BR0301519B1 - Acoplamento de estação de tratamento de esgoto – ETE ao conjunto de tratamento por floculação e flotação de cursos d’água - Google Patents

Description

"ACOPLAMENTO DE ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE

ESGOTO - ETE AO CONJUNTO DE TRATAMENTO POR FLOCULAÇÃO E FLOTAÇÃO DE CURSOS D’ÁGUA”.

Refere-se o presente relatório ao acoplamento de estação de tratamento de esgoto - ETE ao conjunto de tratamento por floculação e flotação de cursos d’água e, mais especificamente, a uma inserção de uma Estação de Tratamento de Esgoto - ETE como um estágio dinâmico de tratamento primário na otimização do processo de tratamento por floculação e flotação de cursos d'água em regiões urbanas e/ou regiões próximas destas.

Em linhas gerais, a urbanização possui como condição pregressa a disponibilidade hídrica para captação de água potável para o abastecimento público. Notadamente, com raras exceções, as cidades se instalam e se desenvolvem junto a corpos hídricos, a partir dos quais se capta e se distribui a água que em última instância viabilizará a ocorrência os diversos usos urbanos.

De uma forma geral, o crescimento urbano se dá em direção às principais fontes de recursos hídricos. Não raro, nascentes e represas acabam por ser fisicamente envolvidas no tecido urbano das grandes cidades, Além dessa expansão física e do adensamento demográfico, a produção de dejetos, resíduos sólidos e semi-sólidos e efluentes líquidos, de origem doméstica e industrial, também constitui sinônimo do fenômeno de urbanização, observado com maior intensidade nas grandes cidades. A implantação de sistemas de esgotamento constituídos por coleta, afastamento e tratamento de efluentes e esgoto constitui outra necessidade e condição imprescindível para o desenvolvimento urbano.

Sinteticamente, o ponto de equilíbrio urbano é verificado através do ciclo cujas etapas consistem em: (a) captação de água para abastecimento; (b) geração de efluentes e resíduos (esgoto); (c) coleta e afastamento de efluentes; (d) tratamento de efluentes; (e) lançamento de efluente pós-tratamento nos corpos hídricos; e (f) autodepuração nos corpos hídricos. A urbanização intensa das bacias hidrográficas frequentemente implica na quebra do equilíbrio estabelecido, constatada através da produção de resíduos e efluentes superior à capacidade de autodepuração dos corpos hídricos. A deterioração ambiental da coleção hídrica e a perda gradual da qualidade da água aparecem, portanto, como um denominador comum nas áreas densamente urbanizadas.

Assim esta deterioração e poluição dos cursos d’água ambiente é agravada com o aumento demográfico, aumentando consequentemente, a poluição que é descarregada permanentemente nos cursos dos rios.

Em se tratando, de forma mais específica, dos sistemas de tratamento de esgoto em regiões de concentração urbana organizada, objeto da presente invenção, estas últimas podem ser classificadas em quatro padrões a saber: a) as cidades que não apresentam qualquer tipo de coleta, afastamento e estação de tratamento de esgoto, sendo que todo esgoto e água servida gerado pela concentração urbana é lançado na rede de águas pluviais, que por sua vez rumam para o leito de córregos ou rios secundários que desembocam em corpos hídricos, ditos principais para a região, que por sua vez podem percorrer várias cidades até desembocar no mar ou em uma represa; b) existem cidades que são providas de sistemas unitários de tratamento de esgoto que coletam de forma individual ou coletiva (setorizado) o esgoto gerado pela concentração urbana e i em seguida os lançam na rede de águas pluviais sendo tratados em ETE’s exceto na ocorrência de chuvas, sendo que deste ponto em diante o esgoto tratado é conduzido da mesma forma anteriormente descrita até atingir o curso de corpos hídricos principais ou de grande porte; c) existem cidades porém que apresentam um sistema separador absoluto da carga de esgoto gerado, sendo que neste caso todo o esgoto gerado pela concentração urbana é coletado e conduzido para uma estação de tratamento, onde os resíduos são removidos e depurados e a água residual, depois de tratada é lançada nos cursos d’água e/ou represas; e d) existem cidades, independente de seu porte, cujo sistema de tratamento de esgoto é misto, onde parte da população se utiliza de um sistema unitário de coleta de esgoto, outros se utilizam de um sistema separador absoluto e ainda existe parte da população que não se utiliza de nenhum sistema de coleta ou tratamento de esgoto, lançando este último nos corpos hídricos, de forma direta ou através da rede de águas pluviais existente.

