Projeto Ambiental, Econômico e Educacional de Inconfidentes

A evolução de um projeto



Estudo Preliminar.
Memorial descritivo e Justificativo
Nível: RTP (item 5.1 – NB 570/ABNT)


ÁGUAS RESIDUÁRIAS
SISTEMA DE TRATAMENTO DE EFLUENTES INDUSTRIAIS
INDÚSTRIA: LATICÍNIOS

Local: EAFI - Escola Agrotécnica Federal de Inconfidentes.
Município: Inconfidentes, MG
Coordenadas locais: (GPS).
Bacia hidrográfica: Alto Rio Mogi Guaçu.

Ref. – Contribuição ao EIA-RIMA local – para efeitos de licenciamento ambiental. Atribuições e análises consignadas segundo a Lei Nº 5.194 de 24 de dezembro de 1966 e Art. 28 do Decreto 23.569 de 11 de Dezembro de 1933. Registro Profissional – CREA-SP 31.018/D – Visto consignado no Estado de Minas Gerais Nº 18.726 em 23/08/2001.
Finalidade: subsídio a propósito ambientalista e escolar a modelo em projeto de aplicação pedagógica, tecnológica em matéria corrente e, experimentalista como unidade piloto a esse fim destinada.

Cliente: Entidade aplicadora em projeto de natureza experimental para STAR - Sistemas de Tratamento de Águas Residuárias provenientes de Laticínios. Prof. Ana Cristina/EAFI. Tese pessoal aplicada. Doutorado (FEAGRI/UNICAMP - 2007).
Condicionantes iniciais: o orientador sugeriu adotar-se sistema de digestão anaeróbia com três câmeras (digestão em série à tempos de detenção diferenciados), seguida de leito tipo “wetland” de fluxo sub-superficial. Especialmente recomendado o leito de brita #2 em camada única em volume total definido - como meio filtrante e, suporte para cultivo de vegetais (experimento inicial: “Thypa”).

Assim compartimentou-se o Reator Anaeróbio em câmaras sucessivas (objetivo: variar tempo de detenção) para conter efluente em tratamento diferenciado e, em fases alternativas. Permitiria tal compartimentação compor experimentos diversos a partir de tempos de residência de 6 horas, com possibilidade de atingir 8 horas; até por último, tornar o tempo de residência (total) igual a 10 horas – variação intencional a ser efetuada sobre o tempo de detenção. Tal como reproduzidas segundo o esquema abaixo:

Título 1 - ASPECTOS PRELIMINARES
RELATIVOS AO STAR – SISTEMA DE TRATAMENTO DE ÁGUAS RESIDUÁRIAS
A SER IMPLANTADO COMO MODELO EXPERIMENTAL
AREA DISPONÍVEL

(acrescentar plantas e mapas)
Localização cartográfica e hidrografia – IBGE
Inserção regional: Projeto Ambiental de Inconfidentes, MG.

UNIDADE INDUSTRIAL – FOTOS
Foto 1 – Pavilhão industrial - fachadas e lateral.
Foto 2 – Lateral direita – Detalhe – equipamento externo.
Foto 3 – Lateral direita – vista pelos fundos
Foto 4 – Pavilhão industrial – vista pelos fundos
Foto 5 – Área disponível para implante do STAR – atual depósito de lenhas
Foto 6 – Área disponível para implante do STAR - após as caldeiras
Foto 7 – Pavilhão industrial – corredor frontal
Foto 8 – Pavilhão industrial -vista pelos fundos.
Foto 9 – Corpo Receptor -rio Mogi Guaçú

NATUREZA DOS EFLUENTES

I – Características. Tipicidade do efluente
Tabela 1: Caracterização de efluentes de laticínios
Autor
Produtos
DBO*
DQO*
SST*
SSV*
NTK*
OG*
pH*
Wilson e
Murphy
(1986)
queijo, leite em pó e
creme
1900
3390
850
760
130
290
6-7
Cocci et al.
(1991)
queijo, sorvete,
creme e iogurte
4800
12000
400
-
-
-
4-12
Ozturk et al.
(1993)
leite pasteurizado,
iogurte, manteiga e
queijo
500-
1300
950-
2400
90-
450
-
70-85
110-
260
5-9,5
Kasapgil et
al. (1994)
leite pasteurizado e
creme
1200-
4000
2000 -
6000
350-
1000
330-
940
50- 60
300-
500
8-11
Monroy et
al. (1995)
queijo
3000
4430
1110
-
-
754
7,3
Fonte: Adaptado de MACHADO et al. (1999).
valores em mg.L-1

OBS: A tais valores se acrescentam as relativas à DBO para laticínios com queijaria –(EPA/EGV –1971 in: - http://www.md.cefetpr.br/juchen/arquivos/Residuos_Liquidos/apostilaresiduos.doc - (p.63)

