Como fazer o cálculo de unidades de tratamento de esgoto residencial

Quem faz projeto hidrossanitário sabe que tanque séptico, filtro anaeróbio e vala de filtração são unidades de tratamento de esgoto residencial. Enquanto o tanque faz a separação do material, o filtro e a vala tratam o esgoto com a ação de microorganismos.

Depois de conhecer no post anterior os conceitos iniciais e normativos das unidades de tratamento de esgoto, vamos conferir como é feito o dimensionamento dessas unidades.

Dimensionamento do tanque séptico

Esse cálculo segue as disposições da NBR 7229/93. Para efetuar o dimensionamento do volume útil do tanque séptico, é necessário aplicar a fórmula V = 1000 + N*(C*T + K*Lf), sendo:

V = volume útil, em litros
N = número de pessoas ou unidades de contribuição
C = contribuição de despejos, em litro/pessoa x dia ou em litro/unidade x dia (ver Tabela 1)
T = período de detenção, em dias (ver Tabela 2)
K = taxa de acumulação de lodo digerido em dias, equivalente ao tempo de acumulação de lodo fresco (ver Tabela 3)
Lf = contribuição de lodo fresco, em litro/pessoa x dia ou em litro/unidade x dia (ver Tabela 1)

Veja as tabelas necessárias para o dimensionamento do volume do tanque séptico.

Prédio Unidade Contribuição de esgotos (C) e Lodo fresco (Lf) 
Tabela 1 – Contribuição diária de esgoto (C) e de lodo fresco (Lf) por tipo de prédio e de ocupante.
1. Ocupantes permanentes
– Residência
padrão alto Pessoa 160 1
padrão médio Pessoa 130 1
padrão baixo Pessoa 100 1
– hotel (exceto lavanderia e cozinha) Pessoa 100 1
– alojamento provisório Pessoa 80 1
2. Ocupantes temporários
– fábrica em geral Pessoa 70 0,30
– escritório Pessoa 50 0,20
– edifícios públicos ou comerciais Pessoa 50 0,20
– escolas (externatos) e locais de longa permanência Pessoa 50 0,20
– bares Pessoa 6 0,10
– restaurantes e similares Refeição 25 0,10
– cinemas, teatros e locais de curta permanência Lugar 2 0,02
– sanitários públicos   ?A? bacia sanitária 480 4,0
Contribuição diária (L) Tempo de detenção
Dias Horas
Tabela 2 – Período de detenção dos despejos, por faixa de contribuição diária.
Até 1500 1,00 24
De 1501 a 3000 0,92 22
De 3001 a 4500 0,83 20
De 4501 a 6000 0,75 18
De 6001 a 7500 0,67 16
De 7501 a 9000 0,58 14
Mais que 9000 0,50 12
Intervalo entre
limpezas (anos)
Valores de K por faixa de temperatura ambiente (t), em ºC
Tabela 3 – Taxa de acumulação total de lodo (K), em dias, por intervalo entre limpezas e temperatura do mês mais frio.
t = 10 10 = t = 20 t > 20
1 94 65 57
2 134 104 97
3 174 145 137
4 214 185 177
5 254 225 217

Vamos usar um exemplo para demonstrar a fórmula de dimensionamento de um tanque séptico. Considere um edifício público com capacidade para 45 pessoas, um restaurante no pavimento térreo para 100 refeições, sendo que a temperatura ambiente da região é em torno de 22º C e intervalo de limpeza igual a 3 anos. Em resumo, temos os dados:

Edifício público Restaurante
N= 45
C= 50
Lf =0,2
N=100
C= 25
Lf =0,1

Contribuição de esgoto = N*Cep + N*Cres = 45.50 + 100.25 = 4750 litros
Contribuição de lodo fresco= N*Lfep + N*Lfres = 45.0,2 + 100.0,1 = 19 litros
T= 0,75 (volume entre 4501 e 6000)
K= 137 (Temperatura maior que 20° e intervalo de limpeza de 3 anos)

V = 1000 + (4750*0,75 + 137*19)
V= 7165,5 litros

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Dimensionamento do filtro anaeróbio

Essa unidade de tratamento de esgoto residencial utiliza a NBR 13969/97. O dimensionamento do volume útil do filtro é efetuado com base na fórmula Vu = 1,6* N*C*T, sendo:

N = é o número de contribuintes
C = é a contribuição de despejos, em litros x habitantes/dia (ver Tabela 1, também usada no tanque séptico )
T = é o tempo de detenção hidráulica, em dias (ver Tabela 4)

VazãoL/dia Temperatura média do mês mais frio
Abaixo de 15ºC Entre 15ºC e 25ºC Maior que 25ºC
Tabela 4 – Tempo de detenção hidráulica de esgotos (T), por faixa de vazão e temperatura do esgoto (em dias).
Até 1500 1,17 1,0 0,92
De 1501 a 3000 1,08 0,92 0,83
De 3001 a 4500 1,00 0,83 0,75
De 4501 a 6000 0,92 0,75 0,67
De 6001 a 7500 0,83 0,67 0,58
De 7501 a 9000 0,75 0,58 0,50
Acima de 9000 0,75 0,50 0,50

Veja um exemplo prático, considerando uma edificação multifamiliar de padrão médio para 16 pessoas, com temperatura média do mês mais frio igual a 24° C.

Residência de padrão médio
N= 16
C= 130

Contribuição de esgoto = N*C = 16*130 = 2080 litros
T = 0,92 (volume entre 1501 e 3000, temperatura entre 15°C e 25°C)
Vu = 1,6*16*130*0,92
Vu = 3061,7 litros.

Dimensionamento da vala de filtração

O terceiro item do tratamento de esgoto residencial aqui apresentado, também tem dimensionamento de acordo com a NBR 13969/97. A fórmula para a vala de infiltração é L= C/Ta, sendo:

L = comprimento total da vala, em metros;
C = contribuição de despejos, em litros /dia;
Ta = taxa de aplicação do efluente, em L/dia*m².

A NBR 13969/97 determina que a taxa de aplicação do efluente proveniente do tanque séptico não deve ser superior a 100 L/dia*m². Logo, considerando o mesmo exemplo adotado para o filtro, no qual se tem uma contribuição igual a 2080 litros, e considerando que a base onde está assentada a tubulação de distribuição deve ter 1m de largura, conclui-se que:

L= 2080/100
L= 20,80 metro

De acordo com a necessidade de digestão aeróbia de material retido na vala de filtração e desobstrução dos poros do meio filtrante, deve-se considerar a operação alternada da vala em um período não maior que três meses. Assim, é necessário duplicar o resultado, devendo ser construído um comprimento total de vala igual a 41,6 metros.

Após conhecer os conceitos, as normas e as fórmulas de cálculo das unidades de tratamento de esgoto residencial, é hora de avançarmos para o detalhamento dessas unidades. Aguarde nosso próximo post.

Você tem alguma dúvida sobre unidades de tratamento de esgoto? Escreva nos comentários.

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