Apostila de esgoto, Notas de estudo de Engenharia Civil
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APOSTILA DE ESGOTO - Saneamento UCG
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Universidade Católica de Goiás Ji Departamento de Engenharia Universidade 4 Curso de Engenharia Civil CATÓLICA Disciplina de Saneamento Básico DE GOIÁS NOTAS DE AULA - SANEAMENTO BÁSICO SISTEMA DE ESGOTAMENTO SANITÁRIO Autor: Professor João Bosco de Andrade. Colaboração: Acadêmica Fernanda Posch Rios 2006 Notas de aula da Disciplina de Saneamento Básico do Curso de Engenharia Civil da Universidade Católica de Goiás. CAPÍTULO I- FOSSAS SÉPTICAS E SUMIDOUROS . Universidade Católica de Goiás Engenharia Civil - Saneamento Básico SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO 7 2. HISTÓRICO... 7 3. CONCEITO 7 4. DEFINIÇÃO 8 5. FUNCIONAMENTO 8 6. AFLUENTES A UMA FOSSA SÉPTICA 9 7. DIMENSIONAMENTO 9 8. EFICIÊNCIA DAS FOSSAS SÉPTICAS 12 9. SUMIDOUROS 12 91. Teste para determinação de absorção deumsolo 13 CAPÍTULO II - SISTEMA COLETOR DE ESGOTOS SANITÁRIOS 16 1. INTRODUÇÃO 16 2. PARTES CONSTITUTIVAS DE UM SISTEMA CONVENCIONAL DE ESGOTOS. . 16 3. LOCALIZAÇÃO DOS COLETORES EM RELAÇÃO AO SISTEMA VIÁRIO... 17 4. LOCALIZAÇÃO DOS INTERCEPTORES 18 41. Vias Sanitárias ou Marginais... 18 4.2. Fundos de Vale Tratados. |. 19 5. VAZÕES DE DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA COLETOR 19 6. VELOCIDADE NOS COLETORES. 20 7. DECLIVIDADES DOS COLETORES... 20 8. TRAÇADO DOS COLETORES 9. NUMERAÇÃO DOS COLETORES. 25 10. POÇODEVISITA. 26 10.1. Definição 26 10.2. Disposição Construtiva. 26 Autor Professor João Bosco de Andrade Colaboração Acadêmica Fernanda Posch Rios 2 Universidade Católica de Goiás Engenharia Civil - Saneamento Básico 10.3. Situações em que se empregam os poços de visita... 27 10.4. Terminal deLimpeza(TL) 29 10.5. Características básicas dos poços de visita... 29 11. PROFUNDIDADE DOS COLETORES. 32 12. DETERMINAÇÃO DA PROFUNDIDADE MÍNIMA DOS COLETORES 33 CAPÍTULO III - CARACTERÍSTICAS DOS ESGOTOS 35 1. CONCEITO 35 2. CARACTERÍSTICAS FÍSICAS... 35 21. MatériaSólida 36 3. CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS 37 3.1. Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO). 38 4. CARACTERÍSTICAS BIOLÓGICAS... 38 5. ESGOTOS INDUSTRIAIS - EQUIVALENTE POPULACIONAL DAS INDÚSTRIAS 38 CAPÍTULO IV - PROCESSOS E GRAUS DE TRATAMENTO DOS ESGOTOS SANITÁRIOS 39 1. INTRODUÇÃO 2. OPERAÇÕES UNITÁRIAS 39 3. PROCESSOS DE TRATAMENTO 40 3.1. Processos Físicos. 40 3.2. Processos Químicos. 41 3.8. Processos Biológicos. 41 4. CLASSIFICAÇÃO DOS PROCESSOS .. 4 41. Em Função daRemoção | | 4 42. Em Função da Eficiência das Unidades... 42 4.3. Grau de Tratamento 43 CAPÍTULO V - REMOÇÃO DE SÓLIDOS GROSSEIROS - TRATAMENTO PRELIMINAR 45 1. CONCEITO | 45 Autor Professor João Bosco de Andrade Colaboração Acadêmica Fernanda Posch Rios 3 Universidade Católica de Goiás Engenharia Civil - Saneamento Básico 2. FINALIDADES | 45 3. CARACTERÍSTICAS DAS GRADES DE BARRAS 46 3.1. Dispositivos de Retenção... 46 3.2. Dispositivos de Remoção... | 46 3.8. Destino do Material Removido |. 47 4. FUNCIONAMENTO DAS GRADES... 47 41. Velocidade de Passagem dos Esgotos Entre as Barras... 47 4.2. PerdasdeCarga | 47 4.3. Dimensionamento | 47 CAPÍTULO VI - REMOÇÃO DE AREIA 48 1. CONCEITO | 48 2. FINALIDADES DA REMOÇÃO DASAREIAS |. 48 3. CARACTERÍSTICAS . -.48 4. DIMENSIONAMENTO | 49 5. DETALHES EXECUTIVOS || 50 CAPÍTULO VII - LAGOAS DE ESTABILIZAÇÃO... 51 1. HISTÓRICO 51 2. CONCEITO E CLASSIFICAÇÃO 000001 51 3. EFICIÊNCIA E APICABILIDADE DAS LAGOAS... 52 4. FATORES QUE INTERFEREM NO PROCESSO 52 41. Fatores Incontroláveis 52 4.2. Fatores Parcialmente Controláveis 53 5. PARÂMETROS DE INTERESSE... 53 6. PRINCÍPIOS DE DIMENSIONAMENTO E FUNCIONAMENTO 54 6.1. LAGOAS ANAERÓBIAS.. 55 6.1.1. Princípios de Funcionamento 55 6.1.2. Parâmetros de Dimensionamento | 55 6.2. LAGOAS FACULTATIVAS 56 Autor Professor João Bosco de Andrade Colaboração Acadêmica Fernanda Posch Rios 4 Universidade Católica de Goiás Engenharia Civil - Saneamento Básico 6.2.1. Princípios de Funcionamento 56 6.2.2. Parâmetros de Dimensionamento 56 CAPÍTULO VIII - LAGOAS DE ESTABILIZAÇÃO - ASPECTOS CONSTRUTIVOS |... 