DBO = 15.760 mg/l (Gauchmen – 1940)
DBO = 775 “ (Hatch- 1940)
DBO = 1.890 “ (Mackell –1957)
DBO = 1.000 a 2.700 (Schweizer - ?)
DBO = 1.045 “ (Gauchmen – 1970)

II – Critérios preliminares

Riscos ambientais (riscos potenciais a prevenir):

Para efeito de cuidados em avaliações preliminares, composição de “planta industrial” e dimensionamento do presente STAR – Sistema de Tratamento de Águas Residuárias, foram tomados os seguintes critérios para avaliação preliminar e prevenção de riscos potenciais:

1º - Limites - Verificação

Limites para tóxicos potencialmente encontráveis e substâncias nocivas eventualmente introduzidas nos processos da atividade industrial presente – sob indagação quanto à possível presença dos seguintes elementos:
Arsênico - 0,2 mg/l
Cádmio – 0,01 mg/l
Cianetos – 0,05 mg/l
Mercúrio – 0,001 mg/l
Chumbo – 0,1 mg/l
Selênio – 0,01 mg/l
Flúor – 1,0 mg/l
Nitratos – 45,0 mg/l

Nota: Segundo a amostragem até o presente efetuada, em primeira aproximação não foram verificadas introduções de tais elementos- embora ressalve-se, a insuficiência (preliminar) quanto a representatividade da amostragem efetuada até o presente. De todo modo foi verificada a possível necessidade de correções do pH, dada a natureza ácida do efluente. Potencialmente, portanto, necessitaria adições de Cal. Para atender tal necessidade o projeto prevê uso de tanque para equalização e mistura rápida para eventuais reagentes químicos.

2º - Alcance das instalações como horizonte de projeto:

Trata-se de atividade escolar de caráter industrial, sem propósito de exploração comercial e perspectivas de alterar escala de produção no tempo. Pelo sub-produto e didática aplicada, atividade comercial restringe-se ao interesse pedagógico da instituição – marcadamente fim em si mesmo. Portanto o horizonte de projeto prolonga-se inalterado no tempo. E as variações de carga aplicada (DBO5), correspondem em escala de módulos à aplicação fracionada em função dos produtos industriais variáveis. Tomados crescentes por faixas de DBO - em termos de carga produzida à partir da menor estipulada (população equivalente estimada em faixas).
Por outro lado, a área disponível não comporta ampliações - senão de pequenos módulos isolados. Pequenos componentes do STAR a serem acrescentados para desenvolver outras atividades experimentalistas - não aventadas ao início. Portanto o projeto prevê a ocupação pelo total dos módulos previstos somados.

3º - Objetivos Gerais

(fixados pelo orientador - FEA/UNICAMP)

Projetar e construir um sistema de tratamento de resíduos líquidos, constituído por flotador, tanque de equalização, reator anaeróbio compartimentado, por leito cultivado com macrófitas e leitos de secagem.
Avaliar o sistema construído quanto à remoção de matéria orgânica do resíduo líquido.
Avaliar a eficiência de remoção de gordura do sistema pelo flotador.
Monitorar os níveis de nitrogênio e fósforo presentes no efluente tratado.
Comparar os resultados obtidos no efluente tratado com a classe do corpo receptor e com a Legislação.
Verificar se os modelos de remoção de DBO e nitrogênio presentes na literatura são passíveis de aplicação nas condições utilizadas no experimento.

4º - Objetivos específicos acrescidos - projeto implantado:

limitar a área ocupada ao mínimo da necessidade.
Diminuir o volume das estruturas de aplicação.
Reduzir a extensão de canais e tubulações.
Facilitar a operação e minimizar mão de obra.
Reduzir custos de implantação.

FLUXOGRAMA ADOTADO
Unidade industrial Geradora de Efluentes

Gradeamento: Remoção de sólidos grosseiros
Flotador: remoção de gorduras
Flotador:
Homogeneização e mistura rápida
Reator anaeróbio : unidade experimental compartimentada
Digestão anaeróbia: Unidade experimental agregada
Depósito de Gordura
(Armazenamento provisório)
Leito de secagem
( lodo digerido)
Corpo receptor
(Rio Mogi)
Vendas ou aproveitamentos
de sub-produtos

ASPECTOS CONSTRUTIVOS
DESENVOLVIMENTO E PROJETO
MÓDULOS DE APLICAÇÃO

Vazões para dimensionamento.
Conforme informado pela Prof. Ana Cristina: Q =4, 8 m³/dia - (corresponde ao volume de água para abastecimento dessa unidade industrial) valor com empenho pela tese à qual se agrega o propósito do presente projeto: para pesquisa em estação piloto e de caráter experimental. Para confirmação e acompanhamento recomendou-se a instalação preliminar de hidrômetro para medida sistemática dessa vazão - continuidade pelo tempo.
Critérios e legislações a atender:

