BR202019022027U2

BR202019022027U2 - Sistema modular hibrido de tratamento de dejetos humanos provenientes do vaso sanitário em meio rural

Info

Publication number: BR202019022027U2
Application number: BR202019022027-4U
Authority: BR
Inventors: Camilo Freddy Mendoza Morejon; Elias Lira Dos Santos Junior
Original assignee: Universidade Estadual Do Oeste Do Paraná; Universidade Tecnológica Federal Do Paraná
Priority date: 2019-10-21
Filing date: 2019-10-21
Publication date: 2021-05-04

Abstract

sistema modular hibrido de tratamento de dejetos humanos provenientes do vaso sanitário em meio rural. patente modelo de utilidade, inerente a um equipamento, constituído de um conjunto de elementos, cuja forma e arranjo diferenciado dos componentes resultou na implementação efetiva de um modelo híbrido de tratamento de efluentes domésticos, especificamente, os gerados na bacia sanitária, ou por fim os dejetos humanos provenientes do vaso sanitário em localidades rurais. o equipamento foi desenvolvido com o objetivo de resolver os gargalos tradicionais advindos dos atuais sistemas contribuindo de maneira eficaz para a solução do problema no meio rural no tocante a ausência de tratamento dos dejetos humanos providos do vaso sanitário em síntese trata-se de um equipamento modular, multifuncional, versátil e compacto caracterizado por compreender um conjunto de etapas e processos que visem a redução da carga poluidora do efluente da bacia sanitária fomentando a melhoria da qualidade de vida da população rural e agregando valor aos dejetos de origem humana.

Description

SISTEMA MODULAR HIBRIDO DE TRATAMENTO DE DEJETOS HUMANOS PROVENIENTES DO VASO SANITÁRIO EM MEIO RURAL

[001] Patente modelo de utilidade, inerente a um equipamento, constituído de um conjunto de elementos, cuja forma e arranjo diferenciado dos componentes resultou na implementação efetiva de um modelo híbrido de tratamento de efluentes domésticos, especificamente, os gerados na bacia sanitária, ou por fim os dejetos humanos provenientes do vaso sanitário em localidades rurais. Os principais diferenciais do sistema se encontram: a) na flexibilidade operacional; b) na característica modular, o que torna o dimensionamento do equipamento mais simples, prático, objetivo e intuitivo; c) na integração aos princípios do saneamento ecológico; d) na interação de diferentes técnicas de tratamento de águas negras; e) no designer integrado ao cenário da paisagem de forma a não promover impacto visual com o sistema de tratamento; f) na característica de uso ininterrupto, pois o equipamento a partir do seu arranjo modular permite que as operações de manutenção sejam realizadas sem prejuízo ao funcionamento contínuo; g) na facilidade de controle, devido ao equipamento ser de fácil operação, e por permitir que os parâmetros operacionais sejam passíveis de monitoramento; h) na transformação de um resíduo em coproduto; i) no tratamento segregado de efluente liquido doméstico, no caso especifico do efluente proveniente da bacia sanitária, ou seja, dos dejetos humanos de uma residência rural; j) na possibilidade do desenvolvimento de culturas de ciclo curto e/ou longo que poderão ser utilizados na área rural como insumos na alimentação de bovinos e suínos; k) na possibilidade de geração de renda em comunidades rurais; l) no aproveitamento dos resíduos gerados na bacia sanitária transformando-os em insumos para a propriedade rural; m) na integração de diferentes métodos, técnicas e processos de tratamento de esgotos que combinados permitem a otimização do sistema obtendo uma máxima eficiência na remoção de matéria orgânica, diminuição de nutrientes e eliminação de patógenos; n) na estanqueidade do sistema que não permite a contaminação do solo e das águas subterrâneas e o) a possibilidade de reuso do efluente tratado bem como do lodo gerado na propriedade rural, minimizando os impactos ambientais provenientes do lançamento de esgotos “in natura” em corpos d’água.

[002] Hoje, 46% da população mundial vive em áreas rurais, uma proporção que se espera venha a diminuir para 39% em 2050 (BAENINGER, 2010). A utilização do saneamento como instrumento de promoção da saúde pressupõe a superação dos entraves tecnológicos políticos e gerenciais que têm dificultado a extensão dos benefícios aos residentes em áreas rurais, municípios e localidades de pequeno porte.

[003] Nas comunidades rurais, devido à distância e alto custo para implantação e manutenção de redes coletoras de esgoto, a busca por alternativas viáveis intensificou-se e uma solução encontrada foi o tratamento através de fossas sépticas. No entanto, como o tratamento de esgoto nas zonas rurais pelo método da fossa séptica não é completo faz-se necessário buscar opções para o tratamento dos efluentes que priorizem a facilidade de construção e manutenção, a qualidade ambiental, a qualidade de vida do ser humano e o uso racional dos recursos naturais, fundamentados nos princípios e conceitos da sustentabilidade (MARTINETTI et al, 2007).

[004] O saneamento ecológico vem como alternativa sistêmica para adoção de novas práticas, técnicas sociais e melhorias na qualidade de vida a partir de uma mudança da visão retilínea para a visão cíclica e sistêmica, onde paramos de criar poluentes e começamos a criar matéria prima. Segue a ideia de separar as diferentes formas de esgotos nas suas origens, como água cinza (lavação, banho), água amarela (urina) e água negra/marrom (fezes) (OTTERPOHL, 2000), com o objetivo de valorizá-los.

[005] De acordo com Ercole (2003) as águas residuais residenciais podem ser classificadas como águas claras, cinzas e negras. As águas claras são aquelas de origem pluvial. Já as águas cinza são as provenientes de tanques, pias, lavatórios e chuveiros, contendo contaminantes químicos, sólidos em suspensão, óleos e graxas. Por último, as águas negras são aquelas que apresentam elevada contaminação de origem orgânica (fezes e urina). Dessa forma os sistemas de saneamento ecológico permitem recuperação completa dos nutrientes das excretas humanas e águas residuais domésticas e sua aplicação na agricultura. Contribuindo com a fertilidade dos solos, minimizando doenças a poluição e o consumo de recursos hídricos (LUCCA; 2015).