57 1. | INTRODUÇÃO 57 2. FASES DE IMPLANTAÇÃO =l0]]0]00000D 58 241. Locação 59 2.2. Desmatamento | 59 2.8. Raspagem 59 2.4. Escavação . 59 2.5. Escarificação | so 2.6. Terraplenagem | so 2.7. Construção dosDiques | s0 3. DISPOSITIVOS DE ENTRADA | 66 4. DISPOSITIVOS DESAÍDA 68 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 69 ÍNDICE DE TABELAS Tabela 1 - Período de detenção ( T ) em função da vazão afluente (NC ) ---====...... 0.0 nno 8 Tabela 2 - Contribuições unitárias de esgotos ( C) e de lodo fresco ( Lf) por tipo de prédios e de ocupantes -----====....... union snion sin s union sono n son nion nn sonsioonnionsiionsinnssionsonni ooo 10 Tabela 3 - Tempo de Penetração em Função do Tipo de Solo ----=--==............ on nono 13 Tabela 4 - Declividades mínimas, conforme os diâmetros: ----==........0020nnciiionsonsso sono ooo 21 Tabela 5 - Dimensões Mínimas para Chaminé e Balão de Poço de Visita. ----===....... 000000000 27 Tabela 6 - Tipos de grade e espaçamento entre as barras-------==...... 0. 0nin nin sinos ion on nono 46 Tabela 7 - Dimensões das Barras ------==......00nninniionnnio socios iio no ncs cnc ss cnc soc nos onn nana oo 46 Tabela 8 —- Tempo de detenção e eficiência de remoção de DBO em função da temperatura média donannninn ini nn inn s assisto nn inn ono nina son ona nona naconnos cosa oano nono ooo an onanono na nonnnnoo 55 Tabela 9 - Taxas de aplicação, População Equivalente e Tempos de Detenção em Lagoas Facultativas ---====== =... =... 02 in nino nin nisso nion on ion nina o nionsinanoinnsonsnsonsionosioncono nono 56 Autor Professor João Bosco de Andrade Colaboração Acadêmica Fernanda Posch Rios 5 Universidade Católica de Goiás Engenharia Civil - Saneamento Básico Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura ÍNDICE DE FIGURAS 1 - Detalhes executivos de uma fossa séptica prismática retangular de câmara única --- 11 2 - Curva da capacidade de absorção de um solo-----=........20nniiiionooss siso ooo n nono 13 3 - Detalhes construtivos do sumidouro-- -14 4 - Esquema com existência de dois sumidouros ----------==......... == nisi iiii nn n nono no 15 5 - Localização das redes coletoras -----==.... =... nono ninn ion nin sono n sn oon nin n o non nono ooo 18 6 - Localização de interceptores em fundos de vale canalizados ------=....... 0000000 non 18 7 - Localização de interceptores em fundos de vale tratados--------=........ 00000000 oo non 19 8 - Tipo 1 de traçado de coletores -----=........0nnninn ocioso nono in non sic nono noi in nono n one 22 9 - Tipo 2 de traçado de coletores-----.........0nnninni inn ii n nin n inn nico soon oi io nono one 23 10 - Tipo 3 de traçado de coletores -----==....... =. n ion nin ni iin nois iii ns inss o nino ooo 24 11 - Partes constitutivas do sistema convencional -----........202iunnsnnsiiio nn nossos nono 25 12 — Detalhe do fundo do poço 26 13 — Detalhes dos degraus do P.V. --------..- 27 14 - Modelo de tampão de fo fo para poço de visita -----=.........oon nono nono nono nono 28 15 - Detalhe do terminal de limpeza TL ----==.......00nnninniion nn ion oio soon nono nono nono 29 16 - Poço de visita em anéis pré moldados -----.........00nnninsciionnsnnsosios nosso oii o nono 30 17 — Peça de transição em concreto armado -----=-===.........2n nono nisso nosso nono 30 18 - Detalhe da chegada do coletor ao PV ----......=20nnninni ion nin noso nin nono nono 31 19 - Profundidades mais convenientes ----===........ 00 nninni non n ion on ion o ion oo sono nn nono 32 20 - Posição do coletor em prfil-----==........00nniion union iso s noso soon o no nn soon ns oo nono no 33 21 - Composição dos sólidos nos esgotos --36 22 - Esquema Geral de sistema de abastecimento de água e tratamento de esgoto ------- 44 23 - Deslocamento das partículas no interior do desarenador --------....... 0.000 0 000 nono 49 24 - Detalhe da caixa de areia de limpeza manual ------........nn0iii siso nsso iso i ooo n sono 50 25 - Lagoa de estabilização ------====== =... ==. n iii iiiii nn nn nn nn no nnoononissssss son onnnn nono 54 26 - Detalhe do dique: folga e coroamento ------.........0i un nnnssi iii i ion s sos ossos soon no 61 27 - Detalhe do dique: linha de infiltração ---- ===... 