Normas Técnicas

P-NB 576 – Elaboração de projetos hidráulico-sanitários de sistemas de tratamento de esgotos
NBR – 7229 – Projeto, construção e operação de tanques sépticos (1993)
NBR 9800/97- Critérios para lançamento de efluentes líquidos indústrias no sistema coletor público de esgoto sanitário
NBR 9897/87- Planejamento de amostragem de efluentes líquidos e corpos receptores
NBR 9898/87 - Preservação e técnicas de amostragem de efluentes líquidos e corpos receptores.
NBR – 9.648 – Estudo de concepção de sistemas de esgotos sanitários – (1986)
NBR – 12.209/92 – Projeto de Estações de Tratamento de Esgoto Sanitário.
NBR 10.151/87 – Avaliação de ruído em áreas habitadas visando conforto da comunidade (1987)

Deliberações – COPAM
Deliberação Normativa COPAM Nº 06 (1981)
Lista fontes de poluição de acordo com suas atividades.
Deliberação Normativa Nº 07 (1981)
Refere-se a destinação final de resíduos.
Deliberação Normativa Nº 10 (1986)
Estabelecer normas e padrões para qualidade das águas, lançamento de efluentes nas coleções de águas.
Deliberação Normativa COPAM Nº 11 (1986)
Estabelece Normas e Padrões para emissões de poluentes na atmosfera.
Deliberação Normativa Nº 12 (1994)
Dispõe sobre convocação e realização de audiências públicas para apresentação de projeto sob impacto ambiental.
Deliberação Normativa Nº 46 (2001)
Estabelece alterações no limite de eficiência e remoção de DBO/DQO.

Resoluções - CONAMA
Resolução CONAMA Nº 20 – Estabelece classificação das águas, águas doces, salobras e salinas no território nacional.

Legislação estadual (MG)
Lei Nº 7.772/80 - Dispõe sobre a proteção, conservação e melhoria do meio ambiente.
Lei Nº 7.302/78 – Referente à poluição sonora no Estado de Minas Gerais.
Legislação Federal

Lei Federal Nº 6.938 de 31 de agosto de 1981 - Dispõe sobre a política nacional do meio ambiente.

Projetos e impactos ambientais: FEAM
RCA/PCA – GER 001 - Observações para elaboração do RCA/PCA

OBSERVAÇÕES E CRÍTICAS
STAR - CONSTRUÍDOS - INDÚSTRIAS DE LATICÍNIOS:

Em Guaraçaí, SP uma estação de tratamento por leitos de contacto teve de ser abandonada por se obstruir facilmente. Está em construção uma nova instalação com “Valo de Oxidação” e recuperação de lactlbumina.
Em Dracena, SP o lançamento de despejos de um entreposto de laticínios no emissário dos esgotos da cidade produziu escuma e mau cheiro na lagoa de estabilização municipal.

PARÂMETROS ESPECÍFICOS DO PROJETO
Dados locais

Produção máxima (estimada) em leite beneficiado: 1.200 litros/dia
Relação Consumo de água/ Leite beneficiado: 4 (litros de água)/(litro leite beneficiado)
Vazão (água industrial) utilizada: Q = 4,80 m³/dia.
Dados Gerais
Carga orgânica aplicada (valores em literatura):

Taxas:
Unidade
Ref. Bibliográfica
Observações
DBO aplicada
mg/l
Autor
13.760
Gauchemn -1940
Relatório EPA/EGV – 1971
775
“
Hatch - 1940
Relatório EPA/EGV – 1971
1.890
“
MacKee - 1957
Relatório EPA/EGV – 1971
100 à 2.700
“
Schweizer
Relatório EPA/EGV – 1971
1045
“
Gauchemn
Relatório EPA/EGV – 1971 (valor mais próximo ao menor).
90 a 700
Hab/1000 litros de leite
Juchen , C. R. (2001)
Laticínio com queijaria
(Adotado: módulo experimental)
175
1 m³ de filtro biológico ouTA/gr/m³.dia
Imhoff, 1966 (61)
alternativa volumétrica
(para verificação )
5
Nº de habitante/ m³ de filtro biológico ou TA. (hab/m³)
Imhoff, 1966 (61)
Util para experimentalismo aplicado
0,49
KgDO/ m³.dia
Braile, P.M.
in:- “Despejos industriais” – p.78
Chicago, 1964
0,2 a 4,1
KgDBO5 / 1.000 L leite
Braile, P.M.
in:- “Despejos industriais” – p.143
Tab. 7.4 –Op.citada.
1.400
mg/l

