manual ete itabira

8/20/2019 Manual ETE Itabira

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ITABIRA-MG

SISTEMA DE ESGOTOS SANITÁRIOS

ESTAÇÃO DE TRATAMENTO

MANUAL DE PROCESSO

DEZEMBRO/2006

Av. Prudente de Morais, 621 salas 206/414/501/502Belo Horizonte - MG CEP 30.380 000 Fone/Fax: 3344-8367

E-mail: [email protected]


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SUMÁRIO

1 APRESENTAÇÃO ............................................................................................................................................. 4

2 DESCRIÇÃO GERAL DA ESTAÇÃO DE TRATAMENTO ............................................................... .......... 5 2.1 LOCALIZAÇÃO ............................................................................................................................................... 5

2.1.1 Preliminares ................................................................. ............................................................... .......... 5 2.1.2 Populações e vazões contribuintes à ETE ................................................................ ............................. 5

2.2 CONCEPÇÃO E FLUXOGRAMA DA ESTAÇÃO .................................................................................................... 6 2.2.1 Preliminares ................................................................. ............................................................... .......... 6 2.2.2 Fluxograma geral ......................................................... ............................................................... .......... 7

3 DESCRIÇÃO DAS UNIDADES ....................................................................................................................... 9

3.1 U NIDADES COMPONENTES DA ETE – DESCRIÇÃO GERAL .............................................................................. 9 3.2 DESCRIÇÃO DO PROCESSO DE TRATAMENTO .......................................................... ...................................... 12 3.3 U NIDADES DE GRADEAMENTO ..................................................................................................................... 14

3.3.1 Grade Grossa ................................................................................................................... ................... 14 3.3.2 Grade fina mecanizada ....................................................................................................................... 14 3.3.3 Grade fina de limpeza manual ............................................................................................................ 14 3.3.4 Volume de material gradeado ............................................................ ................................................. 15

3.4 ELEVATÓRIA EE-01 – BAIXO R ECALQUE ............................................................... ...................................... 15 3.4.1 Poço de sucção .............................................................. .............................................................. ........ 15 3.4.2 Conjuntos elevatórios .............................................................. ............................................................ 15 3.4.3 Linha de recalque ......................................................... ............................................................... ........ 16

3.5 DESARENADOR ............................................................................................................................................ 16 3.6 MEDIDOR PARSHALL ................................................................................................................................... 17 3.7 CANAL DE LIGAÇÃO DESARENADOR – PARSHALL – POÇO SUCÇÃO DA EE-02 ............................................. 18 3.8 ELEVATÓRIA EE-02 “ALTO R ECALQUE” ............................................................... ...................................... 18 3.9 TRATAMENTO BIOLÓGICO: R EATOR UASB + FILTRO BIOLÓGICO PERCOLADOR ......................................... 20

3.9.1 Reatores UASB .............................................................. .............................................................. ........ 20 3.9.2 Filtros Biológicos Percoladores – Decantadores Secundários ........................................................... 25

3.10 ELEVATÓRIA DE RETORNO DE LODO ............................................................................................................ 28 3.10.1 Poço de sucção .............................................................. .............................................................. ........ 28 3.10.2 Conjuntos elevatórios .............................................................. ............................................................ 28 3.10.3 Linha de recalque ......................................................... ............................................................... ........ 29

3.11 CAIXAS DIVISORAS DE VAZÃO...................................................................................................................... 29 3.11.1 Caixa divisora de vazão CDV1 ........................................................................................................... 29 3.11.2 Caixa divisora de vazão CDV2 ........................................................................................................... 29 3.11.3 Caixa divisora de vazão CDV3 ........................................................................................................... 30 3.11.4 Distribuidor tipo DST1................................................. ............................................................... ........ 31 3.11.5 Distribuidores tipo DST2 e DST3 ......................................................................... .............................. 31

3.12 SISTEMA DE DESIDRATAÇÃO ............................................................ ............................................................ 32 3.13 I NSTALAÇÕES ELÉTRICAS ............................................................................................................................ 34

3.13.1 Sistema Geral ................................................................ .............................................................. ........ 34 3.13.2 Sistema de Automatização das Elevatórias EE-01 e EE-02 ........................................................ ........ 36

4 PARTIDA DOS REATORES UASB ............................................................. ................................................. 40

4.1 PRELIMINARES ............................................................ .............................................................. ................... 40 4.2 CONSIDERAÇÕES E CRITÉRIOS PARA A PARTIDA ................................................................ ........................... 41

4.2.1 Volume de inóculo para a partida do processo ..................................................... .............................. 41 4.2.2 Carga hidráulica volumétrica ............................................................ ................................................. 41 4.2.3 Produção de biogás ................................................................. ............................................................ 41 4.2.4 Fatores ambientais ....................................................... ............................................................... ........ 42 4.2.5 Aclimatização e seleção da biomassa ........................................................... ...................................... 42

4.3 PROCEDIMENTOS QUE ANTECEDEM A PARTIDA DE UM REATOR ............................................................ ........ 43 4.3.1 Caracterização do lodo de inóculo ..................................................................................................... 43 4.3.2 Caracterização do esgoto bruto ......................................................... ................................................. 43

4.4 PROCEDIMENTOS DURANTE A PARTIDA DOS REATORES ANAERÓBIOS .......................................................... 43


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4.4.1 Partida com lodo de inoculo .............................................................. ................................................. 43

5 PARTIDA DO FILTRO BIOLÓGICO PERCOLADOR – FBP ........................................................... ........ 45

6 OPERAÇÃO EM REGIME ESTACIONÁRIO .............................................................................................. 45

6.1 TRATAMENTO PRELIMINAR .............................................................. ............................................................ 46 6.1.1 Unidades de gradeamento ....................................................... ............................................................ 46 6.1.2 Desarenador ................................................................. ............................................................... ........ 49

6.2 R EATORES UASB ........................................................................................................................................ 52 6.2.1 Sistema de distribuição de vazões ................................................................ ....................................... 52 6.2.2 Remoção da escuma formada no reator anaeróbio ......................................................... ................... 63 6.2.3 Coleta e queima de gás ....................................................................................................................... 65

6.3 FILTRO BIOLÓGICO PERCOLADOR SEGUIDO DE DECANTADORES SECUNDÁRIOS ............................................ 65 6.3.1 Sistema de distribuição de vazões ................................................................ ....................................... 65 6.3.2 Esquema operacional .............................................................. ............................................................ 68 6.3.3 Critério de descarga de lodo dos decantadores ............................................................... ................... 69

6.4 OPERAÇÃO DA UNIDADE DE DESIDRATAÇÃO .......................................................... ...................................... 71 6.4.1 Alimentação do filtro-prensa ............................................................. ................................................. 71 6.4.2 Adição de polieletrólito ou polímero ............................................................. ...................................... 72 6.4.3 Retorno do efluente líquido ................................................................ ................................................. 72

7 DESTINO DOS RESÍDUOS SÓLIDOS ........................................................................................................ 73

8 CORREÇÃO DE PROBLEMAS OPERACIONAIS .................................................................................... 74

8.1 VAZÃO E CARACTERÍSTICAS DO AFLUENTE ............................................................ ...................................... 74 8.2 GRADEAMENTO ........................................................................................................................................... 74 8.3 DESARENADOR ............................................................................................................................................ 75 8.4 R EATOR UASB ........................................................... .............................................................. ................... 75 8.5 U NIDADE DE DESIDRATAÇÃO ........................................................... ............................................................ 78 8.6 FILTRO BIOLÓGICO PERCOLADOR E DECANTADOR SECUNDÁRIO .................................................................. 79

9 PROGRAMA DE MONITORAMENTO DA ETE.......................................................................................... 81 10 CONTROLE DE QUALIDADE DO CORPO RECEPTOR ..................................................................... 83

11 MANUTENÇÃO, CONSERVAÇÃO E SEGURANÇA. ........................................................ ................... 84

12 ANEXOS – PLANILHAS DE CONTROLE/MONITORAMENTO ................. ERRO! INDICADOR NÃODEFINIDO.


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1 APRESENTAÇÃO

Este manual contempla os principais procedimentos operacionais relacionados à estação de

tratamento de esgotos da cidade de Itabira, tendo sido desenvolvido para possibilitar uma

visualização completa e o entendimento do funcionamento de todas as unidades que compõem a

ETE.

Contempla uma descrição detalhada das unidades que integram a estação de tratamento e aborda

os principais procedimentos necessários à rotina de operação, à correção de problemas

operacionais e ao programa de monitoramento, para cada etapa do tratamento e para o corporeceptor.


