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Tratamento de Esgoto Doméstico em Propriedades Rurais: Solução Sustentável com Bambu, Resumos de Engenharia Ambiental

O artigo apresenta um sistema de tratamento de esgoto doméstico simplificado e sustentável para propriedades rurais, utilizando um tanque séptico e vala de infiltração com bambus. O sistema é dimensionado para atender às necessidades de uma família de cinco pessoas, com foco na eficiência do tratamento e na produção de biomassa de bambu. O artigo detalha os cálculos para o dimensionamento do sistema, os materiais utilizados, a instalação e a manutenção, além de abordar os benefícios da utilização do bambu no processo de tratamento.

Tipologia: Resumos

2013

Compartilhado em 08/10/2024

roc-construcoes
roc-construcoes 🇧🇷

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AgroUFG News, Goiânia, n. 2, 2024
Manual Técnico
Tratamento de esgoto doméstico em tanque séptico
com disposição do efluente em vala de infiltração entre
touceiras de bambu
Rogério de Araújo Almeida, Ronaldo Silva de Miranda
Grande parcela da população rural brasileira
vive em condições precárias de saneamento, devido
à ausência de políticas públicas e assistência técnica
ou insuficiência de recursos para a construção de sis-
temas adequados de tratamento do esgoto sanitário. A
ausência ou deficiência dos sistemas de saneamento
básico tem resultado na contaminação do lençol freá-
tico e dos cursos d’água, bem como na proliferação
de doenças de veiculação hídrica.
Segundo a Fundação Nacional de Saúde, os
esgotos domésticos devem ser conduzidos, pre-
ferencialmente, à rede pública de esgoto, quando
houver estação de tratamento no final da rede. Na
ausência de rede pública, o esgoto doméstico poderá
ser tratado em um tanque séptico, e o efluente desse
tanque poderá ser conduzido a um sumidouro, vala
de infiltração ou vala de filtração.
Os tanques sépticos são unidades de fluxo
horizontal destinadas ao tratamento primário do
esgoto por sedimentação, flotação e digestão. Eles
retêm os esgotos domésticos, por um certo período de
tempo, de modo a permitir a decantação dos sólidos,
transformando-os, bioquimicamente, em substâncias
e compostos mais simples e estáveis.
Para melhor funcionamento do tanque séptico,
recomenda-se que seja precedido por unidades de
retenção de gordura, denominadas caixas de gordura,
que têm a função de acumular a gordura presente no
efluente da pia de cozinha. A caixa de gordura deve
ser limpa periodicamente, para garantir uma boa
operação do tanque séptico. O material recolhido
da caixa de gordura poderá ser aproveitado como
matéria-prima na produção de sabão.
As condições exigíveis para projeto, constru-
ção e operação de tanques sépticos são estabelecidas
pela norma técnica NBR 7229/93 da Associação
Brasileira de Normas Técnicas.
Propomos tratar o esgoto doméstico (água
residuária de atividade higiênica e/ou de limpeza) em
um tanque séptico simplificado e aplicar o efluente do
tratamento em uma vala de infiltração, entre plantas
de bambu. Dessa forma, a eficiência no tratamento
será de 100% e ainda haverá a produção de biomassa
de bambu, que poderá ser utilizada para diversos fins
dentro e fora da propriedade rural. Apresentamos
um exemplo de dimensionamento e construção do
sistema, considerando uma família de cinco pessoas.
Para dimensionar o sistema para famílias com mais
ou menos componentes, basta alterar o número de
pessoas (N) na equação de cálculo do volume total
do tanque séptico.
O volume total do tanque séptico é calculado
pela equação:
V = 1.000 + N ( C * T + K * Lf )
em que: V é o volume total do tanque séptico; N a
quantidade de moradores (5 pessoas para o sistema
aqui proposto; C a contribuição de dejetos em litros/
pessoa x dia (conforme Tabela 1 da Norma, residên-
cia padrão baixo, C = 100); T o tempo de detenção
hidráulica, em dias (conforme Tabela 2 da Norma,
para contribuição diária entre 1.501 e 3.000, adotar
T = 22 horas ou T = 0,92 dia); K a taxa de acumu-
lação de lodo (conforme Tabela 3 da Norma, para
intervalo entre limpezas de 2 anos e temperatura
média > 20 ºC, K = 97); e Lf a contribuição de lodo
fresco, litro/pessoa x dia (conforme Tabela 1 da
Norma, Lf = 1 L/pessoa * dia). Considerando-se o
cálculo para 5 pessoas, teremos V = 1.000 + 5 (100 *
0,92 + 97 * 1), resultando em V = 1.945 litros por dia
ou V = 2,0 m3 por dia.
Os tanques sépticos são normalmente cons-
truídos em alvenaria, com paredes e piso impermea-
bilizados. Também pode-se utilizar uma variedade
de materiais na sua construção, como caixas d’água
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Manual Técnico