[006] De acordo com Otterpohl (2001), águas negras são as águas residuárias provenientes dos vasos sanitários, contendo basicamente fezes, urina e papel higiênico ou proveniente de dispositivos separadores de fezes e urina, tendo em sua composição grandes quantidades de matéria fecal e papel higiênico. As águas negras ainda podem ser segregadas em águasmarrons e águas amarelas quando existe segregação de urina na bacia sanitária, sendo aquelas águas contendo apenas fezes e estas águas contendo apenas urina.

[007] Nuvolari (2003) afirma que, em geral, o esgoto doméstico é composto por 99,9% de água e apenas 0,1% de sólidos, sendo que 75% desses sólidos são constituídos de matéria orgânica em processo de decomposição.

[008] As tecnologias de tratamento de efluentes nada mais são que o aperfeiçoamento do processo de depuração da natureza, buscando reduzir seu tempo de duração e aumentar sua capacidade de absorção, com consumo mínimo de recursos em instalações e operação e o melhor resultado em termos de qualidade do efluente lançado, sem deixar de considerar a dimensão da população a ser atendida.

[009] As principais tecnologias disponíveis para o tratamento de efluentes oriundos da bacia sanitária são os banheiros compostáveis (banheiro seco), tanques de permacultura, zona de raízes, biorreatores e fossa séptica biodigestor.

[010] O sanitário compostável, também conhecido por fossa seca, sanitário seco e ‘composting toilet’, fecha o ciclo de nutrientes, transformando as fezes humanas em composto orgânico. Ele é definido como um sistema de disposição das excretas humana sem utilização da água como meio de transporte e, portanto, sem conexão com a rede de captação de águas residuárias. Todos eles compartilham dos mesmos problemas, que são eliminar os odores e evitar a entrada de moscas nos tanques de coleta. É muito importante que as moscas sejam impedidas de entrar em contato com as fezes, já que é uma rota comum para a propagação de doenças. O sanitário compostável, como o próprio nome diz, é um sanitário que usa o método da compostagem das fezes com serragem e papel higiênico, eliminando a necessidade de água potável para empurrar as fezes esgoto abaixo e ainda de quebra gerar um ótimo aditivo para o solo.

[011] O Tanque de Evapotranspiração (TEvap) é um sistema fechado, ou seja, estanque, e não há saída de água, seja para filtros ou sumidouros. Nele ocorre a decomposição anaeróbia da matéria orgânica, mineralização e absorção dos nutrientes e da água, pelas raízes dos vegetais. Os nutrientes deixam o sistema incorporando-se a biomassa das plantas e a água é eliminada por evapotranspiração. Não há deflúvio. E dessa forma, não há como poluir o solo ou o risco de algum microrganismo patógeno sair do sistema (GALBIATI, 2009).

[012] O sistema de tratamento por zonas de raízes é um sistema físico-biológico, com parte do filtro constituído de plantas. O esgoto bruto é lançado através de uma rede de tubulações perfuradas que é instalada logo abaixo da zona de raízes, área plantada. Esta área é dimensionada de acordo com a demanda de esgoto já pré-determinada (VAN KAICK, 2002). Para o referido autor as plantas que constituem a zona de raízes devem ser plantadas sobre um filtro físico estruturado por uma camada de brita nº 2, de 50 cm de profundidade, e sobre a rede de distribuição do efluente bruto. Logo abaixo da camada de brita encontra-se outra camada do filtro, que é constituída de areia (com granulometria de média para grossa) de 40 cm de profundidade. No fundo do filtro ficam as tubulações de coleta do efluente tratado, que são conduzidos para fora da estação através da diferença de nível. Para evitar a contaminação do solo ou até mesmo do lençol freático e infiltrações indesejáveis no sistema, a ETE deve ser impermeabilizada com lona plástica resistente, ou por uma estrutura de concreto armado

[013] De acordo com Chemicaro (2007) denomina-se biorreatores, reatores bioquímicos, reatores biológicos, os reatores químicos nos quais ocorre uma série de reações químicas catalisadas por biocatalisadores que podem ser enzimas, ou células vivas (microbianas, animais ou vegetais). De acordo com o mesmo autor o desenvolvimento de reatores fundamentados no processo anaeróbio, ocorrido nas últimas décadas, vem provocando mudanças profundas na concepção dos sistemas de tratamento de águas residuárias. A maior aceitação de sistemas de tratamento anaeróbio se deve a dois fatores principais: as vantagens consideradas inerentes ao processo da digestão anaeróbia em comparação com o tratamento aeróbio e a melhoria do desempenho dos sistemas anaeróbios modernos, tendo-se um aumento muito grande não somente da velocidade de remoção do material orgânico, mas também da porcentagem de material orgânico digerido. Vários são os fatores que influenciam o desempenho da digestão anaeróbia de esgotos domésticos, dentre os fatores ambientais se destacam a temperatura, o pH, a alcalinidade, a presença de nutrientes, a capacidade de assimilação de carga tóxicas, transferência de massa, sobrecargas hidráulicas e a atividade metanogênica (VAN HANDEL E LETINGA; 1999).

[014] O sistema de fossa biodigestora contribui para a viabilização do tratamento de esgoto doméstico e consequente produção de efluentes desinfetados. Consiste em um tratamento biológico do esgoto por ação de digestão fermentativa (BRASIL, 2001). A fossa séptica por biodigestão tem dois objetivos principais: 1) substituir, a um custo barato para o produtor rural, o esgoto a céu aberto e as fossas sépticas; 2) utilizar o efluente como um adubo orgânico, minimizando gastos com adubação química (GALINDO et al; 2010).

[015] Levando em consideração características particulares de cada processo, faz-se necessários unir as vantagens de cada mecanismo de degradação, de forma que ocorra uma simbiose permitindo uma melhor eficiência no tratamento de águas negras, especificamente as geradas no vaso sanitário para a degradação da matéria orgânica, eliminação de organismos patogênicos e ciclagem de nutrientes. Com este intuito à conciliação de mecanismos distintos, como a digestão anaeróbia combinada a um regime hidráulico de fluxo pistonado, o tratamento por hidroponia, a infiltração direta no solo e tanque de evapotranspiração, utilizando culturas perenes, são altamente promissores na obtenção dos objetivos ora citados.

