Sistemas de tratamento_por_zona_de_raiz_-_altair

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Palestra apresentada durante o primeiro curso de saneamento básico rural, na Embrapa Instrumentação, São Carlos - SP, outubro de 2013

Disponível em : http://saneamento.cnpdia.embrapa.br/programacao.html

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Sistemas de tratamento_por_zona_de_raiz_-_altair

  1. 1. SANEAMENTO BÁSICO RURAL "SISTEMAS DE TRATAMENTO POR ZONA DE RAIZES (WETLANDS) – PRINCÍPIOS FUNDAMENTAIS E EXEMPLOS DE SISTEMAS" Altair Rosa 1
  2. 2. PROBLEMATIZAÇÃO E CONTEXTUALIZAÇÃO  A água tem tido seu valor subestimado e sua qualidade degradada  Uma das maneiras de manter a qualidade das águas é tornar a cobertura da rede de esgoto mais abrangente  Brasil: sistema de esgoto atende apenas 55% do país 2
  3. 3. Esgoto Sanitário Constituição básica:  Matéria orgânica carbonácea biodegradável;  Nitrogênio orgânico e amônia;  Fósforo orgânico e fosfatos;  Organismos patogênicos. Lançamento sem o devido tratamento  Poluição de corpos d’ água e solo e consequentemente: • Aumento da DBO e DQO; • Diminuição do Oxigênio Dissolvido; • Incidência de possíveis microrganismos patogênicos; • Eutrofização; • Mudança no ecossistema; • Entre outros efeitos. 3
  4. 4. Sistema de esgotamento sanitário Coletivo Individual ? Pós-tratamento  SOLUÇÃO: TRATAMENTOS ALTERNATIVOS Coleta Subprodutos ESGOTO Subprodutos DE Edifício Tratamento coletivo ETE Corpo receptor WETLANDS Água Tratamento individual Solo 4
  5. 5. PROBLEMATIZAÇÃO E CONTEXTUALIZAÇÃO WET + LAND Ecossistemas frágeis, de alta complexidade ecológica, importantes para o processo de TERRA MOLHADA estabilidade ambiental e manutenção da biodiversidade, que, por estarem relevos planos ou abaciados, NATURAL E CONSTRUÍDA se encontram frequentemente com elevados níveis de saturação hídrica, isso aumenta a capacidade de filtragem das águas e de regularização da vazão dos rios (RESOLUÇÃO 045, DIFERENTES FLUXOS 2007). POSSÍVEL TRATAR ÁGUA E ESGOTO 5
  6. 6. NOMENCLATURA NO BRASIL         ZONA DE RAÍZES ALAGADOS CONSTRUÍDOS JARDINS FILTRANTES JARDINS PLANTADOS LEITOS CULTIVADOS SISTEMAS DE TRATAMENTOS BIOLÓGICOS SISTEMAS DE TRATAMENTOS COM PLANTAS SISTEMAS DE TRATAMENTO DE ESGOTO ALTERNATIVO  BIORETENÇÃO 6
  7. 7. PROBLEMATIZAÇÃO E CONTEXTUALIZAÇÃO ZONA DE RAÍZES  São áreas inundadas ou saturadas com água;  Podem suportar a existência de vegetação adaptada a condições de solo saturado;  Exemplos: pântanos, alagadiços e banhados;  Podem ser usadas para o pós-tratamento de esgoto sanitário; Zona de raízes Fonte: SEZERINO (2006) 7
  8. 8. PROBLEMATIZAÇÃO E CONTEXTUALIZAÇÃO  As zonas de raízes agregam: baixo custo e manutenção reduzida  Baseada nas condições naturais presente nos pântanos, utilizando esse meio para o melhoramento da qualidade da água  Recomenda-se o uso de macrófitas que são capazes de estabelecer-se, crescer rapidamente, absorver e armazenar nutrientes em suas raízes 8
