6 1,37 3 1,28 Segundo Auckland, 2002 devemos adotar certos critérios que são: • Vh ≤ 15 . VT • Vh < 25m/h • d= profundidade (m) • 0,3W < d ≤ 0,5 W (normalmente d=0,5W) • 0,75 < d < 2,5m • W= largura da caixa (m) • 1,5m < W < 5m As restrições como a profundidade mínima de 0,75m é importante, assim como manter sempre Vh 7,13m3 OK. Conclusão: Como podemos ver o uso de captação de óleo com o método gravimétrico da API resulta em caixas muito grandes e daí se usar caixas com placas coalescentes. Salientamos ainda que as caixas API são geralmente usadas para glóbulos de 150μm e não de 60μm. Exemplo 32.15 Dimensionar para um posto de gasolina com área de 300m2 uma caixa API para captar os óleos e graxas provenientes das precipitações no pátio usando glóbulos de 150μm e first flush P=25mm. Coeficiente volumétrico Rv Rv=0,05+0,009x AI Supomos C= Rv C= 0,05 + 0,009 x 10 = 0,95 WQv= (P/1000) x Rv x A= (25/1000) x 0,95 x 300m2=7,13m3 A vazão que chega à caixa de detenção pode ser dimensionado como a vazão que chega ao prétratamento usando o tempo de permanência minimo de 5min e então teremos: Qo= 0,1 x WQv/ (5min x 60) Qo= 0,1 x 7,13m3/ (5min x 60)=0,00238m3/s=8,6m3/h A velocidade ascensional para glóbulo de 150μm é Vt= 3,6m/h. A velocidade horizontal Vh deve ser: Vh= 15 x Vh= 15 x 3,6m/h=54m/h A área superficial da câmara do meio destinada a flotação do óleo: Ad= F x Qd/ Vt Vh/ Vt= 54m/h/ 3,6m/h= 15 Entrando na Tabela (32.6) achamos F=1,37 Ad= F x Qd/ Vt Ad= 1,37 x 8,6m3/h/ 3,6m/h= 3,27m2 Portanto, a área para a flotação do óleo terá 3,27m2. Considerando uma largura de 1,50m teremos: 3,27m / 1,50m= 2,18m. Portanto, o comprimento de 2,18m Para a primeira câmara de sedimentação é usual tomarmos comprimento igual a L/3 e para o tanque de equalização L/4 Assim teremos: Primeira câmara (sedimentação) = L/3=2,18m/3= 0,73m Segunda câmara (flotação do óleo) =L=2,18m Terceira câmara= L/4=2,18m/4=0,55m Comprimento total= 3,46m Profundidade adotada= 0,75m 2

L =3,46m

Lf=0,73

Ls=2,18m

La=0,55

Profundidade=d=0,75 e largura = 1,50m

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32.18 Caixa de retenção coalescente com placas paralelas As equações para a caixa de retenção coalescente com placas paralelas são várias e todas provem da aplicação da Lei de Stokes conforme já visto na caixa de retenção óleo/água da API. Para efeito de aplicação dos princípios de Hazen são usadas somente as projeções das placas. Geralmente este tipo de caixa é para glóbulos acima de 40 ou 60μm. Para lançamento em cursos de água o ideal é que as placas consigam que o efluente tenha no máximo 20mg/L de óleo e para isto necessitamos de glóbulos maiores ou iguais a 60μm. Usando glóbulos até 20 μm poderemos ter efluente com máximo de 10mg/L. Os glóbulos de óleo se movem entre as placas de plásticos ou polipropileno e vão aumentando em tamanho e vão indo para a superfície. Podem ser mais barato que as caixas de retenção tipo API. Os glóbulos vão se formando e vão subindo numa posição cruzada com o escoamento seguindo as placas.

Figura 32.1- Placa coalescentes Quando prevemos uma grande quantidade de sólidos as placas são instaladas a 60º com a horizontal para evitar o entupimento. Havendo manutenção adequada das placas coalescentes paralelas não haverá entupimento das mesmas. As placas são ajuntadas em pacotes e podem entupir motivo pelo qual tem que ser estabelecido um intervalo de aproximadamente 6 meses para a limpeza com jatos de água através de mangueiras. Para o trabalho perfeito das placas coalescente é necessário o regime laminar para escoamento. Os separadores coalescentes usam meio hidrofóbico (repele a água) ou oleofílico (adora óleo), isto é, meio que repelem a água e atraem o óleo. O óleo pode ser retirado por processo manual ou automático e pode ser recuperado e usado para outros fins. Os efluentes das caixas separadoras com placas paralelas indicam retiradas de até 60% do óleo em comparação com o sistema convencional API. Dependendo da temperatura do líquido que vai ser detido o óleo usa-se o material adequado. Assim podem ser usados PVC (60ºC), PVC para alta temperatura (66ºC), Polipropileno (85ºC) e aço inoxidável (85ºC). As caixas coalescentes com placas paralelas da mesma maneira que as caixas API possuem três câmaras: • Câmara de sedimentação; • Câmara onde estão as placas paralelas e • Câmara de descarga, A câmara de sedimentação deve ter: • Área superficial de no mínimo 20m2/ha de área impermeável; • Comprimento deve ser maior ou igual a L/3 • O comprimento recomendado é L/2 (recomendado).

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A câmara de descarga deve ter: • Comprimento mínimo de 2,40m. • Comprimento deve ser maior que L/4 (recomendado). A câmara onde estão as placas paralelas deve ter as seguintes características: • Confirmar com o fabricante as dimensões para não se ter dúvidas; • A distância entre uma placa e outra varia de 2cm a 4cm. • Deverá haver folga de 0,15m antes e depois do pacote de placas paralelas. As placas paralelas estão inclinadas de 45º a 60º e espaçadas uma das outras de ½” pois possuem corrugações. As placas são instaladas em blocos. São feitas de aço, fibra de vidro ou polipropileno. Deve haver um espaço mínimo externo de 8m x 5m para a retirada das placas manualmente ou através de equipamentos. Para D=0,006cm (60μm) Vt= 0,0020 x [(Sw-So)/ μ ]

(cm/s)

A área mínima horizontal, nos separadores coalescente é dada pela Equação: Ah= Q. / Vt Sendo: Ah= área horizontal (m2) Q= vazão (m3/s) Vt= velocidade ascensional final da partícula de óleo (cm/s) A velocidade ascensional sendo a gravidade específica das águas pluviais Sw= 0,998 e do óleo So= 0,85 e viscosidade dinâmica de 0,01poise (20º C) para glóbulo de óleo com diâmetro de 60μm. Vt= 0,002x [(Sw-So)/ μ ] Vt= 0,002 x [(0,998-0,85)/ 0,01 ] =0,0296 cm/s=0,000296m/s=1,07mh Ah= Q / Vt Ah= Q / 0,0003=3378Q Área de uma placa Aa=Ah/ cos (θ) Sendo: Aa= área de uma placa (m2) θ = ângulo da placa com a horizontal. Varia de 45º a 60º.

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Figura 32.15- Exemplo de placas paralelas por gravidade. Fonte : Tennessee Manual BMP Stormwater Treatment, 2002

Notar na Figura (32.12) que existem as três câmaras, sendo a primeira de sedimentação, a segunda onde estão as placas coalescentes e a terceira câmara de regularização ou regularização da vazão. As placas coalescentes ocuparão menos espaços e, portanto a caixa será menor que aquela das normas API.

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Figura 32.16- Esquema da caixa separadora coalescente com placas separadoras Fonte: Unified Facilities Criteria UF, US Army Corps of Engineers, Naval Facilities Engiojneerinf Command, Air Force Civl Engineer Support Agency. 10 july 2001 UFC-3-240-03 http://chppm-www.apgea.army.mil/USACHPPM%20Technical%20Guide%20276.htm. Acessado em 12 de novembro de 2005.

Notar na Figura (32.16) que as placas coalescentes fazem com que os glóbulos de óleo se acumulem e subam para serem recolhidos. Quando se espera muitos sedimentos para evitar entupimentos devem-se usar placas com ângulo de 60 º. Exemplo 32.16 Calcular separador com placas coalescentes para vazão de 0,0035m3/s Ah= 3378 x Q = 3378 x 0,0035= 11,82m2 Aa= Ah / cos (θ) θ = 45 º Aa= Ah / cos (θ) = 11,82m2/ 0,707= 16,72m2 Portanto, serão necessário 38,2m2 de placas coalescentes, devendo ser consultado o fabricante a decisão final. 32.19 Fabricantes no Brasil de caixas com placas coalescentes No Brasil existe firmas que fazem caixas separadora de óleo para vazão até 40m3/h com tempo minimo de residência de 20minutos, para densidade de hidrocarboneto ≤0,90g/cm3 e performance de 10mg/L para partículas ≥40µm ou mais fabricado pela Clean Environment Brasil (www.clean.com.br).

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SEPARADOR COM SKIMMER

Figura 32.17 – Caixa separadora de óleo fabricado http://www.capeonline.com.br/com_sep.htm . Acesso em 17 de julho de 2008 de 10m3/h a 40m3/h com teor máximo de saída de óleo de 20mg/L.

Figura 32.18- Caixa separadora de óleo com placas coalescentes http://www.controleambiental.com.br/sasc_cob_pista2.htm. Acesso em 12 de novembro de 2005.

32.20Flotação Iremos reproduzir aula que tive em 1994 com o engenheiro químico Danilo de Azevedo em curso sobre “Efluentes Líquidos Industriais”. Flotação é um processo para separar sólidos de baixa densidade ou partículas liquidas de uma fase liquida. A separação é realizada pela introdução de gás (ar) na forma de bolhas na fase líquida. A fase líquida é pressurizada em uma pressão de 2atm a 4atm, na presença de suficiente ar para promover a saturação da água. Nesse momento o liquido saturado com o ar é despressurizado até a pressão atmosférica por passagem através de uma válvula de redução. Pequenas bolhas são liberadas na solução devido a despressurizarão. Sólidos em suspensão ou partículas líquidas, por exemplo, óleo, tornam-se flutuantes devido à pequenas bolhas, elevando-se até a superfície do tanque. Os sólidos em suspensão são retirados. O líquido clarificado é removido próximo ao fundo e parte é reciclado. Empregam-se em:

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• • •

Separação de graxas, óleos, fibras e outros sólidos de baixa densidade, Adensamento de lodo no processo de lodos ativados; Adensamento de lodos químicos resultantes de tratamento por coagulação.

Componentes básicos: • Bomba de pressurização • Injetores de ar • Tanque de retenção • Válvula de redução de pressão • Tanque de Flotação Uma discussão mais detalhado sobre flotação poderá ser feita no livro “Wastewater EngineeringTreatment disposal reuse” de Metcalf & Eddy, 1991 da Editora McGraw-Hill e o livro “Industrial Water Pollution Control” de W. Wesley Eckenfelder, 1989. 32.21 Sistemas industriais americanos para separação de óleos e graxas Nos Estados Unidos existem vários sistemas para melhoria da qualidade das águas pluviais inclusive com caixas separadoras de óleos e graxas e que são fabricadas pelas firmas abaixo relacionadas com o seu o site onde poderão ser procuradas mais informações a respeito. • Stormceptor Corporation www.stormceptor.com • Vortechnics Inc. www.vortechnics.com • Highland Tank (CPI unit) www.highlandtank.com • BaySaver, Inc. www.baysaver.com • H. I. L. Downstream Defender Tecnology, Inc. http://www.hydro-international.biz/ Cada fabricante tem o seu projeto específico sendo que é usado de modo geral o período de retorno Tr= 1ano ou Tr= 0,5ano (80% de Tr=1ano) ou Tr= 0,25ano = 3meses (62% de Tr=1ano). As áreas são de modo geral pequenas e variam conforme o fabricante, devendo ser consultado a respeito. Quanto a eficiência dos sistemas industriais americanos a melhor comprovação é aquelas feitas por universidades. Por exemplo, em dezembro de 2001 o departamento de engenharia civil da Universidade de Virginia fez testes de campos sobre a unidade industrial denominada Stormvault. A grande vantagem destes sistemas industriais é que são compactos em relação aos sistemas convencionais.

Figura 32.19 – Caixa separadora de óleo e graxa tipo poço de visita patente da firma Downstream Defender. http://www.ci.knoxville.tn.us/engineering/bmp_manual/knoxvilleBMP.pdf. Acesso em 12 de novembro de 2005

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Figura 32.20 – Caixa separadora de óleo e graxa tipo poço de visita patente da firma Stormceptor. http://www.ci.knoxville.tn.us/engineering/bmp_manual/knoxvilleBMP.pdf. Acesso em 12 de novembro de 2005

Figura 32.21- Instalação de Baysaver. http://www.baysaver.com/newweb_cfmtest/sys_details_installation.cfm. Acesso em 12 de novembro de 2005.

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32.22 Skimmer O skimmer é feito para retirar o óleo.