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2 DESCRIÇÃO GERAL DA ESTAÇÃO DE TRATAMENTO

2.1 Local ização

A área de atendimento da ETE de Itabira abrange as duas grandes sub-bacias de esgotamento da

malha urbana que são a sub-bacia do córrego Água Santa (Penha) e sub-bacia do ribeirão do

Peixe, estando inserido nesta última o DI – Distrito Industrial de Itabira. As duas sub-bacias

conjuntas, consideradas as áreas de provável expansão, perfazem 2.685 hectares (2,69 km2).

A estação de tratamento localiza-se logo após a confluência dos corpos d’água das duas bacias

de contribuição – córrego Água Santa e Rio de Peixe, em terreno localizado defronte o

Laboratório Laboreaux da CVRD, sendo circundada pelo próprio rio de Peixe e pela rodovia que

liga Itabira a Nova Era.

2.1.1 Preliminares

A estação de tratamento de esgotos da cidade de Itabira foi dimensionada para atendimento de

uma população de 122.610 habitantes, a ser atingida em 2029, com uma primeira etapa deimplantações dimensionada para a população de 60.000 habitantes.

Além da contribuição referente aos esgotos domésticos, foi considerada a contribuição industrial

proveniente do Distrito Industrial de Itabira, cujo equivalente populacional foi estimado em

17.053 habitantes no ano 2029 e em 11.368 hab para o alcance de primeira etapa.

O alcance da primeira etapa da ETE é previsto para o ano 2014.

2.1.2 Populações e vazões contribuintes à ETE

As populações e vazões contribuintes à ETE são apresentadas na Tabela 2.1.


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Tabela 2.1 - Vazões e Cargas orgânicas

AnoPop. Atendida

(hab)Vazões médias

(L/s)Vazão

Industrial

(L/s)

Vazões totais(L/s) Cargas Orgânicas

(kg DBO /d)Residenteurbana

Equiv.industrial

doméstica infiltração Mín. Méd. Máx.

20071ª Etapa

60.000 11.368 100,56 42,96 20,00 115,74 168,52 252,96 3.854

2029Fim de plano

122.610 17.053 215,70 67,12 30,00 204,97 312,82 485,38 7.542

2.2 Concepção e fl uxograma da es tação

2.2.1 Preliminares

O tratamento dos esgotos sanitários da cidade de Itabira deverá cumprir os objetivos principais

de remoção dos sólidos em suspensão e estabilização da matéria orgânica (DBO5), através de um

sistema de tratamento em nível secundário.

A concepção da Estação de Tratamento de Esgotos - ETE previu a construção de unidades einstalação de equipamentos para tratamento e contenção das cargas poluentes presentes nas fases

líquida, sólida e gasosa. A Figura 2.1 apresenta o fluxograma de processo da estação de

tratamento.

Figura 2.1 - Fluxograma do processo de tratamento


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2.2.2 Fluxograma geral

A Figura 2.2 apresenta o fluxograma geral da estação, com indicação de possíveis flexibilidades

operacionais para o efluente líquido.

Figura 2.2 - Fluxograma geral

A implantação de um sistema de tratamento anaeróbio/aeróbio certamente possibilitará uma

melhoria na qualidade das águas do rio de Peixe e, conseqüentemente, de todas as variáveis

sócio-econômicas e ambientais associadas ao uso e aproveitamento de seus recursos hídricos.

Desarenador

Medidor Parshall

Gradeamento

Sólidos grosseiros

Aterrocontrolado

Areia

Lodo

excedente eescuma

Tratamento preliminar

Reator UASB

Tratamento biológico secundárioFiltros Biológicos

Corpo receptor

Decantadoressecundários

R e t o r n o d e e s c u m a e l o d o b i o l ó g i c o

Unidades dedesidratação

Tratamento biológico primário

B y - p a s s

B y - p a s s

1113

Elevatória 01

B y - p a s s

Elevatória 02


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Primeiramente, os esgotos sanitários afluentes à ETE-Itabira são submetidos ao tratamento em

nível preliminar, o qual consiste na etapa de sedimentação discreta (desarenador) e medição de

vazão (medidor Parshall).

Após o tratamento preliminar, os esgotos são encaminhados para o sistema de tratamento

biológico, constituído de reatores UASB seguido de filtros biológicos percoladores e

decantadores secundários.

Finalmente, no que diz respeito à disposição final dos resíduos sólidos produzidos na estação, foi

previsto o encaminhamento para o aterro sanitário da ITAURB


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3 DESCRIÇÃO DAS UNIDADES

3.1 Unidades com pon entes da ETE – Desc r ição Geral

Gradeamento e primeiro recalque: ao final do interceptor, já na área do tratamento, o esgoto

bruto é lançado em um canal dotado de uma grade grossa, de limpeza manual, e, na

seqüência, uma grade fina mecanizada tipo cremalheira. Já gradeado, o esgoto é lançado no

poço de sucção da primeira elevatória (elevatória do baixo recalque) que promove o

alteamento para cota acima da máxima enchente do corpo receptor;

Desarenação e segunda elevatória:

desarenação mecanizada através de duas caixas quadradas (tipo detritor), com campo de

raspagem circular, onde a areia sedimentada é lançada num poço lateral. Deste poço um

parafuso helicoidal eleva a areia até o seu lançamento num “container”;

medição de vazão através de calha Parshall dotada de medidor ultra-sônico.

segunda elevatória (elevatória do alto recalque) que encaminha o esgoto gradeado edesarenado para a CDV1, junto aos reatores anaeróbios;

Caixa divisora de vazão – CDV1: a CDV1 recebe o esgoto recalcado pela segunda elevatória

e promove a partição da vazão afluente para 8 (oito) reatores de manta de lodo, sendo 4

(quatro) em primeira etapa e outros 4 (quatro) em segunda etapa;

Reatores anaeróbios de Manta de Lodo (UASB): para o primeiro estágio do tratamento dos

esgotos foram previstos 8 (oito) reatores de manta de lodo, cada qual com duas câmaras

contíguas. Dos 8 reatores, 4 serão implantados em primeira etapa e outros 4 em segunda

etapa;

Caixa divisora de vazão – CDV2: a caixa divisora de vazão CDV2 recebe o efluente líquido

de todos os reatores e promove a partição eqüitativa para 4 (quatro) filtros biológicos

percoladores, 2 (dois) em primeira etapa e outros 2 (dois) em segunda etapa;


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Filtros biológicos percoladores: o pós-tratamento do efluente dos reatores anaeróbios será

feito através de quatro filtros biológicos, circulares, alimentados por distribuidores rotativos

(torniquetes) acionados por carga hidrostática;

Caixa divisora de vazão CDV3: esta caixa divisora de vazão recebe o efluente de todos os

quatro filtros biológicos e promove a partição eqüitativa para 4 (quatro) decantadores finais

(secundários), sendo duas unidades em primeira etapa e outras duas em segunda etapa;

Decantadores finais: a separação fase líquida e fase sólida (gerada no filtro biológico) será

feita através de 4 (quatro) decantadores finais (secundários), circulares, dotados de ponte

raspadora mecanizada com removedor de escumas;

Elevatória de retorno de lodo: o lodo sedimentado nos decantadores finais é encaminhado

para uma única elevatória que promove o retorno para o início do processo do tratamento,

reatores de manta de lodo, para adensamento e digestão anaeróbia e,

Sistema de desidratação mecânica do lodo excedente através de prensa desaguadora (filtro-

prensa).

Na seqüência é apresentado um “layout” do tratamento proposto.


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LEGENDA:

1 - GRADEAMENTO E ELEVATÓRIA DO BAIXO RECALQUE2 - DESARENADORES MECANIZADOS3 - ELEVATÓRIA DO ALTO RECALQUE4 – REATORES ANAERÓBIOS DE MANTA DE LODO – UASB5 – FILTROS BIOLÓGICOS PERCOLADORES6 – DECANTADORES SECUNDÁRIOS7 – CENTRO DE TREINAMENTO DE PESSOAL8 – LABORATÓRIO / ADMINISTRAÇÃO9 – GARAGEM / OFICINA10 – CENTRO DE DESIDRATAÇÃO MECÂNICA

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2 SISTEMA DE ESGOTOS SANITÁRIOS

ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ESGOTOS DE ITABIRA

LAY-OUT GERAL

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3.2 Desc rição do pro ces so de tratamento

A descrição geral do processo de tratamento é baseada no fluxograma à página seguinte.