STAR -- DIMENSIONAMENTO (PRELIMINAR)
Pelo critério da População Equivalente, considerados:

a) referencia em DBO adotada para controle: 1.045 mg/l (Gauchemn –1970)
b) Carga orgânica unitária considerada: DBO = 0,54 g.DBO / Hab.dia (Item 5.3.4 - PNB 570/ABNT)
c) Despejo doméstico em equivalente populacional/dia: 70 litros/hab.dia (item 5.3 – Tab. 1 – NBR – 7229/93)
d) Contribuição em Lodo Fresco: 0,3 L/hab.dia (idem: item 5.3 – Tab. 1 – NBR – 7229/93)
e) Produção de gordura : 520 mg/l (Hammer, M. p.335 - 1979)

População equivalente adotada (Juchen) para composição de módulos no STAR:
Faixas: 90 habitantes por 1.000 litros de leite processado.
700 habitantes por 1.000 litros de leite processado.

O projeto prevê faixas variáveis de operação entre 90 à 700 hab. em função da variação (possível) dos produtos e derivados em escala de produção. Por essa razão o projeto subdivide as faixas de DBO correspondentes em módulos unitários de aplicação crescente.
Quantidade de leite diária processada: 1.200 litros diários. Q = 1,2 m³/dia.

Em correspondência obtém-se:
População mínima estimada: 90 x 1,2 = 108 hab.
População máxima estimada: 700 x 1,2 = 840 hab.
Carga Orgânica mínima: 108 x 0,54 = 58,32 grDBO/dia.
Carga Orgânica máxima: 840 x 0,54 = 453,6 grDBO/dia

STAR – CONDIÇÕES E IMPLANTE
(NIVEL: RTP)

MEMORIAL SUCINTO - DESCRITIVO E JUSTIFICATIVO

Critérios de cálculo e população equivalente, vazão e tempos de detenção adotados
Para efeito de dimensionamento considera-se o projeto desdobrado em “etapas” constituídas por módulos para atender populações equivalentes de 108 hab - carga rm DBO correspondentemente aplicada. Para alcançar em etapa final de projeto a carga correspondente a 840 hab. prevê-se a subdivisão desse intervalo em 8 módulos para desdobramentos de produção e carga correspondente atribuída.

Nº de Módulos previstos: 8 módulos

Inicialmente o projeto prevê o dimensionamento dos reatores anaeróbios na planta do STAR com volumes definidos pela população equivalente na condição modulada de 108 hab. (cálculo efetuado segundo a PNB Nº 7229/93).

Vazão equivalente estimada e verificação de tempos de detenção:
Q = (70 x 108)/86.400 = 0,89 l/s. ou 1,26 m³/dia.

Deve-se observar ser tal vazão virtualidade imposta pelo critério da PNB 7229/93 para compensar a carga poluidora correspondente à denominada população equivalente. No caso igual a 108 hab. Essa vazão dimensiona o volume modulado (para o primeiro reator previsto).
Entretanto, dadas as intenções experimentalistas do projeto potencializa-se o funcionamento alternativo como reator anaeróbio de fluxo ascendente considerado em projeto experimental (alternativo) onde os tempos de detenção são menores (ordem de 7 horas). Assim devem-se introduzir modificações através de paredes móveis (septos ou cortinas em madeiras removíveis) bem como enchimentos para estabelecer fundos falsos de altura variável - para permitir volumes diversos no interior do tanque séptico (preliminarmente dimensionados segundo a PNB 7229/93) pois as câmaras (digestão anaeróbia)concebidas na forma encomendada pelo orientador deverão proporcionar sucessivamente tempos de detenção em função da vazão hidráulica real, correspondente às águas lançadas no STAR. No caso, na ordem de 4, 8 m³/dia.
Nota: para maior flexibilidade variar volumes e tempos de detenção, o fundo do módulo terá enchimento com altura variável e, revestido com fina camada de cimentado (facilmente removível) disposta por sobre a camada superior. Essa providência permite ajustar e variar o volume útil; enquanto para as sub-câmaras, verticalmente separadas, os septos de subdivisão das três câmaras previstas será construído em madeira (material removível) para também ampliar ou reduzir os respectivos tempos(detenção) em cada sub-câmara considerada. Assim possibilitam a seguinte variação nos tempos de detenção:

1ª - Sub-câmara: 6 hs.
2ª - Sub-câmara : 8 hs.
3ª - Sub-câmara: 10 hs.