Figura 32.22- Sobre o liquido existe o recolhimento do óleo automático http://www.ambarenvironmental.com/html/waste_water_plants.html#b2sump

Figura 32.23- Dispositivo que faz rodar a esteira para recolhimento do óleo http://www.ambarenvironmental.com/html/waste_water_plants.html#b2sump

Figura 32.24- Dispositivo que faz rodar a esteira para recolhimento do óleo e o recolhimento. http://www.ambarenvironmental.com/html/waste_water_plants.html#b2sump

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32.23 Postos de Gasolina

O Semasa órgão encarregado do sistema de água potável, esgoto sanitário e águas pluviais de Santo André possui o Decreto 14555 de 22 de setembro de 2000 que trata dos postos de serviços que geram óleos e graxas.Cita que o lançamento de óleo e graxa mineral sendo que o limite deve ser inferior a 20mg/L Nota: isto pode ser atingido com glóbulos de 60μm, mas a maioria dos fabricantes de caixas separadoras de óleos e graxas para postos de gasolina com placas coalescentes no Brasil retêm glóbulos igual ou maior que 40μm e a perfomance de óleo e graxa mineral é 10mg/L para densidade de hidrocarboneto de 0,90g/cm3, o que é excelente com vazões que atingem até 40m3/h. É interessante examinarmos também a Conama Resolução nº 273 de 29 de novembro de 2000 que trata das instalações de postos de gasolina. 32.24 Vazão que chega até o pré-tratamento Uma das dificuldades que temos é calcular a vazão que chega à caixa de captação de óleos e sedimentos. Temos dois tipos de dimensionamento, sendo um quando trata-se de lavagem de veículos somente e neste caso precisamos da vazão de pico em m3/h. No outro caso trata-se das precipitações que será usada 90% da precipitação anual média, que é o first flush. Para a RMSP usaremos first flush P=25mm. Vamos apresentar quatro métodos para estimar a vazão que chega até o pré-tratamento quando o mesmo está off-line. Os métodos são: • Método SCS TR-55 conforme equação de Pitt • Método aproximado do volume dos 5min • Método Santa Bárbara para P=25mm • Método Racional até 2ha. 32.24.1 Vazão que chega até o pré-tratamento usando o Método TR-55 do SCS O objetivo é o cálculo do número da curva CN dada a precipitação P e a chuva excedente Q. De modo geral a obtenção de CN se deve a obras off-line. Obtemos o valor de CN e continuamos a fazer outros cálculos. Os valores de P, Q, S estão milímetros. ( P- 0,2S ) 2 Q= --------------------( P+0,8S ) 25400 sendo S= -----------CN

válida quando P> 0,2 S

-

254

(Equação 32.1)

(Equação 32.2)

Dada as a Equação (25.3) e Equação (25.4). São dados os valores de Q e de P. Temos então duas equações onde precisamos eliminar o valor S, obtendo somente o que nos interessa, isto é, o valor do número da curva CN. Pitt, 1994 in Estado da Geórgia, 2001 achou a seguinte equação utilizando NRCS TR-55,1986 adaptado para P e Q em milímetros. CN= 1000/ [10 + 0,197.P + 0,394.Q – 10 (0,0016Q 2 + 0,0019 .Q.P) 0,5]

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Equação (32.3)

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Exemplo 32.17 Seja um reservatório de qualidade da água com tc=11min, área impermeável de 70% e first flush P=25mm e Área =2ha. Calcular a vazão separadora para melhoria de qualidade das águas pluviais WQv. Coeficiente volumétrico Rv Rv = 0,05 + 0,009 x AI = 0,05 + 0,009 x 70 = 0,68 (adimensional) Q = P . Rv = 25mm x 0,68 = 17mm Vamos calcular o número da curva CN usando a Equação de Pitt CN= 1000/ [ 10 + 0,197.P + 0,394.Q – 10 (0,0016Q 2 + 0,0019 .Q.P) 0,5] CN= 1000/ [ 10 + 0,197x25 + 0,394x17 – 10 (0,0016x17 2 + 0,0019 x17x25) 0,5] CN= 96,6 Vamos calcular a vazão usando o método SCS – TR-55 S= 25400/ CN – 254 = 25400/96,6 – 254 =9mm Usa-se a simplificação de Q=P x Rv, que produz o volume do reservatório para qualidade da água em mm. Q= P x Rv= 25mm x 0,68= 17mm= 1,7cm (notar que colocamos em cm) Ia = 0,2 S = 0,2 x 9mm=1,8mm Ia/P= 1,8mm/25mm =0,072 e portanto adotamos Ia/P=0,10 Escolhendo Chuva Tipo II para o Estado de São Paulo. Co= 2,55323 C1= -0,6151 C2= -0,164 tc= 11min = 0,18h (tempo de concentração) log (Qu) = Co + C1 log tc + C2 (log tc)2 – 2,366 log Qu = 2,55323 – 0,6151 log (0,18) –0,164 [ log (0,18) ] 2 - 2,366 log Qu = 0,55 Qu = 3,58m3/s /cm / km2 (pico de descarga unitário) Qp= Qu x A x Q A=2ha = 0,02km2 Q=1,7cm Qp= Qu x A x Q x Fp =3,58m3/s/cm/km2 x 0,02km2 x 1,7cm =0,12m3/s Portanto, o pico da descarga para o reservatório de qualidade de água, construído off-line é de 0,12m3/s. Exemplo 32.18 Num estudo para achar o volume do reservatório para qualidade da água WQv é necessário calcular a vazão Qw referente a aquele WQv. Seja uma área de 20ha, sendo 10ha de área impermeável. Considere que o first flush seja P=25mm. Porcentagem impermeabilizada = (10ha / 20ha) x 100=50% Coeficiente volumétrico Rv Rv = 0,05 + 0,009 x AI = 0,05 + 0,009 x 50 = 0,50 (adimensional) Q = P . Rv = 25mm x 0,50 = 13mm Vamos calcular o número da curva CN usando a equação de Pitt. CN= 1000/ [ 10 + 0,197.P + 0,394.Q – 10 (0,0016Q 2 + 0,0019 .Q.P) 0,5] CN= 1000/ [ 10 + 0,197 x25 + 0,394 x13 – 10 (0,0016x13 2 + 0,0019 x13x 25) 0,5] CN= 93,8 Portanto, o valor é CN=93,8. Valores de CN em função da precipitação P usando a Equação de Pitt

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Exemplo 32.19 Achar o número da curva CN para P=25mm e área impermeável de 70%. Entrando na Tabela (32.7) com P e AI achamos CN=96,6. Tabela 32.7 – Valores de CN em função da precipitação P usando a Equação de Pitt P Área impermeável em porcentagem mm 10 20 30 40 50 60 70 80 13 90,6 92,9 94,4 95,7 96,7 97,5 98,2 98,8 14 90,0 92,3 94,0 95,4 96,4 97,3 98,1 98,7 15 89,3 91,8 93,6 95,0 96,2 97,1 97,9 98,6 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

88,7 91,3 93,2 94,7 95,9 96,9 97,8 98,5 88,1 90,9 92,9 94,4 95,7 96,7 97,6 98,4 87,5 90,4 92,5 94,1 95,4 96,6 97,5 98,4 86,8 89,9 92,1 93,8 95,2 96,4 97,4 98,3 86,2 89,4 91,7 93,5 95,0 96,2 97,2 98,2 85,7 88,9 91,3 93,2 94,7 96,0 97,1 98,1 85,1 88,5 90,9 92,9 94,5 95,8 97,0 98,0 84,5 88,0 90,6 92,6 94,2 95,6 96,8 97,9 83,9 87,6 90,2 92,3 94,0 95,5 96,7 97,8 83,4 87,1 89,8 92,0 93,8 95,3 96,6 97,7 82,8 86,7 89,5 91,7 93,5 95,1 96,4 97,6 82,3 86,2 89,1 91,4 93,3 94,9 96,3 97,6 81,8 85,8 88,8 91,1 93,1 94,7 96,2 97,5 81,2 85,3 88,4 90,8 92,8 94,6 96,1 97,4 80,7 84,9 88,0 90,5 92,6 94,4 95,9 97,3

Vamos explicar junto com um exemplo abaixo. Exemplo 32.20 Seja bacia com tc=11min, área impermeável de 70% e first flush P=25mm e área =50ha. Coeficiente volumétrico Rv Rv = 0,05 + 0,009 x AI = 0,05 + 0,009 x 70 = 0,68 (adimensional) Q = P . Rv = 25mm x 0,68 = 17mm Vamos calcular o número da curva CN usando a Equação de Pitt. CN= 1000/ [ 10 + 0,197.P + 0,3925.Q – 10 (0,0016Q 2 + 0,0019 .Q.P) 0,5] CN= 1000/ [ 10 + 0,197x25 + 0,394x17 – 10 (0,0016x17 2 + 0,0019 x17x25) 0,5] CN= 96,6 Vamos calcular a vazão usando SCS – TR-55 S= 25400/ CN – 254 = 25400/96,6 – 254 =9mm Usa-se a simplificação de Q=P x Rv, que produz o volume do reservatório para qualidade da água em mm. Q= P x Rv= 25mm x 0,68= 17mm= 1,7cm (notar que colocamos em cm) Ia = 0,2 S = 0,2 x 9mm=1,8mm Ia/P= 1,8mm/25mm =0,072 e portanto adotamos Ia/P=0,10 Escolhendo Chuva Tipo II para a Região Metropolitana de São Paulo. Co= 2,55323 C1= -0,6151 C2= -0,164 tc= 11min = 0,18h (tempo de concentração) 32-38

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log (Qu)= Co + C1 log tc + C2 (log tc)2 – 2,366 log Qu= 2,55323 – 0,61512 log (0,18) –0,16403 [log (0,18)] 2 - 2,366 log (Qu)= 0,5281 Qu= 3,27m3/s /cm / km2 (pico de descarga unitário) Qp= Qu x A x Q A= 50ha= 0,5km2 Fp=1,00 Qp= Qu x A x Q x Fp= 3,37m3/s/cm/km2 x 0,5km2 x 1,7cm x 1,00= 2,87m3/s Portanto, o pico da descarga para o reservatório de qualidade de água, construído off-line é de 2,87m3/s. 32.24.2 Método usando o tempo de permanência 5min para calcular Qo Vamos mostrar com um exemplo. Exemplo 32.21 Seja um reservatório de qualidade da água e first flush P=25mm, AI=70 e A=50ha. Coeficiente volumétrico Rv Rv = 0,05 + 0,009 x AI = 0,05 + 0,009 x 70 = 0,68 (adimensional) WQv= (P/1000) x Rv x A= (25/1000) x 0,68 x 50ha x 10000m2= 8500m3 Qo= 0,1 WQV/ (5min x 60s)= (0,1 x 8500m3)/ (5 x 60)= 850m3/ 300s =2,83m3/s 32.24.3 Cálculo de Qo usando o método Santa Bárbara Vamos mostrar com um exemplo. Exemplo 32.22 Seja uma bacia com first flush P=25mm, AI=70 e área =50ha tc=11min Coeficiente volumétrico Rv CNp= 55 (área permeável) CNi=98 (área impermeável) CNw= CNp (1-f) + 98 x f f=0,70 (fração impermeável) CNw= 55 (1-0,70) + 98 x 0,70=85,1 Usando o método Santa Bárbara para P=25mm, obtemos: Qo=3,09m3/s 32.24.4 Vazão relativa ao volume WQv que chega até o pré-tratamento usando o Método Racional para áreas ≤2ha. Esta é uma estimativa que usa o método Racional e vale somente para áreas menores ou iguais a 2ha e para first flush P=25mm para a RMSP. Em uma determinada bacia o pré-tratamento pode ser construído in line ou off line, sendo que geralmente é construído off line. Qo=CIA/360 Sendo: Qo= vazão de pico que chega até o pré-tratamento (m3/s) C= coeficiente de runoff. Rv=C=0,05+0,009 x AI AI= área impermeável (%) I= intensidade da chuva (mm/h) A= área da bacia (ha)

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A≤2ha I = 45,13 x C + 0,98 R2 = 0,86

Para P=25mm

I= 9,09 x C + 0,20 R2 = 0,86

Para P=13mm

Exemplo 32.23 Calcular o tamanho do reservatório destinado ao pré-tratamento de área com 2ha e AI=70%, sendo adotado o first flush P=25mm. Coeficiente volumétrico Rv Rv = 0,05 + 0,009 x AI = 0,05 + 0,009 x 70 = 0,68 WQv= (P/1000/ x Rv x A= (25/1000) x 0,68 x 2ha x 10.000m2= 340m3 Vazão de entrada Uma BMP pode ser construída in-line ou off-line. Quando for construída off-line precisamos calcular a vazão que vai para a BMP. Usando o método racional. Qo=CIA/360 Sendo: Qo= vazão de pico que chega até o pré-tratamento (m3/s) C= coeficiente de runoff. C=Rv=0,05+0,009 x AI= 0,05 + 0,009 x 70= 0,68 AI= área impermeável (%) I= intensidade da chuva (mm/h) = 45,13 x C + 0,98= 45,13 x 0,68 + 0,98= 32mm/h (Para P=25mm) A= área da bacia =2ha Q=CIA/360 Q=0,68 x 32mm/h x 2ha /360= 0,12m3/s Portanto, a vazão de entrada é 0,12m3/s. 32.25 Pesquisas do US Army, 2000 O exército dos Estados Unidos fez pesquisas sobre separadores de óleo que passaremos a descrever. As pesquisas foram feitas nas instalações do exército; nas lavagens de aviões, lavagens de equipamentos, nas áreas de manutenção e lavagem de veículos. Os resultados estão sintetizados na Tabela (32.8) onde aparece a média em mg/L dos efluentes diversos de acordo com quatro parâmetros. Tabela 32.8- Média dos influentes no exercito dos Estados Unidos no ano 2000 Parâmetro Óleos e graxas TSS VSS COD

Instalações 316

Lavagem de aviões 594

Áreas de manutenção 478

Áreas de equipamentos 183

Lavagem de veículos 58

1061 277 2232

625 408 8478

1272 416 1841

1856 239 692

611 77 99

Sendo: Óleos e graxas: quantidade de média de óleos e graxas do influente (mg/L) TSS= sólidos totais em suspensão (mg/L) VSS= sólidos suspensos voláteis (mg/L) COD= demanda de química de oxigênio (mg/L) 32-40