[016] No âmbito das tecnologias desenvolvidas internacionalmente é possível apontar as iniciativas relacionadas às patentes, como por exemplo o modelo intitulado “BLACK WATER TREATMENT SYSTEMS AND METHODS” (EP 2 502 883 A1) sistema constituído de um monovacuometro com inserção de nitrogênio tendo como a complexidade e o auto custo operacional como seus principais gargalos tecnológicos.

[017] O invento ‘DOMESTIC SEWAGE TANK APPLICABLE TO RURAL RESIDENT’ (CN107857377 A). A invenção divulga um tanque de esgoto doméstico aplicável a uma residência disposta em meio rural, composto por uma região de purificação de água e uma outra de precipitação através de uma placa defletora. Apesar a simplicidade funcional o equipamento não possui flexibilidade e mobilidade de instalação e operação; uso exclusivo de uma única técnica de tratamento e Contato direto do efluente com o solo, com possibilidade de contaminação dos recursos hídricos subterrâneos.

[018] O modelo de utilidade intitulado “RURAL ECOLOGICAL IZATION SEWAGE TREATMENT SYSTEM” (CN206970333U) refere-se a um sistema de tratamento de esgoto ecológico que inclui um tanque de recolha dos resíduos, filtração e lagoas de decantação. Nesse caso o sistema considera a necessidade de grandes áreas a possibilidade da contaminação do solo e da água subterrânea, função do uso das lagoas.

[019] O modelo de utilidade intitulada “MINIATURE PURIFIER OF RURAL CASUAL HOUSEHOLD'S DOMESTIC SEWAGE SOLAR ENERGY” (CN206828301 U) referese a um purificador em miniatura da energia solar de esgoto doméstico familiar rural. Conectada a uma bateria, a bomba de aquecimento solar de água a bomba de aeração de oxigênio e o moedor tipo de cabeça de faca giratória com rotação. Tem como característica a facilidade operacional e de manutenção, estão aptos para características como esgoto doméstico rural, contudo necessitam de uma fonte de energia para o acionamento do aquecedor.

[020] “A RURAL DOMESTIC WASTE WATER TREATMENT SYSTEM” (CN107365011 A) é um modelo de utilidade que inclui uma pluralidade de tanques separadores de óleo e fossas sépticas que são dispersos ao lado das residências. Existe a segregação dos diversos tipos de efluente residencial onde os tanques de separação de óleo são dispostos ao final do efluente da cozinha, enquanto que as fossas sépticas no final do efluente da bacia sanitária, todavia o tratamento consiste em uma única etapa de filtração simples do efluente e posteriormente levada a um processo tradicional de tratamento, a fossa séptica.

[021] A invenção intitulada “RURAL DOMESTIC SEWAGE WHO IS FIT FOR NORTHERN WATER -DEFICIENT AREA CUTS DIRTY DEVICE” (CN206142878 U) consiste na separação liquido-sólido, onde a fração liquida é transportada para tratamentos centralizados de purificação de água para zonas de escassez hídrica. Nessa mesma linha construtiva e de tratamento temos a tecnologia denominada “RURAL DOMESTIC SEWAGE TREATMENT SYSTEM” (CN205590524 U) que é um modelo de utilidade que inclui a segregação dos diferentes tipos de resíduos na sua fonte de geração, com grande capacidade operacional e simplicidade de manutenção, entretanto, esses sistemas podem inviabilizar-se a medida que contam com um único processo de tratamento, que no caso é a separação de fases, o que não garante a higienização e sanitização dos dejetos humanos

[022] A invenção chamada de “DIGESTER FOR DEGRADATION OF HUMAN WASTE” (US9359237 B2) caracterizasse pelo tratamento químico dos dejetos humanos, o que para ambientes rurais apresentasse como um complicador para sua utilização face a necessidade de incorporação de compostos químicos que podem ser noviços a saúde humana, e aumentando a complexidade operacional da unidade.

[023] O “BLACK WATER SOLAR DISK” (US4611577) é um modelo de utilidade utilizado para o tratamento de águas negras a partir da foto sensibilidade do efluente sendo limitado essencialmente pela granulometria dos dejetos humanos e sobremaneira pela necessidade de grandes extensões para o contato com a radiação luminosa.

[024] A invenção denominada “METHOD AND APPARATUS FOR FILTERING INDUSTRIAL AND HUMAN WASTE” (US4457849) considera a filtração em ambiente de alta pressão como uma alternativa para o tratamento dos dejetos humanos, contudo esse sistema se inviabiliza a medida que necessita de um sistema de injeção de ar e com isso a utilização de energia elétrica caracterizando um elevado consumo de energia elétrica, no âmbito operacional o controle de válvulas de pressão mostrar uma significativa dificuldade para o uso com pessoas sem treinamento adequado.

[025] O “METHOD FOR TREATING HUMAN WASTE BY SOLIDIFICATION” (US4615810) é uma invenção que consiste na coleta dos resíduos por um vaso sanitário acoplado a um receptáculo que contém uma bomba de maceração e que adiciona um agente solidificante a mistura e posterior descarte. A adição de um agente solidificante é um fator que em muito limita a tecnologia face a aquisição desse tipo de insumo agregado ao preço do mesmo.