0.000 nnnsnnssoi ion oo ns ossos os nn o ooo 61 28 - Detalhe do dique: berma -------........n00iniiinnss o nois cons nossos io oosssosc siso noso 62 29 - Detalhe do dique: emprétimo lateral --63 30 - Detalhe do dique: deslocamento do dique ----=-==........0nnniii isso ss so isso nono ooo 63 31 - Detalhe do dique: vala central----.-........0nniuni nono inn io ion inn nico soon oi io non nono 64 32 - Detalhe do dique: dreno - filtro --====........niononio nono nono nin s sons io socio non nono 65 33 — Detalhe do filtro com material de granulometria decrescente -----=-.......... 00000 o 65 34 - Laje de pedras para proteção dos taludes contra impacto das ondas ------=--=---... 66 35 - Entrada tipo submerso horizontal -------=......... 2.022 inn nin nin sn i nn io nosso nono 67 36 - Entrada tipo submerso com jato por baixo -----=.........onnnonin non in ooo nono no 67 37 - Entrada tipo submerso com jato para cima -----===.........nnonion nono non n nn nico 68 38 - Entrada tipo estrutura elevada- --68 39 - Esquema de saída das lagoas -----.......0000iinnniiniiiions sos ooi osso nssoioo soon soon oo 69 Autor Professor João Bosco de Andrade Colaboração Acadêmica Fernanda Posch Rios 6 Universidade Católica de Goiás Engenharia Civil - Saneamento Básico CAPÍTULO I - FOSSAS SÉPTICAS E SUMIDOUROS 1. INTRODUÇÃO A ausência, total ou parcial, de serviços públicos de esgotos nas áreas urbanas, suburbanas e rurais exige a implantação de algum meio de disposição dos esgotos locais, com o objetivo de evitar a contaminação do solo e da água. Em sua maioria, estas regiões são também desprovidas de sistemas de abastecimento de água e utilizam poços como fonte de suprimento de água, razão pela qual se exige extremo cuidado para não ocorrer a contaminação da água do subsolo, utilizada para consumo. A defasagem na implantação dos serviços públicos, em relação ao crescimento populacional, principalmente nos países em desenvolvimento, permite prever que as soluções individuais para o destino dos esgotos serão ampla e permanentemente adotadas. A fossa séptica é uma solução técnica e econômica para dispor os esgotos de residências isoladas. 2. HISTÓRICO As fossas sépticas evoluíram a partir das fossas Mouras. Em 1860, Jean Louis Mouras construiu um tanque de alvenaria, para o qual encaminhou, antes de destiná-los a um sumidouro, os esgotos de uma habitação, na cidade de Vesoul, na França. Este tanque aberto, 12 anos mais tarde, não apresentava acumulada a quantidade de sólidos para lá endereçada, em função da redução apresentada no efluente líquido do tanque, em termos de teor de sólidos. Essa fossa foi patenteada em 1881. 3. CONCEITO Fossa séptica é um dispositivo de tratamento de esgotos destinado a receber a contribuição de um ou mais domicílios, dando aos esgotos um grau de tratamento compatível com a sua simplicidade e custo. Autor Professor João Bosco de Andrade Colaboração Acadêmica Fernanda Posch Rios 7 Universidade Católica de Goiás Engenharia Civil - Saneamento Básico 4. DEFINIÇÃO Fossas sépticas são câmaras construídas em alvenaria de tijolos ou pré-moldadas em concreto, e destinadas a reter os despejos por um período de tempo especificamente estabelecido, de forma a permitir a sedimentação dos sólidos e a retenção do material graxo (gorduras e óleos) contidos nos esgotos, transformando-os, bioquimicamente, em substâncias mais simples e estáveis. 5. FUNCIONAMENTO Em uma fossa séptica ocorrem os seguintes fenômenos: e retenção dos esgotos - o esgoto é retido na fossa por um período de tempo racionalmente estabelecido, que pode variar de 12 a 24 horas, dependendo das contribuições afluentes. (Tabela 1). e sedimentação e flotação - 60 a 70% dos sólidos em suspensão nos esgotos sedimentam- se formando o “lodo”. Óleos, graxas e gorduras ficam flutuando formando a “escuma”. e digestão anaeróbia - ambos, lodo e escuma são atacados por bactérias anaeróbias, provocando a destruição, total ou parcial, da matéria orgânica e de organismos patogênicos. e redução de volume - do