PRÉ DIMENSIONAMENTO DAS UNIDADES

a) remoção de sólidos grosseiros
Grade de barras:
Perfis: 1 ½ x ¼”
Espaçamento: 2 cm entre perfis.
Gradeamento – Croquis Nº 1

Obs. Em primeira aproximação e, mantidas a forma, dimensões da largura indicadas no croquis (0,45 m) foram alteradas. em razão de compatibilizações (ajustes construtivos) às dimensões da unidade seguinte. Procurou-se para facilitar a construção homogeneizar largura inicial do conjunto. No caso as duas unidades desarenadoras ficaram com larguras de 1,00 m com a vantagem de facilitar acessos e limpeza.

Justificativa: quanto à largura total de grade, ver justificativa adiante para largura total dos desarenadores – croquis - concepção preliminar.Tal justificativa atende ao item 5.3 – NB Nº 576 / ABNT.

b) Desarenador:
Partículas a serem removidas – T.E. – 0,2 mm.
Peso específico: 1,9 Kg/m³
Velocidade de sedimentação: Vs = 0,016 m/s (Verificado: Stokes)
Taxa = 1.382 m³/m². dia (taxa de verificação empregada )
Dimensões mínimas necessárias:
Largura mínima: 0,30 m
Profundidade mínima requerida: 0,027 m + 0,20 m (NB 570 - item 6.2.4 – a) = 0,227 m.
Extensão mínima requerida: 0,50 m.
Dada a pequena monta em custos e, a característica de projeto experimentalista a demandar flexibilidade operacional (cargas, volumes e vazões) foram adotadas as seguintes dimensões finais:
Largura total do desarenador: 1,00 m
Extensão: 2,00 m.
Profundidade: 0,25 m.
Nº de unidades desarenadoras: 2
Desarenador – Croquis Nº 2
Para facilitar acesso e limpeza foi prevista a passarela mostrada em corte no croquis acima com largura de 0,70 m. e a dimensão de 0,20 como profundidade para acumulação de material sedimentado (NB 570 - item 6.2.4 – a) .
Justificativa: A largura aparentemente excessiva, cobre a previsão de partida do presente estudo subdividido em 8 (oito) módulos de capacidade total - inicialmente cogitados como partes (etapas) para expansão do projeto. Assim a largura “útil” considerada por módulo e separáveis por septos móveis (madeiras), equivale à das ranhuras propositalmente introduzidas ao fundo, de modo a separar a largura total em virtuais “faixas” de escoamento o mais possível laminar. A largura de cada módulo corresponde pois a de uma “canaleta” virtual de 0, 20 m, inicialmente cogitada em cálculo preliminar.
c) Flotador:
Taxa de ar: Q ar = 4,2 m³ (ar)/m³ (efluente)
Vazão (real) do efluente : Qefluente = 4.800 l / dia
Vazão de ar a injetar: 4,2 x 4.800 = 20,16 m³.dia
Armazenamento de gordura:
Capacidade de retenção: gordura retida (Kg) em função de Q (l/min):
C = (¼ )xQ (conferência inicial por módulo aplicado)
Onde C = Gordura retida em Kg
Q = vazão em litros por minuto.
Condições a atender:
Retenção total menor do que 75% do volume.
Volume previsto para armazenamento provisório de gordura acumulada:
Q = 4,8 m³/dia = 4.800 l / dia / (24 x 60) = 3,33 l/min.
C= 3,33 / 4 = 0,8325 Kg/dia. (Gordura produzida a acumular – valor a conferir pelo STAR proposto em função da vazão variável)
Flotador – Depósito de Gordura – Croquis Nº 3
Nota: no croqui acima a gordura extravasa por sobre a câmara do flotador pelo vertedor superior à esquerda e, desce para a câmara de acumulação assinalada como depósito para gordura através dos orifícios mostrados acima com diâmetro assinalado em 250 mm. Por conveniência de limpeza e descarga do material acumulado esse depósito terá fundo inclinado 3 (V) : 1(H) e a largura indicada em o,25 m poderá ser ampliada para introdução da enxada destinada a efetuar para raspagens. O volume acumulado poderá encontrar destinatário interessado em sua aquisição. Ou ser destinado ao leito de secagem: alternativa ao não reuso.
d) Equalização dos efluentes
Equalização – Mistura rápida – Croquis Nº 4
e) Digestor anaeróbio - fluxo ascendente - câmaras seqüenciais
Dadas as características de aplicações escolares (escopo do projeto), optou-se no cálculo do volume total por considerar (preliminarmente) o reator anaeróbio dimensionado em conformidade com a Norma Técnica NBR 7.229/93 - relativa aos tanques sépticos ditos convencionais; como exemplarmente são chamadas as fossas sépticas.