[026] O modelo de utilidade chamado de “BLACK WATER PROCESSING SYSTEM WITH HIGH PRESSURE FLASH VESSEL” (US 10005679 B2) caracterizasse pelo tratamento através da pressurização por meio de vapores suspensos permutando a água cinza da instalação residencial. A produção dos vapores que irão elevar a temperatura do efluente e, por conseguinte, trata-los necessitam de energia elétrica para seu funcionamento, tornando inadequados ao uso em localidades com menor poder aquisitivo ou infraestrutura adequada

[027] No âmbito nacional das tecnologias desenvolvidas é possível apontar as iniciativas relacionadas às patentes, como por exemplo o modelo intitulado “SEPARADOR CONTINUO DE DEJETOS DO VASO SANITÁRIO” (BR 202014013394-7 U2) possibilita a separação contínua dos dejetos do vaso sanitário, após a descarga deste, onde os principais diferenciais do separador se encontram: no sistema de alimentação da carga, efluente proveniente do vaso sanitário; no sistema contínuo de separação sólido-líquido, o qual ocorre por meio de sistema de peneiramento; no dispositivo de coleta do efluente líquido separado (urina e água); e no dispositivo de coleta e destinação final do dejeto humano, cujos produtos separados, podem posteriormente seguir para sistemas de tratamento e aproveitamento diferenciados. A desvantagem desse equipamento encontrasse na descarga liquida, ou seja, na descarga de micção, onde se encontram somente resíduos líquidos a velocidade do liquido será maior proporcionando passagem de liquido para o sistema em que requer somente sólidos. Isso no caso de vazamentos proporcionará o colapso do sistema a posteriori, principalmente, se este for um tratamento biológico.

[028] A invenção intitulada “SISTEMA MODULAR COMPACTO DE DECANTAÇÃO PARA TRAMENTO DE EFLUENTES PROVENIENTES DE DIVERSAS FONTES” (MU8701195-6 U2) refere-se a um sistema de separação de partículas sedimentáveis no tratamento seletivo de diversas fontes em diferentes áreas e ou aplicações. A invenção é composta por um sistema de alimentação (cabeçote), defletores em formato de espiral, e um bocal para saída de liquido clarificado. O referido modelo de utilidade apresenta problemas quanto aos aspectos operacionais de acumulo de material sólido no separador, diminuindo, dessa forma sua eficiência.

[029] O equipamento “BIODIGESTOR HELICOIDAL PARA TRATAMENTO DE DEJETOS DO VASO SANITÁRIO” (BR 202014013397-1 U2) é um equipamento destinado ao tratamento de dejetos da bacia sanitária por meio de um biorreator helicoidal. Um dos intervenientes do sistema que trata tal somente efluentes dotados de uma determinada consistência, limitando a tecnologia as fezes humanas. Trata-se, especificamente de um tratamento biológico não sendo considerados outros processos para o tratamento do efluente tratado, bem como para a utilização do lodo.

[030] O Equipamento “MODULAR COMPACTO DE TRATAMENTO DE ESGOTOS DOMÉSTICOS” (BR202014013398-0 U2) o sistema é constituído de um separador de liquido e sólido, um sistema de tratamento de dejetos sólidos e um tanque de estocagem de liquido. A eficiência do sistema fica atrelada a eficiência da separação liquido, sólido inviabilizando o reator biológico em caso de vazamento da bacia sanitária, pois por menor que seja a fração de liquido adentrando ao biorreator esse estará diluindo o efluente e destruindo a colônia de bactérias do reator.

[031] O invento denominado “ESTAÇÃO COMPACTA DE TRATAMENTO DE ESGOTO DOMÉSTICO RESIDENCIAL” (BR202012001206-0 U2) trata de uma estação compacta para o tratamento de esgoto doméstico uni residencial pelo princípio de lodos ativados apesar da boa mobilidade do equipamento existem alguns intervenientes que são a complexidade de tratamento, o elevado custo de construção, impossibilidade de reuso de alguns constituintes e baixa possibilidade de integração ao meio rural.

[032] O modelo de utilidade sob o título de “APERFEIÇOAMENTO EM SISTEMA NATURAL DE TRATAMENTO DE ESGOTO” (MU8700880- U2) é o equipamento conhecido comercialmente como fossa biodigestor desenvolvido pela Empresa Brasileira de Pesquisas Agropecuárias (EMBRAPA) e tem por objetivo o tratamento dos dejetos provenientes do vaso sanitário sendo um equipamento prático, por conseguinte, de fácil instalação de simplicidade na operação e com boa eficiência na remoção de matéria carbonácea, contudo, o mesmo refere-se a um princípio clássico de remoção de matéria orgânica, em que existe a sedimentação e digestão do lodo, não sendo, esse último integrado as atividades da unidade rural e nem tal pouco propiciado o reuso do efluente.

[033] Uma das formas mais utilizadas para o tratamento do efluente doméstico e do efluente da bacia sanitária é feito através de fossas sépticas, isso pode ser ratificado no levantamento patentario nacional, aqui exemplificado, no modelo de utilidade sob o título de “FOSSA SEPTICA” (MU77030003-6 U) refere-se a uma fossa em fibra de vidro, totalmente vedada destinada ao tratamento de material fecal, com formato cilíndrico. Tem como principal desvantagem a necessidade de caminhão limpa fossa para a drenagem do lodo em períodos específicos, bem como, o não tratamento/aproveitamento dos gases gerados no processo de digestão.

[034] O modelo de utilidade denominada “DISPOSIÇÃO INTRODUZIDA EM FOSSA SEPTICA” (MU8700771-1 U2) caracterizado pela integração da fossa séptica, seguida de filtro anaeróbio e posteriormente de sumidouro apresenta com principal interveniente a possibilidade de contaminação das águas subterrâneas, apresentando contato direto com o solo e com os recursos hídricos. Seguindo essa mesma linha de desvantagens podem ser citadas as invenções “FOSSA SÉPTICA E FILTRO ANAERÓBIO CONJUGADOS” (MU8302430-1 U); “REATOR ANAERÓBIO DE FLUXO ASCENDENTE COM FILTRO SEPARADOR – FOSSA ECOLÓGICA” (BR202015009315-8 U2); “FOSSA SÉPTICA COMPOSTA POR TANQUES SÉPTICOS SUPERPOSTOS” (BR202013027499-8 U2); “TANQUE SÉPTICO E FOSSA ABSORVENTE” (PI 9605507-3 A), entre outras que seguem o mesmo princípio.

[035] Outros métodos e técnicas também são considerados para o tratamento dos dejetos humanos dentre esses encontramos o “PROCESSO DE TRATAMENTO DOS DEJETOS HUMANOS POR DESIDRATAÇÃO DA MATÉRIA ORGÂNICA E APARELHO SANITÁRIO SEM UTILIZAÇÃO DE ÁGUA “ (PI0806048-7) que consiste na desidratação das fezes na própria bacia sanitária, transformando as fezes em material pulverulento apresentando como desvantagem o longo tempo entre os usos da bacia sanitária não permitindo um uso continuo da mesma e também o uso de energia elétrica para a produção/geração de micro-ondas.