Tratamento de esgoto doméstico em tanque séptico

com disposição do efluente em vala de infiltração entre

touceiras de bambu

Rogério de Araújo Almeida, Ronaldo Silva de Miranda Grande parcela da população rural brasileira vive em condições precárias de saneamento, devido à ausência de políticas públicas e assistência técnica ou insuficiência de recursos para a construção de sis- temas adequados de tratamento do esgoto sanitário. A ausência ou deficiência dos sistemas de saneamento básico tem resultado na contaminação do lençol freá- tico e dos cursos d’água, bem como na proliferação de doenças de veiculação hídrica. Segundo a Fundação Nacional de Saúde, os esgotos domésticos devem ser conduzidos, pre - ferencialmente, à rede pública de esgoto, quando houver estação de tratamento no final da rede. Na ausência de rede pública, o esgoto doméstico poderá ser tratado em um tanque séptico, e o efluente desse tanque poderá ser conduzido a um sumidouro, vala de infiltração ou vala de filtração. Os tanques sépticos são unidades de fluxo horizontal destinadas ao tratamento primário do esgoto por sedimentação, flotação e digestão. Eles retêm os esgotos domésticos, por um certo período de tempo, de modo a permitir a decantação dos sólidos, transformando-os, bioquimicamente, em substâncias e compostos mais simples e estáveis. Para melhor funcionamento do tanque séptico, recomenda-se que seja precedido por unidades de retenção de gordura, denominadas caixas de gordura, que têm a função de acumular a gordura presente no efluente da pia de cozinha. A caixa de gordura deve ser limpa periodicamente, para garantir uma boa operação do tanque séptico. O material recolhido da caixa de gordura poderá ser aproveitado como matéria-prima na produção de sabão. As condições exigíveis para projeto, constru- ção e operação de tanques sépticos são estabelecidas pela norma técnica NBR 7229/93 da Associação Brasileira de Normas Técnicas. Propomos tratar o esgoto doméstico (água residuária de atividade higiênica e/ou de limpeza) em um tanque séptico simplificado e aplicar o efluente do tratamento em uma vala de infiltração, entre plantas de bambu. Dessa forma, a eficiência no tratamento será de 100% e ainda haverá a produção de biomassa de bambu, que poderá ser utilizada para diversos fins dentro e fora da propriedade rural. Apresentamos um exemplo de dimensionamento e construção do sistema, considerando uma família de cinco pessoas. Para dimensionar o sistema para famílias com mais ou menos componentes, basta alterar o número de pessoas (N) na equação de cálculo do volume total do tanque séptico. O volume total do tanque séptico é calculado pela equação: V = 1.000 + N ( C * T + K * Lf ) em que: V é o volume total do tanque séptico; N a quantidade de moradores (5 pessoas para o sistema aqui proposto; C a contribuição de dejetos em litros/ pessoa x dia (conforme Tabela 1 da Norma, residên- cia padrão baixo, C = 100); T o tempo de detenção hidráulica, em dias (conforme Tabela 2 da Norma, para contribuição diária entre 1.501 e 3.000, adotar T = 22 horas ou T = 0,92 dia); K a taxa de acumu- lação de lodo (conforme Tabela 3 da Norma, para intervalo entre limpezas de 2 anos e temperatura média > 20 ºC, K = 97); e Lf a contribuição de lodo fresco, litro/pessoa x dia (conforme Tabela 1 da Norma, Lf = 1 L/pessoa * dia). Considerando-se o cálculo para 5 pessoas, teremos V = 1.000 + 5 (100 * 0,92 + 97 * 1), resultando em V = 1.945 litros por dia ou V = 2,0 m^3 por dia. Os tanques sépticos são normalmente cons- truídos em alvenaria, com paredes e piso impermea- bilizados. Também pode-se utilizar uma variedade de materiais na sua construção, como caixas d’água