fenômeno anterior, digestão anaeróbia, resultam gases, líquidos e acentuada redução de volume dos sólidos retidos e digeridos, que adquirem características estáveis capazes de permitir que o efluente líquido das fossas sépticas possa ser disposto em melhores condições de segurança. Tabela 1 - Período de detenção (T) em função da vazão afluente (NC) Contribuição (NC) litros /dia Período de detenção Horas Dias Até 6000 24 1 6000 a 7000 21 0,875 7000 a 8000 19 0,790 8000 a 9000 18 0,750 9000 a 10000 17 0,710 1000 a 11000 16 0,670 11000 a 12000 15 0,625 12000 a 13000 14 0,585 13000 a 14000 13 0,540 Acima de 14000 12 0,500 Autor Professor João Bosco de Andrade Colaboração Acadêmica Fernanda Posch Rios 8 Universidade Católica de Goiás Engenharia Civil - Saneamento Básico 6. AFLUENTES A UMA FOSSA SÉPTICA A fossa séptica pode receber todos os despejos domésticos de cozinhas, lavanderias domiciliares, lavatórios, vasos sanitários, bidês, banheiras, chuveiros, mictórios, ralos de pisos. É conveniente a instalação de dispositivos retentores de óleos, gorduras e graxas (caixas de gordura) evitando o aporte de quantidades expressivas desses materiais nas fossas. 7. DIMENSIONAMENTO O volume útil de uma fossa séptica é calculado da seguinte forma: V=V+V,+V, ,emque: V; = volume decorrente do tempo de detenção - V,=N-C-T; V> = volume decorrente do período de armazenamento do lodo - V, =N-R,-L-T,: Vs = volume correspondente ao lodo em digestão - V,=N-R, -L:T,. Os termos adotados correspondem aos seguintes valores: N = número de usuários da fossa; C = contribuição unitária de esgotos em litros/pessoa/dia (Tabela 2); T = tempo de detenção, em dias (Tabela 1); R;= coeficiente de redução de volume do lodo armazenado (R, = 0,25): L = contribuição de lodo, em litros/pessoa/dia (Tabela 2); Ta = período de armazenamento do lodo, (período entre limpezas consecutivas da fossa), ( considerado Ta = 300 dias ); R, = coeficiente de redução de volume do lodo em processo de digestão (R, = 0,50); Tp = tempo de digestão do lodo, ( considerado Tp = 50 dias ). Substituindo os termos, na fórmula obtém-se: V=VA+V,+V, V=(N-C-T)+(0,25-300-N -L)+(0,50-50:N -L) . V= N-C-T+100-N-L . V=N(C-T+100-L) A profundidade útil mínima é > 1,00m e nas fossas prismáticas retangulares L > 2B, em que L é o comprimento e B é a largura da fossa. Autor Professor João Bosco de Andrade Colaboração Acadêmica Fernanda Posch Rios 9 Universidade Católica de Goiás Engenharia Civil - Saneamento Básico Tabela 2 - Contribuições unitárias de esgotos ( C ) e de lodo fresco ( Lf) por tipo de prédios e de ocupantes Prédio Unidade Contribuição ( Litros / dia ) Esgotos ( C) | Lodo fresco (LD) 1. Ocupantes permanentes *» Hospitais leitos 250 1,00 » Apartamentos pessoa 200 1,00 « Residências pessoa 150 1,00 « Escola — Internatos pessoa 150 1,00 * Casas populares — rurais pessoa 120 1,00 * Hotéis (sem cozinha e lavanderia) pessoa 120 1,00 *» Alojamentos temporários pessoa 80 1,00 2. Ocupantes temporários *» Fábricas em geral operário 70 0,30 « Escritórios pessoa 50 0,20 * Edifícios públicos ou comerciais pessoa 50 0,20 « Escolas — externatos pessoa 50 0,20 « Restaurantes e similares refeição 25 0,10 *» Cinema, teatro e templos. lugar 2 0,02 Autor Professor João Bosco de Andrade Colaboração Acadêmica Fernanda Posch Rios 10 Universidade Católica de Goiás Engenharia Civil - Saneamento Básico Figura 1 - Detalhes executivos de uma fossa séptica prismática retangular de câmara única Do í ENRADA | troxçio a ABERTURA DA LAJE PLANTA BAIXA CAMMPA NÍELDO HERMÉNICA TERRENO CO AEDE CORRA , , E HIS CIANAS 25 PEMOvÍVEIS REMOVÍVEIS S s CÂMARA DE DECANTAÇÃO E DIGESTÃO CORTE LONANUDINAL Autor Professor João Bosco de Andrade Colaboração Acadêmica Fernanda Posch Rios 1 Universidade Católica de Goiás Engenharia Civil - Saneamento Básico 8. EFICIÊNCIA DAS FOSSAS SÉPTICAS A remoção de DBO varia de 30 a 60%, conforme a ABNT. Os sólidos em suspensão podem ser reduzidos até 60%. 