[036] Uma invenção chamada de "SISTEMA DE TRATAMENTO DE EFLUENTES COM FILTRO BIOLÓGICO E ZONA DE RAÍZES" (PI0503416-7 A) com nomenclatura comercial de “sistema rhizotec” é constituído por poço de bombeamento, cujas bombas propiciam a recirculação do efluente para a segunda câmara do decantador, a distribuição no filtro biológico e o envio para o filtro zona de raízes ou canteiro filtro zona de raízes. O material filtrante utilizado no filtro facultativo, no filtro biológico e em grande parte no filtro zona de raízes são conchas de moluscos, como ostras, mariscos e berbigão. Notadamente a dificuldade estará na aquisição do material filtrante em grande parte do território nacional.

[037] Assim, de modo geral, pode-se constatar a existência de vários gargalos, limitações e problemas técnicos nas tecnologias de tratamento de águas negras, especificamente as oriundas da bacia sanitária, assim: a) as tecnologias que visam o aproveitamento das fezes ou mesmo a segregação na fonte geradora, consideram a bacia sanitária via seca o que por vezes acarreta o surgimento de moscas e mosquitos (vetores), além de mau cheiro; b) ainda considerando o sistema via seca nos banheiros compostáveis, faz-se necessário, na operação diária do equipamento, a inserção de cinzas ou serragem após a defecação o que gera dificuldade operacional, ou mesmo, um desconforto e/ou constrangimento, contrastando, com a praticidade da sociedade pós moderna, o que pode ser agravado quando da presença de hospedes na unidade familiar (visitantes na residência); c) na praticidade, pois as tecnologias convencionais não oferecem facilidade de operação e manutenção, como por exemplo, os biorreatores, que apresentam dificuldades de controle dos parâmetros operacionais, e também nas atividades de manutenção, principalmente quando do tratamento e descarte do lodo gerado; d) no pouco ou inexistente segregação na fonte geradora, gerando uma grande volume de efluente o que leva a necessidade de grande sistemas e por conseguinte de grande obras e por fim grande montas financeiras; e) na utilização de água potável no transporte de material fecal bem como de urina; f) a dificuldade de aproveitamento e reutilização dos resíduos gerados na bacia sanitária; g) o grande e impetuoso preconceito no manuseio com os dejetos humanos; h) a necessidade de grandes áreas, empregadas em sistemas coletivos de tratamento, podendo ser citada as lagoas de estabilização i) a própria escassez de métodos, técnicas e sistemas de tratamento segregado, tanto dos diversos tipos de efluentes de uma residência (aguas negras, amarelas, cinzas e azuis), como de unidades residências (sistemas privados), sendo os efluentes, normalmente, tratados em sistemas coletivos o que acarreta elevados custos de construção/instalação, operação e manutenção; j) não menos importante temos a falta de integração dos sistemas com a realidade do homem do campo, ou seja, a proposição de sistemas que integrem não somente o cenário da paisagem das propriedades rurais, mas que integrem as atividades correlatas a atividade rural, proporcionando, desta forma uma integração da tecnologia empregada com as inúmeras tarefas cotidianas do meio rural k) a necessidade de fontes de energia térmica e/ou elétrica l) a utilização de produtos químicos m) a elevada complexidade existente na tecnologia e n) substancialmente na falta de integração dos processos e sistemas de tratamento com o homem do campo.

[038] Diante desse cenário, os autores, em 2015, iniciaram nova pesquisa em torno do desenvolvimento de uma tecnologia alternativa e social que integrasse as diversas tecnologias utilizadas para o tratamento de efluentes, bem como, a possibilidade do aproveitamento dos dejetos humanos, transformando-os em coprodutos passiveis de utilização na própria propriedade rural ou mesmo no meio rural como um todo, assim sendo, o objetivo principal da tecnologia é implementar um sistema de tratamento de efluente, especifico para a bacia sanitária, no meio rural com menor complexidade de instalação, com facilidade de operação, com possibilidade de reuso do efluente tratado e o desenvolvimento de culturas cíclicas seja pela hidroponia ou mesmo pelo cultivo direto, outro aspecto relevante da tecnologia é a possibilidade de reaproveitamento, em quase a totalidade dos efluentes e lodos gerados no sistema. Neste sentido, os autores estabeleceram metodologia apropriada para o desenvolvimento de uma tecnologia, sendo contempladas as seguintes atividades: a realização de prospecção em bancos de patentes a fim de identificar gargalos e problemas relacionados ao tratamento de águas negras, aqui já citada as especificas da bacia sanitária, esse processo resultou em uma tecnologia com características inovadoras denominada "SISTEMA MODULAR HIBRIDO DE TRATAMENTO DE DEJETOS HUMANOS PROVENIENTES DO VASO SANITÁRIO EM MEIO RURAL" que ainda não foi objeto de publicação, pois se encontra em fase de proteção intelectual.

[039] O equipamento "SISTEMA MODULAR HIBRIDO DE TRATAMENTO DE DEJETOS HUMANOS PROVENIENTES DO VASO SANITÁRIO EM MEIO RURAL" foi desenvolvido com o objetivo de resolver os gargalos tradicionais advindos dos atuais sistemas contribuindo de maneira eficaz para a solução do problema no meio rural no tocante a ausência de tratamento dos dejetos humanos providos do vaso sanitário;

[040] De modo geral, por meio da busca de anterioridade pode-se constatar que o modelo de utilidade denominado "SISTEMA MODULAR HIBRIDO DE TRATAMENTO DE DEJETOS HUMANOS PROVENIENTES DO VASO SANITÁRIO EM MEIO RURAL" atende o requisito de novidade, na sua criação de forma, estrutura e novo arranjo, que resultou em melhoria funcional do equipamento, cujo conjunto é primordial para viabilizar o tratamento diferenciado de águas negras provenientes da bacia sanitária em meio rural.