Considerando ainda que um corpo hídrico comporta ao longo de todo seu curso inúmeros pólos de concentração urbana, os quais se apresentam dentre estes diferentes padrões aeima definidos, fica evidente que à jusante de um corpo hídrico o nível de poluição e contaminação é significativamente maior, prejudicando inevitavelmente a concentração urbana que se encontra geograficamente nesta porção do corpo hídrico, ou ainda que não esteja próximo, se abasteça das águas provenientes deste corpo hídrico.

Para tratamento de corpos hídricos já é conhecido o processo de remoção de materiais e/ou substâncias poluentes contidas em cursos d’água, objeto da carta patente n° PI9702430-9, de 11/07/1997, o qual garante a eliminação dos aspectos ofensivos ao senso estético, bem como a conservação dos recursos hídricos naturais contra poluição excessiva e sua manutenção em condições de pleno aproveitamento, seja na contenção de recursos hídricos para futura reutilização; seja na implantação e desenvolvimento de indústrias, ou seja na utilização dos cursos d'água urbanos como elementos de recreação e práticas esportivas.

No entanto, este processo definido na carta patente PI9702430-9, que tem suas etapas realizadas ao longo do próprio curso d’água, proporciona um tratamento por flotação dinâmico e contínuo de todo volume d’água que passa por ele, sendo que a jusante desta área de processo, a água em curso, e já tratada, continua vulnerável a novos focos de poluição caso não seja promovido algum tipo de procedimento adicional de contenção do derrame de cargas de esgoto neste corpo hídrico. O ideal é que todas as concentrações urbanas tenham efetivamente, pelo menos, uma estação de tratamento de esgoto - ETE que realize, no mínimo, um tratamento primário do esgoto coletado afim de reduzir o índice de contaminação dos corpos hídricos, dos quais estas concentrações urbanas se servem.

Outra condição ideal para qualquer padrão de concentração urbana é que a totalidade da carga de esgoto gerada pela comunidade seja coletada e direcionada para uma estação de tratamento - ETE reduzindo a quase zero os índices de lançamento de esgoto no curso dos corpos hídricos.

Este índice muitas vezes não chega a 100% porque sempre haverá o lançamento clandestino de esgoto nos corpos hídricos, seja direta ou indiretamente, através das redes de águas pluviais, seja através de córregos ou afluentes.

Outra condição ideal, principalmente para cidades em expansão é prover uma estação de tratamento de esgotos - ETE que seja dinâmica, ou seja, que possa ser expandida a medida que aumenta a concentração urbana, evitando assim a possibilidade de colapso de uma estação existente e ainda não exigindo que, para prevenir um possível colapso da instalação de tratamento, seja realizado um grande investimento inicial na construção de uma estação super dimensionada que inicialmente permanecerá ociosa, enquanto efetivamente não ocorre uma expansão demográfica prevista, É pois um dos objetivos da presente invenção prover um acoplamento de estação de tratamento de esgoto - ETE ao conjunto de tratamento por floculação e flotação de cursos d’água que permita um direcionamento de toda rede de esgoto gerada na concentração urbana poupando integralmente o leito do curso d’água principal, que por sua vez já é provido do processo de tratamento dinâmico por flotação, o qual dentro deste acoplamento passará a ser uma etapa secundária ou mesmo terciária de tratamento de esgoto.

Outro objetivo da presente invenção é prover um acoplamento de estação de tratamento de esgoto - ETE ao conjunto de tratamento por floculação e flotação de cursos d'água que garanta uma antecipação na definição da qualidade de água tratada sem que com isso gere prejuízo nas questões de investimentos em redes de esgoto, afastamentos e ETE’s de uma concentração urbana.

Ainda outro objetivo da presente invenção é prover um acoplamento de estação de tratamento de esgoto - ETE ao conjunto de tratamento por floculação e flotação de cursos d’água que possa ser instalado de forma dinâmica ou seja que tenha sua expansão determinada de acordo com a expansão da concentração urbana geradora do esgoto coletado, evitando assim o super dimensionamento das instalações geralmente realizados para se evitar um colapso do sistema.

