Projeto Hidráulico Sanitário 600L

Transcrição

SISTEMA COMPACTO DE TRATAMENTO DE EFLUENTES
SANITÁRIOS
ETE 600L
2
“Cuidando do Meio Ambiente”
Anderson Müller
Larrymar Ruoso
Memorial Descritivo, Justificativa, Memória de Cálculo e
Procedimentos de Operação e Manutenção do Sistema de
Tratamento de Esgotos.
ETE 600L
www.ecohabitatbrasil.com.br – 048 3238-9147 – Florianópolis
3
1 - OBJETIVO
O objetivo deste trabalho é apresentar um sistema de tratamento de esgoto que
atenda a legislação vigente. Por isso, o projeto será elaborado conforme as indicações da
NBR – 7229/93, NBR – 13969/97 e através de publicações de autores de conhecida
responsabilidade.
2 – DADOS DAS PESSOAS ENVOLVIDAS NO PROJETO
1) BAKOF – Indústria e Comércio de Fiberglass Ltda - Projeto Hidráulico
Sanitário.
Nome: Anderson Luís Müller
CREA: RS164653
2) BAKOF – Indústria e Comércio de Fiberglass Ltda - Execução do Projeto
Nome: Larrymar Faccin Ruoso
CREA: RS161044
4
3 – JUSTIFICATIVA E DESCRIÇÃO
Em decorrência das necessidades de saneamento básico efetivo das áreas não
abrangidas por sistema de rede coletora e tratamento de esgotos de porte, da proteção do
meio ambiente e do manancial hídrico, tornou-se imperativo oferecer opções coerentes
com aquelas necessidades.
Por todas estas razões supra citadas, este projeto será elaborado conforme as
indicações da ABNT, onde, inclusive, se lê: “Isso não impede que um fabricante
desenvolva outros processos mais compactos, econômicos e eficientes, como, por
exemplo, já incorporando tanque anaeróbio em substituição ao tanque séptico.” (NBR
13969/97 pg.1/2)
O tratamento de efluentes deste empreendimento será feito através de um conjunto
de unidades modulares e compactas utilizando o processo anaeróbio. Esse sistema de
tratamento é denominado ETE 600L, e é composto por um Reator Anaeróbio e um
Filtro Anaeróbio.
Logo, este projeto contempla a utilização de um reator anaeróbio de manta de lodo e
fluxo ascendente seguido de um filtro anaeróbio, também de fluxo ascendente, com
objetivo principal de remoção da matéria orgânica contida no efluente sanitário.
O funcionamento do sistema se dará em 2 etapas. Na primeira, o esgoto bruto irá se
decompor numa porção sedimentável e outra solúvel, removida através da
transformação de matéria orgânica complexa em gases.
Grande parte da matéria orgânica dissolvida e em suspensão que não teve tempo
para ser digerida na primeira etapa será removida no filtro anaeróbio, através do
processo biológico.
Descrição dos Equipamentos:
As unidades são confeccionadas em PLÁSTICO REFORÇADO / COMPÓSITO
EM PRFV (Plásticos Reforçados em Fibra de Vidro), de alta resistência química e
mecânica.
Reator Anaeróbio: Tanque fabricado em PRFV com volume útil de 0,40m³,
diâmetro de 0,68m e altura total de 1,50m. O tanque é composto pelos seguintes
5
elementos: distribuidor de fluxo, cone defletor, separador de fases, calha vertedoura,
tubo de sucção, tubo de limpeza, suspiro e tampa de inspeção.
Filtro Anaeróbio: Tanque fabricado em PRFV com volume útil de 0,40m³, com
diâmetro de 0,68m e altura total de 1,50m. O tanque é composto pelos seguintes
elementos: distribuidor de fluxo, calha vertedoura, tubo de sucção, suspiro e tampa de
inspeção.
O sistema foi dimensionado para tratar efluentes domésticos em caráter permanente,
com a eficiência média de 80 % na remoção de DBO. Esta eficiência pode ser
comprovada através de laudos de análise realizados por laboratórios de análise
credenciados.
Em anexo segue o desenho do modelo ETE 600L mostrando em detalhes seus
componentes e disposição.
6
4 – MEMORIAL DE CÁLCULO