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O influente médio de óleo e graxas varia de 58mg/L a 594 mg/L enquanto que o pico varia de 209mg/L a 1584mg/L. O sólido total em suspensão TSS tem valores médios de 210mg/L a 1272mg/L variando os picos de 1386mg/L a 6502mg/L. O objetivo dos separadores de óleo e graxas do exército americano é que o efluente tenha no máximo 100mg/L de óleos e graxas o que é alcançado usando-se as caixas separadoras de óleo. A solução atual mais usada no exército americano são as placas coalescentes de polietileno, instalada a 60º do piso, espaçadas de 19,05mm e com área de superfície de 0,32 gpm/ft2 (0,26 L/s x m2). Geralmente o glóbulo de óleo adotado é de 60μm. Para o exército americano o efluente tem como objetivo de ser de 100mg/L antes de ser lançado nos cursos de água. 32.26 Princípios de Allen Hazen sobre sedimentação Em 1904 Allen Hazen estabeleceu os princípios da sedimentação em um tanque que varia diretamente com a vazão de escoamento dividido pela área da placa plana do mesmo. Este princípio não se aplica somente à sedimentação, mas também a processos de separação por gravidade de todos os líquidos, incluindo a separação água-óleo. Vamos detalhar as Guidelines for Design, Instalation and Operation of Oil-Water Separators for surface runoff treatment de Oldcastle Precast, 1996. Movimento uniformemente distribuído: laminar Quando o movimento do fluido é laminar e uniformemente distribuindo na secção longitudinal da câmara, a velocidade ascensional Vt é o quociente da vazão pela área horizontal. Vt= Q/AH Sendo: Vt=velocidade ascensional (m/h) obtida pela aplicação da Lei de Stokes. Q= vazão de pico (m3/h) AH= área plana (m2)

Figura 32.25- Movimento laminar, e movimento turbulento

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Figura 32.26- Área plana usada por Allen Hazen Outros regimes de escoamento O escoamento raramente é uniformemente distribuído e laminar. Em muitos casos as altas vazões, causam turbulências nas beiradas, isto é, perto da entrada, perto da saída e nas imediações do fundo da câmara. Portanto, haverá uma perda de eficiência no processo de separação por gravidade e devido a isto, foi introduzido o fator F de turbulência pela American Petroleum Institute –API conforme Publication 421- Design and Operation of Oil Separators, 1990, que recomenda valores de F entre 1,2 a 1,75. AH= F x Q/ Vt O valor de F não pode ser menor que 1 porque a performance não pode ser maior que os princípios de Hazen. Muitos separadores por placas coalescentes possuem uma ótima performance perto do ideal e em algumas vezes é admitido F=1 ou omitido intencionalmente o valor de F, baseado no regime de escoamento que é essencialmente uniforme e radial. O principio de Hazen foi validado experimentalmente A velocidade ascensional Vt para separador água-óleo pode ser achada pela Lei de Stokes. Lembramos também que além da componente de velocidade vertical Vt, existe a velocidade horizontal VH. Portanto, os glóbulos de óleo podem se elevar em varias situações até atingir a superfície. O glóbulo pode estar em situação que demorará mais tempo para subir e o tempo em que todos os glóbulos de óleo irão subir é denominado de “ts”, isto é, tempo de separação. Definimos por outro lado, o valor “tr” como o tempo em que água leva para percorrer a câmara que é chamado de tempo de residência. O tempo de separação ts deve ser menor ou igual ao tempo de residência tr. ts ≤tr O tempo de separação ts pode ser obtido por: ts= d/ Vt Sendo: ts= tempo de separação (h) d= altura da câmara (m) Vt= velocidade ascensional (m/h) O tempo de residência tr pode ser obtido por: tr= L/ VH Sendo: tr= tempo de residência (h) L= comprimento da câmara (m) VH= velocidade horizontal (m/h) 32-42

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Como ts ≤tr podemos fazer: d/Vt ≤ L/VH Fazendo um rearranjo podemos obter: VH x d/ L ≤ Vt Aplicando a equação da continuidade temos: Q= VH x Av Av= B x d Sendo: Q= vazão de pico (m3/h) VH= vazão horizontal (m3/h) Av= área da seção transversal (m2) d= altura da câmara (m) B= largura da câmara (m) Teremos: VH= Q/ Av = Q/ (B x d) Mas: VH x d/ L ≤ Vt Substituindo VH temos: Q x d / ( L x B x d) ≤ Vt Notar que o valor de “d” aparece no numerado e no denominador podendo portanto ser cancelado, o que mostra que a altura da câmara não influencia na performance do separador águaóleo. Portanto fica: Q/ AH ≤ Vt Portanto, fica válido o principio de Hazen: AH= Q/ Vt É importante salientar que a área AH pode ser área plana de uma câmara API ou área plana em projeção de uma placa coalescente instalada a 45º a 60º.

Figura 32.27- Projeção da placa coalescente. Só vale a área plana para o dimensionamento.

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Figura 32.28- Notar a área planta AH e a área da seção transversal Av bem como as partículas Vt ascensional e VH da velocidade horizontal numa caixa de profundidade d, largura B e comprimento L. 32.27 Lei de Stokes Quando uma partícula sólida cai dentro de um líquido segue o que se chama da Lei de Stokes, que assume o seguinte: (1) as partículas não são influenciadas por outras partículas ou pela parede dos canais e reservatórios; (2) as partículas são esféricas. (3) a viscosidade da água e a gravidade específica do solo são exatamente conhecidas. Mesmo não obedecendo as duas primeiras precisamente, é usado a Lei de Stokes, que também deve ser aplicada a esferas que tenham diâmetro entre 0,0002mm e 0,2mm (McCuen,1998). A velocidade (uniforme) da queda de esferas, ou seja, a velocidade de deposição (velocidade de queda) da Lei de Stokes é a seguinte: Vs= [ D 2 ( γs – γ ) ] / 18 . μ

(Equação 32.3)

Sendo: Vs= velocidade de deposição (m/s); D= diâmetro equivalente da esfera (partícula) em metros γ = peso específico da água a 20º C = 9792,34 N/m3 (Lencastre, 1983 p. 434) γs / γ = 2,65 (densidade relativa do quartzo em relação a água) γs= peso específico da partícula do sólido (quartzo)= 25949,701N/m3 μ= viscosidade dinâmica da água a 20º C = 0,00101 N. s /m2 (Lencastre,1983) ρ = massa específica a 20º C = 998,2 kg/m3 (Lencastre, 1983) ν = viscosidade cinemática da água a 20º C= 0,00000101 m2/s (Lencastre, 1983) Granulometria dos sedimentos Na prática adotam-se os seguintes valores para os cursos de água naturais (Lloret, 1984): γ s= 2.650kg/m3 (peso específico seco) γ‘s = 1650 kg/m3 (peso específico submerso) Para o reconhecimento do tamanho dos grãos de um solo, realiza-se a análise granulométrica, que consiste, em geral, de duas fases: peneiramento e sedimentação (Souza Pinto, 2000). O peso do material que passa em cada peneira, referido ao peso seco da amostra, é considerado como a “porcentagem que passa” representado graficamente em função da abertura da peneira em escala logarítmica (Souza Pinto, 2000). A abertura nominal da peneira é considerada como o

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“diâmetro” das partículas. Trata-se, evidentemente de um “diâmetro equivalente”, pois as partículas não são esféricas. A análise por peneiramento tem como limitação a abertura da malha das peneiras, que não pode ser tão pequena quanto o diâmetro de interesse. A menor peneira costumeiramente empregada é a de n.º200, cuja abertura é de 0,075mm. A Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) adota, para classificação das partículas, a Tabela (32.9).

Tabela 32.9- Limite das frações de solo pelo tamanho dos grãos Fração Limites definidos pela norma da ABNT Matacão de 25cm a 1m Pedra de 7,6cm a 25cm Pedregulho de 4,8mm a 7,6cm Areia grossa de 2mm a 4,8mm Areia média de 0,42mm a 2mm Areia fina de 0,05mm a 0,42mm Silte de 0,005mm a 0,05mm Argila inferior a 0,005mm Fonte: Souza Pinto,2000 p. 4 Souza Pinto, 2000 diz que na prática, diferentemente da norma da ABNT, a separação entre areia e silte é tomada como 0,075mm, devido a peneira nº200, que é a mais fina usada em laboratórios.

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Tabela 4.4 - Velocidade de sedimentação de partículas esféricas conforme Lei de Stokes. Velocidade de Diâmetro partícula sedimentação Tipo de solo vs μm (mm) (m/s) Argila 1 0,0010 0,0000009 1,5 0,0015 0,0000020 2 0,0020 0,0000036 3 0,0030 0,0000080 4 0,0040 0,0000142 5 0,0050 0,0000222 6 0,0060 0,0000320 7 0,0070 0,0000435 8 0,0080 0,0000569 9 0,0090 0,0000720 Silte 10 0,0100 0,0000889 12 0,0120 0,0001280 15 0,0150 0,0002000 20 0,0200 0,0003555 25 0,0250 0,0005555 30 0,0300 0,0007999 40 0,0400 0,0014220 50 0,0500 0,0022219 Areia 60 0,0600 0,0031995 67 0,0670 0,004000 80 0,0800 0,0056880 100 0,1000 0,0088874 Fonte: Condado de Dane, USA, 2003. Temperatura a 20º C e partículas com 2,65

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Capítulo 33- Noções sobre tratamento de esgotos domésticos “Tratamento de esgotos precisa de energia, pois com a mesma podemos fazer as alterações necessárias. Não confio em tratamento de esgotos em que não se introduza nenhum tipo de energia”. Prof. engenheiro químico Danilo de Azevedo, 1994.

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Capitulo 33- Noções sobre tratamento de esgotos domésticos 33.1 Introdução Primeiramente salientamos que iremos ver a noção de tratamento de esgotos domésticos e não efluentes líquidos industriais que possuem normalmente algumas particularidades. Veremos como se faz uma unidade de tratamento de esgotos para uma cidade e portanto não iremos comentar os tratamentos de esgotos feitos no local de uso, como o tanque séptico e os septos difusores. 33.2 Estação de tratamento de esgotos sanitários Em uma cidade existe um sistema de rede de água de distribuição. A água é usada em banheiros, bacias sanitárias, chuveiros, etc e depois vão para o sistema separador absoluto, isto é, um sistema de redes coletoras que só recebem esgotos sanitários e não pode ser introduzida águas pluviais que é o utilizado no Brasil.

Figura 33.1- Sistemas de coleta de esgotos: separador absoluto e unificado Existem países na Europa e cidades nos Estados Unidos que usam o sistema unificado e alguns o sistema misto, que seria um sistema separador absoluto que pode receber um pouco de águas pluviais, que foi o primeiro a ser instalado na cidade de São Paulo em 1876. Os esgotos domésticos provem das residências, do comércio e de algumas pequenas indústrias, portanto o esgoto doméstico nunca é 100% doméstico como se pode ver.

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33.3 Quota per capita A quota per capita de esgotos varia muito de cidade para cidade, sendo uma media de 180 L/dia x hab a 230 L/dia x hab. O tratamento de esgoto funciona 24h por dia, sendo portanto um sistema de tratamento continuo. A DBO de entrada em um tratamento varia de 200mg/L a 800 mg/L e a redução varia de 80% a 96%. O grande problema do século XXI com relação aos tratamentos não é somente a redução da DBO e sim a necessidade de redução do nitrogênio e do fósforo, que alimentam as algas aumentando a eutrofização nos rios. 33.4 Sistema de tratamento de esgotos domésticos Os tratamentos de esgotos domésticos são basicamente quatro conforme Figura (33.2). Tratamento preliminar: peneiramento através de barras para remover o material sólido grosseiro. Tratamento primário: é a sedimentação simples do material sólido que reduz um pouco a poluição. Tratamento secundário: geralmente é um tratamento biológico Tratamento terciário ou Tratamento avançado: tem como objetivo remover alguns poluentes como: fósforo e nitrogênio.

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Figura 33.2- Etapas do tratamento de esgotos Na Figura (33.3) podemos visualizar o que são o tratamento primário, secundário, tratamento da lama e tratamento avançado (tratamento terciário). O tratamento secundário pode ter varias opões: • o sistema de lodo ativado que é o mais comum e melhor inventado na Inglaterra em 1913 e o • sistema de filtros biológicos ou de • lagoas. No sistema de lodo ativado podemos visualizar local para aeração que pode ser mecânica ou através de difusores. No tratamento de lama temos que desidratá-la, compactá-la e encaminhá-la para um aterro sanitário. No tratamento avançado, ou seja, tratamento terciário verificamos principalmente dois poluentes que são o fósforo e o nitrogênio.

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Figura 33.3- Esquema de tratamento de esgotos O fósforo e o nitrogênio contribuem para o aumento das algas nos rios e lagos e daí serem um problema, como o que está acontecendo com as ETEs da Sabesp na Região Metropolitana de São Paulo. Para a remoção do fósforo é usado o processo de decantação, sedimentação usando por exemplo, um aglutinante como sulfato de alumínio e conseguiremos eliminar mais de 95% de fósforo com o inconveniente de obtermos grande de lodo que terão que ir para aterros sanitários ou outro tratamento específico. Para a remoção do nitrogênio temos que fazer a desnitrificação, convertendo o nitrato para nitrogênio gasoso que vai para a atmosfera sem causar problemas. O uso de carvão ativado para adsorção é destinada a remover os materiais orgânicos que resistiram a remoção biológica conforme USEPA, 2004. Na Figura (33.4) está o esquema de uma estação de lodo ativado convencional.

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Figura 33.4- Esquema de estação de tratamento de esgotos com lodos ativados Fonte: Telles, 2007

Figura 33.5- ETE de Franca de lodos ativados convencional Fonte: Telles, 2007

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Na Figura (33.6) estão as ETE de tratamento de esgoto mais importantes da RMSP com capacidade instalada de 18m3/s sendo que vão para os esgotos 63m3/s.