Outro objetivo da presente invenção é prover um acoplamento de estação de tratamento de esgoto - ETE ao conjunto de tratamento por floculação e flotação de cursos d’água que possa ser instalada tanto junto ao leito do corpo hídrico que já está sob a realização do processo de tratamento por floculação e flotação, como pode ser instalado longe deste corpo hídrico, desde que esta instalação de tratamento de esgoto - ETE tenha seu dreno de saída diretamente conectado à entrada do conjunto que promove o tratamento por floculação e flotação do corpo hídrico.

Esses e outros objetivos e vantagens da presente invenção são alcançados com um acoplamento de estação de tratamento de esgoto - ETE ao conjunto de tratamento por floculação e flotação de cursos d’água do tipo realizado pelo processo de tratamento objeto da patente PI9702430-9, sendo dito acoplamento compreendido pela instalação da estação de tratamento de esgoto ETE à montante da estação de tratamento por floculação e flotação, de modo que a saída desta estação ETE seja diretamente conectada à entrada do conjunto de tratamento por floculação e flotação disposto no leito do corpo hídrico ou ao lado e interligado a este por meio de um canal com fluxo induzido. A seguir a presente invenção será descrita com referência aos desenhos anexos, dados a título de exemplo sem qualquer caráter limitativo, nos quais: A figura 1 representa, esquematicamente, uma vista superior de um trecho de corpo hídrico já submetido ao tratamento por floculação e flotação, o qual encontra-se acoplado a uma estação de coleta e tratamento de. esgoto totalmente proveniente de uma concentração urbana estabelecida; A figura 2 representa também de forma esquemática, uma vista em planta de um trecho maior do corpo hídrico ilustrado na figura anterior, estando desta vez a estação de coleta e tratamento de esgoto mais distante deste corpo hídrico já submetido ao tratamento por floculação e flotação. dita estação de tratamento de esgoto recebendo a totalidade do esgoto gerado em mais de uma concentração urbana estabelecidas próximas do corpo hídrico;

As figuras 3, 3a e 3b representam, respectivamente, esquemas de implantação do acoplamento de estação de tratamento de esgoto - ETE em um conjunto de tratamento por floculação e flotação de cursos d’água originalmente montado dentro do leito do corpo hídrico; e As figuras 4, 4a, 4b representam, respectivamente, esquemas de implantação do acoplamento de estação de tratamento de esgoto - ETE ao conjunto de tratamento por floculação e flotação de cursos d’água originalmente montado em um cana! com fluxo induzido.

De acordo com estas ilustrações, o acoplamento de estação de tratamento de esgoto - ETE ao conjunto de tratamento por floculação e flotação de cursos d’água, objeto da presente invenção, é levado a efeito em um trecho do corpo hídrico 1, no qual já se encontra implantado o processo de tratamento por floculação e fiotação de cursos d’água patenteado sob o n° PI9702430-9, doravante denominado somente de estação de fiotação 10; sendo a dita estação de tratamento de esgoto - ETE instalada em qualquer lugar e a qualquer distância do corpo hídrico 1, coletando a totalidade do esgoto Qe gerado pelos centros urbanos estabelecidos 20, onde este esgoto gerado é conduzido por rede própria 21 até a entrada da estação de tratamento de esgoto ETE.

Esta estação de tratamento de esgoto ETE tem sua saída ou dreno de lançamento da porção líquida do esgoto tratado Qe2 diretamente conectada, através de rede própria 23, à entrada de captação 11 provida em um canal induzido FE ou no próprio leito do corpo hídrico 10, onde se encontra a estação de fiotação 10, a qual passa a representar uma etapa adicional do tratamento de esgoto. Assim, o esgoto Qe2 já tratado juntamente com a porção de água do corpo hídrico 1 captada no ponto de entrada 11 da estação de fiotação 10 serão submetidos ao processo de fiotação 10, definidos pelas etapas de floculação, fiotação e remoção do lodo flotado e seu bombeamento para beneficiamento ou retorno ao tratamento primário RAFA. O volume líquido resultante deste tratamento de fiotação 10 é lançado à jusante novamente no corpo hídrico 1, seguindo o curso deste último para compondo sua vazão normal Qt, vide figuras Cabe salientar que o volume de esgoto Qe proveniente de rede própria, antes de entrar na estação de tratamento ETE é submetido a uma etapa preliminar de tratamento 22, constituída por um sistema de gradeamento para a retenção de resíduos sólidos e seguida de uma caixa de areia, para ai sim ser efetivamente lançado na estação de tratamento de esgoto ETE.