O esgoto afluente à ETE, passará inicialmente por um canal dotado de uma grade grossa (A1) e

na seqüência de uma grade fina mecanizada (A2). Em seguida é recalcado, pela primeira

elevatória (A), para os desarenadores plano mecanizados, tipo quadrado (detritor) com campo de

raspagem circular (B), onde a areia sedimentada é lançada num poço lateral. Deste poço um

parafuso helicoidal eleva a areia até o seu lançamento num “container” (caçamba brooks). Do

desarenador o afluente passa por uma calha Parshall (C), dotada de medidor ultra-sônico e é

encaminhado para a segunda elevatória (D) para a caixa divisora de vazão CDV1 (E). Nesta

caixa o esgoto é distribuído igualmente para 8 (oito) reatores de manta de lodo de fluxo

ascendente (F). O efluente líquido dos reatores é reunido na caixa divisora de vazão CDV2 (G)

que promove a divisão eqüitativa para 4 (quatro) filtros biológicos aeróbios percoladores com

leito filtrante (H). O efluente dos filtros biológicos é encaminhado para uma caixa divisora de

vazão CDV3 (I) que divide igualmente a vazão para 4 (quatro) decantadores finais (J), dotados

de ponte raspadora mecanizada. A parte líquida é vertida e encaminhada para o corpo receptor,

rio de Peixe (K ). O lodo anaeróbio removido dos decantadores finais é encaminhado para uma

elevatória (L) que promove o retorno do lodo para a segunda elevatória (D) e, portanto, para os

reatores de manta de lodo onde sofre adensamento e estabilização anaeróbia.

O lodo excedente gerado pelo processo anaeróbio, juntamente com o lodo aeróbio estabilizado

no reator de manta de lodo, é encaminhado para a central de desidratação mecânica (M) onde

terá seu volume reduzido pelo deságüe. Após a desidratação o lodo é transportado para o aterro

sanitário da ITAURB (N).

O “by- pass” (O) geral da ETE será situado junto à primeira elevatória que terá controle

operacional e supervisório junto ao prédio da administração da ETE.

A seguir apresenta-se uma descrição detalhada de cada unidade integrante da ETE - Itabira,

abordando a sua finalidade e os princípios de funcionamento.


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3.3 Unidades de gradeamento

O esgoto afluente à Estação de Tratamento será alteado através de dois recalques seqüenciais.

Uma primeira unidade de recalque elevará os esgotos até a cota de segurança das máximas

enchentes do rio do Peixe, outra completará o alteamento até cota compatível com a distribuição

para os reatores anaeróbios, primeira unidade do tratamento.

O sistema de gradeamento será composto por dois canais paralelos, um dotado de uma grade fina

de limpeza manual e outro de uma grade grossa e outra fina mecanizada, na seqüência. O esgoto

afluente, antes de adentrar o canal da grade, passa por uma câmara de recepção dotada de

comporta e extravasor.

As principais características do sistema de gradeamento são:

3.3.1 Grade Grossa

espaçamento livre entre barras .......................................................... E = 5 cm

barras chatas ...................................................................................... 3/8” x 1 ½” inclinação com a horizontal ............................................................... 60 º

A grade grossa será rastelada manualmente e os detritos acondicionados em uma caçamba,

sendo, daí, encaminhados para a disposição final.

3.3.2 Grade fina mecanizada

espaçamento livre entre barras .......................................................... E = 1,5 cm barras chatas ...................................................................................... 3/8” x 1 ½”

inclinação com a horizontal ............................................................... 80 º

A grade tipo Cremalheira tem sua limpeza mecanizada, lançando os resíduos em uma caçamba.

3.3.3 Grade fina de limpeza manual

espaçamento livre entre barras .......................................................... E = 1,5 cm

barras chatas ...................................................................................... 3/8” x 1 ½”


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inclinação com a horizontal ............................................................... 60 º

A grade fina será rastelada manualmente e os detritos acondicionados em uma caçamba, sendo,

daí, encaminhados para a disposição final.

3.3.4 Volume de material gradeado

O volume diário de material a ser gradeado no sistema de grade grossa seguida de grade fina

mecanizada foi avaliado em:

Vano inicial = 14.560 m3/d x 0,040 L/m3 = 582 L/d

Vano final = 27.027 m3/d x 0,040 L/m3 = 1.081 L/d

3.4 Elevatória EE-01 – Baixo Recalque

A elevatória EE-01 recebe o esgoto afluente do final do emissário de esgoto bruto, após passar

pelo sistema de gradeamento, e eleva para a plataforma de assentamento dos desarenadores

mecanizados, acima da cota de máxima enchente.

Suas características são:

3.4.1 Poço de sucção

cota do fundo .................................................................................... 651,00 m

cota da laje superior .............................................................................. 656.30 m

altura total .......................................................................................... 5.30 m

altura útil ............................................................................................ 1,25 m

volume útil .......................................................................................... 23,00 m3

volume efetivo .................................................................................... 24,00 m3

forma - retangular

largura ................................................................................................ 8,00 m

comprimento ....................................................................................... 2,70 m

3.4.2 Conjuntos elevatórios


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remoção de areia .............................................................................. parafuso helicoidal

A Figura 3.1 apresenta desenho esquemático do desarenador, identificando o funcionamento deequipamentos de remoção de sólidos.

Figura 3.1 – desenho esquemático do desarenador mecânico

Os esgotos domésticos, já livres de uma fração significativa dos sólidos mais grosseiros, vertem

sobre os canais a jusante, seguindo para o medidor Parshall.

Quantidade de areia removida

Estimando-se em 30 litros de areia para cada 1.000 m3 de esgoto afluente, os volumes diários de

areia a serem removidos serão:

para a primeira etapa, vazão média de 14.560 m3/d .......................... 439 L/d

para o ano inicial da 2ª etapa, vazão media de 24.174 m3/d .............. 725 L/d

para o ano final da 2ª etapa, vazão média de 27.028 m3/d ................ 811 L/d

Para os dez primeiros anos de operação da 1ª etapa, prevalecendo o início operacional da 2ª etapa

no ano 11, é esperado um volume total de areia removida de 1.602 m3.

3.6 Medido r Parshal l

defletores(entrada doafluente)

raspadormecânico

bombaparafusomoto redutor

caçamba


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Logo após o desarenador, foi previsto um medidor de vazão tipo calha Parshall de 2´(61cm). A

medição da vazão afluente será feita através da leitura da lâmina, na seção convergente, através

de medidor ultra-sônico.

3.7 Canal de lig ação Desarenador – Parshal l – Poço Su cção da EE-02

A ligação dos vertedores das caixas desarenadoras mecanizadas ao medidor Parshall será feita

por um canal retangular com as seguintes características:

largura do canal ............................................................................. 1,20 m

extensão até a calha Parshall ......................................................... 34,00 m

declividade do fundo .................................................................... 0,0050 m/m

cota do início do canal ................................................................... 659,41 m

cota do final (início do medidor Parshall) ..................................... 659,24 m

cota da seção convergente do medidor Parshall ............................. 659,18 m

A ligação entre a saída do medidor Parshall e o poço de sucção da elevatória apresenta as

seguintes características:

diâmetro da canalização ...................................................................... 800 mm

extensão ............................................................................................... 12,40 m

cota do início ....................................................................................... 658,60 m

cota do final ........................................................................................ 658,40 m

declividade de fundo ........................................................................... 0,0161 m/m

3.8 Elevatória EE- 02 “Alto Recalque”

A estação elevatória EE-02 recebe o efluente dos desarenadores mecanizados e promove o

alteamento dos esgotos para a Caixa Divisora de Vazão CDV1. Na busca de um funcionamento

equilibrado com a elevatória EE-01, buscou-se equipar a EE-02 com o mesmo número de

conjuntos de recalque e adotados os mesmos volumes úteis da EE-01, por faixas operacionais.

3.8.1.1 Poço de sucção


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cota do fundo .................................................................................... 655,70 m

cota da laje superior .............................................................................. 659,80 m

altura total .......................................................................................... 4,10 m

altura útil ............................................................................................ 1,25 m

volume útil .......................................................................................... 23,00 m3

volume efetivo .................................................................................... 24,00 m3

forma - retangular

largura ................................................................................................ 8,00 m

comprimento ....................................................................................... 2,70 m

3.8.1.2 Conjuntos elevatórios

nº de conjuntos (inclusive reserva/rodízio) .............................................. 04

tipo ..................................................................................................... re-autoescorvante

modelo ........................................................................................... GRESCO X-T 10

rotação de trabalho ............................................................. variável 1.075 rpm a 1.130 rpm

potência instalada .................................................................................. (3 x 50) = 150 HP

Os conjuntos de recalque da elevatória do “Alto Recalque” também serão equipados com

variador de velocidade por inversor de freqüência. O ajuste da rotação permitirá o equilíbrio da

vazão de recalque em conformidade com a performance da elevatória do “Baixo Recalque”.

O esquema de automatização da unidade é apresentado no sub-item 3.13.2.

3.8.1.3 Linha de recalque

diâmetro ....................................................................................... DN = 500

extensão ..................................................................................... 60 m

material ......................................................................................... PRFV


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3.9 Tratamento bio lógico: Reator UASB + Fi lt ro Biológico Percolador

Após o tratamento preliminar os esgotos afluentes à ETE - Itabira seguem para a etapa de

tratamento biológico composto por reatores UASB - “Upflow Anaerobic Sludge BlanketReactors” seguidos de três filtros biológicos percoladores.