4.1 - A Legislação Pertinente
A Legislação Brasileira sobre lançamento de efluentes, o CONAMA 20, hoje,
reformulada na RESOLUÇÃO nº. 357, de 17 de março de 2005, que “Dispõe sobre a
classificação dos corpos de água e diretrizes ambientais para o seu
enquadramento, bem como estabelece as condições e padrões de lançamento de
efluentes, e dá outras providências”. Já os estados contêm Decretos e Resoluções no
que concerne aos padrões de lançamento. Alguns estados trabalham com carga
orgânica, outros com DBO máxima e outros com porcentagem de eficiência.
4.2 - Enquadramento do Empreendimento na legislação pertinente
Para a instalação deste equipamento deve-se verificar se os padrões do mesmo
respeitam a legislação local. A verificação destes parâmetros deve ser de
responsabilidade do engenheiro responsável pela obra, podendo o FABRICANTE
assessorar a empresa interessada em adquirir os equipamentos desta linha.
4.3 - Cálculo da vazão
População estimada (N) = 4 pessoas
Contribuição de esgotos (C) = 160 l/pessoa.dia (padrão alto - NBR 7229/93)
Q = N . C = 4 . 160 = 640 l/dia
Portanto, consideraremos uma vazão média de Q = 640 l/dia
4.4 - Cálculo da Carga Orgânica e DBO5 afluente
Padrão alto = 50 g DBO5/pessoa.dia (NBR 13969/97)
C.O. = (50 x 4 pessoas) = 200 g DBO5/dia
C.O. = 200000 mg DBO5/dia
DBO5 = C.O./ Vazão de efluente gerada
7
DBO5 = 200000 mg / 640 l
DBO5 = 312,5 mg/l
4.5 - Dimensionamento do Reator Anaeróbio
Cálculo do Volume:
V = Q . TDH
Segundo CHERNICHARO (2007), o tempo de detenção hidráulica (TDH)
empregado para reatores anaeróbios é de até 8 horas. Porém, para este
dimensionamento, consideraremos 12 horas para o TDH.
Portanto:
V = 16000 l/dia . (12 / 24) dia
V = 8000 l
Adotando-se Hútil = 2,30 m, temos:
V = PI . D2 . Hútil / 4
0,32 = PI . D2 . 1,10 / 4
D = 0,61 m
Logo, adotaremos um tanque cilíndrico com:
D = 0,68 m (diâmetro) e Hútil = 1,10 m (altura)
8
Vantagens do equipamento
“Os reatores anaeróbios obtiveram evoluções que não podemos deixar de
aproveitar em nossos projetos. Foram verificados, em estudos realizados pela USP –
Universidade de São Paulo, SANEPAR, CETESB e outros órgãos de reconhecida
responsabilidade, os pontos abaixo:”
1) Melhor eficiência em reatores anaeróbios de fluxo ascendente do que em fluxo
horizontal.
Fluxo Ascendente
efluente
afluente
Fluxo Horizontal
afluente
efluente
- partícula dissolvida não entra em contato com a
manta de lodo;
- sistema carreia mais sólidos com sobrecarga
hidráulica;
- necessita de maior tempo de detenção hidráulica.
Figura 1: Comparação entre o fluxo do reator anaeróbio e da fossa ABNT.
2) Sistema de coleta de efluente (Calha Vertedoura) reduz o curto circuito hidráulico
através da boa distribuição afluente e efluente.
Errado
Correto
Zona Morta
Figura 2: Curto circuito hidráulico na fossa (à direita) – Superdimensionamento.
Devido a isto, optamos por projetos mais modernos e de comprovada eficiência.
9
4.6 - Dimensionamento da tubulação de entrada
A tubulação de entrada deve ser calculada através dos seguintes parâmetros:
- Evitar o entupimento com materiais grosseiros;
- Permitir a passagem normal do fluxo.
Serão utilizados tubos de esgoto de 100 mm devido esta ser a dimensão mínima
para coletores prediais.
100 mm
Figura 3: Tubulação de entrada.
4.7 - Sistema distribuidor de fluxo
O sistema distribuidor de fluxo foi projetado levando em consideração a
hidráulica, entupimento e estrutura. Portanto, optou-se por um formato parabólico ao
invés dos planos.
4.7.1 - Quanto ao aspecto estrutural
Força – Peso
F F F F F
Flecha
Situação Ideal
Contra flecha
F