Nas figuras 1, 2, 3a, 3b, 4a, 4b é ilustrada como estação de tratamento de esgoto ETE um conjunto de reatores anaeróbicos - RAFA 30, os quais após o tratamento preliminar 22, processam o esgoto Qe, configurando assim o tratamento primário deste esgoto Qe, enquanto o processo de flotação 10 resulta no tratamento secundário deste esgoto Qe, antes que o mesmo seja lançado no corpo hídrico 1, compondo assim a jusante a vazão QT deste último.

No entanto, outras modalidades de estação de tratamento de esgoto - ETE podem ser utilizadas depois do tratamento preliminar 22 e antes do processo de flotação 10, de modo que este último possa ser classificado até como tratamento terciário.

Portanto além dos reatores anaeróbicos - RAFA 30, a estação de tratamento de esgoto - ETE pode ser constituída por lagoas anaeróbicas com ou sem lagoas facultativas, onde o processo de flotação 10 continua a ser um tratamento secundário. No caso da estação de tratamento de esgoto - ETE ser constituída por reatores anaeróbicos - RAFA 30 e filtro biológico o processo de flotação 10 que viría a seguir já seria classificado como um tratamento terciário.

Assim, a utilização do processo flotação 10 de forma seqüencial à estação de tratamento de esgoto - ETE permite uma eficiência muito significativa na remoção de poluentes importantes que convencionalmente são lançados nos corpos hídricos 1.

As figuras 3, 3a, 3b, 4, 4a, 4b deixam bem claro que este acopiamento visa atender seletiva e gradativamente todos os tipos de cidades, sendo que para a sua implantação são previstas três etapas, onde: para cidades sem rede coletora parcial de esgotos Qe ou para cidades com rede coletora de esgotos e sem interceptores e ETE, promove-se inicialmente a montagem do processo de flotação 10 no curso do rio 1, vide figura 3; em uma segunda etapa, figura 3a, contrói-se uma rede parcial e ínterceptores de esgotos, com tratamento preliminar 22 seguido de ETE’s como tratamento primário, sendo seu acoplamento ao processo de flotação 10 definidor do tratamento secundário; e em uma terceira etapa, quando já ocorreu a ampliação do tratamento primário - ETE, cuja estação ampliada passa a tratar todo o esgoto Qe=Qei+ Qe2, sendo nesta condição criada uma barragem B no curso do corpo hídrico 1,e um desvio neste último, que deixa de passar pelo processo de flotação 10, por já está totalmente despoluído à montante, ficando assim o referido processo de flotação 10 exclusivamente como tratamento secundário da rede de esgoto Qe, dessa concentração urbana, vide figura 3b. O mesmo ocorre quando da implantação do processo de flotação 10 em um canal induzido FE ao lado do corpo hídrico 1, onde as três etapas se repetem desde a implantação do processo de flotação 10 propriamente dita, passando pelo acoplamento da ETE, configurando uma coleta e tratamento parcial do esgoto Qe2, dita segunda etapa, e finalmente com a ampliação da estação de tratamento ETE e a interrupção do canal induzido FE que passa a tratar por flotação todo e somente o esgoto Qe coletado e tratado pela estação de tratamento ETE acoplada, vide figuras 4,4a, 4b.

Assim este acoplamento pode ser implantado nas cidades que não apresentam qualquer tipo de coleta, afastamento e estação de tratamento de esgoto e tem todo esgoto Qei e água servida gerados pela concentração urbana lançados na rede de águas pluviais, que por sua vez rumam para o leito de córregos ou rios secundários que desembocam em corpos hídricos 1, vide figuras 3,3a. Também pode ser acoplado naquelas cidades que são providas de sistemas unitários de tratamento de esgoto que coletam de forma individual ou coletiva (setorizado) o esgoto Qei gerado pela concentração urbana que em seguida os lançam na rede de águas pluviais, sendo tratados em ETE’s exceto na ocorrência de chuvas, sendo que deste ponto em diante o esgoto tratado é conduzido da mesma forma anteriormente descrita até atingir o curso de corpos hídricos 1 principais ou de grande porte, Ainda tal acoplamento é adequado à cidades que apresentam um sistema separador absoluto 22 da carga de esgoto Qe gerado, sendo que neste caso todo o esgoto Qe=Qei + Qe2 gerado pela concentração urbana é coletado e conduzido para uma estação de tratamento, onde os resíduos são removidos e depurados e a água residual, depois de tratada é lançada nos cursos d’água e/ou represas 1, vide figuras 3b, 4b; e principal mente este acoplamento é adequado para cidades que inicialmente, apresentam um sistema de tratamento de esgoto Qe misto, onde parte da população se utiliza de um sistema unitário de coleta de esgoto Qe2, outros se utilizam de um sistema separador absoluto e ainda parte da população que não se utiliza de nenhum sistema de coleta ou tratamento de esgoto Qei, lançando este último nos corpos hídricos 1, de forma direta ou através da rede de águas pluviais existente. Neste caso, com a implantação do acoplamento, a medida que for sendo centralizada a coleta e o encaminhamento do esgoto Qei para a estação de tratamento ETE, deixa-se de lançá-lo diretamente nos corpos hídricos 1, tornando este último despoluído em todo seu trecho urbano, vide figuras 3b e 4b Apesar de ter sido descrita e ilustrada uma concepção construtiva preferida de acoplamento, cabe salientar que outras opções inclusive a construção de novas unidades são previsíveis e realizáveis sem que se fuja do escopo da presente invenção.