3.9.1 Reatores UASB

Para atendimento da vazão afluente de final de plano foram previstas 8 unidades de reatores,cada qual com duas câmaras conjugadas. Em primeira etapa funcionarão apenas 4 unidades, que

operarão em paralelo, dispondo das principais características geométricas em cada câmara de

reator:

forma ............................................................................................. retangular

comprimento de cada câmara ......................................................... 21,70 m

largura de cada câmara ................................................................... 6,20 m altura útil ........................................................................................ 4,50 m

altura total ...................................................................................... 5,00 m

volume útil ..................................................................................... 605,43 m3

volume total final de plano(8 reatores – 16 câmaras) .................... 9.686,9 m3

volume total 1ª etapa (4 reatores – 8 câmaras) ............................... 4.843,4 m3

A representação esquemática da dinâmica de tratamento dos esgotos no interior de um reator

UASB é mostrada na Figura 3.2. Ao ingressarem no reator UASB, os sólidos biodegradáveis em

suspensão ou dissolvidos na massa líquida passam a servir de substrato orgânico para a

comunidade de microrganismos anaeróbios e/ou facultativos presentes. Os processos de

bioestabilização da matéria orgânica passível de decomposição ocorrem majoritariamente nas

zonas mais profundas dos reatores correspondentes às câmaras de digestão.


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21

As câmaras de digestão são delimitadas superiormente por dispositivos de retenção de biomassa

(manta de lodo em suspensão) e recolhimento do biogás produzido, denominados separadores

trifásicos ou coifas.

Os sólidos eventualmente arrastados por correntes de fluxo ascendente de maior intensidade,

desprendendo-se da manta de lodo em suspensão, poderão atingir as partes superiores do reator

situadas entre as coifas, correspondentes aos compartimentos de decantação. Nestas regiões,

devido à maior área superficial disponível para o escoamento do fluido, desenvolve-se baixa taxa

de aplicação superficial, o que propicia a sedimentação e retorno dos sólidos suspensos para a

zona de reação.

Figura 3.2 - Representação esquemática da dinâmica de tratamento dos esgotos no interior de um

reator UASBPor sua vez, as bolhas de gases produzidos durante o processo bioquímico de digestão anaeróbia

da matéria orgânica, notadamente metano e dióxido de carbono, em sua trajetória ascendente e

retilínea, são recolhidas diretamente nas aberturas inferiores das coifas ou desviadas para estas

por meio de vigas-anteparo.

Os esgotos tratados no reator UASB são recolhidos na superfície livre da massa líquida, vertendo

em calhas dispostas longitudinalmente às coifas (separadores trifásicos). As calhas de coleta

conduzem o efluente tratado até canais de concreto, situados na face externa das paredes do

reator, de onde seguem para o canal do efluente.

Manta delodo afluente

biogás

sólidos

efluente

Separadortrifásico

Decantadores

Calha do efluentefinal


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Os sistemas anaeróbios têm dificuldades em produzir um efluente que atenda aos padrões

estabelecidos pela legislação ambiental. Tal aspecto ganha relevância na medida em que os

órgãos ambientais estaduais têm intensificado a sua fiscalização e atuado efetivamente no

licenciamento ambiental de novos empreendimentos no setor de saneamento. A Tabela 3.1

apresenta faixas de eficiências usualmente esperadas para a remoção de alguns poluentes no

tratamento em reatores UASB e a Tabela 3.2 apresenta um resumo das principais características

e dimensões resultantes do dimensionamento do reator UASB.

Tabela 3.1 - Eficiências esperadas de remoção dos principais parâmetros de monitoramento emreatores UASB

Parâmetro DBO DQO SST N P ColiformesEficiência esperada (%) 60 a 80 65 70 10 a 25 10 a 20 60 a 90

Fonte: Adaptado de von Sperling (1996)

Tabela 3.2 - Resumo das principais características e dimensões resultantes do dimensionamentodo reator UASB

Dimensões / Características Valor

Número reatores 8

Número de câmaras 16

Largura de cada câmara 6,20 m

Comprimento de cada câmara 21,70 m

Área de cada câmara 134,54 m2

Altura total do reator 5,00 m

Altura útil do reator 4,50 mVolume útil de cada câmara do reator 605,43 m3

Cada reator UASB projetado apresenta 7 compartimentos de decantação, sendo 6 inteiros e 2

metades.

Distribuição da vazão afluente


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O esgoto afluente a cada reator UASB chega no distribuidor DST-1. Daí é repartido para

distribuidores DST-2 e DST-3 que promovem a partição eqüitativa para a zona profunda de

digestão, sendo todo o fluxo por gravidade.

A distribuição adequada e eqüitativa do afluente é aspecto relevante na operação de reatores

UASB, sendo essencial para garantir um melhor regime de mistura e a diminuição da ocorrência

de zonas mortas no leito de lodo.

Separadores trifásicos

A Tabela 3.3 apresenta as principais características e dimensões dos separadores trifásicos

(coifas) do reator UASB.

Tabela 3.3 - Resumo das principais características e dimensões dos separadores trifásicos(coifas) do reator UASB.


Número de separadores trifásicos por célula 7

Inclinação das paredes das coifas 54 o

Largura na parte superior das coifas 0,50 m

Largura na parte inferior das coifas 2,40 m

Largura das aberturas simples (junto às paredes do reator) 0,35 m

Largura das aberturas duplas (entre coifas) 0,70 m

Compartimentos de decantação

Os compartimentos de decantação constituem a última etapa do tratamento em reatores UASB

(ver Figura 3.2). São dispositivos essenciais ao bom funcionamento do reator, uma vez que

devem propiciar o retorno do lodo ao compartimento de digestão, de forma a garantir uma

elevada idade do lodo no sistema e o baixo teor de sólidos no efluente final. A Tabela 3.4 mostra

as principais características e dimensões dos compartimentos de decantação.

Tabela 3.4 - Resumo das principais características e dimensões dos compartimentos dedecantação do reator UASB


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Largura útil de cada decantador (entre coifas) 2,60 m

Profundidades da seção retangular do decantador (parede reta) 0,50 m

Profundidade da seção triangular do decantador (parede inclinada) 1,30 mProfundidade total do decantador 1,80 m

Inclinação das paredes dos decantadores 54o

Volume total de decantação, por câmara 149,73 m3

Sistema de biogás

Até recentemente, os processos anaeróbios eram associados a gases mal cheirosos, sendo queisso se tornou o principal impeditivo para uma maior utilização desses processos para o

tratamento de efluentes líquidos. Com o maior número de estudos e pesquisas desenvolvidos na

área, notadamente a partir da década de setenta, adveio um maior conhecimento da

microbiologia e bioquímica do processo anaeróbio e conseqüentemente das medidas a serem

adotadas para o controle destes gases.

No que diz respeito à formação de gases mal cheirosos, geralmente associados à redução de

compostos de enxofre a sulfeto de hidrogênio (H2S), devem ser tomadas medidas para se evitar

que estes gases escapem para a atmosfera, notadamente quando da existência de habitações

próximas à área de tratamento. Como o gás sulfídrico pode escapar do reator tanto por via

líquida (dissolvido no efluente) como por via gasosa (coletor de gases), diferentes medidas

devem ser tomadas.

A liberação do biogás de forma descontrolada na atmosfera é ruim, não apenas pela possibilidade

de ocorrência de maus odores junto à vizinhança, mas principalmente pelos riscos inerentes ao

gás metano, que é combustível. Dessa forma, o biogás produzido no reator deve ser coletado,

medido e posteriormente utilizado ou queimado.

O sistema de retirada do biogás, a partir da interface líquido-gás no interior do reator, é

composto de:

tubulação de coleta;

manômetro; válvula corta chama e alivio de vácuo;


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tanque de pressão e sedimentação;

condensador e purga;

medidor de vazão; queimador.

No interior do reator UASB, os gases são encaminhados para zona de acúmulo e coleta do

separador trifásico (zona de acumulação de gases).

Recolhimento e transporte dos efluentes dos reatores anaeróbios

Na ETE-Itabira, o efluente final do reator anaeróbio seguirá para o pós-tratamento aeróbio,

através de filtros biológicos percoladores.

3.9.2 Filtros Biológicos Percoladores – Decantadores Secundários

Após os reatores UASB os esgotos efluentes seguem para a etapa do tratamento secundário

composto por filtros biológicos percoladores seguidos de decantadores secundários.

