SISTEMAS DE TRATAMENTO DE ÁGUAS E EFLUENTES: UPGRADE DE FOSSAS
SEPTICAS PARA ETAR COMPACTA
Ivo BRAGA1
RESUMO
Desde 1987, a AQUAPOR / LUSÁGUA é um dos principais players do mercado na Gestão de
Concessões Municipais e Prestações de Serviços de abastecimento de água e de saneamento de
águas residuais diretamente à população, às autarquias e às indústrias.
A nova estratégia para o tratamento de águas residuais passa também pelo upgrade de algumas
instalações de tratamento como fossas sépticas. Estas instalações atingem o limite de capacidade de
tratamento, sendo necessário a sua remodelação com novos equipamentos e formas de tratamento,
desta forma é efetuado uma alteração do processo de tratamento que inclui a instalação de
equipamentos de tratamento e também uma automatização do processo, por forma a garantir que
estas instalações possam ser instaladas e estejam em funcionamento em regime descentralizado. Este
novo processo permite que duas principais preocupações sejam suprimidas o tratamento e controlo da
instalação, com os novos equipamentos instalados a capacidade e eficiência da instalação aumenta
significativamente, garantindo os critérios de descarga e o controlo da instalação à distância é
permitido devido a sua automatização e comunicação seja por sistema central ou comunicação de
avisos de interrupção do funcionamento.
Palavras-chave: águas residuais, eficiências de remoção, reformulação, upgrade, fossas sépticas.
1 - Engenheiro Eletrotécnico, Coordenador de Centros de Exploração Norte e Coordenador da Estrutura Central de
Manutenção da Luságua, Luságua - Serviços Ambientais, S.A., [email protected]
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1. INTRODUÇÃO
Antes de 1993, a situação global dos serviços de abastecimento público de água e saneamento
de águas residuais em Portugal era bastante deficiente e apresentava dificuldades em responder aos
novos desafios impostos pela União Europeia. Nesse ano, o Governo Português legislou no sentido de
permitir o acesso de capitais privados às atividades de exploração e gestão dos serviços de água.
Comprometeu-se ainda com a reorganização do setor de forma a garantir um acesso universal e
contínuo da população aos serviços, elevados níveis de qualidade de serviço, nomeadamente em
termos de qualidade de água, acessibilidade económica aos serviços e a promover a sustentabilidade
ambiental.
Assente nos planos estratégicos PENSAAR I e PENSAAR II, o país assumiu, desde 2000 e até
2013, um rumo no sentido de abrangência dos serviços de água e saneamento, atingindo, nesse ano,
as metas europeias estabelecidas em termos de cobertura das respetivas de redes de distribuição de
água e recolha de águas residuais.
Também no que concerne aos critérios de descarga, existe atualmente uma alteração de
paradigma; o cumprimento de critérios generalizados está a ser substituído por estratégias de
avaliação de risco, as quais sustentarão a análise de parâmetros específicos e de periodicidades de
análise mais ou menos exigentes consoante o enquadramento do efluente, integrando critérios
urbanísticos, demográficos, socioculturais, entre outros.
As Fossas sépticas foram das primeiras unidades tecnológicas concebidas para efetuar o
tratamento das águas residuais Trata-se de um processo de tratamento utilizado para águas residuais
produzidas pequenas comunidades e geometricamente isoladas e de contaminação essencialmente
orgânica para pequenos caudais a tratar sendo umas das soluções mais utilizadas devido ao sue baixo
custo e fácil construção.
A definição mais comum para fossa séptica é de um retângulo construído em betão, PVC ou
fibrocimento onde se processa o tratamento das águas residuais domesticas com elevado teor em
sólidos. São concebidas para a separação dos poluentes presentes na água residual permitindo a
separação solido liquido.
Este tipo de instalação é por unidades constituídas por duas camaras tratamento onde o efluente
é depositado decorrendo um processo de decantação e a sedimentação dos sólidos sedimentáveis e o
e tratamento anaeróbio das lamas sedimentadas,
Estas unidades apresentam como vantagem baixos custos de manutenção e operação, sendo
que uma das suas desvantagens é a percentagem de depuração ser de 50% em SST e de 30 a 40 %
em CBO, e como a remoção das lamas produzidas ser um processo manual.
2. CASO DE ESTUDO
A fossa séptica em estudo é uma infraestrutura construída no início dos anos 80 para tratar as
águas residuais recolhidas. Esta infraestrutura encontra-se inoperacional, resultando no incumprimento
dos valores limites de emissão sobre o meio hídrico recetor.
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Com o intuito de repor o normal funcionamento daquela unidade de tratamento de águas
residuais, foi solicitado à Lusagua a adequação daquela fossa, tendo em vista o cumprimento do atual
quadro legislativo no que refere ao tratamento de águas residuais urbanas.