Figura 33.6- Vazões das ETEs da Sabesp na RMSP Fonte: Telles, 2007 33.5 Avaliação dos tratamentos Basicamente os tratamentos de esgotos são anaeróbios e aeróbios. Sem dúvida nenhuma o melhor tratamento é o aeróbio onde é necessária muita energia (oxigênio) para alimentar as bactérias e estas quebrarem a matéria orgânica, produzindo muito lodo. No tratamento anaeróbio não há gasto de energia, há uma menor quantidade de lodo porém, o maior problema é que não há redução de poluentes como o fósforo e o nitrogênio. Há redução de DBO mas quase nada de fósforo e nitrogênio. Um outro problema é que não havendo energia externa, é difícil de ficar interferindo no processo e temos que ficar “rezando” para que tudo dê certo. O maior problema é as leis da Conama como a 357/05 que cada vez mais vão ficando mais restritivas sendo que algumas destas alternativas de baixo custo ficarão impensáveis no futuro. Numa lagoa quando introduzimos oxigênio os resultados ficam melhores, mas aumentamos os custos de manutenção e operação. 33.6 Normas da ABNT A Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) possui a NB-579/1990 (NBR 12209/90) sobre Projetos de estações de tratamento de esgotos sanitários que se aplica aos processos de tratamento em: • Separação de sólidos dos meios físicos (tratamento preliminar) • Filtração biológica (tratamento secundário)

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• •

Lodos ativados (tratamento secundário) Tratamento de lodo

33.7 Eficiência do tratamento O professor Nelson Gandur Dacach no seu livro Tratamento Primário de esgoto apresenta a Tabela (33.1) onde estão as eficiências conforme a modalidade do tratamento. Tabela 33.1- Porcentual de remoção no esgoto sanitário para as modalidades de tratamento

Modalidade de tratamento Preliminar Primário Secundário Terciário

Porcentual de remoção DBO Sólidos em suspensão 5 a 10% 5 a 20 25 a 85% 40 a 90% 75 a 97 70 a 95 97 a 100 95 a 100

Bactérias 10 a 20% 25 a 80% 90 a 98 98 a 100

Figura 33.7-Valores mais comuns de redução de DBO segundo Azevedo Netto. Fonte: Faculdade de Saúde Publica, 1973 Pela Figura (33.7) podemos ver que o tratamento primário reduz no Maximo 40% da DBO enquanto que o lodo ativado vai de 85% a 95%. As lagoas variam de 50% a 95%. 33.8 Custos Os custos de implantação de ETE convencionais de lodos ativados estão na Figura (33.7) notando-se que o custo da ETE do Parque Novo Mundo é de R$ 149,70/hab.

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Figura 33.8- Custos de ETES de grande porte Fone: Jordão, 2005 Exemplo 33.1 Estimar o custo de uma ETE de lodo ativado convencional (primário+secundário) para população de 1.300.000 hab. Custo de implantação= R$ 149,70/ hab (Figura 33.8) 1.300.000hab x R$ 149.70/hab= 194.610.000,00 O custo total de implantação de uma lagoa de estabilização é de US$ 22,4/hab e a operação e manutenção é US$ 0,09/hab x ano conforme Aisse, 2000. Jordão, 2005 estabeleceu a equação para lodo ativado de grande porte acima de 1000L/s C= 0,05 x Q + 27,32

com R2= 0,85

Sendo: C= custo em R$ x 1.000.000 Q= vazão em L/s Exemplo 33.2 Calcular o custo de uma ETE convencional por lodos ativados com vazão de 2000 L/s. C= 0,05 x Q + 27,32 C= 0,05 x 2000 + 27,32=127,32 C= 127,32 x 1.000.000= R$ 127.320;000,00 Custo de implantação de tratamento por lodo ativado para vazões C=53045,92 x Q + 2430891,56 com R2=0,95 Exemplo 33.3 Calcular o custo de implantação para ETE de lodo ativado C=53045,92 x Q + 2430891,56 C=53045,92 x 2000 + 2430891,56= R$ 108.522.732,00 Para uma lagoa de estabilização o custo de implantação segundo Jordão, 2005: 33-9

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C= 22996,51 x Q + 268161,98

com R2=0,85

Sendo: C= custo em R$ Q= vazão a ser tratada (L/s) Exemplo 33.4 Calcular o custo de implantação uma lagoa de estabilização para 50 L/s C= 22996,51 x Q + 268161,98 C= 22996,51 x 50 + 268161,98= R$ 1.417.987,00 33.9 Pré-dimensionamento das unidades da estação de tratamento de esgotos Vamos nos reportar ao excelente trabalho do professor Nelson Gandur Dacach no livro já mencionado com algumas adaptações a NB 570/90; Exemplo 33.5 Dimensionar uma ETE de esgoto com tratamento primário de uma cidade com 60.000habitantes.

Figura 33.9- Esquema de tratamento primário Fonte: Telles, 2007 Dados de contribuição de esgoto Contribuição média diária 60.000 hab x 150 L/hab= 9.000.000 L= 9.000m3/dia Vazão média Qm= 9.000.000 L/ 86400s= 104,2 L/s Vazão no dia de maior consumo Qhora= 104,2 x 1,1= 114,62 L/s Vazão no dia e hora de maior consumo Qmáximo= 114,62 x 1,8=206,3 L/s

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Tratamento preliminar Grade: serão utilizadas duas grades singelas de limpeza manual. Inclinação: 45º Espaçamento entre as barras: 2,5cm Dimensões da grade: cada grade terá seção retangular e deverá atender a vazão máxima no dia e hora de maior consumo. 206,3 L/s /2 = 103,1 L/s As dimensões da grade são condicionadas ao vertedor parschall a ser utilizado, cuja garganta é de 30,5cm (12”). Para a vazão máxima de 206,3 L/s, a altura da lâmina de água no vertedor é de aproximadamente de 45,4cm. Velocidade através da grade: será adotada a velocidade máxima de 0,75m/s para a vazão máxima de 103,1 L/s em cada unidade. Área útil entre as barras: A= Qmax/ V= 0,103m3/s; 0,75m/s = 0,14m2 Espessura das barras: serão empregadas barras de 3/9”. Eficiência da grade: E= a/ (a+1)= 0,728 Sendo a= afastamento entre as barras Área total A´= A/B= 0,14m2/ 0,728= 0,19m2 Largura do canal: B= A´/ h = 0,19m2/ 0,454m= 0,42m Caixa de areia Tipo e sistema de limpeza: será adotado um tipo singelo de limpeza manual, provido de um depósito para areia, que será retirada periodicamente. Nota: conforme NB 570/90 quando a vazo no desarenador for maior que 250 L/s a limpeza deverá ser mecanizada. Velocidade e meio de controle A velocidade será mantida em torno de 0,30m/s O controle será feito por vertedor pashall de 12” colocado a jusante. Seção transversal Adotar-se-a seção trapezoidal de modo a manter a velocidade de 0,3m/s (NB 570/90) para a vazão média e não maior que 0,40m/s para a vazão máxima. Número de unidades: serão adotadas duas unidades, cada uma capaz de atender a vazão máxima de 103,1 L/s Comprimento: tamanho da menor partícula a ser removida d=0,2mm Altura da água para a vazão máxima de 103,1 L/s em função do vertedor parshall. H= 0,454m. Conforme NB 5 Comprimento= 11m Conforme NB 570/90 o desarenador por gravidade tem taxa de 600 a 1300m3/m2 x dia; A vazão máxima 103,1 L/s corresponde ao volume diário de 8908m3. 33-11

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Considerando taxa de 1300m3/m2 x dia Área= 8908m3/ 1300m3/m2x dia=6,85m2 Sendo a largura de 0,42m Comprimento= 6,85m2/ 0,42m=16,31m Decantadores Capacidade: para o período de detenção de 2h no dia de contribuição média. Nota: o tempo deve ser superior a 1h e inferior a 6h conforme NB 570/90. V= 9000m3 x 2h/ 24h = 750m3 Número de decantadores=2 Volume de cada decantador= 750m3/2 = 375m3 Área superficial Vazão por unidade de superfície: 35m3/m2 x dia Nota: segundo a NB 570/90 a taxa de escoamento superficial deve ser inferior a 60m3/m2 x dia quando não precede processo biológico. Área de cada decantador: A= 4500m3/ 35m3/m2 xdia = 128,6 m2 Profundidade h = 375m3/ 128,6m2= 2,92m Largura Adotamos 6,4m Comprimento 128,6 m2/ 6,4m = 20,10m Relação comprimento/largura 20,10m/6,4m=3,14 Relação comprimento/profundidade 20,10m/2,92m= 6,9 Velocidade de escoamento no sentido longitudinal 0,1042m3/s/ (6,4m x 2,92m) =0,1042m3/s/ 18,69m2= 0,0056 m/s Digestores Volume 60.000hab x 50 litros= 3000.000 litros= 3.000m3= V Numero=2 digestores cada um com 1500m3 Dimensões Altura= 8m Diâmetro= 15,5m Leito de secagem Área A partir da taxa de 0,04 m2/hab para tratamento primário resulta: A= 0,04m2/hab x 60000hab=2400m2 Número de unidades Serão adotadas 10 unidades que serão construídas a medida das necessidades Área de cada unidade 33-12

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A= A/ 20m= 2400m2/ 20m= 120m2 Largura= 4m Comprimento=30m

33.10 Dimensionamento de ETE de lodo ativado O autor recomenda dois livros básicos para o dimensionamento de lodos ativados. O primeiro é o conhecido Metcalf & Eddy, 1991 na página 593 e o segundo é dos professores da FATEC e denominado Esgoto Sanitário coordenado pelo prof. Ariovaldo Nuvolari que pode ser encontrado na página 236. 33.11 Reúso de água Os professores da FATEC coordenados pelo dr. Dirceu D´Alkimin Telles elaboraram o livro denominado Reúso de água. Nele há detalhes da ETE Jesus Neto da Sabesp, que fica no bairro do Ipiranga na Capital e inaugurada em 1934. Há 4 anos o tratamento de esgotos primário e secundário foi ampliado para tratamento terciário com coagulação, floculação e sedimentação com policloreto de alumínio. O efluente de 4300m3/mês ( 17 L/s) é vendido há 4 anos a R$ 0,69/m3 com objetivo da lavagem de feiras, lavagem de pátios e rega de jardins.

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33.12 Bibliografia e livros consultado -AISSE, MIGUEL MANSUR. Tratamento de esgotos sanitários. ABES, 2000. -AZEVEDO, DANILO de. Efluentes líquidos industrias. Junho, 1993. Curso no Celacade, São Paulo. -DACACH, NELSON GANDUR. Tratamento primário de esgoto, 1991. -EPA. Primer for municipal wastewater treatment system. EPA 832-r-04-001 setembro de 2004. -FACULDADE DE SAUDE PUBLICA. Sistemas de esgotos sanitários. 1973 -JORDAO, EDUARDO PACHECO e PESSOA, CONSTANTINO ARRUDA. Tratamento de esgotos sanitárias, 4ª Ed. 2005. -METCALF E EDDY. Wastewater Engineering. 1991, 1334páginas. -NUVOLARI, ARI ET AL. Esgoto sanitário. FATEC, 2003. -TELLES, DIRCEU D´ALKIMIN ET AL. Reúso da água- conceitos, teorias e práticas. Editora Blucher, 2007. FATEC.

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Curso de rede 1 de esgotos Capitulo 34- Previsão de esgotos engenheiro Plínio Tomaz [email protected] 14/07/08

Previsão de esgotos

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Curso de rede 2 de esgotos Capitulo 34- Previsão de esgotos engenheiro Plínio Tomaz [email protected] 14/07/08

Capitulo 34- Previsão de esgotos 34.1 Introdução Uma das coisas mais difíceis de ser feita é a previsão dos despejos de esgotos em sistema de esgotos separador absoluto. Primeiramente não existe nunca uma previsão perfeita. Mesmo a melhor previsão feitas em países do primeiro mundo, tem erros que vão de 5% a 10% podendo chegar a mais de 30%. Os principais dados necessários para uma previsão são: a) População: projeções e tamanho da família; b) Moradia: quantidade de pessoas por moradia, densidade de moradias, tamanho dos lotes etc.; c) Empregos: total de empregos por cada setor industrial, dados históricos da taxa de crescimento dos empregos. Projeções dos empregos agregados e desagregados; d) Outros fatores econômicos: índices de inflações, aumento da renda, projeção do aumento da renda; e) Clima: temperatura, chuvas, evapotranspiração; f) Estatísticas de água: preços, estruturas da tarifas, dados históricos mensais por economias e por categorias, perdas d’água, suprimentos particulares; g) Conservação da água: medidas futuras de conservação da água, medidas de redução do consumo de água, aceitabilidade pelo público etc. Existem segundo Boland et al (1981) e Tung (1992) três métodos básicos de previsões: a) Método de um simples coeficiente (quota per capita, volume por ligação, volume mensal / empregado para cada tipo de indústria) b) Métodos de Múltiplos coeficientes (chuvas, renda, preço da água etc) c) Métodos Probabilísticos (verifica as incertezas nos métodos anteriores) No Método de um Simples Coeficiente tem somente uma variável explanatória que pode ser aplicada, por exemplo, a quota per capita, o volume de água por ligação de água ou o coeficiente unitário para método desagregado. Exemplo do coeficiente unitário é a previsão de consumo industrial, baseado em volume de água gasto por operário em determinado tipo de indústria. Este método é bom para uma avaliação preliminar do problema, pois usa poucos dados, mas não é consistente e de modo geral não fornece uma boa previsão. Este método é bom para previsões a curto prazo, mas são bastantes questionáveis para previsão a longo prazo. Para o método do simples coeficiente vamos citar dados da AWWA (1991) referente a quota per capita relativa ao número de consumidores: A previsão de população e consumo de água é mais arte do que ciência.