Justificativa 1: de modo geral evidencia o cuidado acadêmico ser transmitido como preocupação preventiva quanto à manutenção da segurança sanitária a ser oferecida paralelamente ao intento do ensaio inovador - após o tanque (séptico) global ser subdividido em câmaras de volumes e tempos de detenção variáveis - para atender solicitação do orientador da tese (experimentalista). Assim, desde esse aspecto preliminar inserido como demanda acadêmica em projeto, tomou-se o cuidado de definir a “câmara única” costumeira, na forma recomendada pela mencionada Norma Técnica: para configurar o volume global para dispositivo de eficiência preliminar assegurada. Seria esse volume somatória de parciais - fracionados no interior desse digestor - conforme ilustra o croquis abaixo.
Justificativa 2: Dada a multiplicidade de módulos simultaneamente em operação ou não, o emprego de “by-pass”– poderá ocorrer por sistema isolado ou módulo paralelo assim considerando-se atendida a recomendação do item 5.4 (NBR - 12.209/92) em termos operacionais. Também responderia essa forma à necessidade de explorar limites em unidade piloto destinada à pesquisas e finalidades acadêmicas.
Dimensionamento preliminar:
1) Tanque séptico prismático – câmara única.
O croqui do esquema abaixo representa a câmara dimensionada segundo critérios de população equivalente pela NBR 7.229/93 posteriormente modificado para atender à compartimentação requerida em sub-câmaras - para experimentos segundo tempos de detenção variáveis em digestor de fluxo ascendente.
Assim foram determinadas dimensões globais através da seguinte expressão:
V = 1.000 + N (CT + K.Lf)
Onde:
V = volume útil em litros.
N = número de pessoas (população equivalente)
C = contribuição de despejos (l/pessoa.dia) - Ref:- in Tab.1 - NBR 7.229/93.
T = Período de detenção em dias (Tab. 2)
K = taxa de acumulação de lodo digerido em dias (equivale ao tempo de acumulação de lodo fresco (Tab. 3)
Lf = Contribuição de lodo fresco em litro/pessoa.dia (Tab. 1)
No caso:
V = 1.000 + 108 ( 70 x 1,0 + 65 x0,3) = 10.666 Litros = 10,66 m³.
(temperaturas de referencia: 10 < t < 20 ºC)
Dimensões adotadas (croqui acima):
H = 2,90 m. (altura útil)
B = L = 2,0 m.
Tempo de detenção correspondente à vazão hidráulica ( Q = 4,8 m³/dia – vazão real)
V = 2,0 x 2,0 x 2,90 = 11,6 m³
Q = 4,8 m³/dia
Td = 11,6 / 4, 8 = 2,4 dias.
(Obs – o volume foi dimensionado em função da população equivalente. A vazão corresponde aos efluentes industriais produzidos e introdutores da Carga orgânica em DBO equivalente).
2) Sub câmaras em série (fluxo ascendente - tempos de detenção variável)
Para subdivisão da câmara única em sub-câmaras mediante septos de madeira para proporcionar tempos de detenção variáveis ( 6 hs, 8 hs e 10 hs) e considerada a possibilidade modulada para atender variações da demanda (módulos correspondentes à populações de 108 hab) considera-se a vazão total (4,8m³/dia) a percorrer os limites dos tempos de detenção mencionados:
Q = 4,8 m³/dia = 0,2 m³/h.
Assim as sub-câmaras (1), (2) e (3) formadas por compartimentações móveis (madeira removível) seriam cumulativamente dimensionadas:
Para detenção do efluente em 6 horas:
Sub-câmara (1): 0,2 x 6 = 1,2 m³
Para detenção do efluente em 8 horas:
Sub câmara (1) + Sub-câmara (2) = 1,20 + 0,2 x 2 = 1,2 + 0,4 = 1,6 m³
Para detenção do efluente em 10 horas:
Sub câmara (1) + sub-câmara (2) + sub-câmara (3) = 1,20 = 0,2 x 2 + 0,2 x 2 = 2,0 m³.
A somatória dos volumes das três câmaras (2,0 m³) ocupa no interior do tanque séptico espaço menor em relação ao volume global calculado pela NBR-7229/93, o qual fica disponível para aproveitamento como sedimentador primário a ser introduzido no STAR em módulos (aproveitamento estrutura) para novas pesquisas, dada a possibilidade de também terem volumes variáveis (mediante introdução de septos) através de madeiras removíveis aplicados no interior desse volume ora disponível.
A decantação primaria potencializada:
Nas condições verificadas quanto à folga no dimensionamento da câmara única, aproveitar-se-ia o remanescente das três câmaras de digestão acima referidas em série, como volume útil e disponível para sedimentador primário:
Vol = 11,6 – 2,0 = 9,6 m³. (seria dividido em dois módulos de decantação paralela: 2 x 4,8 m³)
Esse volume potencializaria o tempo total (disponibilidade no sedimentador ):
Td = 9,6 m³ / 4,8 m³/dia = 2,0 dias = 48 hs. ( em câmara única – não atende ao item 6.1.3.4 – NBR 12.209/92 para vazão média)