[041] Portanto, o objetivo da presente inovação, Modelo de Utilidade denominado de "SISTEMA MODULAR HIBRIDO DE TRATAMENTO DE DEJETOS HUMANOS PROVENIENTES DO VASO SANITÁRIO EM MEIO RURAL" é fornecer um método de tratamento de águas negras provenientes do vaso sanitário, cujo princípio de funcionamento utiliza a integração de princípios físicos, químicos e microbiológicos de tratamento, e ainda, a utilização de modelos de fitoremediação de áreas.

[042] O equipamento denominado "SISTEMA MODULAR HIBRIDO DE TRATAMENTO DE DEJETOS HUMANOS PROVENIENTES DO VASO SANITÁRIO EM MEIO RURAL" é fruto de um conjunto de ideias cujas reivindicações estão relacionadas com os elementos e dispositivos que compreendem o novo equipamento, com forma e arranjo diferenciados, para o tratamento dos efluentes líquidos domésticos em especial as águas negras geradas na bacia sanitária unifamiliar em meio rural onde os componentes da inovação são:

[043] Equipamento modular, multifuncional, versátil e compacto denominado “SISTEMA MODULAR HIBRIDO DE TRATAMENTO DE DEJETOS HUMANOS PROVENIENTES DO VASO SANITÁRIO EM MEIO RURAL” CARACTERIZADO por compreender um conjunto de etapas e processos que visem a redução da carga poluidora do efluente da bacia sanitária, sendo composto por uma unidade geradora de resíduos (1), um Modulo de tratamento biológico (4), dois módulos de tratamento hidropônico (2) e (3), dois módulos de tratamento por infiltração no solo (7) e (8), dois módulos de permacultura (121) e (122), uma unidade de armazenamento e estocagem de efluente tratado (5) e uma unidade de estocagem e secagem de lodo (6)

[044] Equipamento modular, híbrido, multifuncional e de fácil manutenção "SISTEMA MODULAR HIBRIDO DE TRATAMENTO DE DEJETOS HUMANOS PROVENIENTES DO VASO SANITÁRIO EM MEIO RURAL" é CARACTERIZADO por compreender um conjunto de etapas e processos que visam a redução da carga poluidora do efluente proveniente da bacia sanitária, sendo composto por uma unidade geradora de resíduos (1), um Modulo de tratamento biológico (4), dois módulos de tratamento hidropônico (2) e (3), dois módulos de tratamento por infiltração no solo (7) e (8), dois módulos de Permacultura (121) e (122), uma unidade de armazenamento e estocagem de efluente tratado (5) e uma unidade de estocagem e secagem de lodo (6);

[045] Unidade geradora de resíduos do SISTEMA MODULAR HIBRIDO DE TRATAMENTO DE DEJETOS HUMANOS PROVENIENTES DO VASO SANITÁRIO EM MEIO RURAL” de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO por compreender uma bacia sanitária (10) acoplada a uma caixa de descarga (12) com válvula de acionamento (11) de acionamento duplo ou simples. A geometria da bacia sanitária (10) é variável de acordo com o layout do local de instalação, podendo ser saída vertical ou horizontal, com princípio de funcionamento pode ser por arraste ou por sinfonamento. O volume “ν” da caixa de descarga (12) deverá ser igual ou inferior a 6 litros por acionamento da válvula de descarga (11), logo, ν ≤ 6L/flush.

[046] Modulo de tratamento biológico do SISTEMA MODULAR HIBRIDO DE TRATAMENTO DE DEJETOS HUMANOS PROVENIENTES DO VASO SANITÁRIO EM MEIO RURAL” de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO por compreender um biorreator anaeróbio helicoidal (114) com geometria prismática circular reta, com um conjunto de hélices que compõem o helicoide de transporte de lodo (9), soldadas em eixo horizontal (97) com tampa frontal (96) e tampa traseira (107), vedadas com conjunto de mancal e rolamento dianteiro (98) e conjunto de mancal e rolamento traseiro (108), tendo como força motriz a manivela giratória (69), de acionamento manual e/ou elétrico/eletrônico, junto ao eixo principal (97), localizado na entrada do helicoide e as válvulas esferas para a coleta dos gases gerados (36) e (37);

[047] Módulo de tratamento hidropônico do “SISTEMA MODULAR HIBRIDO DE TRATAMENTO DE DEJETOS HUMANOS PROVENIENTES DO VASO SANITÁRIO EM MEIO RURAL” de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO por um conjunto de três unidades de tratamento de hidroponia, em cada modulo, sendo uma do lado esquerdo (2) do modulo de tratamento biológico (4), composta pelas unidades de tratamento hidropônico nº1 (18), 2 (19) ,3 (20) e, outra a direita (3), composta pelas unidades nº 4 (23), 5 (24) e 6 (25), tendo todas unidades orifícios na parte superior para o cultivo de culturas, sendo esses (70, (71), (72, (73), (74) e (75) de geometria circular reta, análoga a geometria das unidades hidropônicas.

[048] Módulo de tratamento de infiltração no solo do “SISTEMA MODULAR HIBRIDO DE TRATAMENTO DE DEJETOS HUMANOS PROVENIENTES DO VASO SANITÁRIO EM MEIO RURAL” de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO por um conjunto de três unidades de tratamento de infiltração no solo em cada módulo, estando o modulo 1 (7) no lado esquerdo do modulo de tratamento biológico (4), e o modulo 2 (8) disposto lateralmente a direita, sendo o modulo 1 (7) composto pelas unidades de infiltração no solo n°s 1 (110), 2(109) 3 (50) e o modulo 2 (8) pelas unidades n°s 4 (111), 5 (112) e 6 (113), essas unidades são enterrados em camada arenosa (16) sobreposta em camada de brita (17) onde o efluente infiltra para a retenção de sólidos, sua geometria é circular dotada de pequenos orifícios, circulares, em sua parte central inferior.