1.200 mm Fotos: Ronaldo Silva de Miranda recicladas e concreto pré-moldado. Nós sugerimos a utilização de contenedores plásticos (Figura 1), que agilizam, barateiam e simplificam sua instalação. Existem recipientes plásticos (tambores, caixas d’água, contenedores) com diversas capacidades volumétricas (100, 150, 200, 240, 500, 1.000 litros, etc.). Considerando-se o volume total calculado, iremos utilizar dois contenedores plásticos com capacidade volumétrica individual de 1.000 litros, instalados em série (o esgoto passará de um para o outro). Os contenedores serão enterrados no solo, sem sua grade de proteção. A altura útil do tanque séptico é calculada pela equação: V = Ab * hu em que: V é o volume (2,0 m 3 ); Ab a área da base dos contenedores (1,2 * 1,0 * 2 = 2,4 m^2 ); e hu a altura útil do efluente no interior dos contenedo - res. Assim: hu = V/Ab, resultando em hu = 2/2,4 = 0,83 m ou 83 cm. A altura útil calculada foi de 83 cm. Entretanto, para aproveitarmos melhor o volume dos contenedores, adotaremos a altura útil de 1,05 m. A interligação entre os contenedores será executada conforme a Figura 2, perfurando-se as paredes do tanque com serra copo e fixando-se tu- bos de PVC de 100 mm de diâmetro com flanges de PVC soldáveis, ligando aos Ts, os quais devem ter um prolongamento instalado para que sejam feitas inspeções e/ou limpeza do tanque. Esse prolonga- mento será vedado com um tampão tipo cap de PVC, na extremidade superior, e deverá estar 10 cm acima do nível do solo. A extremidade inferior é aberta, e estará 35 cm abaixo da superfície do líquido, de forma a evitar que tanto o material flutuante quanto o material decantado passe de um tanque a outro ou para fora do segundo tanque. Devemos escolher um local para a instalação do tanque séptico abaixo da residência, de forma a permitir o escoamento do esgoto pela gravidade, longe de árvores, córregos, cisternas, etc. Fazer a escavação no terreno com picareta, enxadão ou pá, em profundidade 10 cm maior que a altura dos contene- dores, e deixando uma folga de 30 cm de cada lado. Após escavar, limpar e nivelar o fundo, adicionando uma camada de areia lavada de 10 cm. Com a base devidamente nivelada, posicionar os contenedores no centro da escavação e proceder às interligações hidráulicas, conforme apresentado na Figura 2 e descrito a seguir: para conectar a entrada de esgoto, perfurar o contenedor com serra copo de 100 mm de diâmetro, instalar uma flange de 100 mm e ligar ao tubo de esgoto que vem da residência. No lado de dentro do contenedor, ligar um T de PVC de 100 mm à flange e adicionar tubos de prolongamento, para cima e para baixo. O prolongamento para a parte superior deverá se estender até 10 cm acima do nível do terreno e ser vedado com um tampão tipo cap. O prolongamento inferior deverá ter 35 cm de compri- mento. Esse procedimento também se aplica à ligação entre os tanques e à saída do efluente para a vala de infiltração. O tubo de saída do segundo contenedor Figura 1. Contenedores plásticos com capacidade volumétrica de 1.000 litros. 1.000 mm 1.200 mm 1.200 mm