Claims (6)

1- “ACOPLAMENTO DE ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ESGOTO - ETE AO CONJUNTO DE TRATAMENTO POR FLOCULAÇÃO E FLOTAÇÃO DE CURSOS DÁGUA”, do tipo realizado pelo processo de tratamento objeto da patente PI9702430-9, caracterizado pelo fato do referido acoplamento ser compreendido pela instalação da estação de tratamento de esgoto ETE à montante da estação de tratamento por floculação e flotação (10), de modo que a saída desta estação ETE (23) seja diretamente conectada à entrada (11) do conjunto de tratamento por floculação e flotação (10) disposto no leito do corpo hídrico (1) ou ao lado e interligado a este por meio de um canal com fluxo induzido (FE).

2- “ACOPLAMENTO DE ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ESGOTO - ETE AO CONJUNTO DE TRATAMENTO POR FLOCULAÇÃO E FLOTAÇÃO DE CURSOS DÁGUA”, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato da estação de tratamento de esgoto - ETE ser instalada em qualquer lugar e a qualquer distância do corpo hídrico (1), coletando a totalidade (Qe) do esgoto gerado pelos centros urbanos estabelecidos (20), por meio de uma rede própria (21) que conduz o esgoto (Qe) doméstico até a entrada da estação de tratamento de esgoto ETE.

3- “ACOPLAMENTO DE ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ESGOTO - ETE AO CONJUNTO DE TRATAMENTO POR FLOCULAÇÃO E FLOTAÇÃO DE CURSOS DÁGUA”, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato da estação de flotação (10) passar a representar uma etapa adicional do tratamento de esgoto.

4- ACOPLAMENTO DE ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ESGOTO - ETE AO CONJUNTO DE TRATAMENTO POR FLOCULAÇÃO E FLOTAÇÃO DE CURSOS DÁGUA”, de acordo com a reivindicação 1 ou 2 ou 3, caracterizado pelo fato da estação de tratamento de esgoto ETE ser constituída por um conjunto de reatores anaeróbicos - RAFA 30, os quais após o tratamento preliminar (22), processam o esgoto, configurando assim o tratamento primário deste esgoto, enquanto o processo de flotação (10) resulta no tratamento secundário deste esgoto, antes que o mesmo seja lançado no corpo hídrico (1), compondo assim a vazão normal (QT) deste último.

5- “ACOPLAMENTO DE ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ESGOTO - ETE AO CONJUNTO DE TRATAMENTO POR FLOCULAÇÃO E FLOTAÇÃO DE CURSOS DÁGUA”, de acordo com a reivindicação 1 ou 2 ou 3. caracterizado pelo fato da estação de tratamento de esgoto ETE ser constituída por uma lagoa anaeróbica, ou uma lagoa facultativa, construções onde o processo de flotação (10) continua a ser classificado como um tratamento secundário.

6- “ACOPLAMENTO DE ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ESGOTO - ETE AO CONJUNTO DE TRATAMENTO POR FLOCULAÇÃO E FLOTAÇÃO DE CURSOS DÁGUA”, de acordo com a reivindicação 1 ou 2 ou 3, caracterizado pelo fato da estação de tratamento de esgoto ETE ser constituída por reatores anaeróbicos - RAFA 30 e filtro biológico, construções o processo de flotação (10) passa a ser classificado como um tratamento terciário.