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Curso de rede 3 de esgotos Capitulo 34- Previsão de esgotos engenheiro Plínio Tomaz [email protected] 14/07/08

34.2 Previsão usando densidade A previsão das vazões de esgoto é baseada na previsão de consumo de água e é muito difícil, pois temos que considerar a situação de inicio e a de futuro. Uma das maneiras mais práticas e usadas é a densidade em habitantes por hectare. Existem várias tabelas sobre o assunto. Tabela 34.1- Densidade media conforme o tipo de ocupação do solo Tipo de ocupação de áreas urbanas Densidade (hab/ha) Áreas periféricas, lotes grandes 25 a 75 Casas isoladas, lotes médios e pequenos 50 a 100 Casa geminada de 1pavimento 75 a 150 Idem 2 pavimentos 100 a 200 Prédio de pequenos apartamentos 150 a 300 Áreas comerciais 50 a 150 Áreas industriais 25 a 75 Densidade global média 50 a 150 Áreas industriais

1,0 a 2 L/s x ha

Tabela 34.2- Densidade média conforme o tipo de ocupação do solo Tipo de ocupação de áreas urbanas Densidade (hab/ha) Bairros residências de luxo com lotes de 800m2 100 2 Idem 450m 120 Idem 250m2 150 Bairros mistos residencial e comercial com prédios até 4 pavimentos 300 Bairros residências com até prédios até 12 pavimentos 450 Bairros misto residencial, comercial e de indústrias leves 600 Bairros comerciais com edifícios de escritório 1000 O professor Tucci desenvolveu por análise de regressão linear equação que fornece a área impermeável em função da. densidade (hab/ha). AI= -3,86 + 0,55 x DH Sendo: AI= área impermeável em porcentagem DH= densidade habitacional (hab/ha)

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Curso de rede 4 de esgotos Capitulo 34- Previsão de esgotos engenheiro Plínio Tomaz [email protected] 14/07/08

Tabela 34.3- Densidade habitacional em função da área impermeável DH (hab/ha) 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 30 140 150 160 170

AI (%) 12,64 18,14 23,64 29,14 34,64 40,14 45,64 51,14 56,64 62,14 67,64 73,14 78,64 84,14 89,64

34.3 Previsão de população Qasim, 1994 apresenta sugestão de oito métodos para previsão de população. 1. Método de crescimento aritmético 2. Método de crescimento geométrico 3. Método de taxa declinante de crescimento: onde a população atinge um ponto de saturação prefixado. 4. Método da curva logística: é a curva em forma de S onde atinge a população de saturação. 5. Método gráfico de comparação entre cidades similares: são comparadas cidades similares e se fazem projeções iguais. 6. Método da razão: pensa-se que a cidade segue o crescimento da região. 7. Método da previsão de empregos 8. Método da previsão de cluster de nascimentos: é escolhido um grupo de pessoas nascidas num certo período e daí se fazem as previsões. Os principais métodos utilizados para as projeções populacionais são (Fair et al, 1968; CETESB, 1978; Barnes et al, 1981; Qasim, 1985; Metcalf & Eddy, 1991):

Vamos apresentar somente os três métodos clássicos para previsão de população: 1. Método aritmético 2. Método geométrica 3. Método Logístico

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34.4 Dados de população de Guarulhos Primeiramente vamos fornecer os dados da população de Guarulhos segundo o IBGE conforme Tabela (34.4). Tabela 34.4- Dados da população de Guarulhos conforme censo IBGE ANO

1.940 1.950 1.960 1.966 1.967 1.968 1.969 1.970 1.971 1.972 1.973 1.974 1.975 1.976 1.977 1.978 1.979 1.980 1.981 1.982 1.983 1.984 1.985 1.986 1.987 1.988 1.989 1.990 1.991 1.992 1.993 1.994 1.995 1.996 1.997 1.998 1.999

POPULAÇÃO TOTAL RURAL URBANA (Hab) (Hab) (hab) 13.439 6.779 6.660 35.523 18.422 17.101 101.273 23.776 77.497 182.627 24.528 158.099 196.186 22.197 173.989 209.745 19.876 189.869 223.304 17.550 205.754 236.811 15.226 221.585 266.469 24.126 242.343 296.073 33.026 263.047 325.677 41.926 283.751 355.281 50.826 304.455 384.885 59.726 325.159 414.489 68.626 345.863 444.093 77.526 366.567 473.697 86.426 387.271 503.301 95.326 407.975 532.908 104.226 428.682 565.326 102.145 463.181 597.744 97.264 500.480 630.162 90.268 539.894 662.580 81.062 581.518 717.723 45.678 672.045 728.000 48.000 680.000 761.000 52.000 709.000 794.000 55.000 739.000 801.690 55.000 746.690 806.000 35.000 771.000 811.486 37.940 773.546 833.000 5.000 828.000 863.294 6.000 857.294 900.000 7.000 893.000 922.237 6.000 916.237 972.197

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Curso de rede 6 de esgotos Capitulo 34- Previsão de esgotos engenheiro Plínio Tomaz [email protected] 14/07/08

2.000

1.072.717

2.001 2.002 2.003 2.004 2.005 2.006

1.283.253

1.251.179

Na Tabela (3.5) estão os dados com intervalos de 10anos desde 1940 até o ano 2000. Tabela 34.5-População de 10 em 10 anos Ano 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 2020 2030 2040

Pop (hab) 13439 35523 101273 236811 532908 806000 1072717

34.5 Método aritmético Considerando os valores das populações Po e P1 no tempo to e t1 a razão ou taxa de crescimento aritmético neste período conforme prof Eduardo R. Yassuda e Paulo S. Nogami do livro Técnica de Abastecimento de Agua será: r= (P1-Po)/ (t1-to) A população P será: P= Po + r (t – to) Tabela 34.6-Razão para o método aritmético Ano 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 2020 2030 2040

Pop (hab) 13439 35523 101273 236811 532908 806000 1072717 1351357 1908637 2744557 3859117

Aritmético Razão 2208 6575 13554 29610 27309 26672

Considerando Po= 1940 e P1= 1950 a razão será:

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r= (P1- Po)/ (t1- to) = (35523-13439) / (1950 – 1940) =2208 e assim para os demais anos conforme Tabela (34.6)

População (habitantes)

População de Guarulhos 1500000 1000000 500000 0 1940

1960

1980

2000

2020

ano

Figura 34.1- Gráfico da população de Guarulhos de 1940 ao ano 2000 Considerando a média das três ultimas razões teremos: Média =27864= (29610+27309+26672)/3 P= Po + r (t – to) Considerando to=2000 e Po= 1072717 P= 1072717 + 27864 (t – 2000) Contando-se to a partir do ano 2000 Para t=2010 teremos: P= 1072717 + 27864 (2010 – 2000) Tabela 34.7- Previsão de população de Guarulhos usando método aritmético Ano 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 2020 2030 2040

Pop (hab) 13439 35523 101273 236811 532908 806000 1072717 1351357 1629997 1908637 2187277

34-7

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34.6 Método geométrico A previsão de população conforme FHSP, 1967 pelo método geométrico será:

P= Po . q (t-to) q= (P1/Po) (t1-to) Dados: Ano 2000 Ano 1990

P1=1.072.717 hab. Po= 806.000 hab.

q= (P1/Po) (t1-to) q= (806000 / 1072717) (2000-1990) =1,03 Adotando a razão q= 1,03 obtermos para o ano 2030. P= Po . q (t-to) P= 806000 x 1,03 (2030-1990) =2.603.766hab Tabela 34.8- Aplicação do método geométrico para Guarulhos Geométrico

Ano

Pop (hab)

1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 2020 2030

13439 35523 101273 236811 532908 806000 1072717 1441642 1937446 2603766

34.7 Método Logístico O método logístico prevê uma população de saturação denominada K que é considerando um limite superior conforme FHSP. 1967.

P= K / (1 + 2,718 a-bt ) Sendo que o valor de K se obtém: Ps = [2.Po.P1.P2 – P12 . (´Po+P2)] / (Po . P2 - P12) b= {1/ (0,4343 x d)} . log { [Po (K-P1)]/ {P1 . (K-Po)}} to=0 t1=d. No caso d=10anos t2=2d a = (1/0,4343) . log [(K-Po)/Po] Tomando-se o valor de Po para o ano de 1980, P1 para o ano de 1990 e P2 para o ano 2000 acharemos o valor de K.

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Tabela 34.9- Valores de Po, P1 e P2 Valores Po P1 P2

ano 1980 1990 2000

População 532908 806000 1072717

K = [2.Po.P1.P2 – P12 . (Po+P2)] / (Po . P2 - P12) K = [2x532908x806000x1072717 – 8060002 . (532908+1072717)] / (532908x 1072717 - 8060002)= 1.558.889 Portanto, a população de saturação será de K=1.558.889 habitantes. b= {1/ (0,4343 x d)} . log { [Po (Ks-P1)]/ {P1 . (Ks-Po)}} b= {1/ (0,4343 x 10)} . log { [532908 (1558889-806000)]/ {806000 . (1558889532908)}}= -0,07232125 a = (1/0,4343) . log [(K-Po)/Po] a = (1/0,4343) . log [(1558889-532908)/532908]= 0,65504716

P= Ks / (1 + 2,718 a-bt ) P= 1558889 / (1 + 2,718 0,65504-0,07232.t )

O tempo começa a contar de 1980, pois to=1980. Para o ano 2010 teremos a diferença 2010-1980 que serás de 30 anos ficando assim. P= 1558889 / (1 + 2,718 0,65504-0,07232. (2010-1980 )= 1.277,850 Tabela 34.10- Aplicação do método logístico para Guarulhos

Po, to P1, t1 P2, t2

Ano 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 2020 2030

Pop (hab) 13439 35523 101273 236811 532908 806000 1072717 1277850 1408570 1482139

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Logística K=1558889 b=0,07232125 a=0,65504716

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34.8 Coeficientes de variação da vazão Os projetos de esgotos usam os seguintes coeficientes: K1= maior consumo diário no ano/ vazão média diária no ano K2= maior vazão horária no dia/ vazão média horária no dia K3= coeficiente de mínima vazão horária que é a relação entre a vazão mínima e a vazão média anual. Conforme ABNT NBR 9649/86 os valores a serem adotados quando não se possuem pesquisas são: K1= 1,20 K2= 1,5 K3=0,5 Coeficiente de retorno= 0,80 Conforme Tsutya, 1999 a SABESP usa a equação abaixo para os valores de K= K1 x K2, sendo que para vazões abaixo de 751 L/s o valor K=1,80 é constante e para vazões acima de 751 L/s o valor de K diminui. Q≤ 751 L/s K=1,80 Q> 751 L/s K= 1,20 + 17,485/ Q 0,5090 Sendo: Q= somatória das vazões médias de uso predominante residencial, comercial, publico em L/s 34.9 Vazões parasitárias (infiltração) Pode haver infiltração de água de drenagem nos coletores de esgoto e isto se chama de vazões parasitarias que atingem até 6,0 L/s x km. Conforme Tsutiya, 1999 as águas do subsolo atingem as redes coletoras através de: • Juntas das tubulações • Paredes das tubulações • Poços de visita, tubos de inspeção e limpeza, caixas de passagem, estações elevatórias, etc. Tabela 34.11- Vazões parasitárias

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Figura 34.2- Taxas de infiltração em redes coletoras de esgoto Fonte: Crespo, 1997 Conforme a norma da ABNT 9649 a taxa de infiltração depende da posição do lençol freático variando de 0,05 L/s x km a 1,0 L/s x km. 34.10 Despejos industriais É uma grande dificuldade estimarmos a contribuição industrial numa rede de esgotos. Primeiramente informamos que a legislação não permite que nenhuma indústria lance na rede de esgotos vazões maior que 1,5 vezes maiores que a média. Na falta de dados Tsutya, 1999 estima vazões futuras entre: 1,15 L/s x ha a 2,30 L/s x ha. Em áreas industriais onde não se utilizam quantidades significativas de água em seus processos produtivos, pode-se estimar a contribuição de esgotos em 0,35 L/s x ha. Para vazões industriais (médias e grandes) conforme Tsutiya, 1999 o valor de K1=1,10

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34.11 População flutuante Conforme o caso deve ser levada em conta, principalmente em cidades de veraneio.

34.12 Bibliografia e livros consultados -ABNT–Estudos de concepção de sistemas públicos de abastecimento de água. NBR 12211/92. -BILLINGS, R. BRUCE et al. Forecasting urban water demand. American Water Works Association, Denver, Colorado, 1996. -FAIR, GORDON M. et al. Water supply and wastewater removal. Edutira John Willey, 1966. ISBN 0-471-25130-5 -FHSP. Técnica de Abastecimento e tratamento de água. Faculdade de Higiene e Saúde Pública da USP, 1967. -HELLER, LEO et al. Abastecimento de água para consumo humano. Belo Horizonte, 2006, 859 páginas. -QASIM, SYED R. Wastewatrer treatment plants- planing, design and operation.1994, ISBN 1-56676-134-4, 726páginas. -TSUTIYA, MILTON TOMOYUKI e SOBRINHO, PEDRO ALEM. Coleta e transporte de esgoto sanitário. EPUSP, 1999, 547páginas -TSUTIYA, MILTON TOMOYUKI. Abastecimento de água. EPUSP, 2004, 643páginas

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Curso de rede de esgotos Capitulo 35- Caixa de gordura Engenheiro Plínio Tomaz [email protected] 15/07/08

Capítulo 35- Caixa de gordura 35.1 Introdução É importante que haja caixa de gordura em prédios de apartamentos e nas residências. As caixas de gorduras em restaurantes são importantíssimas, pois a quantidade de gorduras se forem lançadas nas redes coletoras causarão entupimentos constantes conforme já constato.