Foi assim intensão da Lusagua reconverter a fossa séptica num sistema de lamas ativadas em
baixa carga.
A reconversão da fossa séptica compreendeu a constituição de um reator biológico de lamas
ativadas em baixa carga de funcionamento contínuo recorrendo ao segundo compartimento da fossa.
A atual fossa sética é constituída por três compartimento, o primeiro ocupando a primeira metade
do tanque e os outros dois a segunda metade. A comunicação entre o primeiro e os seguintes dois
compartimentos é realizada por um tubo descarregador. Os dois compartimentos na segunda metade
do tanque comunicam num esquema de vazos comunicantes. Na globalidade, a fossa sética apresenta
as seguintes dimensões:
Comprimento do primeiro compartimento --------------------- 7.50 m
Comprimento unitário seguintes (dois) compartimentos --
3.65 m
Largura dos compartimentos -------------------------------------- 3.65 m
Altura útil dos compartimentos -----------------------------------
1.80 m
Volume útil total ------------------------------------------------------
59.2 m3
As águas residuais saídas da fossa séptica são descarregadas diretamente sobre o meio hídrico
recetor.
Como referido, é considerada a reconversão da fossa séptica numa ETAR de lamas ativadas de
funcionamento sequencial (SBR). A reconversão de um tanque SBR permite fazer face às populações
equivalentes – 145 habitantes equivalentes, podendo esta solução e com as atuais instalações
estender como novo upgrade a instalação até aos 308 habitantes equivalentes.
Para além da reconversão propriamente dita da fossa, é considerada a construção de um canal
de grades à cabeça da ETAR e a medição dos caudais rejeitados no meio hídrico recetor.
A reconversão foi também acompanhada das obras de construção civil necessárias para a
reabilitação e adequação das infraestruturas existentes às novas funções. Para a nova estrutura foram
edificados, reparados e reabilitados algumas das estruturas da fossa séptica, a construção de um canal
de grades e de uma câmara de saída, a construção de um edifício de apoio, adaptação e construção
de novos circuitos hidráulicos, a aplicação de pinturas de proteção e a vedação do recinto.
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2.1. ETAR instalada
Antes da instalação foram recolhidos dados sobre a capitação para que o estudo e
implementação deste upgrade estivesse de acordo com o pretendido como tratamento das águas
residuais.
Quadro 1 - Cargas poluentes das águas residuais. Capitações
PARÂMETRO
CAPITAÇÃO
CARÊNCIA BIOQUÍMICA DE OXIGÉNIO, CBO
(g/hab.dia)
60
CARÊNCIA QUÍMICA DE OXIGÉNIO, CQO
(g/hab.dia)
120
SÓLIDOS SUSPENSOS TOTAIS, SST
(g/hab.dia)
90
AZOTO TOTAL, N
(g/hab.dia)
12
FÓSFORO TOTAL, P
(g/hab.dia)
4
Esta reconversão surge na necessidade de tratamento eficaz para as águias residuais, desta
forma e com o intuito de podermos utilizar o máximo de capacidade de tratamento da instalação
existente, foram previstos duas fases de extensão de tratamento por forma a permitir o tratamento de
duas camadas populacionais. A reconversão inicial e estudada neste caso é a 1ª fase de conversão
que permite o tratamento das cargas poluentes de 145 habitantes equivalentes, podendo ser
posteriormente aumentado a sua capacidade numa 2ª fase para 308 habitantes equivalentes.
Quadro 2 - Caudais e cargas poluentes de projeto
PARÂMETRO
1ª FASE
2ª FASE
CAUDAL MÉDIO, QMD
(m3/d)
24.68
52.43
CAUDAL MÁXIMO, QMAX
(m3/h)
4.55
7.54
CARÊNCIA BIOQUÍMICA DE OXIGÉNIO, CBO
(kg/d)
8.70
18.48
CARÊNCIA QUÍMICA DE OXIGÉNIO, CQO
(kg/d)
17.40
36.96
SÓLIDOS SUSPENSOS TOTAIS, SST
(kg/d)
13.05
27.72
AZOTO TOTAL, N
(kg/d)
1.74
3.70
FÓSFORO TOTAL, P
(kg/d)
0.58
1.23
A 1ª Fase compreende a reconversão da segunda metade da fossa séptica num tanque SBR. O
primeiro compartimento foi mantido, possibilitando a decantação do efluente antes de ser rececionado
no tanque SBR (tratamento primário) e armazenar as lamas primárias e excedentes do tratamento
biológico subsequente no tanque SBR. O funcionamento do tanque SBR é de nível variável a
alimentação ininterrupta.
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Antes de rejeitadas no meio hídrico recetor, é efetuada a medição dos caudais das águas
residuais tratadas.