Tal fato potencializaria subdividir as câmaras de decantação primária em módulos de 6,0 hs. (atenderia ao item 6.1.3.4)
Nº de módulos de decantação possíveis: 48 hs / 6 = 8 módulos – tal como coincidentemente prevê o próprio projeto para expansão em etapa final.
Considerada a altura (útil) da câmara onde fiaria inserido (2,90 m) a área superficial (total) seria:
S(total) = 9, 6 / 2,90 = 3,31 m²
Considerada a subdivisão em 8 módulos, a área superficial de cada módulo seria:
S (módulo) = 3,31 / 8 = 0,41 m²
Caso a vazão total fosse atribuída a um módulo, a taxa de aplicação seria:
Taxa = 4,8m³. dia / 0,41 = 11,70 m³/m².dia < 60 m³ / m².dia (atende ao item 6.1.3.2 a - NBR 12.209/92)
Tanque séptico – Croquis Nº 5
f) Digestão anaeróbia – Modulo alternativo
Filtro anaeróbio considerado pela integridade do volume e potencial de modificações:
V = 1,6 NCT ( PNB 7.229/93)
V = 1,6 x 108 x 70 x(8/24) = 4,04 m³ > 1,25 m³ (volume mínimo = 1,25 m³)
Condições impostas:
Altura útil+ 1m80 m.
Menor lado da base (B ) ou ( L) < 3 H
Enchimento : Pedra Britada Nº 4
Carga hidráulica mínima = 0, 10 mca.
Fundo Falso: fuos a cada 0,15 x 0,15 m. - diâmetro: 3 cm.
Verificação da base míima requerida:
B =L = (V / Hutil ) ½ = (4,03 / 1,80 ) ½ = 1,50 m.
Por razões construtivas (compatibilizações) em relação à dimensões vizinhas como conjunto estrutural, dadas as pequenas dimensões da obra, optou-se por adotar base quadrada 2 x 2 m². Mantida no entanto a altura mínima preconizada pela norma conforme ilustra o croquis Nº 6 abaixo.
Reator anaeróbio - alternativo – Croqis nº 6
g) Leitos de Secagem.
Leito experimental “wetland” e leito concebido segundo a norma NBR 7.229/93.
As dimensões do STAR são convenientemente reduzidas pela pouca disponibilidade de área local. Além disso impõe-se flexibilidade ao projeto diante da multiplicidade de experiências a se intentarem; as quais sempre exigiriam adaptações em formas e geometrias. Também a ponderar resta a exigência da norma quanto à existência de pelo menos dois leitos basicamente iguais (item 6.8.3.5 – NB 570),
Diante das condições de contorno acima, optou-se pela construção de duas unidades iguais, embora uma delas inicialmente possa funcionar como leito cultivado de fluxo sub-superficial “wetland” - para atender ao preconizado pelo orientador da tese (retangular – tronco piramidal, base invertida preenchida com brita nº 2 e tubos difusores de vazão pelos fundos). Tais formatos são obtidos mediante preenchimento com materiais (removíveis) próprios para a moldagem interna - segundo formulado no intento inicial.
O outro leito atenderia as necessidades de disposição dos lodos oriundos do sediumentador primário, assim como pelas descargas de fundo dos digestores anaeróbio instalados, dimensionado para atender às seguintes comndições:
Acumulação de lodo
Intervalo entre limpesas: 1 ano.
Temperatura média: 10 <> 65 dias.
Volume de lodo previsto (descarga): 12,6 x 65 = 820 m³/ano/descarga.
Nº de Leitos de secagem: 2 unidades.
Camada: < 30 cm.
Granulometria do materialfiltrante: 0,5 mm < T.E. < 20 mm. (T.E. = tamanho efetivo)
Altura mínima do dique: 70 cm.
Destino final do lodo: áreas agricultáveis disponíveis - controle da FEAM.
Basicamente em ajuste às demais estruturas do STAR os leitos de secagem assumiriam as formas e dimensões do croquis abaixo.
Leito de secagem - croquis Nº 5
O STAR
(Esquema Geral – proposto)
Foto 10 - O local escolhido
Ainda em esboço preliminar, o STAR estaria construtivamente representado em suas concepções iniciais pelos esquemas abaixo, da unidade vista em planta e corte parcial, assim como pelos esquemas definidos em primeira aproximação para estabelecer o perfil hidráulico dentro do desnível entre a cota de soleira da unidade industrial e a cota de enchente máxima no caso assinalada em 26/02/2004 em local (ponte da Rodovia M% 295/Rio Mogi – coordenadas locais correspondentes a 22º 18'996 (S) e 46º 19,827 (W) = 3,05 m.
Perfil hidráulico preliminar
Diagrama das tubulações
* * * * *
Informações complementares
O presente projeto em etapa posterior e para conferir, relativa aos demais cuidados ambientais, deverá informar (complementarmente):
- Regime de lançamento – Contínuo ou Descontínuo. Bateladas, Intervalos..