Figura 35.1- Caixa de gordura

Figura 35.2- Caixa de gordura http://www.cswd.net/pdf/FOG_Manual_Final.pdf

O problema do excesso de gordura nos esgotos sanitários trás problemas no tratamento na formação do lodo, no aumento do tempo de retenção hidráulica e na redução da atividade hidrolítica devido a biomassa conforme Mendes et al, 2005. Existe basicamente dois tipos de caixas de gorduras:

35-1

Curso de rede de esgotos Capitulo 35- Caixa de gordura Engenheiro Plínio Tomaz [email protected] 15/07/08

• •

Caixa de gordura para prédios onde existe rede coletora de esgoto sanitário Caixa de gordura para prédios onde não existe rede coletora de esgoto sanitário

Conforme Mendes et al, 2005 a concentração de lipídeos (gorduras) em águas residuárias é dado pela Tabela (35.2). Tabela 35.2- Fontes de lipídeos(gorduras) e suas concentrações em águas residuárias Tipo de efluentes Concentração de lipídeos (gorduras) (mg/L) Doméstico 40 a 100 Matadouros e avícolas >500 Laticínios 4680 Restaurantes 98 Azeite de oliva 16000 Sorvetes 845 Fonte: Mendes et al, 2005 www.scielo.br A maior fonte de geração de lipídeos (gorduras) são as indústrias de óleos comestíveis, sorvetes, laticínios, matadouros e efluentes domésticos e de restaurantes, principalmente de fast food conforme Mendes et al. 2005. 35.2 Caixa de gordura para prédio onde existe rede coletora de esgoto sanitário Conforme a NBR 8160/1983 de Instalação predial de esgoto sanitário recomenda a instalação de caixas retentoras de gorduras nos esgotos sanitários que contiverem resíduos gordurosos provenientes de pias de copas e cozinhas. A norma estabelece a Equação (35.1) para o dimensionamento da caixa de gordura: V= 2 x N + 20 (Equação 35.1) Sendo: V= volume em litros N= número de pessoas servidas pelas cozinhas que contribuem para a caixa de gordura; O dimensionamento correto da caixa de gordura é muito importante para o bom funcionamento do sistema de tanque sépticos, conforme Figura (35.1) motivo pelo qual vamos nos dedicar um pouco mais visto haver pouca literatura brasileira sobre o assunto.

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Figura 35.3 – Caixa de gordura Fonte: Jordão et al, 2005

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35.3 Critérios básicos As caixas de gorduras devem obedecer a quatro critérios básicos para o seu perfeito funcionamento. 1. Tempo de detenção: deverá haver um tempo de detenção suficiente para que as gorduras e o óleo sejam emulsionadas, separadas e que flutuam na superfície da caixa de gordura. 2. Temperatura: a caixa de gordura deve permitir que os esgotos tenham a sua temperatura aumentada suficientemente para emulsionar a gordura e separálas. 3. Turbulência: a turbulência deverá ser evitada, pois poderá atrapalhar a subida da gordura. 4. Volume da caixa: deve ser adequado para permitir o armazenamento da gordura durante os intervalos de limpeza. Os óleos e graxas, segundo Jordão, 2005 estão presentes nos esgotos de 30mg/L a 70mg/L conforme já constatado em quatro estações de tratamento de esgotos sanitários. Em projetos de hospitais, restaurantes e cozinhas industriais é normalmente adotado 100mg/L de óleo e gorduras sendo este a base do dimensionamento das caixas de gordura pela EPA. Algumas cidades americanas admitem limites de óleo e gorduras que variam de 150mg/L a 300mg/L, sendo a média de 200mg/L. Conforme Decreto do Estado de São Paulo 8468 de 8 de setembro de 1976 o lançamento na rede publica de esgoto sanitário deverá obedecer ao artigo 19-A item IV – ausência de óleos e graxas com concentração máxima de 150mg/L. Uma caixa de dimensões muito pequena acarretará a perda de todo o sistema, sendo que a ABNT deverá alterar as normas vigentes. 35.4 Caixa de gordura para prédio onde não existe rede coletora de esgoto sanitário As caixas de gorduras da firma Rotogine são feitas em polietileno e possuem volume de 100 litros a 8.000 litros, conforme Figura (35.2).

Caixa de gordura 100 litros a 500 litros

Gordura flutuante

Água limpa Resíduos pesados + gordura digerida

[email protected]

Figura 35.4 - Caixa de gordura Fonte: http://www.rotogine.com.br/

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A caixa de gordura da Figura (35.5) é o modelo recomendado pelo Estado da Carolina do Norte, 2002.

Figura 35.5 - Caixa de retenção de gordura Fonte: Estado da Carolina do Norte, 2002. 35.5 Método do tempo de detenção conforme Metcalf&Eddy, 1991 Metcalf&Eddy, 1991 recomenda que a caixa de gordura coletiva para que a flotação das gorduras seja efetiva deve deter o efluente no mínimo em 30 (trinta) minutos. Conforme Mecalf&Eddy, 1991 os fatores de pico são muito importante para o dimensionamento de caixas de gorduras para pequenos estabelecimentos comerciais, pequenas comunidades e residências individuais conforme Tabela (35.3). Tabela 35.3- Fatores de pico para escoamento de esgotos de residência individuais, pequenos estabelecimentos e pequenas comunidades Fator de pico Pico horário Pico por dia Pico por semana Pico por mês

Residência individual Faixa de pico 4a8 2a5 1,25 a 4

Média de pico 6 4 2

1,2 a 3

1,75

Pequenos estabelecimentos comerciais Faixa de pico Média de pico 6 a 10 4a8 2a6

8 6 3

1,5 4

2

Pequenas comunidadades Faixa de Média de pico pico 3a6 4,7 2a5 3,6 1,5 3 1,75 1,2 A 2

1,5

Fonte: Metcalf & Eddy, 1991 Para partículas com diâmetro de: • 150μm a velocidade de ascensão é de 3,6m/h e • 60μm a velocidade de ascensão será 0,6m/h. Exemplo 35.1 Supondo velocidade mínima de ascensão de 3,6m/h para indústria com 300 empregados. Tomaz, 2000, Previsão de consumo de água. Restaurante: 11 litros/dia/refeição Metcalf & Eddy, 1991 Suponhamos que se gaste 11 litros/refeição por hora Vazão média = 11litros/hora x 300empregados = 3300 L/h= 3,3m3/h

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Usando fator de pico= 8 conforme Tabela (35.3). Vazão de pico= 3,3m3/h x fator de pico= 3,3 x 8=26,4 m3/h Usando Equação (35.2) temos: Adotando velocidade mínima ascensional de 3,6m/h teremos: Área (m2)= 26,4m3/h /3,6= 7,33m2 Adotando: L= comprimento (m) B= largura (m) Supondo: L= 1,5 B A= L x B A= 1,5 B2 A= área (m2)= 7,33m2 7,33= 1,5 B2 B= 2,21m L= 1,5 x B= 1,5 x 2,21= 3,32m Tempo de detenção mínimo adotado> 30min (Metcalf e Eddy, 1991) Para a flotação ser efetiva adoto 60min V= (30min/60min) x 26,4m3/h=13,2m3 Altura da caixa V= L x B x H 13,2m3 = 3,32 x 2,21 x H H= 1,80m

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35.6 Caixa de retenção de gordura conforme Nunes, 1996 As caixas de retentoras de gordura são unidades destinadas a reter gorduras e materiais que flotam naturalmente. São utilizadas no tratamento preliminar de águas residuárias de frigorífico, curtumes, laticínios, matadouros, etc. O principio de separação se dá pela diferença de densidade entre a água e as gorduras. Em matadouros e curtumes, estas gorduras recuperadas têm valor comercial. A caixa deve ser construída de forma que o liquido tenha permanecia tranqüila durante o tempo em que as partículas, a serem removidas, percorram desde o fundo até a superfície liquida. O tempo de detenção deverá situar-se entre 3 e 5 minutos, se a temperatura do líquido se encontrar abaixo de 25ºC. Acima desta temperatura, o tempo de detenção poderá ser maior, até 30minutos.

Figura 35.6-Caixa retentora de gordura Fonte: Nunes, 1996 O formato da caixa deverá ser retangular, possuindo duas ou mais cortinas, uma próxima à entrada para evitar turbulência do líquido e a outra próxima à saída. Em um dos lados da caixa deverá ter uma calha para remoção da gordura. A área necessária A é calculada conforme a seguinte fórmula: A = Q/ V Sendo: A= área da superfície da caixa (m2) Q= vazão máxima (m3/h) V= velocidade mínima de ascensão das partículas de menor tamanho. Esta velocidade poderá ser obtida em um cilindro graduado, determinado o tempo de subida de uma pequena partícula. V (m/h)= H(m)/ t(h) Sendo: V= velocidade mínima ascensional (m/h) H= altura do líquido no cilindro (m) t= tempo de ascensão (h)

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Exemplo 35.1- Extraído de Nunes, 1996 Dimensionar uma caixa de gordura de um frigorífico que abate cerca de 200 cabeças de boi por dia. Considerar a contribuição per capita igual a 15000 Litros/cabeça/dia, como também o período de 8 horas de funcionamento diário e que 60% das águas residuárias passarão na caixa. A temperatura é de 30ºC. Contribuição diária de águas residuárias (Q) Q= 200 cabeças/dia x 1500 litros/cabeça x dia= 300m3/dia Para 8 horas de funcionamento Q= 37,50m3/h Volume da caixa V Adotando o tempo de detenção de 10min, tendo em vista que a temperatura do liquido se encontra acima de 25ºC. V= 1,5 x Q x t x 0,60 Sendo: V=volume da caixa (m3) Q= vazão média (m3/h) t= tempo de detenção (h) 0,60= 60% da água passará na caixa. 1,5= coeficiente de pico Dimensões da caixa Considerando que a velocidade de ascensão das menores partículas seja de 4mm/s, ou seja, 14,4m/h teremos: A= 1,5 Q/ 14,4= 1,5 x 37,5/ 14,4= 3,90m2 Adotando comprimento L e largura B L= 1,5 x B A= L x B 3,90m2= 1,5 B2 B=1,61m L= 1,5 x 1,61= 2,42m Altura da caixa H V= L x B x H 5,625m3= 2,42m x 1,61m x H H= 1,44m

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35.7 Método da área suburbana de Washington Volume= vazão de pico x fator de diversidade x tempo de residência Fator de diversidade: 0,2 para gorduras leves 0,3 para gorduras moderadas 0,4 para gorduras pesadas O tempo de residência padrão é de 24min mais pode ser usado tempo menor com o limite mínimo de 8min. 35.8 Stockton, Califórnia V= vazão de pico da cozinha x 10min Comentário: de modo geral as caixas de gorduras dimensionadas em várias cidades dos Estados Unidos são baseadas na vazão de pico das cozinhas. A localização das caixas de gorduras devido a sua periculosidade não deve ser instalada dentro da cozinha ou do restaurante devendo ser localizada num local de fácil acesso. A manutenção das caixas deve ser mensal evitando que a mesma atinja 25% do volume do líquido. 35.9 Método da EPA1 para restaurantes Este método é baseado empiricamente no valor limite de óleos e gorduras de 100mg/L, conforme Estado da Carolina do Norte, 2002. Consumo por refeição: 20 litros Fator de armazenamento mínimo= 1,7 máximo=2,5 Fator de carga mínimo=0,5 máximo= 1,25 médio= 1,0 baixo= 0,80 Volume mínimo da caixa de gordura= 3.000 litros V= (número de assentos) x 20litros/refeição x (Fator de armazenamento) x 1/2 do número de horas aberto) x (fator de carga) Exemplo 35.2 Dimensionar a caixa de gordura para restaurante com 50 assentos, trabalhando 8 horas/dia com 20litros por refeição, usando fator de armazenamento igual 2,0 e fator de carga igual a 1,0. V= (número de assentos) x 20litros/refeição x (Fator de armazenamento) x 1/2 do número de horas aberto) x (fator de carga) V= (50 assentos) x 20litros/refeição x (2,0) x 1/2 de 8 horas aberto) x (1,0) V= 8.000litros 35.10 Método da EPA1 para hospitais Volume mínimo= 3.000litros Fator de armazenamento mínimo=1,7 máximo= 2,5 Consumo por refeição= 18litros/refeição Fator de carga Máquina de lavar prato= 1,25 35-9

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Sem máquina de lavar prato= 0,75 Exemplo 35.3 Dimensionar a caixa de gordura de um hospital com 100 pacientes e 10 pessoas para atendimento. V= (número de refeições servidas no dia) x (consumo/refeição) x (fator de armazenamento) x (fator de carga) Refeições= 100 x 3 + 10 x 3 = 330 refeições Fator de armazenamento= 2,0 Fator de carga= 1,25 com máquina de lavar pratos V= 330 x 18 x 2,00 x 1,25 = 14.850 litros

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Figura 35.7- Tiragem de amostra da caixa de gordura

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Figura 35.8- Caixa de gordura com acesso para inspeção

Figura 35.9- Gorduras acumuladas

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Figurda 35.10- Produção de gorduras

Figura 35.11- Poço de visita extravasando água devido entupimento por gorduras

Figura 35.12- Exigências de gorduras nos Estados Unidos http://www.precast.org/technical/Grease_Interceptor_Design_s.pdf

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Figura 35.13- Valores adotados em USA para dimensionamento de caixa de gorduras http://www.precast.org/technical/Grease_Interceptor_Design_s.pdf

Figura 35.14- Diversos valores de caixa de gorduras conforme os diferentes critérios http://www.precast.org/technical/Grease_Interceptor_Design_s.pdf