9. SUMIDOUROS Os sumidouros ou poços absorventes recebem os efluentes das fossas sépticas. Têm, portanto, vida útil longa, devido a facilidade de infiltração do líquido praticamente isento dos sólidos causadores da colmatação do solo. Consistem em escavações cilíndricas, tendo as paredes protegidas por pedras, tijolos, madeira ou por anéis de concreto perfurados. O material utilizado na proteção não deve ser rejuntado, para permitir fácil infiltração do líquido no terreno. A cobertura dos sumidouros deverá ser de lajes de concreto armado, dotadas de abertura de inspeção, cuja dimensão será no mínimo de 0,60m, com tampão de fechamento hermético. As dimensões do sumidouro serão determinadas em função das características de absorção do solo. Vários processos podem ser utilizados para o reconhecimento das características de absorção do solo, todos eles, é verdade, sujeitos à limitações. O mais comum é o de estimar a permeabilidade em termos da textura do solo, isto é, das proporções de areia, silte e argila existentes. Um outro método de se conhecer a permeabilidade do solo é a cor do mesmo. Solos que, em corte, se apresentam com colorações entre o marrom e o avermelhado, indicam que existem condições favoráveis de oxidação e que há movimento de água e de ar em seu seio. Ao contrário, solos acinzentados nas camadas superficiais e escuros e matizados nas camadas inferiores significam falta de aeração ou movimentos restritos de ar e de água. Os processos até aqui mencionados podem auxiliar na escolha do terreno para disposição dos efluentes de uma fossa séptica, mas são, entretanto, de valor limitado. O mais aconselhável é recorrer a um ensaio de infiltração, de modo a se estimar a capacidade de absorção do solo, feito da seguinte maneira: Em três pontos do terreno que vai ser utilizado para disposição do efluente líquido da fossa séptica utiliza-se o método da abertura de covas, que consiste em: + proceder a abertura de uma vala cujo fundo vai coincidir com o plano útil de absorção: + no fundo de cada vala abrir um buraco cúbico de 30cm x 30cm x 30cm, retirando a terra solta e colocando 5cm de brita nº 1, bem limpa. Em seguida manter o buraco cheio de água durante 4 horas, adicionando água, à proporção que ocorre infiltração no terreno, com a finalidade de que o terreno fique em condições semelhantes aos de época de grandes chuvas; Autor Professor João Bosco de Andrade Colaboração Acadêmica Fernanda Posch Rios 12 Universidade Católica de Goiás Engenharia Civil - Saneamento Básico + no dia seguinte encher o buraco com água, aguardando que a mesma escoe completamente; + encher novamente a cavidade com água, até a altura de 15cm, marcando o tempo que o nível da mesma baixa Icm. Quando o tempo for inferior a 3 minutos, deve-se refazer esta etapa do ensaio por 5 vezes. O intervalo de tempo verificado para o último teste deve ser adotado como o real. Com o tempo determinado poderá ser obtida, na curva que se segue, a capacidade de absorção em litros/m2/dia. Para sumidouros, fazer o teste em diferentes profundidades e adotar o menor coeficiente de infiltração. Figura 2 - Curva da capacidade de absorção de um solo CURVA DE ABSORÇÃO DO SOLO NGRZASBANÇAS RÉGUA GRADUADA, Se. 5 u u â < a s o 25 40 50 7 100 125 150 175 200 LITROS POR m? POR DIA 9.1. Teste para determinação de absorção de um solo Na impossibilidade de se realizar ensaio de infiltração, poderão ser adotados os valores da tabela abaixo. Tabela 3 - Tempo de Penetração em Função do Tipo de Solo Descrição do Solo Tempo de Penetração Areia grossa limpa 13 segundos a 1 minuto Cinza, carvão 30 segundos a 1 minuto Cascalhos e argila com poros não cheios 13 segundos a 45 segundos Areia fina 2 minutos a 5 minutos Areia com argila 5 minutos a 10 minutos Argila com um pouco de areia 30 minutos a 60 minutos Argila compacta ou rocha decomposta 2 horas a 5 horas O diâmetro dos sumidouros varia de 1,5m a 1,8m. Como segurança, a área do fundo não deve ser considerada pois o fundo logo ficará colmatado pelos sedimentos eventualmente contidos nos efluentes das fossas sépticas. Autor Professor João Bosco de Andrade Colaboração Acadêmica Fernanda Posch Rios 13 Universidade Católica de Goiás Engenharia Civil - Saneamento Básico A área das paredes necessária para que haja a infiltração poderá ser determinada pela expressão: 9 A= ,em que: C q Q = contribuição de esgotos em litros por dia = NC; C, = coeficiente de infiltração, em litros/m?