O canal de grades foi munido de duas válvulas mural de comando manual que permite fazer o
bypass ao primeiro compartimento da fossa sética, ou à totalidade da ETAR após a gradagem.
ÁGUAS RESIDUAIS BRUTAS
TRATAMENTO PRELIMINAR:
TRATAMENTO PRIMÁRIO:
TRATAMENTO BIOLÓGICO:
LAMAS EM EXCESSO
- Tanque SBR, lamas ativadas em baixa carga
MEDIÇÃO DE CAUDAIS:
- Medidor eletromagnético
EFLUENTE TRATADO
Figura 1 - Esquema de tratamento da ETAR instalada
Para esta instalação foram considerados um conjunto de equipamentos de simples
implementação e operação, para que esta solução não seja complexa em relação ao objeto de
operação anterior.
Fase Líquida
1.
Canal de grades:
• Grade de limpeza manual;
• Válvulas mural de comando manual;
2.
Decantador / Tanque de armazenamento de lamas (1º compartimento da fossa sética);
3.
Tanque SBR:
• Decantador,
• Bomba submersível de descarga do efluente tratado,
• Interruptor de nível,
• Válvula de retenção para a bomba submersível de descarga do efluente tratado,
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•
•
•
•
4.
Válvula de seccionamento para a bomba submersível de descarga do efluente tratado,
Bomba submersível de purga de lamas em excesso,
Grelha de difusores de bolha fina,
Soprador;
Medição de caudais efetuado com medidor de caudais do tipo eletromagnético.
Fase Sólida
As lamas primárias e as lamas em excesso do tratamento biológico são armazenadas no 1º
compartimento da fossa sética.
De acordo com a listagem de objetos instalados na nova ETAR, demonstra que todos os
equipamentos são de baixa dificuldade de instalação e operação, permitindo que a instalação possa
manter níveis de operação e manutenção de baixa complexidade, aliado a um nível de tratamento
adequado ao pretendido e exigido por lei.
Quadro 3 - Valores limites de emissão de acordo com a legislação em vigor
PARÂMETRO
CONCENTRAÇÃO
PERCENTAGEM MÍNIMA DE
REMOÇÃO
CARÊNCIA BIOQUÍMICA DE OXIGÉNIO, CBO
(mg/l)
25
70 – 90
CARÊNCIA QUÍMICA DE OXIGÉNIO, CQO
(mg/l)
125
75
SÓLIDOS SUSPENSOS TOTAIS, SST
(mg/l)
35
90
2.2. Implantação da ETAR
A reconversão da fossa séptica deve ter sempre em atenção e objetivo de utilizar o máximo das
infraestruturas existentes e um mínimo de alterações na mesma de forma a tornar estes upgrades de
custos reduzidos de implantação. Desta forma é utilizado o máximo das instalações reduzindo assim as
intervenções a nível de construção civil e adaptando o existente por forma a sua configuração inicial
sofrer o mínimo de impacto. Este upgrade conseguiu esse mesmo objetivo aliado à instalação do
número mínimo de equipamentos para que os custos de manutenção e energéticos tenham também
uma atenção especial na solução final. A imagem seguinte é demonstrativo que a maior parte da
instalação original foi utilizada e as restantes reutilizadas e aproveitadas para a solução final.
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Figura 2 - Esquema da ETAR instalada 1ª Fase
3. CONCLUSÕES
As instalações de tratamento de águas residuais devem executar o seu objetivo, para que isso
seja uma realidade muitas delas necessitam de crescer acompanhando as populações para as quais
elas foram projetadas e construídas. Desta forma muitas das instalações com o decorrer da evolução
populacional ficam obsoletas e os custos de novas edificações são de tal ordem elevados que por
vezes torna-se quase proibitivo o investimento, desta forma a Luságua com a sua experiência seja no
grupo onde se insere ou nos clientes que serve, usou essa capacidade para criar soluções que possam
ser executadas com o mínimo de investimento e de requalificação.
O caso de estudo foi um sucesso em termos de requalificação permitindo assim enquadrar um
processo de tratamento que estava obsoleto e com esta melhoria tornar possível o tratamento das
águas residuais perante a lei em vigor, sendo assim aproveitada uma instalação diminuindo ao máximo
o investimento inicial. Este projeto tem uma outra grande vantagem, sendo esta uma característica da
Luságua na implementação de soluções para os nossos clientes, uma visão para o futuro, foi assim
que esta realização teve em conta as alterações das populações servidas e o seu crescimento
demográfico, assim para alem da reconversão da fossa séptica existente foi também considerada um
aumento posterior da sua capacidade de tratamento, tendo sempre por base os objetivos principais,
cumprir o tratamento das águas residuais e o seu baixo custo de investimento.
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