Foram previstos 4 (quatro) filtros biológicos aeróbios percoladores (arejamento natural), com as

seguintes características:

número de unidades de 1ª etapa .............................................................. 02 un

número de unidades em 2ª etapa ............................................................. 04 un

formato .................................................................................................... circular

diâmetro de cada unidade ....................................................................... 22,50 m

altura do meio suporte ............................................................................ 2,50 m

área superficial de cada filtro .................................................................. 397,61 m2

volume de cada filtro ............................................................................... 994,03 m3

Para a remoção do lodo gerado nos filtros biológicos foram previstos 4 (quatro) decantadores

secundários, com as seguintes características:

número de unidades em 1ª etapa ........................................................... 02 número de unidades em 2ª etapa ........................................................... 04


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formato .................................................................................................. circular

diâmetro ................................................................................................ 20 m

profundidade útil junto à parede lateral ................................................ 3,00 m

inclinação do fundo ............................................................................... 1:10 (V/H)

Um filtro biológico percolador consiste, basicamente, de um tanque preenchido com material de

alta permeabilidade. Nesta estação foi utilizada brita não calcária nº4, sobre a qual os esgotos são

aplicados sob forma de gotas ou jatos. Após a aplicação, os esgotos percolam em direção aos

drenos de fundo. Esta percolação permite o crescimento bacteriano na superfície da pedra, na

forma de uma película fixa denominada biofilme. O esgoto passa sobre o biofilme, promovendo

o contato entre os microrganismos e o material orgânico. A Figura 3.3 apresenta um desenho

esquemático do funcionamento do filtro biológico percolador.

Os filtros biológicos são sistemas aeróbios, pois o ar circula nos espaços vazios entre as pedras,

fornecendo o oxigênio para a respiração dos microrganismos. A ventilação é natural. A

distribuição é feita através de distribuidores rotativos, movidos pela própria carga hidrostática

dos esgotos, ou motorizados. O líquido escoa rapidamente pelo meio suporte, No entanto, a

matéria orgânica é absorvida pelo biofilme, ficando retida um tempo suficiente para a suaestabilização.

Á medida que a biomassa cresce na superfície das pedras, o espaço vazio tende a diminuir,

fazendo com que a velocidade de escoamento nos poros aumente. Ao atingir um determinado

valor, esta velocidade causa uma tensão de cisalhamento, que desaloja parte do material aderido.

Esta é uma forma natural de controle da população microbiana no meio. O lodo desalojado deve

ser removido nos decantadores secundários, de forma a diminuir o nível de sólidos em suspensão

no efluente final.

A Tabela 3.5 apresenta a composição de esgotos brutos, de efluentes de reatores UASB e de

efluentes de filtros biológicos percoladores em comparação com a qualidade exigida para o

efluente. A Tabela 3.6 apresenta o resumo das principais características e dimensões dos filtros

biológicos percoladores e a Tabela 3.7 apresenta o resumo das principais características e

dimensões dos decantadores secundários.

Tabela 3.5 -Composição típica de esgotos brutos, efluentes de reatores UASB e efluentes defiltros biológicos percoladores e qualidade exigida para o efluente final


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ParâmetroEsgoto bruto

Efluente doreator UASB

Efluente dofiltro biológico

percolador

Qualidadeexigida

DQO (mg/L) 500 a 800 150 a 200 120 < 90

DBO5 (mg/L) 200 a 350 50 a 100 30 < 60SST (mg/L) 300 a 400 60 a 120 30 < 60

Fonte: Adaptado de Cavalcanti et al. (2001); Alem Sobrinho & Jordão (2001); DN 10 COPAM (1986) eCONAMA (1986).

Figura 3.3 - Representação esquemática de um filtro biológico percolador

Tabela 3.6 - Resumo das principais características e dimensões dos filtros biológicos percoladores


Número de unidades 04

Formato circular

Diâmetro de cada unidade 22,50 m

Altura do meio filtrante 2,50 m

Área superficial de cada filtro 397,61 m²Volume de cada filtro 994,02 m³

TAS 18 m³/m²xdia

COV 0,73 KgDBO/m³

Tabela 3.7 - Resumo das principais características dos decantadores secundários


Número de unidades em final de plano 04Formato Circular

Diâmetro de cada unidade 20,0 m

Distribuidor

rotativo

Meio suporteafluente


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Profundidade útil junto à parede lateral 3,00 m

Inclinação do fundo 1:10(V/H)

3.10 Elevatória de retorn o de lodo

O lodo de fundo dos decantadores secundários, descarregado de maneira intermitente, será

encaminhado para uma única elevatória – Elevatória de Retorno de Lodo – ERL , donde será

recalcado para a rede de esgotamento dos reatores, tendo como destino o poço de sucção da

elevatória EE-02 e, portanto, retornando aos reatores.

A vazão afluente ao poço de sucção da elevatória será de 2.400 L/h (0,67 L/s). Para o

dimensionamento do recalque foi arbitrada a vazão de 5,00 L/s (18.000 L/h) e linha de recalque

de 75 mm, para os quais se tem uma velocidade próxima de 1,10 m/s.

As principais características da ERL são:

3.10.1 Poço de sucção

cota do fundo .................................................................................... 657,25 m

cota da laje superior .............................................................................. 659,70 m

altura total .......................................................................................... 2,45 m

altura útil ............................................................................................ 0,95 m

volume útil .......................................................................................... 2,00 m3

forma - retangular

largura ................................................................................................ 2,10 m

comprimento ....................................................................................... 1,20 m

3.10.2 Conjuntos elevatórios

nº de conjuntos (inclusive reserva/rodízio) .............................................. 02

tipo .................................................................... helicoidal de cavidades progressivas

modelo ................................................................................... HF 70 da Weatherford


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rotação de trabalho ................................................................... 250 rpm

potência instalada .................................................................................. 5 CV

3.10.3 Linha de recalque

diâmetro ....................................................................................... 75 mm

extensão ..................................................................................... 115 m

material ......................................................................................... PRFV

3.11 Caixas d ivi so ras de v azão

3.11.1 Caixa divisora de vazão CDV1

A caixa divisora de vazão CDV1 destina-se a eqüipartir a vazão total efluente da elevatória

EE-02 para os oito reatores anaeróbios (quatro na primeira etapa das obras). É dotada de uma

câmara de admissão única e de oito câmaras conjugadas, separadas por vertedores de soleira

plana e comportas de superfície. Cada câmara encaminha parte da vazão afluente para os reatores

(em número de oito em final de plano).

As principais características da CDV1 são:

largura útil interna da câmara de admissão ................................... 1,70 m

comprimento da câmara de admissão ................................................ 1,70 m

número de vertedores de soleira plana .............................................. 08 un

largura da soleira de cada vertedor .................................................... 0,60 m

cota de fundo da caixa de admissão ................................................... 670,150 m cota da soleira dos vertedores ............................................................ 670,800 m


A caixa divisora de vazão CDV2 destina-se a receber o efluente líquido tratado dos reatores

anaeróbios e repartir a vazão para os quatro filtros biológicos percoladores (eventualmente três).

É dotada de uma câmara de admissão única e de quatro câmaras conjugadas a 90º , separadas por

vertedores de soleira plana, sem comporta de fechamento. Cada câmara encaminha uma quarta

parte da vazão afluente (vinda dos reatores) para cada um dos quatro filtros biológicos


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percoladores. A retirada de operação de qualquer dos filtros biológicos é feita através de válvula

na linha individual de ligação de cada filtro à caixa de entrada dos decantadores secundários

(CDV3), logo junto à saída da caixa CDV2.

A caixa CDV2 é fechada na sua parte superior e conta com sistema de exaustão e tubulação para

encaminhamento dos gases desprendidos (sulfetos) até uma unidade de neutralização.


largura útil interna da câmara de admissão ......................................... 1,30 m

comprimento da câmara de admissão ................................................. 1,30 m

número de vertedores de soleira plana ............................................... 04 un

largura da soleira de cada vertedor .................................................... 0,80 m

cota de fundo da caixa de admissão ................................................... 665,700 m

cota da soleira dos vertedores ............................................................ 666,750 m


A caixa divisora de vazão CDV3 apresenta operação semelhante à da caixa CDV2. Recebe o

efluente dos filtros biológicos através de uma câmara única de admissão e promove a partição

para quatro decantadores secundários (dois em primeira etapa). Difere da CDV2 por ser aberta

na superfície e controle de fechamento/abertura através de comportas de superfície emvertedores de soleira plana.


largura útil interna da câmara de admissão ......................................... 0,80 m

comprimento da câmara de admissão ................................................. 1,80 m

número de vertedores de soleira plana ............................................... 03 un largura da soleira de cada vertedor .................................................... 0,80 m

cota de fundo da caixa de admissão ................................................... 788,300 m


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cota da soleira dos vertedores ............................................................ 790,500 m

3.11.4 Distribuidor tipo DST1

Os distribuidores DST1, em número de oito unidades, um para cada reator composto por duas

câmaras, destina-se, juntamente com os distribuidores DST2 e DST3 repartir a vazão para 112

difusores locados no fundo dos reatores (56 para cada câmara).