/dia. O volume útil mínimo do sumidouro deverá ser igual ao volume da fossa contribuinte. A área lateral das paredes é dada por: A =7:D-P Assim é determinada a profundidade ( P ) necessária. O fundo do sumidouro deve estar no mínimo a 1,50m do nível do lençol freático. A distância mínima, entre sumidouros e poços rasos (cisternas ), deve ser de 15m. Deve-se reservar terreno para futuras ampliações. Figura 3 - Detalhes construtivos do sumidouro | TAMPÃO DE NSPEÇÃO | TAMPÃO DE INSPEÇÃO NS ANÉb PE CONCRETO asp concerro PRÉ MOLDADO SEM AIROS PRÉ MOLDADO SEM AROS ANÉE PE CONCRETO PRÉ MOLDADO COM FUROS. ANÉIS DE CONCRETO 060 m | SUMIDOURO SEM ENCHIMENTO SUMIDOURO COM ENCHIMENTO Autor Professor João Bosco de Andrade Colaboração Acadêmica Fernanda Posch Rios 14 Universidade Católica de Goiás Engenharia Civil - Saneamento Básico Figura 4 - Esquema com existência de dois sumidouros SUMIDOURO CASA FOSSA «El | SÉPICA CAXADE E (CN DISTRPLIÇÃO |, Õ fe s NA ON. E . rs D - DEVE SER MAIOR QUE 5 VEZES O DIÂMETRO DOS rd SUMIPOUROS E NUNCA MENOR QUÊ 6,0 m SUMIDOURO Autor Professor João Bosco de Andrade Colaboração Acadêmica Fernanda Posch Rios 15 Universidade Católica de Goiás Engenharia Civil - Saneamento Básico CAPÍTULO II - SISTEMA COLETOR DE ESGOTOS SANITÁRIOS 1. INTRODUÇÃO Em 1778, Joseph Bramah patenteou o vaso sanitário. Em 1847, 69 anos depois, não havendo outro meio mais prático para dispor as águas imundas, os ingleses adotaram o transporte daquelas águas em canalizações para o afastamento dos dejetos. Criou-se assim o sistema de esgotamento com transporte hídrico. Com essa opção a água passou a ter uma dualidade de usos; água limpa para o consumo e água suja para o afastamento das imundícies. Na Europa foi autorizado o lançamento dessas águas servidas nas galerias de água pluvial, criando-se assim o sistema unitário que prevalece ainda em Paris, (os esgotos sanitários e as águas pluviais escoam pela mesma canalização). Em 1879, o engenheiro George Waring Jr. concebeu o primeiro sistema coletor de esgotos sanitários do tipo separador, para a cidade de Memphis Tennessee, após a epidemia de cólera que assolou aquela cidade. 2. PARTES CONSTITUTIVAS DE UM SISTEMA CONVENCIONAL DE ESGOTOS. = Ramal predial — trecho compreendido entre o limite do lote e o coletor público. = Coletor secundário — canalização de menor diâmetro que recebe os esgotos das residências, transportando-os para os coletores troncos ou principais. = Coletores troncos — canalizações do sistema coletor que recebem as contribuições dos coletores secundários, transportando-as para os interceptores. Os diâmetros são usualmente maiores que os dos coletores secundários. = Interceptores — desenvolvem-se ao longo dos fundos de vale, margeando cursos d'água ou canais. Os interceptores são responsáveis pelo transporte dos esgotos de sua sub-bacia, evitando que os mesmos sejam lançados nos corpos de água. Em Autor Professor João Bosco de Andrade Colaboração Acadêmica Fernanda Posch Rios 16 Universidade Católica de Goiás Engenharia Civil - Saneamento Básico virtude das maiores vazões transportadas, os diâmetros são usualmente maiores que os dos coletores troncos. = Emissário — canalização que liga a extremidade final da rede à Estação de Tratamento, quando houver, e/ou ao local de lançamento. Os emissários não recebem contribuições ao longo de seu percurso. = Elevatória — quando as profundidades das tubulações se tornam demasiadamente elevadas, quer devido à baixa declividade do terreno, quer devido à necessidade de se transpor uma elevação, torna-se necessário bombear os esgotos para um nível mais elevado. A partir desse ponto, os esgotos podem voltar a fluir por gravidade. As unidades que efetuam o bombeamento dos esgotos são denominadas elevatórias, e as tubulações que transportam o esgoto bombeado são denominadas linhas de recalque. = Estação de Tratamento dos Esgotos ( ETE ) — A finalidade das estações de tratamento de esgotos é a de remover os poluentes dos esgotos, os quais poderiam causar uma deterioração da qualidade