Figura 4: Fundo falso pretendido.
10
4.7.2 - Quanto ao aspecto hidráulico e de entupimento
> diferença de distância
< diferença de distância
20 furos de 5 mm na camada externa
16 furos de 3 mm na segunda camada
12 furos de 3 mm na terceira camada
8 furos de 3 mm na quarta camada
“O sistema
é facilmente
desentupido
Figura
5: Sistema
de distribuição
de fluxo.
“O sistema é facilmente desentupido através de retrolavagem, no entanto, é
muito importante lembrar que é proibido jogar objetos maiores que 3 cm dentro do
esgoto, que não sejam fezes. Não jogar panos, trapos, papéis e outros materiais de
baixa taxa de decomposição.”
11
4.8 Principais parâmetros do projeto
Zona de digestão
Considerar
Q médio = 640 l/dia
Q máx/hora = 1,8 . 640 = 1152 l/dia
Carga hidráulica volumétrica
Recomendado
CHV = Q médio
V útil
3
= 0,64 m /dia
0,40 m³
= 1,6
1,152 m3/dia
=
= 2,9
0,40 m³
Q máx
CHV =
V útil
Tempo de detenção hidráulica
3
TDH = 0,40 m . 24 h
0,64 m3. dia
TDH =
0,40 m3 . 24 h
1,152 m3. dia
< 4
< 6
Recomendado
= 15,0 horas
>6h
= 8,3 horas
>4h
Velocidade superficial do fluxo
V=
Q médio
área
V = Q máx
área
=
=
0,64 . 4
24 .  . 0,64
= 0,074 m / h
1,152 . 4
= 0,133 m / h
24 .  . 0,65
Portanto, são recomendadas neste sistema as dimensões de:
D = 0,68 m (diâmetro) Hútil = 1,10 m (altura)
OK
OK
12
4.9 - Sistema de coleta de efluente – Calha Vertedoura
Neste sistema será adotado o tipo de saída com vertedor triangular, denominado
Calha Vertedoura, assim teremos uma perfeita distribuição do efluente.
VISTA LATERAL
VISTA SUPERIOR
Figura 6:6:
Vertedor
triangular
Figura
Vertedor
triangular – Calha Vertedoura
13
4.10 – Formação de lodo
P lodo = Y . DQO
Considerando-se Y = 0,15 mg SSV / mg DQO (van Haandel e Lettinga, 1994)
Carga de DQO = 200 g DQO / dia
DQO = 0,20 kg DQO / dia
P = 0,15 . 0,20 = 0,03 kg SSV / dia
V lodo =
0,03 kg DQO / dia
1030 kg / m3 . 0,05
= 0,58 . 10-3 m3 / dia = 0,58 l / dia
1,10 m
0,55 m
Figura 7: Camada de lodo para acúmulo.
V acúmulo =
0,55 m .  . 2,52
4
Tempo de limpeza =
200
0,58
= 0,20 m3 = 200 l
= 344,80 dias = 11,5 meses
Portanto, adotar remoção de 210 l de lodo a cada 12 meses.
“Remover 210 litros de lodo a cada 12 meses, no caso de uso de utilização do
equipamento em máxima carga hidráulica e orgânica”
14
4.11 - Dimensionamento do Filtro Anaeróbio (NBR 13969/1997)
V = 1,6 x N x C x T
Onde:
T = TDH = Tempo de Detenção Hidráulica;
N = número de pessoas;
C = contribuição de esgoto (l/pessoa.dia);
Considerando:
-
Padrão de contribuição de esgotos, C = 160 l/pessoa.dia (Padrão alto)
-
Número de pessoas, N = 4 pessoas
-
TDH = 8 horas = 8/24 dia (adotado)
-
O meio filtrante utilizado no Filtro Anaeróbio - Brita nº 4
Portanto:
V = 1,6 x 8 x 160 x 8/24
V = 341,3 l
Adotando-se Hútil = 1,10 m, temos:
V = PI . D2 . Hútil / 4
 0,341 = PI . D2. 1,10 / 4
D = 0,63 m
Logo, adotaremos um tanque cilíndrico com:
D = 0,68 m (diâmetro) e Hútil = 1,10 m (altura)
15
4.12 - Dimensionamento da tubulação de entrada
Serão utilizados tubos de esgoto de 100mm devido esta ser a dimensão mínima
para coletores prediais.
Importante: Verifique que a diferença entre o nível da base do reator anaeróbio e
do filtro anaeróbio deve ser de 15 cm.
Reator
Anaeróbio
Filtro
Anaeróbio
15 cm
Figura 8: Diferença do nível da base dos tanques.
Obs: É responsabilidade do empreendedor o preenchimento do filtro com o meio
filtrante descriminado neste projeto (Brita nº 4)
4.13 - Sistema Distribuidor de Fluxo
O sistema distribuidor de fluxo foi projetado levando em consideração à
hidráulica, entupimento e estrutura. Portanto, optou-se pôr um formato parabólico ao
invés dos planos.
No que diz respeito a estes aspectos, o Filtro Anaeróbio é igual ao Reator
Anaeróbio previamente descrito.
4.14 - Sistema de coleta de efluente – Calha Vertedoura
No Filtro Anaeróbio, assim como ocorre no Reator, será adotado o tipo de saída
com vertedor triangular, denominado Calha Vertedoura, assim teremos uma perfeita