[049] Módulo de Permacultura do “SISTEMA MODULAR HIBRIDO DE TRATAMENTO DE DEJETOS HUMANOS PROVENIENTES DO VASO SANITÁRIO EM MEIO RURAL” de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelas regiões livres entre as unidades de hidroponia n°s 1 (18), 2 (19), 3 (20), 4 (23), 5 (24) e 6 (25) que consistem na soleira do terreno arenoso compostas por (115) que representa a Unidade de cultivo nª3 - Modulo de Permacultura nº1, (116) que representa a Unidade de cultivo nº 2 - Modulo de Permacultura nº1, (117) que representa a Unidade de cultivo nº1 - Modulo de Permacultura nº1, (118) que representa a Unidade de cultivo nº4 - Modulo de Permacultura nº2, (119) que representa a Unidade de cultivo nº5 - Modulo de Permacultura nº2, (120) que representa a Unidade de cultivo nº6 - Modulo de Permacultura n º2. As geometrias das unidades de cultivo são retangulares e tem seus comprimentos regidos pelo comprimento do biorreator anaeróbio helicoidal (114).

[050] Unidade de armazenamento e estocagem de efluente tratado do "SISTEMA MODULAR HIBRIDO DE TRATAMENTO DE DEJETOS HUMANOS PROVENIENTES DO VASO SANITÁRIO EM MEIO RURAL" de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO por um reservatório de efluente tratado (34) com geometria prismática quadrática regular reta, uma tomada de entrada de efluente tratado na parte superior (33) do reservatórios atuando com controlador de nível, uma válvula esfera (31) para o controle de fluxo de entrada e um dispositivo de saída (35) para a ejeção do efluente final tratado;

[051] Unidade de estocagem e secagem de lodo do "SISTEMA MODULAR HIBRIDO DE TRATAMENTO DE DEJETOS HUMANOS PROVENIENTES DO VASO SANITÁRIO EM MEIO RURAL" de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO por um tanque de armazenamento e secagem de lodo (28), com geometria prismática retangular reta, acoplado ao biorreator helicoidal de fluxo pistão (114) do módulo de tratamento biológico (4) construído, basicamente, em alvenaria com fundo revestido em solo arenoso sobreposto com tijolos de argamassa ou cerâmica para a percolação do liquido oriundo do lodo propiciando a secagem do material via raios solares e mecanismos gravitacionais;

[052] Dispositivos de controle operacional do “SISTEMA MODULAR HIBRIDO DE TRATAMENTO DE DEJETOS HUMANOS PROVENIENTES DO VASO SANITÁRIO EM MEIO RURAL” CARACTERIZADO por um conjunto de válvulas posicionadas ao final de cada modulo sendo a saída do modulo de tratamento biológico (4) composta por um tê (42) que distribui o efluente tratado primariamente para os diversos módulos de tratamento, seguido por válvulas esferas (41) e (43) que permitem o acesso do fluido a unidade 1(2) e/ou 2 (3), ou ambos. As válvulas esferas (38), (39), (40), (44), (45), (46) (49), (64), (65), (66), (67) e (68) permitem o estrangulamento de cada uma das unidades de tratamento hidropônico, propiciando um amplo e numeroso arranjo operacional entre as unidades e, ainda, a comunicação com o modulo de tratamento de infiltração do solo 1 (7) e 2 (8). As válvulas esferas (47), (48), (60), (61), (99), (100), (101), (102), (103), (104), (105) e (106) permitem o controle do modulo de infiltração do solo, assim como a válvula esfera (31) controla a saída do efluente tratado. Para o controle do volume de lodo no biorreator helicoidal de fluxo pistão (114) tem-se a válvula esfera (26) para a descarga do lodo no tanque de secagem de lodo (28);

[053] Dispositivo de controle de emissão gasosa "SISTEMA MODULAR HIBRIDO DE TRATAMENTO DE DEJETOS HUMANOS PROVENIENTES DO VASO SANITÁRIO EM MEIO RURAL" CARCATERIZADO por duas válvulas esferas, sendo a primeira (36) disposta ao longo da metade do comprimento do reator “L/2”e a segunda (37) no terço final do mesmo comprimento “2/3L”, essas válvulas estão dispostas na porção superior do biorreator helicoidal de fluxo pistão (114) que possui geometria circular reta;

[054] Forma, arranjo e dimensionamento dos componentes modulares do equipamento "SISTEMA MODULAR HIBRIDO DE TRATAMENTO DE DEJETOS HUMANOS PROVENIENTES DO VASO SANITÁRIO EM MEIO RURAL" são CARACTERIZADOS pela forma geométrica circular reta do biorreator helicoidal de fluxo pistão (114) do modulo de tratamento biológico (4), com comprimento “L” em metros e o diâmetro da circunferência “d” na mesma unidade, e “n” o número de habitantes e/ou moradores da residência sob o qual serão tratados os dejetos humanos da bacia sanitária, sendo considerado para o dimensionamento as relações: L=1,5.n e d=n/10, estando fixado pela relação 1,5≤ L ≤6 m e 0,20≤ d ≤0,50m. O comprimento das unidades de tratamento hidropônico (18), (19), (20). (23), (24) e (25) e das unidades de tratamento de infiltração no solo (50), (109), (110), (111), (112) e (113), bem como das camadas suporte (17) e filtrante (16) devem ser o mesmo comprimento “L“ do biorreator helicoidal de fluxo pistão (114). As unidades hidropônicas são dispostas paralelamente com espaçamento entre as unidades “e”, com comprimento “l”, diâmetro da secção circular “d”, todos em metros e ”” o número de unidades necessárias para compor um modulo. Para o dimensionamento dessas unidades temos o comprimento dado pela igualdade de comprimento com biorreator helicoidal de fluxo pistão (114) do modulo de tratamento biológico (4), logo, L=“l”, o espaçamento “e” será superior ou igual a 0,6 m, logo, e≥0,60m e o diâmetro da secção circular “d” será de fixo, o número de unidades necessárias ”” para um modulo de tratamento é igual a uma vez e meia ao número de habitantes da residência (n), logo, =1,5n, sendo dispostos paralelamente em conformidade a disponibilidade de espaço no local. As unidades de infiltração no solo (50), (109), (110), (111), (112) e (113) seguem a mesma disposição geométrica e dimensional das unidades do tratamento hidropônico (18). (19), (20). (23), (24) e (25), diferenciando-se apenas no diâmetro “ ɸ”, que nesse caso será igual a um diâmetro comercial inferior ao diâmetro das unidades hidropônicas, desta forma, ɸ< d, assim sendo ɸ=0,75m. A camada filtrante (16) e camada suporte (17) são iguais entre si com geometria prismática reta com espessura “h”, comprimento “£” e largura ”β”, para a obtenção da espessura das camadas “h” basta considerar a relação do dobro do diâmetro do biorreator helicoidal de fluxo pistão (114), logo, h=2d.. O reservatório de armazenamento de efluente tratado (34) com características prismáticas regular quadrática com comprimento “L” e largura “B” tem relação de dimensionamento em que o comprimento “L” é igual à largura “B”, logo L =B”. Na unidade de estocagem e secagem de lodo (6) no leito de secagem (28) com geometria retangular reta o princípio será e o comprimento “£” será o dobro da largura ”b”, logo £=2b, e altura “H” será igual a 1,10 metros, logo, H=1,10m, enquanto que o volume “V” é obtido por Q=V/10, sendo “Q” a vazão de esgotamento de lodo e 10 o tempo desidratação/secagem do lodo, em dias.