As principais características dos distribuidores DST1 são:

formato em planta .............................................................................. circular número de vertedores de soleira plana ................................................. 16 un

largura de soleira dos vertedores

12 unidades .................................................................................. 0,30 m

4 unidades .................................................................................... 0,15 m

cota de fundo da câmara de admissão ................................................ 668,90 m

cota das soleiras vertentes ................................................................. 669,70 m

cota de fundo do compartimento de saída para DST2 e/ou DST3 ...... 669,32 m cota do topo da caixa DST1 .............................................................. 670,15 m

3.11.5 Distribuidores tipo DST2 e DST3

Para a distribuição da vazão afluente a cada reator, foram previstos 56 pontos com área de

influência da ordem de 2,00 m2 para cada ponto. A distribuição será feita por dois tipos de

distribuidores: tipo DST2, com 8 difusores, e tipo DST3, com 4 difusores. Cada reator contará

com 12 distribuidores tipo DST2 e 4 distribuidores tipo DST3, totalizando os 112 pontos

previstos (56 em cada câmara de reator).

O esquema a seguir ilustra o sistema adotado de repartição da vazão para cada reator.


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Construtivamente são semelhantes e apresentam as seguintes características:

diâmetro da câmara de admissão ........................................................... 0,40 m

diâmetro da câmara de repartição (externo) .......................................... 0,80 m cota de fundo da câmara de admissão ................................................... 669,020 m

cota de fundo da câmara de repartição ................................................. 669,200 m

cota da geratriz inferior dos vertedores triangulares ............................. 669,350 m

3.12 Sis tem a de des id ra tação

A redução do teor de umidade do lodo gerado no sistema de tratamento será feita através deequipamento mecanizado de deságüe.

Enquanto o material gradeado (sólidos grosseiros) e as partículas de areia removidos no

tratamento preliminar são encaminhados diretamente para as células de aterramento, o lodo

biológico excedente dos reatores UASB seguirá para a central de desidratação, objetivando-se a

redução de volume.

DST3

DST3 DST3DST2DST2 DST2DST2DST2 DST2

VEM DA CDV1

DST2DST2 DST2DST2DST2DST2DST3


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O biofilme desgarrado do meio suporte do filtro biológico irá sedimentar no decantador

secundário e será retornado para os reatores UASB, sendo então estabilizado e encaminhado para

a desidratação junto com o lodo anaeróbio.

Para a desidratação mecânica do lodo biológico excedente foi previsto o emprego de prensa

desaguadora (filtro prensa) da ANDRITZ (NETZSCH).

Para abrigo da desidratação mecanizada, foi construída uma instalação dotada de dois

pavimentos. No pavimento superior está assentado o equipamento de deságüe e no inferior o

armazenamento, preparo e dosagem do polieletrólito, além da caçamba de recolhimento e/ou

caminhão tipo báscula.

A produção total de lodo a ser descartada para desidratação será de:

Para início de plano, tem-se:

12,409.1 total lodo P kg SST/d

Para final de plano, tem-se:

55,757.2 total lodo P kg SST/d

O volume de lodo produzido foi estimado admitindo-se a concentração de 1.020 kg/m3 e um teor

de matéria sólida de 4 %. Assim, tem-se:

53340400201

1240913

,,m/kg.

d/kgSST,.V m3/d (para início de plano)

59670400201

5575723

,,m/kg.

d/kgSST,.V m3/d (para final de plano)


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3.13 Ins talações Elétr ic as

3.13.1 Sistema Geral

Toda a ETE é alimentada por uma subestação com três transformadores, a saber:

Trafo 1 - 300 Kva, com primário em 13,8 kV - triângulo, e secundário em 440/254 V;

Trafo 2 - 75 kVA, com secundários em 220/127 V;

Trafo 3 – 112,5 kVA, com secundários em 220/127 V.

Os transformadores 1 e 2 estão instalados em subestação abrigada e o terceiro em subestação ao

tempo. Há uma rede primária no interior da ETE para alimentar a subestação ao tempo de

112,5 kVA. Cada transformador alimenta um quadro de distribuição geral de baixa tensão sendo

que o Trafo 1 (300 kVA) alimenta o QGB de 440V, o Trafo 2 (75 kVA) alimenta o QGBT de

220V e o Trafo 3 (112,5 kVA o QDG do Laboratório, em 220 V.

Os motores das elevatórias de esgoto são acionados por inversores de frequência permitindo o

controle de vazão de recalque. A EE-01 é constituída por quatro motores de 50 CV e a EE-02

por quatro motores de 50 CV, todos alimentados em 440V. As motobombas são de eixo

horizontal e não ficam imersas no esgoto. Os motores de cada elevatória são controlados por

micro CLP, que tem a função de efetuar rodízio das motobombas e enviar sinais de status ao

supervisório central, instalado na sala do operador. Também os inversores de frequência têm

seus status transmitidos ao supervisório.

A instrumentação de “chão de fábrica” utilizada resume-se a quatro medidores/transmissores de

nível posicionados nos poços de sucção das elevatórias de esgoto e nos tanques pulmão de lodo,

a um medidor/transmissor de vazão instalado na calha Parshall próximo à EE-02. Esta

instrumentação, aliada àquela já embarcada nos soft-starters ou nos inversores de frequência dos

motores das elevatórias, permite o completo monitoramento de toda a ETE por meio de

supervisório.

A transmissão das informações entre a ETE e a central de supervisão na ETA Pará é feita por

sistema de radiotelemetria. O software de supervisão é o IFIX da GE .


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Os medidores de nível instalados nos poços de sucção são do tipo nível contínuo, digital e

ultrassônico, sendo o sensor instalado no topo do poço de sucção e o conversor de sinal em

painel no interior da elevatória. São do tipo simples canal, com cabeça sensora tropicalizada

(com compensação de temperatura), permitindo a programação local de vários níveis, através de

IHM por teclado de membrana localizado na face do transmissor, habilitando ou não os

conjuntos moto-bombas e a sinalização. O medidor de nível liga e desliga os motores

escalonadamente. O alarme de nível crítico soará sempre que o nível ultrapassar a cota de

segurança. Este parâmetro de alarme deve ser ajustado em comum acordo com a operação do

SAAE na época da instalação do equipamento de medição de nível. Após o desligamento do

conjunto o CLP selecionará as próximas moto-bombas que irão trabalhar.

Na calha Parshall está instalado um medidor de vazão ultrassônico, com o conversor de sinal

instalado em painel dentro da Elevatória da EE-02. O medidor tem a função de totalizar as

leituras de vazão do sistema, armazená-las e transferi-las para o CLP. Este por sua vez, efetua

várias operações, tais como a indicação da rotação das bombas, identificação e alarme de

defeitos, acionamento das bombas face aos níveis de esgoto do poço, etc.

A iluminação da área externa da ETE é feita através de luminárias fechadas, para uma lâmpadavapor metálico de 150W – 220V, instalada em poste com altura livre de 7 metros para facilitar a

manutenção, sendo a mesma alimentada diretamente pelo QDC 1 localizado no laboratório, e o

comando das lâmpadas é feito através de relé fotoelétrico.

A rede de dutos que atende esta área é composta por dutos em PEAD (polietileno expandido de

alta densidade), em valas com um, dois, quatro ou seis dutos de diâmetro 4 ”. Em toda a

instalação foram deixados dutos reservas para futuras ampliações. Nos trechos de travessia de

pista, as valas onde correm os dutos está envelopada com concreto, para proteção dos cabos

contra compressão excessiva.

A iluminação do laboratório, é composta por luminárias fluorescentes de 32W ou 16W, para a

parte interna, sendo ainda dotada de pontos para chuveiro, tomadas bifásicas e tomadas

específicas para destilador e outros equipamentos.

Para aterramento dos sistemas eletrônicos sensíveis foi adotado o critério da Malha de Terra de

Referência. O objetivo básico da malha de terra de referência é o de “anular o inconveniente


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grave de todos os outros tipos de malhas, no que concerne à incapacidade das mesmas de

equalizar as barras de terra dos diversos equipamentos eletrônicos para altas freqüências,

permitindo então a entrada de ruídos indesejáveis nestes mesmos equipamentos”.

A malha adotada nesta ETE foi construída com cabos de seção circular, com o espaçamento de

30cm e com condutores de bitola 16 mm ². A função básica desta malha é a equalização de

potenciais e não condução de correntes de curto-circuitos, sendo a mesma instalada sob os

equipamentos. Nesta ETE foi prevista a instalação de uma MTR na sala do operador, conforme

projeto específico de aterramento.