dos corpos d'água. O tratamento dos esgotos tem sido negligenciado em nosso meio, mas deve-se ter em mente que o sistema de esgotamento sanitário só pode ser considerado completo se incluir a etapa de tratamento. = Disposição Final — Após o tratamento, os esgotos são lançados em um corpo d'água receptor ou, eventualmente aplicados no solo. Em ambos os casos, há que se levar em conta os poluentes eventualmente ainda presentes nos esgotos tratados, especialmente os organismos patogênicos e metais pesados. = Poços de visita — os poços de visita são estruturas complementares do sistema de esgotamento. A sua finalidade é permitir a inspeção e limpeza da rede 3. LOCALIZAÇÃO DOS COLETORES EM RELAÇÃO AO SISTEMA VIÁRIO. Os coletores devem ser assentados, de preferência, do lado da rua no qual ficam os terrenos mais baixos. A existência de estruturas ou canalizações de serviços públicos, tais como: galerias de águas pluviais, redes de água, adutoras, cabos elétricos, e telefônicos pode, entretanto, determinar o deslocamento dos coletores de esgotos para posições mais convenientes. Para ruas com largura superior a 18,00 m, deverão ser executados dois coletores ( um de cada lado ) de modo a viabilizar o atendimento dos domicílios de ambos os lados com profundidades convenientes. Autor Professor João Bosco de Andrade Colaboração Acadêmica Fernanda Posch Rios 17 Universidade Católica de Goiás Engenharia Civil - Saneamento Básico Figura 5 - Localização das redes coletoras = CAXADE PASSAGEM RAMAL PREDIAL — AMADA COLETOR DE ESGOTO SALÁRIO 4. LOCALIZAÇÃO DOS INTERCEPTORES Os interceptores podem ser localizados: * em vias sanitárias ou avenidas marginais * em fundos de vale tratados. Figura 6 - Localização de interceptores em fundos de vale canalizados AVENIDA SANITÁRIA o INTERCEPTOR CANAL 4.1. Vias Sanitárias ou Marginais. Os esgotos fluem por gravidade. Assim, os interceptores situam-se nos pontos mais baixos, ou seja, nos fundos de vale, correndo paralelo aos córregos de cada bacia. Sua construção tem sido tradicionalmente feita em conjunto com as obras de canalização dos cursos d'água e com a implantação das vias sanitárias ou marginais. Apresenta como vantagens a possibilidade de se realizar obras conjuntas e a redução nos custos de implantação. Autor Professor João Bosco de Andrade Colaboração Acadêmica Fernanda Posch Rios 18 Universidade Católica de Goiás Engenharia Civil - Saneamento Básico 4.2. Fundos de Vale Tratados. A implantação de vias sanitárias não deve ser encarada como a única forma de se executar interceptores de esgotos. Existem soluções ainda mais econômicas para a implantação dos mesmos, que não exigem que se executem obras em concreto ou mesmo abertura de vias públicas ao longo dos corpos d'água naturais. A preservação das margens do curso d'água com áreas verdes ou matas ciliares é uma forma bastante atrativa de tratamento de fundo de vale. As principais vantagens são a preservação natural do curso d'água, evitando-se o artificialismo do concreto; a independência da canalização, a qual muitas vezes demora a ser implantada devido a seu elevado custo; o tratamento dos fundos de vale com criação de áreas verdes ao longo dos córregos, introduzindo concepções de maior qualidade estética, paisagística e econômica. Figura 7 - Localização de interceptores em fundos de vale tratados INTERCEPTOR INTERCEPTOR. CÓRREGO DE FUNDO PE VALE 5. VAZÕES DE DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA COLETOR A rede coletora é dimensionada considerando a vazão 0,80-P-q-K,-K, (19): 86400 , Q Em que 0,80 é o coeficiente de retorno, uma vez que uma parcela da água utilizada não retorna sob a forma de esgotos. Os demais parâmetros são idênticos aos utilizados no dimensionamento da rede distribuidora de água. A rede coletora de esgotos transporta também uma parcela de água que passa do subsolo para os coletores - vazão de infiltração. A vazão específica de dimensionamento dos coletores é dada por: Autor Professor João Bosco de Andrade Colaboração Acadêmica Fernanda Posch Rios 19 Universidade Católica de Goiás Engenharia Civil - Saneamento Básico * 0,80-P.q-K,-K, Tess 86400-L - em que: L = o comprimento total da rede; Qess | = expressa em litros/segundo/metro. q; = é a vazão de infiltração é considerada de 0,0002 a 0,0008 1/s/m. QGesp = Qess + Qi) expressa em 1/s/m, em que qesp é à vazão de dimensionamento dos coletores. Os coletores são dimensionados como condutos livres, funcionando por gravidade e por meio das fórmulas de: Darcy, Flamant, Ganguillet — Kutter, ou de Manning. Os coletores são considerados com vazão a 1/2 seção, os interceptores com vazão a 2/3 de seção, e os emissários com vazão a 3/4 de seção. 