Monitoramentos - Volume e duração média das descargas, bem como o número de descargas ao longo do dia.
Análises requeridas - pH; DBO5 (20 ºC);DQO;Temperatura, Materiais sedimentáveis; óleos e graxas; SS. De modo geral a amostragem deverá ser representativa de um ciclo completo de trabalho. Deverão ser formadas amostras compostas – quando for o caso.
Caracterização dos efluentes - As coletas deverão ser responsabilidade de laboratório, executadas segundo normas técnicas NBR 9800/97 e NBR 9897/87 em observância de ciclos e freqüências sobre elementos observados, corpos e compostos perquiridos. Essa observação deverá ser exigida nos laudos.
Padrões e lançamentos - Em continuidade serão estudadas e apresentadas medidas corretivas para a hipótese de exigências da Resolução Normativa Nº 10/86-COPAM não estiverem atendidas de modo a compor eventual plano de controle a ser apresentado para controle da poluição decorrente.
Esgoto sanitário: coletado e tratado em módulo experimental à parte integrante do STAR ou até para conferir interferências, misturado aos efluentes gerais. De todo modo o lançamento final atenderá as exigências da Deliberação Normativa Nº 10/86 COPAM. - - - -Eventuais medidas corretivas integrarão o PAC.
Efluente atmosférico: haverão gazes provenientes dos digestores. Embora a Norma Técnica dispense instalação de queimadores dada as dimensões reduzidas do STAR, serão instalados tubulações de saída com dispositivos de queima ou derivações para outro aproveitamento. Ou medição de ciclos.
Odores - Por especial interesse em estabelecer medidas e padrões serão observadas a presença de substâncias odoríferas para fins de caracterização e controle de efluentes atmosféricos provocados por fontes específicas – conforme previsto pelo Art. 6º da Deliberação Normativa COPAM 011/86.
Ruídos – Embora haja afastamento da área de ocupação urbana, porá haver alteração quanto ao ruído de fundo local dada a necessidade de instalação de compressores para ar e pela constância de uso haverão ruídos a serem controlados de modo a atender limites e exigências da NBR 10.15/87
Resíduos Sólidos – Será conveniente consultar a FEAM quanto ao aproveitamento como terra de cobertura a formar camada no “lixão” municipal. Acompanhado de laudo de análise e classificatório (NB - 10.004 /ABNT) deverá ser informada a taxa de geração, destino e forma de tratamento ou disposição final ao controle da FEAM.
Controle Aplicado - Para fins de aproveitamento em pesquisa futura e aplicada, serão observadas e relatadas ao SISNAMA em processo contributivo ao interesse geral e aproveitamento múltiplo - coincidências de cargas e descargas com fases do processo produtivo e confrontados com padrões de emissões prescritos na Deliberação Normativa Nº 11 – COPAM. Locais de coletas e amostras serão determinados em projeto - respeitados os períodos de detenção correspondentes à vazão teórica aplicada e conferida..
Para implante, dado o caráter contribuitivo emprestado à Gestão Ambiental em pedagogia aplicada aos cursos ministrados pela EAFI segundo ditames da Lei para melhor desiderato acadêmico sob estruturas do MEC acopladas às do SISNAMA/MMA sob correspondencia do múltiplo interesse em favor de gerações futuras, o presente estudo preliminar requer o exame, contribuição aperfeiçoadora, crítica, e licenciamento ambiental pelos órgãos competentes na forma da Lei.
Conclusão: dado o escopo inicial, tecnológico, restrito, experimental, educacional, econômico, pedagógico e ambientalista, o projeto agrega essa pedagogia ambiental no âmbito da EAFI em contribuição aos propósitos da Lei Nº 7.772 ao dispor sobre a proteção, conservação e melhoria do meio ambiente ao cumprir objetivos do Art. 4º da Lei Federal Nº 6.938/81. No caso, “stricto sensu” pela administração pública ao qual o problema ambiental e educacional está afeto para cumprir finalidade – institucional, pedagógica. E pelo interesse (final, social) a ser atendido quanto ao Art 37 a ser exercido por força de ofício e competência legal cumprimento do Art. 225 da CF.
Inconfidentes, 21 de agosto de 2007.
Raul Ferreira Bártholo
Engº Civil – CREA 31.018/D.
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Normas Técnicas, catálogos e legislação mencionas.
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