Previu-se ainda sistemas de proteção contra descargas atmosféricas tipo “gaiola de Faraday “

sem captores, para o laboratório e sala de operação. O condutor de captação é de cobre nu de

seção nominal de 35 mm² e contorna todo o perímetro da cobertura das edificações, descendo até

as caixas de conexão e inspeção, sendo ligado ao condutor de aterramento, este de cobre nu de

seção nominal 50 mm². Hastes de terra, diâmetro de 19 mm x 2400 mm de comprimento,

constituem a malha de terra de cada edificação, sendo essas responsáveis pelo escoamento das

descargas elétricas.

3.13.2 Sistema de Automatização das Elevatórias EE-01 e EE-02

O automatismo dos conjuntos moto-bombas das elevatórias EE-01 e EE-02 está previsto através

de CLP – Controlador Lógico Programável.

a) Estação Elevatória EE-01

A elevatória EE-01 recebe o esgoto afluente do final do emissário de esgoto bruto, após passar

pelo sistema de gradeamento, e eleva para a plataforma de assentamento dos desarenadores

mecanizados, acima da cota de máxima enchente. Os conjuntos moto-bomba são dotados de

inversores de freqüência.

Prevê-se o seguinte esquema de automatismo:

Vazão afluente menor que a capacidade de recalque de 1 conjunto (Qa < 155 L/s). Atingido o

nível de ligamento de B1, o conjunto parte com 950 rpm. Como a vazão afluente é menor


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que a capacidade de recalque de apenas 1 conjunto, o nível no poço de sucção será rebaixado

até a posição de desligamento total da elevatória (nenhum conjunto operando). O reinicio

será dado quanto atingido novamente o nível de acionamento do primeiro conjunto, havendo,

entretanto, a permuta com um dos outros três que estavam parados. Nesta situação

operacional existem 4 conjuntos (incluída a unidade reserva) que se revezarão quanto dos

ligamentos;

Vazão afluente menor que a vazão de dois conjuntos em paralelo e maior que a vazão de um

único conjunto (155 L/s < Qa < 305 L/s). Para esta situação não haverá o desligamento do

conjunto de nível inferior. A intermitência será estabelecida entre o segundo conjunto.

Quando atingido o nível de ligamento do segundo conjunto este também partira com 950rpm. Haverá o rebaixamento do nível no poço de sucção até o ponto de desligamento deste

segundo conjunto, permanecendo o primeiro em operação. A permuta, portanto, será

efetuada entre três conjuntos. O nível no poço de sucção estará oscilando entre os pontos de

ligamento e desligamento do segundo conjunto;

Vazão afluente maior que a capacidade de recalque de dois conjuntos (Qa > 305 L/s). O nível

subirá até o ponto de ligamento do terceiro conjunto. Atingido este nível haverá o ligamentodo terceiro conjunto e o aumento de rotação dos três conjuntos em operação para 1.000 rpm

(eixo da bomba). O nível no poço de sucção será rebaixado até o ponto de desligamento do

terceiro conjunto. Ocorrendo o desligamento do terceiro conjunto haverá a redução da

rotação dos outros dois, restabelecendo-se em 950 rpm. Para esta situação a permuta somente

ocorrerá com o terceiro conjunto, havendo duas unidades para revezamento.

Na seqüência é mostrado o esquema de acionamento dos conjuntos, de conformidade com os

níveis no poço de sucção.


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Poço de sucção da EE-01Esquema de Acionamento dos Conjuntos

b) Estação Elevatória EE-02

A estação elevatória EE-02 recebe o efluente dos desarenadores mecanizados e promove o

alteamento dos esgotos para a Caixa Divisora de Vazão CDV1. O funcionamento desta unidade

está vinculado e equilibrado com o da elevatória EE-01, dispondo esta elevatória do mesmo

número de conjuntos de recalque e dos mesmos volumes úteis da EE-01, por faixas operacionais.

Os conjuntos de recalque da elevatória EE-02 - “Alto Recalque” também serão equipados com

variador de velocidade por inversor de freqüência. O ajuste da rotação permitirá o equilíbrio da

vazão de recalque em conformidade com a performance da elevatória do “Baixo Recalque”.

Assim, são esperados os mesmos tempos de ciclo apresentados para a elevatória EE-01, somente

que defasados de um “tempo de retardo”, ocasionado pela passagem do fluxo pelos

desarenadores.

Para a elevatória EE-02 foi previsto o mesmo esquema de automatismo do apresentado para a

elevatória EE-01, conforme ilustração na seqüência.

V3

V2V1

LIGA B3 – Aumenta rotação dos três conjuntos para 1.000 rpm

LIGA B2 com 950 rpm

LIGA B1 com 950 r m

DESLIGA B3 – Reduz rotação dos outros dois conjuntos para 950 rpm

DESLIGA B2

DESLIGA B1


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Poço de sucção da EE-02Esquema de Acionamento dos Conjuntos

LIGA B3 – Aumenta rotação dos três conjuntos para 1.130 rpm

LIGA B2 com 1075 rpm

LIGA B1 com 1075 r m

DESLIGA B3 – Reduz rotação dos outros dois conjuntos para 1075 rpm

DESLIGA B2

DESLIGA B1


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4 PARTIDA DOS REATORES UASB

4.1 Prel imin ares

O sucesso da aplicação dos processos anaeróbios de alta taxa está condicionado ao atendimento a

uma série de requisitos, os quais relacionam principalmente à concentração e à atividade da

biomassa presente e, também, ao regime de mistura e padrão de fluxo do reator. Isso se todos os

fatores ambientais (temperatura, pH, alcalinidade, etc.) estiverem em uma faixa adequada.

Os objetivos mais comuns a serem alcançados na operação dos processos anaeróbios de alta taxa

são: i) o controle do tempo de retenção de sólidos, independentemente do tempo de detenção

hidráulica; ii) a prevenção de acumulação de sólidos suspensos inertes no reator e, iii) o

desenvolvimento de condições favoráveis para o transporte de massa. Esses objetivos são, via de

regra, alcançados a partir do projeto e da construção dos reatores, bem elaborados e de

procedimentos adequados durante a partida e operação do sistema.

A partida de reatores anaeróbios pode ser definida como o período transiente inicial, marcado

por instabilidades operacionais. Basicamente, a partida pode ser conseguida de três formasdistintas:

Utilizando-se lodo de inóculo adaptado ao esgoto a ser tratado: a partida do sistema

procede-se de forma rápida e satisfatória, não havendo a necessidade de aclimatação do lodo;

Utilizando-se lodo de inóculo não adaptado ao esgoto a ser tratado : nesse caso, a partida do

sistema passa por um período de aclimatação, incluindo uma fase de seleção microbiana;

Sem a utilização do lodo de inóculo: essa é considerada a forma mais desfavorável de proceder partida do sistema, uma vez que haverá a necessidade de se inocular o reator com os

próprios microrganismos contidos no esgoto afluente. Como a concentração de

microrganismos no esgoto é muito pequena, o tempo demandado para a retenção e seleção de

uma elevada massa microbiana pode ser bastante prolongado (da ordem de 4 a 6 meses).


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4.2 Consi derações e c ri térios p ara a part id a

4.2.1 Volume de inóculo para a partida do processo

O volume de inóculo (lodo de semeadura) para a partida do sistema é usualmente determinado

em função da carga biológica inicial aplicada ao sistema de tratamento. A carga biológica

(kgDQO/kgSV.d) é o parâmetro que caracteriza a carga orgânica aplicada ao sistema, em relação

à quantidade de biomassa presente no reator.

Os valores de carga biológica a serem aplicados durante a partida dependem essencialmente do

tipo de inóculo empregado e da aclimatização deste ao esgoto a ser tratado. Quando possível,

recomenda-se que a carga biológica para a partida seja determinada através de testes de atividade

metanogênica específica do lodo (AME). Na impossibilidade de realização de tais testes, são

utilizadas cargas biológicas durante a partida do processo na faixa de 0,10 a 0,50

kgDQO/kgSV.d, relacionadas a atividades metanogênicas específicas entre 0,10 e 0,50

kgDQOCH4/kgSV.d. Estas cargas iniciais deverão ser aumentadas, gradativamente, em função

da eficiência do sistema e da melhoria da atividade da biomassa.

4.2.2 Carga hidráulica volumétrica

A carga hidráulica volumétrica equivale à quantidade (volume) de esgotos aplicados diariamente

ao reator, por unidade de volume do mesmo. A carga hidráulica produz pelo menos três

diferentes efeitos sobre a biomassa do reator durante a partida do sistema:

a carga hidráulica retira toda a biomassa com características de sedimentação precária,

criando, dessa maneira, espaço para a nova biomassa que está crescendo;

com a retirada de parte da nova biomassa, que não possui boas propriedades de sedimentação,verifica-se uma seleção sobre a biomassa ativa;

a carga hidráulica tem grande influência sobre as características de mistura do reator,

principalmente durante a partida do sistema.