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35.11 Bibliografia e livros consultados -AZEVEDO NETTO, JOSÉ M. e MELO, WANDERLEY DE OLIVEIRA. Instalações prediais Hidráulicas-sanitarias. Blucher, 1988, 185 páginas. -ABNT NBR 13969/97 sobre Tanques sépticos-unidades de tratamento complementar e disposição de efluentes líquidos. Construção e Operação. -ABNT NBR 7229/93 sobre Projeto, Construção e operação de sistemas de tanques sépticos. -BRITTO, EVANDRO RODRIGUES DE. Tecnologias Adequadas ao Tratamento de Esgotos, ABES, 2004, 161 páginas. -CIDADE OF EUGENE. Eugene Stormwater Basin Plan CIDADE, 2002. -CONAMA, RESOLUÇÃO Nº357 DE 17/03/05. Dispõe sobre a classificação dos corpos de água e diretrizes para o seu enquadramento, bem como estabelece as condições e padrões de lançamento de efluentes. 26 páginas. --ESTADO DA CAROLINA DO NORTE. Considerations for the management of discharge of fats, oil and grease (FOG) to sanitary sewer system. Jun, 2002, 73 páginas. -JORDÃO, EDUARDO PACHECO e PESSÔA, CONSTANTINO ARRUDA. Tratamento de Esgotos Domésticos. 4ª ed., 2005, 906 páginas. -MACINTYRE, ARCHIBALD JOSEPH. Instalações Hidráulicas. 770 páginas. -MENDES, ADRIANO AGUIAR et al. Aplicação de lípases no tratamento de águas residuárias com elevados teores de lipídeos. www.scielo,br, Química nova, abril 2005, ISSN 0100-4042. -METCALF&EDDY. Wastewater Engineering. McGray-Hill, 1991, 1334páginas. -NUNES, JOSÉ ALVES. Tratamento físico-químico de águas residuárias Industriais. 1996, 277 páginas. -ROTOGINE- Kne Plast Indústria e Comércio Ltda internet: http://www.rotogine.com.br/ -USEPA (U.S. ENVIRONMENTAL PROTECTION AGENCY). Guidelines for Water Reuse. EPA/625/R-04/108 setembro de 2004 acessado em 15 de junho de 2006 http://www.epa.gov/

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Curso de redes de esgotos Capitulo 36- Gases em tubulações de esgotos Engenheiro Plínio Tomaz [email protected] 14/07/08

Capitulo 36- Gases em tubulações de esgoto 36.1 Introdução Um dos problemas que existe normalmente nos sistemas de esgotos é a produção de gases malcheirosos, principalmente o sulfeto de hidrogênio, H2S, segundo Mendonça,1975. É muito conhecido os casos de tubos de concreto para conduzir esgotos sanitários que devido a produção dos sulfetos entram em colapso conforme Figura (36.1). O motivo é que os sulfetos juntamente com o vapor de água e bactérias cria o ácido sulfúrico que destrói o cimento e conseqüentemente a estrutura do concreto.

Figura 36.1- Corrosão de tubo de concreto para condução de esgoto, por sulfeto de hidrogênio. Fonte: Tsutiya, 1999

Existem vários gases nos esgotos, mas o mais importante é o sulfeto de hidrogênio H2S.A presença de odor do sulfeto de hidrogênio é importante para os trabalhadores, pois podem causar explosão quando está junto com os gases o metano. A concentração mínima de H2S para causar a morte é 300mg/L sendo que 3000mg/L é fatal conforme Metcalf e Eddy, 1981. Metcalf e Eddy, 1981 apresenta a Tabela (36.1) que mostra os efeitos produzidos pelo sulfeto de hidrogênio ao ser humano.

36-1

Curso de redes de esgotos Capitulo 36- Gases em tubulações de esgotos Engenheiro Plínio Tomaz [email protected] 14/07/08 Tabela 36.1- Efeitos produzidos pela exposição humana ao ar contaminado com varias concentrações de sulfeto de hidrogênio. Tempo e condições de exposição Concentração de H2S na Efeitos atmosfera do sistema de esgotos (ppm em volume) Exposição prolongada, trabalho 5 a 10 (algumas pessoas menos) Pouco ou nenhum leve 1 a 2 horas, trabalho leve 10 a 50 (algumas pessoas menos) Irritações leves nos olhos e nas vias respiratórias, dores de cabeça 6 horas de trabalho manual pesado Cerca de 50 Cegueira temporária 1 hora de trabalho manual pesado Cerca de 100 Limite máximo sem conseqüências serias. Fonte: Metcalf e Eddy, 1981 e Tsutiya, 1999

36.2 Sulfetos O H2S é um gás encontrada com freqüência na natureza e muito conhecido pelo seu odor. Pode ser produzido pela decomposição de algumas espécies de matéria orgânica, especialmente a albumina. Segundo Tsutiya, 1999 a principal origem dos sulfetos em esgoto sanitário é devida à ação de bactérias que reduzem o sulfato para obter energia para sua manutenção e crescimento. Sob condições anaeróbias (sem oxigênio) dois gêneros de bactérias anaeróbias obrigatória da espécie Conforme Metcalf e Eddy, 1981 o H2S através da bactéria do genus Thiobacillus forma o ácido sulfúrico: H2S + 2O2 bactéria ---> H2SO4 36.3 Fórmula Z de Pomeroy É muito conhecida a fórmula empírica do Dr. Pomeroy, a qual através de um indicador Z, tem a finalidade de avaliar o risco do aparecimento de odores em coletores sanitários. É a chamada fórmula Z de Pomeroy que segundo Richardson in Tsutiya, 1999 recomenda a sua utilização para vazões entre 3 L/s a 2.000 L/s. 3 (EDBO)

p

Z= ------------------- x -------I 1/2 Q 1/3

b

Sendo: p= perímetro molhado da seção transversal em m; b= corda correspondente à altura molhada em m; Q= vazão máxima horária em litros/segundo; I= declividade do coletor em m/m; T= temperatura média do esgoto no mês mais quente em °C; EDBO= DBO a 5 dias e 20 °C do esgoto bruto em mg/L multiplicado pelo fator 1,07 T-20 Z= coeficiente Z de Pomeroy.

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36.4 Valores de Z É muito discutido qual os limites dos valores de Z para prevenir a criação de sulfetos. Tsutiya, 1999 comenta que Takahashi sugere o valor de 7.500, Paintal 7.500 e Ludwig e Almeida 10.000. As Tabelas (36.1) e (36.2) mostram alguns valores limites de Z. Para valores de Z menores que 5.000 o H2S está raramente presente ou somente em diminutas concentrações nos coletores. Para valores de Z iguais ou maiores que 25.000, o H2S dissolvido estará presente com freqüência e tubos de concreto com pequenos diâmetros possivelmente entrarão em colapso dentro de cinco a dez anos. Tabela 36.2- Valores de Z e possibilidades de produzir ou não sulfetos Valores de Z Condições a serem observadas Z< 5.000 Neste caso o sulfeto é raramente gerado 5.000≤Z≤25.000 Podemos ter ou não o sulfeto Z> 25.000 Será criado o sulfeto Tabela 36.3- Valores de Z e possibilidades de produzir ou não sulfetos Valores de Z Condições a serem observadas Z< 5.000 Neste caso o sulfeto é raramente gerado 5.000≤Z≤10.000 Podemos ter ou não o sulfeto Z> 10.000 Será criado o sulfeto Fonte: Tsutiya, 1999

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36.5 Relações geométricas da seção circular

Figura 36.2 Ângulo Central O ângulo central θ (em radianos) do setor circular, pode ser obtido pela seguinte expressão conforme Chaudhry,1993 p.95: θ = 2 arc cos ( 1 – 2y/D) Conforme Chaudhry ,1993 p.10 temos: A área molhada “A”: A= D2 ( θ – seno θ)/8 O perímetro molhado ”P”: P=(θ D)/2 O raio hidráulico “RH”: RH= (D/4) (1-(seno θ)/ θ) A corda “b” correspondente a altura molhada é dado por: b= D sen (θ/2) Conforme Mendonça,1984 Revista DAE SP temos: Usando a fórmula de Manning e tirando-se o valor de θ usando as relações acima obtemos para o regime uniforme a fórmula para obter o angulo central θ. Observar que o ângulo central θ aparece nos dois lados da equação, não havendo possibilidade de se tornar a equação numa forma explícita. Daí a necessidade de resolvê-la por processo iterativo, como o Método de NewtonRaphson. O ângulo central θ está entre 1,50 rad. ≤ θ ≤ 4,43 rad. que corresponde 0,15≤y/D≤ 0,80. θ= seno θ + 2 2,6 (n Q/I 1/2) 0,6 D-1,6 θ 0,4 O primeiro seria o método de tentativa e erros, o segundo seria o método da bisseção, o método de Newton-Raphson e o Método das Aproximações Sucessivas.

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O Dr. Sérgio Rolim Mendonça, fez uma tabela de declividades mínimas que se deve ter para não haver gases, usando Z=5.000, que deve ser usado principalmente para grandes coletores de esgotos. O coletor é calculado a meia seção e o coeficiente de rugosidade é n=0,013. I min= K x 10-6 x (EDBO)2/Q 2/3 Sendo: Q= vazão no coletor em litros por segundo; T= temperatura média do esgoto no mês mais quente em °C; EDBO= DBO a 5 dias e 20 °C do esgoto bruto em mg/l multiplicado pelo fator 1,07 T-20 EDBO=DBO 1,07 T-20 EDBO = em mg/l; K= valor obtido na Tabela (36.4); I min = declividade mínima do coletor em m/m.

Tabela 36.4: Valores de K para achar a declividade mínima em coletores de esgotos Fonte: Mendonça,1985, Revista DAE. 36-5

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Exemplo 36.1 Seja o coletor predial com diâmetro nominal 150, a ¾ da seção ou seja y/d=0,75. Suponhamos ainda que a temperatura média do mês mais quente seja de 25° C que a DBO a 5 dias e 20°C seja 250 mg/litro e que o coeficiente de rugosidade de Manning seja n=0,013, como adotado normalmente. A vazão máxima que o coletor pode conduzir com a declividade de 2% (0,02m/m) é de 6,66 litros/segundo. Para calcular o ângulo central em radiano usamos: θ = 2 arc cos ( 1 – 2 (y/D)) obtendo: θ = 2 arc cos ( 1 – 2 (y/D))= 2 arc cos ( 1 – 2 (0,75))= 2,32 rad O perímetro molhado P=(θ D)/2= (2,32 x 0,15)/2 =0,18m A corda b= D sen (θ/2)= 0,15 sen( 2,32/2)= 0,13m EDBO=DBO 1,07 T-20 = 250 x 1,07 (25-20) = 259,63 mg/l Substituindo na fórmula Z de Pomeroy temos: 3 (EDBO)

p

Z= ------------------- x -------I 1/2 Q 1/3 3 x 259,63

b

0,18

Z=-------------------------x -------- = 5515 0,02 ½ x 6,66 1/3

0,13

Como o número Z de Pomeroy é igual a 5.515 portanto maior que 5.000 poderá haver ou não a produção de sulfetos. Caso fosse menor que 5.000 não haveria possibilidade da formação de sulfetos. Caso fosse superior a 25.000 com certeza teríamos a produção de gases. Caso queiramos aplicar a fórmula da declividade mínima em que não haverá a produção de gases teremos que usar a fórmula número: I min= K x 10-6 x (EDBO)2/Q 2/3 Sendo que o valor de K=2,106 obtido na Tabela (36.2), com y/d=0,75 I min= K x 10-6 x (EDBO)2/Q 2/3 = 2,106x10-6 x (259,63)2/6,66 2/3=0,073 m/m I min= 0,073 m/m, é a declividade mínima para que não se tenha no coletor a produção de gases. Na prática se usam para os coletores prediais de esgoto sanitário, tubos de PVC ou tubos de cerâmica, os quais não apresentam nenhum problema estrutural para os gases. Relembremos também que nas redes coletoras públicas não existem tubos ventiladores, não ser em casos especiais, tal como em elevatórias. A ventilação das instalações prediais de esgoto, compete ao prédio.

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36.6 Interceptores Em interceptores que geralmente possuem diâmetros maiores que 500mm e são feitos de concreto, o problema de sulfetos tem ser considerado. Devido a isto é que a norma da ABNT para Interceptores obriga que os mesmos sejam dimensionados com a tensão trativa mínima de 1,5Pa, ao invés de 1,0 Pa usado nos coletores comuns. 36.7 Gases em esgotos Metcalf e Eddy, 1981 salienta que as casas possuem tubo ventilador para a ventilação das redes de esgotos sanitários. Não se recomenda instalarem-se tampões de ferro fundido perfurados para exalação dos gases devido ao mau cheiro que se produzirá. Recomenda ainda que em locais onde há poucas ligações de esgoto, que se faça uma ventilação usando área da secção metade da seção da tubulação de esgoto. Especial ventilação se deve instalar quando as ligações de esgoto possuírem dispositivos que impedem a passagem dos gases. Nos locais onde temos sifões invertidos devemos instalar dispositivos ou câmaras especiais para a expulsão dos gases dos esgotos. 36.8 Gases em esgotos estação elevatória de esgotos Tsutiya, 1999 comenta que em Santos uma estação elevatória apresentou 2 mg/L de H2S resultando na produção de odores inaceitáveis conforme Figura (36.2). Para corrigir o problema foi instalado um dosador de nível constante e aplicado a dosagem de 12,5mg/L de nitrato de amônio ao esgoto afluente.

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Figura 36.3-Geração de odor pela produção de sulfeto em poços de sucção Fonte: Tsutiya, 1999 36.9 Corrosão devido ao H2S É conhecida a corrosão de tubos de concreto armado pelo ácido sulfúrico produzido pelo H2S. Metcalf e Eddy, 1981 apresenta a corrosão em tubos de concreto e em tubos de ferro fundido. Assim um tubo de concreto com 1200mm de diâmetro e 10.000m de comprimento terá uma corrosão de 0,48mm/ano. Se dividirmos a espessura disponível da tubulação de concreto pelo valor 0,48mm/ano de corrosão, teremos a durabilidade da tubulação. Pode ser adotada uma camada de sacrifício na tubulação de concreto utilizando agregado calcário para o aumento da alcalinidade. Uma outra maneira é adotar-se cimento que seja mais resistente ao ácido sulfúrico.