  9. 9. WETLANDS NATURAIS Município de São José dos Pinhais Wetlands in Butte County, Calif. Photo by Lynn Betts, USDA Natural Resources Conservation Service. North Shore Wetland Partners: Formed in 2004, Incorporated in 2010 9
  10. 10. WETLANDS CONSTRUÍDAS 10
  11. 11. WETLANDS CONSTRUÍDAS ACIMA DO NÍVEL DO SOLO ABAIXO DO NÍVEL DO SOLO 11
  12. 12. BIORETENÇÃO BIORETENTION FEATURE UNIVERSITY OF NEVADA, 2013 12
  13. 13. MÉTODOS DE DIMENSIONAMENTO MÉTODO DE REED VAZÃO – CONTRIBUIÇÃO PARÂMETROS ÀREA X HABITANTE (FRANCÊS) ETC… 13
  14. 14. AGRONÔMICA 14
  15. 15. AGRONÔMICA 15
  16. 16. Almirante Tamandaré/PR Características Gerais:  População Total: 97.523 habitantes;  População da área urbana: 93.622 habitantes;  População da área rural: 3.901 habitantes; Saneamento básico (Área rural):  0,3% dos domicílios particulares e permanentes possuem rede de esgoto sanitário (FGV, 2006);  32,8% possuem fossa séptica (FGV, 2006);  60,7% despejam seus esgotos sanitários em fossa rudimentar, rio, vala, entre outros (FGV, 2006). 16
  17. 17.  Metodologia e materiais Sistema de Zona de Raízes e plantas escolhidas:  Sistema construído de fluxo horizontal subsuperficial;  Espécie de macrófita: Typha domingensis. Parâmetros e seus respectivos padrões para dimensionamento do sistema de ZR – Método Reed (1992). Tipos de Zona de Raízes (ZR) Parâmetros Fluxo Superficial Fluxo Subsuperficial Tempo de Detenção (Dia) 5 – 14 2–7 Altura da coluna d’ água (m) 0,1 – 0,5 0,1 – 1,0 Área requerida (ha.m-³. dia-1) 0,002 – 0,014 0,001 – 0,007 Relação Comprimento – Largura 2:1 – 10:1 0,25:1 – 5:1 Carga Hidráulica (mm/dia) 7 – 60 2 – 30 Materiais para construção: Lona plástica (preta) – 0,2 mm; Areia (média); Brita (nº 1); Tubulação (linha marrom) - 75 mm; Bedin Cinza ou Branco; Tês - 75 mm; CAP’s - 75 mm; CAP’s - 100 mm e Joelho 90° - 75 mm 17
  18. 18. Área de estudo Fossa séptica 2 Poço irrigação Fossa séptica 1 Fossa séptica 1 Poço irrigação Fossa séptica 2 FiguraFigura 3 – Município de Almirante Tamandaré 5Figura 4 – e poço da propriedade de estudo – Fossas Propriedade de estudo Fonte:Fonte: Projeto Carste Fonte: Projeto Carste Projeto Carste (2010) 18
  19. 19. Resultado e Discussão  Vazão: 0,68 m³.d-¹;  Tempo de detenção: 2 dias;  Relação Comprimento/Largura: 5/1;  Comprimento: 5,85 m;  Largura: 1,16 m;  Profundidade: 0,35 m;  Área: 6,80 m²;  Volume: 2,27 m³. Figura 6 – Zona de Raízes dimensionada Fonte: Autor (2011) 19
  20. 20. Resultado e Discussão Etapas de construção: 1 2 3 4 1 5 9 6 7 10 8 11 Fonte: Autor (2011) 20