produtor rural, que poderá preparar brotos para sua alimentação e utilizar varas na confecção de cabos para ferramentas, móveis e artesanatos, construções rurais ou em fogões, como lenha. A aplicação do esgoto tratado ao solo será feita em valas de infiltração, localizadas entre as linhas de plantio dos bambus. As valas de infiltração são uni- dades de depuração e disposição final do efluente no subsolo, por meio de percolação. O sistema radicular dos bambus é constituído por uma malha abundante de raízes finas que crescem a partir da touceira até distâncias superiores a 10 m. As raízes dos bambus irão interceptar o esgoto, impedindo que chegue ao lençol freático. O efluente é rico em nutrientes e irá acelerar o desenvolvimento dos bambus. A vala de infiltração será escavada no solo com certa declividade, e conterá em seu interior um tubo de distribuição de esgoto, perfurado e envolto por um meio filtrante (brita, seixo, cascalho). Em ambos os lados da vala serão plantados bambus entouceirantes, que irão formar uma zona de raízes abundante, que irá absorver a água e os nutrientes contidos no efluente. A vala de infiltração para o efluente prove- niente do tanque séptico é dimensionada conforme estabelecido pela NBR 13969/97 da Associação Brasileira de Normas Técnicas. A área de infiltração é calculada pela equação: Ai = V/Ci em que: Ai é a área de infiltração; V o volume de contribuição diária de esgoto (L/dia), resultado da multiplicação do número de contribuintes (N) pela contribuição unitária de esgoto (C) (Tabela 3 da NBR 13969/97, padrão baixo; N = 5 pessoas; C = 100 litros); Ci o coeficiente de infiltração (m^3 /m^2 * dia) (Ci = 0,09 m^3 /m^2 * dia, conforme Tabela A.1 da NBR 13969/97). Assim, a utilização de V = N * C resulta em V = 5 * 100 = 500 litros por dia ou 0,50 m^3 /dia. Já Ai = 0,50/0,09 = 5,55 m^2 (adota-se uma área de infiltração de 6 m^2 ). O comprimento da vala de infiltração é calcu- lado pela equação: A = C * S em que: A é a área de infiltração Ai (considerar apenas a superfície do fundo da vala); S a largura da superfí- cie transversal da base (adotar S = 60 cm ou 0,60 m); e C o comprimento da superfície longitudinal da vala. Assim: C = A/S = 6/0,6 = 10,0 m. A vala de infiltração vegetada com bambu terá comprimento de 10 m, profundidade de 50 cm e largura de 60 cm. De acordo com a norma técnica NBR 13969/97, o comprimento máximo de uma vala de infiltração deve ser de 30 m. Em sua escavação, serão utilizados picareta, enxadão, pá e enxada. O fundo da vala de infiltra- ção terá uma declividade de 0,5%, ou seja, a cada 10 m caem 5 cm, para permitir que o efluente escoe naturalmente, sem a necessidade de bombeamento. Para nivelamento do fundo será utilizado um nível de mangueira. A vala de infiltração será escavada nas dimen- sões indicadas no projeto. Deveremos raspar os lados e o fundo e remover todo o material solto. O fundo da vala será preenchido com uma camada de 10 cm de brita nº 1, cascalho grosso ou seixo rolado. Sobre essa camada será colocado o tubo de PVC de 100 mm de diâmetro, perfurado em toda a sua extensão com furos de 2 cm de diâmetro, com vistas a permitir a saída do líquido ao longo da vala. O tubo será envolto com manta geotêxtil tipo bidim, para evitar que seja entupido por terra. Será recoberto por uma camada de 20 cm de brita nº 1, cascalho grosso ou seixo rolado. Por cima da brita será aplicada uma camada de solo (Figuras 3 e 4). O efluente do tanque séptico será conduzido até a vala de infiltração por um tubo de PVC de 100 mm de diâmetro, sem furos. O tubo perfurado será colocado somente dentro da vala. Nas laterais da vala de infiltração serão plan- tadas dez mudas de bambu maciço, do tipo entoucei- rante ( Dendrocalamus strictus ), cinco de cada lado, em disposição triangular, com 2,5 m de distância entre as mudas, conforme apresentado na Figura 5. As mudas de bambu serão plantadas em covas de 40 x 40 x 40 cm. Em cada cova deverá ser mistura- da uma lata de esterco de gado, curtido. Ao realizar o plantio, cortar o fundo da sacola plástica que envolve a muda com um canivete, posicionar a muda dentro da cova cuidadosamente, para não quebrar o torrão, fazer um corte vertical na sacola e retirá-la. Voltar com a terra para dentro da cova ao redor da muda, pressionando para remover qualquer bolsão de ar. Em seguida, molhar com duas latas de água por cova. Manter o solo das covas úmido, molhando cerca de duas vezes por semana, até que haja o pegamento das mudas. Adicionar uma camada espessa de folhas ou capim seco ao redor das mudas, com vistas a formar uma cobertura morta que minimize a evaporação da água do solo.

Figura 3. Perfil da vala de infiltração com detalhes para o posicionamento do tubo de drenagem e do preenchimento com brita (medidas em metros). Figura 4. Sistema de tanque séptico seguido por vala de infiltração com bambus nas laterais (medidas em metros). Figura 5. Detalhe da disposição dos bambus nas laterais da vala de infiltração (medidas em metros).