distribuição do efluente.
16
4.15 - Eficiência estimada do sistema:
Os equipamentos funcionam com uma eficiência média de 80% de remoção de
matéria orgânica.
E = (S – So) x 100/ S
Onde: S = 312,5 mg/L, So não conhecemos e E = 80%
Então:
80 = (312,5 – So) x 100 / 312,5
So = 62,5 mg/L
Portanto, o valor estimado para a DBO5 ao final do tratamento, após passar pelo
reator e filtro anaeróbios, é de aproximadamente 62,5 mg/l. Isto se mantidas as
condições estimadas nos itens 4.3 e 4.4 deste projeto.
4.16 - Impacto no Corpo Receptor
O impacto causado no corpo receptor deve ser calculado através de estudo de
auto depuração. O efluente desta estação não deve desenquadrar o rio de suas condições
legais. Se o rio ainda não é classificado deve-se considerar como de classe 2.
É de responsabilidade do empreendedor verificar se os valores preconizados
neste projeto atendem a legislação vigente no local a ser instalado o equipamento.
17
5 – PROCEDIMENTOS DE OPERAÇÃO E MANUTENÇÃO
O lodo acumulado no reator deve ser removido, por pessoal capacitado, a cada
13 meses, conforme calculado neste memorial, ou ainda, uma vez ao ano, conforme
preconizado pela NBR 7229/93 Tabela 3 – pg. 5 (ítem 5.6.2).
Conforme calculado no item 4.10, devem ser retirados 210 litros em cada
limpeza,
sempre
deixando
aproximadamente
10%
deste
volume,
ou
seja,
aproximadamente 21 litros, para o reinício da depuração da matéria orgânica que será
recebida a partir de então.
Deve ser utilizada uma bomba de recalque que fará a sucção do lodo através de
mangote introduzido no cano de PVC central (tubo-guia). Esta operação deverá ser
realizada tanto no reator quanto no filtro anaeróbio.
Em se tratando do filtro anaeróbio, se constatado que a operação acima é
insuficiente para a retirada do lodo excedente, deve ser lançada água sobre a superfície
do leito filtrante, drenando-a novamente. Não deve ser feita a “lavagem” completa do
filtro, pois retarda a partida da operação após a limpeza.
Anteriormente a qualquer operação que venha a ser realizada no interior dos
tanques, as tampas devem ser mantidas abertas por tempo suficiente à remoção de gases
tóxicos ou explosivos (mínimo: 5 min).
A retirada do lodo deverá ser realizada por pessoal especializado e disposto em
local apropriado, estações de tratamento de esgotos, pontos determinados da rede
coletora de esgotos ou leitos de secagem. Deve haver acesso fácil e direto às tampas de
inspeção e sucção para a manutenção do sistema.
18
Resumo do equipamento:
SISTEMA
TIPO
PROCESSO
DBO AFLUENTE
DBO EFLUENTE
VAZÃO
PH
EFICIÊNCIA DBO
EQUIPAMENTOS ELÉTRICOS
REMOÇÃO DE LODO
GASES FORMADOS
ETE 600L
Reator e Filtro – fluxo ascendente
Anaeróbio
320 – 460 mg/l
50 – 160 mg/l
640 l/dia
6,8 – 7,2
80%
Não possui
210 Litros a cada 12 meses
N2, CH4, H2, S2
Projeto Hidráulico Sanitário:
Engenheiro: Anderson Luís Muller – BAKOF – Indústria a Comércio de Fiberglass
Ltda
_______________________________
Anderson Luís Muller
Engenheiro Ambiental
CREA/RS 164653
19
FLUXOGRAMA BÁSICO
Rede Coletora
Edifício
Gordura
Caixa
Retentora de
Gordura
Secagem
Aterro
Lodo
Reator
Anaeróbio
Leito de
Secagem
Aterro
Filtro
Anaeróbio
Rede coletora, corpo hídrico ou
infiltração no solo (depende do
órgão ambiental).
Referências:
CHERNICHARO, C. A. L. (2007). Reatores anaeróbios: princípios do tratamento
biológico de águas residuárias.
VAN HAANDEL, A.C., LETTINGA, G. (1994). Tratamento anaeróbio de esgotos.
20
ANEXO:
21

Projeto Hidráulico Sanitário 600L

Transcrição

Documentos relacionados

RALF, Reator Anaeróbio de Manto de Lodo e Fluxo

comparao do comportamento da ventilao pulmonar e da

2º comunicado

Leia mais em Pt-Br

Escopo CP 205-13

guia de restaurantes

folhaextra16.04.13

Filtro de Lubrificante para Motores Detroit Diesel DD13®, DD15® e

AdvanTex AX100 Multifamiliar

dalia black

Clique aqui para o - Pós Graduação em Recursos Naturais