  21. 21. Resultados e Discussão Tabela 2 Dados das análises do esgoto bruto e tratado no sistema de Zona de Raízes Parâmetros Coleta Amostragem 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Coleta 1 P1 17 7,1 380 1051 0,15 98,72 10,2 14300000 1210000 P2 16 6,5 36 179,26 1,36 22,12 7,42 105900 51200 E (%) - - 90,53 82,94 88,97 77,59 27,5 99,26 95,77 P1 15 7,6 660 721,92 0,14 131,63 22,5 26130000 500000 P2 14 6,8 280 507,6 2,33 62,72 9,38 2419600 53000 E (%) - - 57,88 29,69 93,99 52,35 58,4 90,74 89,4 P1 14 7,9 780 630,55 0,19 138 49,7 1210000 100000 P2 13 6,9 240 373,37 1,18 64,15 24,3 1210000 100000 E (%) - - 69,23 40,79 83,9 53,51 51,11 0 0 P1 14 8 960 1245,84 0,18 191,5 61 4570000 200000 P2 9,1 6,7 240 518,35 0,7 63,16 22,5 970000 31000 E (%) - - 75 58,39 74,29 67,02 63,11 78,77 84,5 P1 14 8,3 600 1293,06 0,15 200,03 75 10120000 5560000 P2 10 6,6 120 240,62 1,5 22,45 7,5 12033 5475 E (%) - - 80 81,39 90 88,78 90 99,88 99,9 E (%) - - 70,53 85,30 62,60 50 66,32 67,42 Coleta 2 Coleta 3 Coleta 4 Coleta 5 Eficiência média 52,95 1 – Temperatura da amostra (ºC); 2 – pH; 3 – DBO5 (mg.L-1); 4 – DQO (mg.L-1); 5 – OD (mg.L-1); 6 – Nitrogênio Amoniacal (mg.L-1); 7 – Fósforo (mg.L-1); 8 – Coliformes Totais (NMP.100 ml-1); 9 – Escherichia coli (NMP.100 ml-1). Fonte: Autor (2011) 21
  22. 22. Resultados e Discussão Gráfico – Dinâmica da eficiência da remoção dos parâmetros no esgoto sanitário comparando-se a entrada e a saída do sistema de Zona de Raízes. Coleta 5 Remoção (%) 150 100 P1 50 P2 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Parâm etros 1 – Temperatura da amostra (ºC); 2 – pH; 3 – DBO5 (mg.L-1); 4 – DQO (mg.L-1); 5 – OD (mg.L-1); 6 – Nitrogênio Amoniacal (mg.L-1); 7 – Fósforo (mg.L-1); 8 – Coliformes Totais (NMP.100 ml-1); 9 – Escherichia coli (NMP.100 ml-1). 22
  23. 23. DISCUSSÃO DOS RESULTADOS dinâmica dos processos e fatores externos; 
  24. 24. Tabela 1: Dados das análises do esgoto bruto e tratado da ZR
  25. 25. LOCALIZAÇÃO Construído no Patronato São Antônio, instituição filantrópica, localizado no município de São José dos Pinhais, região metropolitana de Curitiba, estado do Paraná, Brasil. O patronato recebe cerca de 600 crianças por dia.
  26. 26. O SISTEMA ● Concluído em 2010 Atende uma vazão sanitária de 0,85 L/s ●Adotou-se uma composição de 04 (quatro) Câmaras Digestoras Anaeróbicas (Fossa Séptica) qual irão realizar a retenção, a digestão da matéria orgânica e decantação da matéria digerida. ●O reator anaeróbio possui três metros de diâmetro e é formado por três estágios de fossa séptica. O quarto estágio funciona como um filtro prévio e possui um volume de 14,13m³ de pedra brita.
  27. 27. O SISTEMA ● Em seguida, o efluente é encaminhado para a zona de raízes constituída por dois tanques de 64 m² cada, composto por 12,80 m³ de terra, 38,40m³ de pedra brita e as macrófitas das espécies Taboa e Hedychium coronariu. ● O efluente do tratamento é encaminhado a um pequeno córrego, que desemboca suas águas no Rio Miringuava, que, por sua vez, deságua no Rio Iguaçu.
  28. 28. RESULTADOS
  29. 29. RESULTADOS
  30. 30. CONCLUSÃO  Tecnologias alternativas são consideradas muito promissoras e eficientes  Avanço para o estudo das zonas de raízes  Resultados significativos  Expansão do uso de zona de raízes no Brasil  OBS: entraves políticos
  31. 31. OBRIGADO!!!!! altair.rosa17@gmail.com

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