6. VELOCIDADE NOS COLETORES Quanto maior for a velocidade, melhores serão as condições de arrastamento da matéria sólida e a não ocorrência de depósitos nas canalizações. Entretanto as velocidades excessivas podem provocar desgastes nas paredes das tubulações pelo efeito da abrasão. A NBR -— 9649 indica como limite de velocidade 5,0 m/s. Tradicionalmente são aceitas as seguintes velocidades máximas: « ferro fundido 6,0 m/s * manilhas cerâmicas e PVC 5,0 m/s * concreto 4,0 m/s; « fibrocimento 3,0 m/s A velocidade mínima, de forma a assegurar a auto- limpeza, é considerada 0,60 m/s. A velocidade crítica é dada por: A Vo =6 -(9,8-: RH)?2,em que: Ve = velocidade crítica; RH = raio hidráulico; 9,8 = valor da aceleração devida à gravidade. 7. DECLIVIDADES DOS COLETORES As declividades mínimas dos coletores são estabelecidas conforme o diâmetro e são mostradas na tabela a seguir. Autor Professor João Bosco de Andrade Colaboração Acadêmica Fernanda Posch Rios 20 Universidade Católica de Goiás Engenharia Civil - Saneamento Básico Tabela 4 - Declividades mínimas, conforme os diâmetros: Diâmetros ( mm ) Declividades Diâmetros( mm ) Declividades mínimas m/m mínimas m/m 150 0,0070 500 0,0015 200 0,0050 600 0,0010 250 0,0035 700 0,0008 300 0,0025 800 0,0006 350 0,0023 900 0,00045 400 0,0020 1000 0,00040 450 0,0018 1200 0,00035 8. TRAÇADO DOS COLETORES O traçado dos coletores é feito de acordo com o traçado urbanístico e a topografia da cidade, ou da bacia que está sendo esgotada. Uma bacia de drenagem é caracterizada pela existência de um “espigão”, “linha de cumeada” ou “divisor de água” e os respectivos fundos de vale para os quais os esgotos convergem. São mostrados, a seguir, diversos tipos de traçados de coletores públicos, de acordo com a topografia da cidade. Autor Professor João Bosco de Andrade Colaboração Acadêmica Fernanda Posch Rios 2 Universidade Católica de Goiás Engenharia Civil - Saneamento Básico Figura 8 - Tipo 1 de traçado de coletores CORPO RECEPTOR. Autor Professor João Bosco de Andrade Colaboração Acadêmica Fernanda Posch Rios 22 Universidade Católica de Goiás Engenharia Civil - Saneamento Básico Figura 9 - Tipo 2 de traçado de coletores Q 2 O U ny) Q Q Q O o o 9 S é ) o O 2 Q GQ Q Q Ç A 8 QD No 4 GQ CORPO RECEPTOR. Autor Professor João Bosco de Andrade Colaboração Acadêmica Fernanda Posch Rios 23 Universidade Católica de Goiás Engenharia Civil - Saneamento Básico Figura 10 - Tipo 3 de traçado de coletores OD LA CH CH o G+ o E" 2 o o 2 OQ | G 2) e q A Gg 4 2 D | O G . A A o O G CORPO RECEPTOR. Autor Professor João Bosco de Andrade Colaboração Acadêmica Fernanda Posch Rios 24 Universidade Católica de Goiás Engenharia Civil - Saneamento Básico Figura 11 - Partes constitutivas do sistema convencional COLETORES SECUNDÁRIOS Aim — Pg |U figo [O GR] Timo , l I , ; 1 | 1 l derem DL) |O cd o fée | (DO (Sp so Im Ds NE 2 Loo mimo (S sa | O x attcnaug 4 Bb = Í LEE al 1 [ [O LIT | CESTAÇÃO | ES So | [eo fo) | ota e [Éão” LHE | E =| Es É | pucroço o 3 [revem Ju peres eee) + LI [id I o “+ v INTERCEPTOR MARGEM ESQUERDA, >” cópeecO ——+ INTERCEPTOR MARGEM DIREITA E fi k í E i | E TEEN, mero AH ala tes Paes | | | [bTiTá EI 9. NUMERAÇÃO DOS COLETORES. Os coletores são numerados de forma sequencial e em ordem crescente, de acordo com o sentido do escoamento. Exemplo: 10 — 4; em que o primeiro número ( 10 ) corresponde à numeração do coletor e o segundo número (4) corresponde ao número do trecho. Pode-se adotar Autor Professor João Bosco de Andrade Colaboração Acadêmica Fernanda Posch Rios 25
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