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36.10 Bibliografia e livros consultados -METCALF E EDDY. Wastewater engineering collection and pumping of wastewater. 1981, 432páginas. -TSUTIYA, MILTON TOMOYUKI E SOBRINHO, PEDRO ALEM. Coleta e transporte de esgoto sanitário. EPUSP, 1999, 547páginas.

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Capítulo 37 Reabilitaçao de córregos e rios

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Curso de rede de esgotos Capítulo 37-Reabilitação de córregos e rios Engenheiro Plínio Tomaz [email protected] 14/07/08

SUMÁRIO Ordem

Assunto Capítulo 37 – Reabilitação de córregos e rios

37.1 37.2 37.3 37.4 37.5 37.6 37.7

Introdução Conceitos Os cinco elementos chave em um rio ou córrego Potência dos córregos e rios Transporte de sedimentos Dimensionamento de canais Bibliografia

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Curso de rede de esgotos Capítulo 37-Reabilitação de córregos e rios Engenheiro Plínio Tomaz [email protected] 14/07/08

Capítulo 37 – Reabilitação de córregos e rios 37.1 Introdução Há uns 20 anos com a degradação física e biológica cada vez maior de córregos e rios começou-se a se ter idéia da recuperação dos mesmos para retorno físico e biológico. Iremos considerar os córregos e rios urbanos, que são aqueles que possuem uma área impermeável maior que 10%, pois quando a área é menor que 10% não há impactos no ecossistema aquático. 37.2 Conceitos Os conceitos fundamentais são: Restauração: consiste em volta as condições exatamente como eram antigamente quando não havia população e não havia interferência do homem. É praticamente impossível de ser feita. Reabilitação: consiste em restaurar alguns aspectos do córrego e do rio, mas não todos. Remediação: é quando o rio mudou totalmente de configuração relativa as condições originais e podemos fazer alguma coisa para melhorá-lo Renaturalização ou naturalização: significa uma maneira natural para o rio de maneira que o mesmo volte ao ecossistema que existia antes.

Figura 37.1- O que pode ser conseguido realisticamente? A Figura (37.2) mostra os conceitos mencionados.

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Figura 37.2- Esquema de reabilitação Fonte: Austrália, 2000

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37.3 Os cinco elementos chaves em um rio ou córrego Na Figura (37.3) estão os cinco elementos básicos da saúde de um rio conforme Austrália, 2000 para reabilitação do rio em área urbana. 1. Zona Ripariana 2. Estrutura física do rio 3. Organismos do ecossistema aquático 4. Qualidade da água 5. Quantidade de água

Figura 37.3- Os 5 elementos da saúde de um córrego ou rio Fonte: Austrália, 2000 Organismos do ecossistema aquático e Zona ripariana Os componentes biológicos do ecossistema aquático deverá ser estudado em assuntos como a redução dos habitats naturais no corpo do rio, bem como as mudanças da biodiversidade do rio no que se refere a fauna e a flora.

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Figura 37.4- Diversos tipos de habitat

Estrutura física do rio O componente morfológico do rio são os alinhamentos e os gradientes, com as construções de casas, industrias e infraestrutura urbana adjacentes ao rio. É estudado a estabilização do rio do ponto de vista de transporte sólidos.

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Figura 37.5 –Diversidade morfológica dos rios

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Figura 37.6- Diversidades morfológicas dos rios. Qualidade da água No assunto qualidade da água do rio estudamos os nutrientes, os metais pesados, os sais e os compostos orgânicos que são lançados ao rio diretamente ou através da poluição difusa levado pela drenagem superficial. Estudamos também o aumento de temperatura devido a lançamentos industriais ou água de drenagem bem como a vegetação ripariana e a mata ciliar. Quantidade de água Deverão ser estudados os componentes hidrológicos do rio, tais como o aumento da área impermeável, o aumento do runoff, o aumento das velocidades, o decréscimo da vazão base e estudo de novas seções nos rios. Uma recomendação que está em Austrália, 2000 está o seguinte: em caso de dúvida, copie. Quando se quer reabilitar um córrego deve-se procurar um córrego próximo que tenha as condições físicas e biológicas que queremos e então copiamos o modelo. Na Europa em 2004 foram estudados 23 casos de reabilitação de rios com comprimento variando de 1300m a 9500m ao custo médio de 1500 euros/metro. Os objetivos são variados estando encaixados dentro dos 5 elementos da saúde do rio citado em Austrália, 2000.

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37.4 Dimensionamento de canais Os canais que podem transportar sedimentos ou depositar sedimentos devem ser calculados com as equações de resistência normalmente usadas como a fórmula de Manning para dimensionar a altura, largura, declividade do canal, mais as equações de transporte de sedimentos com o devido cuidado e experiência. De qualquer maneira a melhor maneira é calcular por tentativas até a melhor solução. É melhor usar critérios de tensão trativa do que métodos de velocidade, mesmo assim os mesmos não devem ser desprezados. A vazão dos rios normalmente é calculada usando o conhecido Q7,10. 37.5 Pesquisas na Europa Pesquisas apresentas na Europa em jnho de 2004 sobre Urban River Basin Enhancenment Methods sobre Existing Urban River Rehabilitatiions Schemes em 23 rios e córregos apresentaram os seguintes resultados que estão nas Figuras (32.7) a (37.11).

Figura 37.7- Objetivos da reabilitação de rios na Europa

Figura 37.8- Pressão urbana para restauração

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Figura 37.9- Largura dos rios

Figura 37.10- Comprimento dos rios reabilitados na Europa

Figura 37.11- Custo por metro de reabilitação

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37.5 Bibliografia e livros consultados -AUSTRALIA. A rehabilitation manual for Australiam Streams. Volume 1. 2000, ISBN 0642 76028 4 (volume 1 e 2). -EPUSP. Obras Fluviais. PHD 5023. prof dr. Giorgio Brightetti. Sem data. Apostila com 39páginas; Departamento de Hidráulica. http://www.unc.edu/~mwdoyle/pdfs/JHERestorationDesign.pdf -SHIELDS JR, DOUGLAS, COPELAND, RONALD R. et al. Design for Stream restoration. Journal of Hydraulic engeneering, ASCE/ agosto, 2003.

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Curso de rede de esgotos Capitulo 38- Rede condominial, pressurizada, vácuo, etc Engenheiro Plínio Tomaz [email protected] 14/07/08

Capítulo 38- Rede condominial, pressurizada, vácuo, etc 38.1 Introdução Vamos mostrar alguns assuntos de redes de esgotos que não são comuns na prática. 38.1 Rede condominial A rede condominial foi desenvolvida no Rio Grande do Norte, embora de maneiras diversas tenha sido empregada em muitos locais. A grande vantagem da rede condominial são os baixos custos, pois as tubulações passam na frente das casas, nos fundos e ao lado. São usados tubos de pequenos diâmetros e deve ser feito um trabalho junto aos moradores para que façam a conservação da mesma.

Figura 38.1- Rede condominial Fonte: Azevedo Netto, 1992 in Tsutiya, 1999 Tive oportunidade de ver uma favela em Brasília onde foi feita com pleno êxito uma rede condominial, pois os terrenos eram grandes e planos, não havia pequenos córregos e as casas eram construídas no meio do lote. Cheguei a trazer os especialistas de Brasília no assunto para ver a solução das favelas aqui em Guarulhos, que é a 4ª cidade do Brasil em número de favelas. Não encontraram solução, pois não há espaço para passagem das tubulações. Apliquei há anos no bairro do Jardim Paraventi em Guarulhos onde há terrenos com grande desnível da rede de esgotos passando pelo fundo dos lotes. A solução foi ótima no momento, mas com o decorrer dos anos, foram feitas construções sobre a rede de esgoto e muitos moradores introduziram águas pluviais dentro das mesmas, causando sérios problemas com os vizinhos.

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38.2 Rede pressurizada Nunca vi uma rede pressurizada de esgoto sanitário, entretanto o esgotos podem ser pressurizado e enviados a uma caixa de regularização e depois entrar na rede pública através de ligação de esgoto sanitário.

Figura 38.2- Rede pressurizada Fonte: Tsutiya, 1999 Eventualmente durante entupimentos de rede de esgotos, a rede fica pressurizada podendo o esgoto retornar as casas. Quando existe locais onde muitas casas colocam rede de águas pluviais nos esgotos, quando chove a rede de esgoto fica pressurizada chegando o mesmo a vazar pelos tampões dos poços de visita. Redes de esgoto sob pressão: Portugal Bentes, et al fizeram um trabalho sobre Redes de Esgotos sob pressão- modelo de cálculo de equilíbrio hidráulico. A justificativa é que em determinados locais o custo de uma rede de esgoto clássica fica muito elevado devido a poucas moradias, o sistema de pressão de rede esgotos é uma opção. Foi elaborado um modelo computacional para o dimensionamento da rede de esgoto pressurizado. A grande vantagem é que as tubulações da rede principal irão variar somente de 50mm a 150mm, enterrada a pequena profundidade e ligada as habitações por ramais de ligação também de pequenos diâmetros (25mm a 45mm).

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Os motores são de pequena potência variando de 1 a 2HP que pressuriza o esgoto e o transporta através da tubulação principal até o destino final. Existe dois sistemas de pressurização, um que possui uma câmara de decantação antes do bombeamento com a função de remover sólidos e gorduras evitando o entupimento ou redução do diâmetro da canalização conforme Figura (38.3).

Figura 38.3- Sistema de pressurização com câmara de decantação A outra alternativa é a da Figura (38.4) em que existe instalada uma bomba trituradora que pressuriza o sistema.

Figura 38.4- Sistema de pressurização

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Figura 38.5- Rede principal e as ligações de esgoto

Figura 38.6- Curva das bombas A grande desvantagem do sistema de pressurização é o custo de manutenção e operação e a dificuldade por não existir poço de visita e a necessidade de ventosa para entrada e saída de ar na rede principal. A vazão vai depender do número de pessoas que moram na casa e a velocidade na rede adotada é de 1,00m/s. Outro grande inconveniente é que o sistema de dimensionamento é complexo quanto mais bombas existirem e os estudos estatísticos para determinar o funcionamento simultâneo das bombas.

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38.3 Rede a vácuo Não tenho conhecimento no Brasil de nenhuma rede pública de esgoto sanitário feita a vácuo, mas tenho conhecimento de prédios na capital de São Paulo, como o Shopping Frei Caneca, onde as bacias sanitárias são a vácuo e gastam somente 1,5 litros/descargas e o pay-back foi muito rápido. Conversei com o projetista que informou que na época havia duas firmas no Brasil que produziam os vasos sanitários que custavam cerca de R$ 800,00 cada. Com o passar do tempo passou a existir somente uma firma e o vaso sanitário aumentou para R$ 2.400,00 por bacia, a ponto de desaconselhar o uso do vácuo no Brasil por enquanto.

Figura 38.3- Rede a vácuo Fonte: Tsutiya, 1999 38.4 Sifão Invertido Quando se tem um obstáculo no trajeto de uma rede de esgoto sanitário, tais como galerias de águas pluviais de grande dimensão, linhas férreas, etc temos que fazer um sifão invertido conforme Figura (38.4) e (38.5).

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Figura 38.4- Sifão normal e sifão invertido Fonte: Fernandez, 1997

Figura 38.5- Sifão invertido Fonte: Tsutiya, 1999

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Os sifões invertidos apresentam algumas particularidades que devem ser salientadas. Primeiramente haverá problema de excesso de gases no poço de visita a montante causados pelo sulfeto de hidrogênio. Deverá então instalado no PV dispositivo para evacuação dos gases com área variando de 1/10 da seção a ½ da secção do tubo que será utilizado no sifão invertido. Outra observação é que deverá ser feito no mínimo duas redes em paralelo e que a velocidade máxima deve ser maior ou igual a 0,90m/s, sendo que esta é obtida pela vazão média multiplicada por K2=1,5. Com a velocidade média Qm a velocidade mínima deve ser maior ou igual a 0,60m/s. 38.5 Redes curvas Os dois poços de visita a montante e a jusante devem ser visitáveis. As normas brasileiras permitem que se faça uma rede curva. Tivemos oportunidade de fazer redes de PVC 150mm curvas sem nenhum problema. Metcalf e Eddy, 1081 salienta que quando se utilizar redes curvas deve se levar em conta os equipamentos de limpeza existentes, como jatos de água que não apresentam problemas em redes curvas. Uma desvantagem das redes curvas é não possibilitar o uso de equipamentos de lazer durante a construção e dificuldade de se examinar com circuito fechado de TV. 38.6 Softwares Os softwares mais conhecidos sobre redes de esgotos são: • CEsg redes de esgotos; Departamento de Águas e Energia Elétrica (DAEE). • SanCAD- Sistemas de esgoto sanitário e pluvial., Universidade Federal de Minas Gerais, Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental Sanegraph. • CEsg- Sistema automático de cálculo de redes de esgotos sanitários. Universidade Federal do Ceará. • SewerCAD; Bentley antiga Haestad Methods.

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38.6 Bibliografia e livros consultados -BENTES, ISABEL et AL. Redes de esgotos sob pressão- Modelo de cálculo de equilíbrio hidráulico. Universidade do Porto, Portugal. 2008.. -FERNANDES, CARLOS. Esgoto sanitários. João Pessoa, 1997, 290 páginas. -TSUTIYA, MILTON TOMOYUKI E SOBRINHO, PEDRO ALEM. Coleta e transporte de esgoto sanitário. EPUSP, 1999, 547 páginas

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