4.2.3 Produção de biogás

Nos reatores de manta de lodo a produção de biogás é muito importante para a boa mistura do

leito de lodo. Entretanto, taxas muito elevadas de produção de gás podem afetar negativamente a

partida do processo, porque o lodo pode se expandir excessivamente em direção à parte superior

do reator, sendo perdido juntamente com o efluente.


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4.2.4 Fatores ambientais

Para uma partida ótima do sistema, é desejável que os fatores ambientais sejam favoráveis, de

acordo com as seguintes diretrizes principais:

quando possível, a temperatura no interior dos reatores deve ser próxima à faixa ótima de

crescimento dos microrganismos anaeróbios (30 a 35C). No caso do tratamento de esgotos

domésticos, tais temperaturas não são factíveis de serem atingidas, fazendo com que a partida

do sistema não se dê em condições ótimas de temperatura;

o pH deve ser mantido sempre acima de 6,2 e preferencialmente na faixa de 6,8 a 7,2;

todos os fatores de crescimento (N, P, S e micronutrientes) devem estar presentes em

quantidades suficientes;

os compostos tóxicos devem estar ausentes em concentrações inibidoras. Caso contrário, deve

ser propiciado um tempo suficiente para a aclimatização das bactérias.

4.2.5 Aclimatização e seleção da biomassa

A primeira partida de um reator anaeróbio é um processo relativamente delicado. No caso dos

reatores de manta de lodo, a remoção suficiente e contínua da fração mais leve do lodo é

essencial, de forma a propiciar a seleção do lodo mais pesado para crescimento e agregação. As

principais diretrizes para a aclimatização e seleção da biomassa em reatores de manta de lodo

tratando esgotos domésticos são as seguintes:

não retornar ao reator o lodo disperso perdido juntamente com o efluente;

aumentar a carga orgânica progressivamente, sempre que a remoção de DBO e de DQO

atingirem pelo menos 60%;

manter as concentrações de ácido acético abaixo de 200 a 300 mg/L;

quando necessário, prover a alcalinidade ao sistema, de forma a manter o pH próximo a 7.


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4.3 Procedim entos q ue antecedem a p art ida de um reator

4.3.1 Caracterização do lodo de inóculo

Uma vez definida a utilização de lodo de inóculo para a partida do reator, devem ser realizadas

análises para a sua caracterização qualitativa e quantitativa, incluindo os seguintes parâmetros:

pH;

alcalinidade bicarbonato;

ácidos graxos voláteis;

sólidos totais (ST);

sólidos voláteis totais (SV); e

atividade metanogênica específica (AME).

Além dos parâmetros referidos acima, deve-se proceder à uma caracterização visual e olfativa do

lodo.

4.3.2 Caracterização do esgoto bruto

A fim de estabelecer a rotina de partida do reator anaeróbio, deve-se proceder uma campanha de

caracterização qualitativa e quantitativa do esgoto bruto afluente ao sistema de tratamento

através de análises laboratoriais dos parâmetros citados no item anterior.

4.4 Procedimentos durante a part ida do s r eatores anaeróbios

4.4.1 Partida com lodo de inoculo

A inoculação do reator pode-se dar tanto com o reator cheio ou vazio, embora seja preferível a

inoculação com o reator vazio, a fim de diminuir as perdas de lodo durante o processo de sua

transferência.


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4.4.1.1 Esquema operacional

Podem ser adotados os seguintes procedimentos:

transferir o lodo de inóculo para o reator, cuidando para que o mesmo seja descarregado no

fundo do reator. Evitar turbulências e contato excessivo com o ar;

deixar o lodo em repouso por um período aproximado de 12 a 24 horas, possibilitando a sua

adaptação gradual à temperatura ambiente.

4.4.1.2 Alimentação do reator com esgotos

A forma de alimentação do reator com esgotos dependerá essencialmente da quantidade de lodo

de inóculo utilizada. Quando for utilizada uma quantidade suficiente de lodo, a alimentação do

reator com esgotos pode ser integral (vazão total de projeto), procedendo-se, entretanto, o

monitoramento intensivo dos parâmetros pH, alcalinidade e ácidos graxos voláteis.

Caso seja utilizada uma quantidade de lodo de inóculo inferior ao desejável, torna-se prudente

proceder uma alimentação gradual do reator, aumentando-se a vazão progressivamente, de

acordo com a resposta do sistema e aclimatação da biomassa.


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5 PARTIDA DO FILTRO BIOLÓGICO PERCOLADOR – FBP

Para um bom funcionamento do FBP deve ser dispensada uma particular atenção à escolha do

material de enchimento e ao preenchimento do filtro, uma vez que problemas de entupimento e

colmatação do meio suporte têm sido reportados com freqüência.

Neste projeto, foi especificado como material de enchimento a brita nº4 - não calcária. É

necessário garantir, na aquisição do material, que a sua granulometria esteja rigirosamente dentro

da especificação correta, evitando-se receber pedras com granulometria menor, o que pode

acarretar entupimentos e a colmatação do filtro. O meio suporte deve ser muito bem selecionado,

tendo um cuidado especial quanto a granulometria e a homogeneidade.

Após a verificação da estrutura física do FBP e de sua estanqueidade, este poderá ser alimentado

com o efluente do reator UASB de forma gradativa, estabelecendo-se porcentagens da carga total

a ser aplicada. Inicia-se com 10% da carga orgânica, aumentando de 10 em 10% de acordo com a

resposta do sistema.

6 OPERAÇÃO EM REGIME ESTACIONÁRIO

Um aspecto importante relativo ao controle operacional do sistema de tratamento é que este pode

levar uma otimização das condições operacionais da estação de tratamento, visando a redução

dos custos e o atendimento aos padrões de lançamento estabelecidos pela legislação ambiental.

Nesse sentido, alguns aspectos operacionais podem ser destacados:

definição das melhores práticas e rotinas de operação e limpeza das unidades de gradeamento

e desarenação, buscando otimizar a eficiência dessas unidades de tratamento preliminar. Com

isso, poder-se-á maximizar a retirada de materiais grosseiros e de areia presentes no esgoto

afluente, evitando que estes sejam introduzidos no reator anaeróbio. Estes materiais são

altamente prejudiciais ao funcionamento do reator biológico, podendo ocasionar não apenas a

obstrução das tubulações de distribuição dos esgotos, como também a sua acumulação no

interior do reator, que ocasiona a diminuição do seu volume útil e, conseqüentemente, uma

queda da eficiência do sistema;


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identificação de pontos com ocorrência de maus odores, visando possibilitar maior segurança

e conforto ambiental aos operadores e às pessoas que vivem nas imediações da estação de

tratamento. Nesse sentido, o acompanhamento efetivo das unidades potencialmente mais

sujeitas à emanação de gases fétidos (tratamento preliminar, reatores anaeróbios e

equipamentos de desidratação de lodo) possibilitará maior conhecimento dos pontos

problemáticos, facilitando a tomada de providências e a implementação de adaptações que

possibilitem o controle dos odores;

determinação da melhor rotina de descarte e de desaguamento do lodo excedente. Assim, a

otimização do descarte e do desaguamento do lodo implicará diretamente na redução do

volume de lodo seco a ser transportado até o local de disposição final. Ainda, uma freqüência

de descarte adequada refletirá diretamente em uma menor perda de sólidos no efluente final,

implicando em uma melhor qualidade do efluente em termos de sólidos suspensos e de DQO

e DBO particulada.

6.1 Tratamento prel im inar

O bom funcionamento do tratamento biológico depende fundamentalmente da correta operação

das unidades que compõem o pré-tratamento e das características dos esgotos a serem tratados.

Para assegurar uma efetiva remoção dos sólidos grosseiros e da areia presente, deve-se

estabelecer uma rotina operacional que possibilite a limpeza das grades e caixas de areia com

uma freqüência adequada.

6.1.1 Unidades de gradeamento

A operação das unidades de gradeamento localizadas anteriormente à elevatória EE-01 – BaixoRecalque deverá seguir os itens do esquema operacional.

6.1.1.1 Grades manuais

A remoção manual dos sólidos retidos será efetuada através de rastelos sendo os sólidos lançados

em caçambas locais. Os sólidos acumulados na caçamba deverão ser transportados para o local

de aterramento, no caso o aterro municipal da ITAURB.


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A verificação da necessidade de remoção é visual e a diferença de nível constituí indicador do

momento em que se deve iniciar a retirada dos sólidos.

Embora esses indicadores de necessidade de limpeza da grade grosseira possam acontecer commenor freqüência, deve-se proceder à

manual ete itabira

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