[055] Flexibilidade da capacidade de tratamento do "SISTEMA MODULAR HIBRIDO DE TRATAMENTO DE DEJETOS HUMANOS PROVENIENTES DO VASO SANITÁRIO EM MEIO RURAL” CARACTERIZADO por disposição em módulos (N) em paralelo, propiciando a flexibilização e ampliação da capacidade de tratamento dos efluentes provenientes da bacia sanitária de acordo com as demandas da comunidade rural em questão e, por conseguinte, as necessidades de instalação de novos módulos, sendo esses instalados paralelamente ao sistema já implantado em consonância a vazão de águas negras que será encaminhado para mesmo, tendo a quantidade de módulos necessários uma correlação com o número de habitantes que se pretende tratar e, por consequência a vazão de eflúvio de dejetos humanos oriundos de cada comunidade, bem como pelo número de flush dados na bacia sanitária ao longo do dia, função da forma de utilização da mesma

[056] O resultado da atividade intelectual, patente modelo de utilidade, será melhor compreendido à luz das figuras em anexo, apresentadas a mero título de ilustração, mas não limitando ao escopo da inovação, nas quais são mostrados os detalhes constitutivos, forma, arranjo e os aspectos operacionais da presente patente, assim:

[057] Na Figura 1 se ilustra, por meio de vista superior, uma visão geral panorâmica dos componentes do sistema de tratamento de efluentes domésticos da patente "SISTEMA MODULAR HIBRIDO DE TRATAMENTO DE DEJETOS HUMANOS PROVENIENTES DO VASO SANITÁRIO EM MEIO RURAL", nessa figura, os componentes foram representados por números, assim: (1) representa a Unidade geradora de águas negras, (2) representa o Modulo de tratamento hidropônico nº 1, (3) representa o Modulo de tratamento hidropônico nº 2; (4) representa o Modulo de tratamento biológico; (5) representa a Unidade de armazenamento/reservação de efluente tratado, (6) representa a Unidade de estocagem e secagem de lodo, (121) representa o Modulo de Permacultura nº1, (122) representa o Modulo de Permacultura nº2.

[058] Na Figura 2 se ilustra, por meio de vista geral de fundo, os principais constituintes do sistema que compreende o "SISTEMA MODULAR HIBRIDO DE TRATAMENTO DE DEJETOS HUMANOS PROVENIENTES DO VASO SANITÁRIO EM MEIO RURAL", ", nessa figura, os componentes foram representados por números, assim: (1) representa a Unidade geradora de águas negras, (5) representa a Unidade de armazenamento/reservação de efluente tratado, (6) representa a Unidade de estocagem e secagem de lodo, (7) representa o Modulo de tratamento por infiltração no solo nº 1, (8) representa o Modulo de tratamento por infiltração no solo nº 2, (9) representa o Helicoide de transporte de lodo da unidade de tratamento biológico

[059] Na Figura 3 se ilustra, por meio de uma perspectiva lateral esquerda invertida, os elementos principais e auxiliares e o arranjo final do sistema que compreende o "SISTEMA MODULAR HIBRIDO DE TRATAMENTO DE DEJETOS HUMANOS PROVENIENTES DO VASO SANITÁRIO EM MEIO RURAL", nessa figura cada um dos componentes foi representado por números, assim: (10) representa a Bacia sanitária, (11) representa a Válvula da caixa de descarga da bacia sanitária, (12) representa a Caixa de descarga, (13) representa o Joelho de 90º nº 1 - saída da bacia sanitária, (14) representa a Tubulação de descarga da bacia sanitária, (15) representa o Joelho de 90º nº2 - entrada do modulo de tratamento biológico, (16) representa o Leito filtrante - camada de areia, (17) representa o Leito suporte - camada de brita, (18) representa a Unidade hidropônica nº1 - Modulo de tratamento hidropônico nº 1, (19) representa a Unidade hidropônica nº2 - Modulo de tratamento hidropônico nº 1, (20) representa a Unidade hidropônica nº3 - Modulo de tratamento hidropônico nº 1(21) representa o Radie - base impermeável; (22) representa o Joelho de 90º nº3 - descarga de efluente tratado, (23) representa a Unidade hidropônica nº4 - Modulo de tratamento hidropônico nº 2, (24) representa a Unidade hidropônica nº5 - Modulo de tratamento hidropônico nº 2, (25) representa a Unidade hidropônica nº6 - Modulo de tratamento hidropônico nº 2, (26) representa a Válvula esfera n º 18 - dreno de lodo do Modulo de Tratamento biológico, (27) representa a Tubulação de descarga de lodo - dreno de fundo da unidade de Tratamento Biológico, (28) representa o Leito de secagem de lodo, (29) representa o Joelho de 90º nº4 - descarga de efluente tratado, (30) representa a Tubulação de efluente tratado nº 1, (31) representa a Válvula esfera nº19 - saída de efluente tratado, (32) representa a Tubulação de efluente tratado nº 2, (33) representa a Tubulação de efluente tratado nº 3, (34) representa o Reservatório de efluente tratado, (35) representa a Tubulação de efluente tratado final, (36) representa a Válvula esfera nº23 - coletor de gás nº1 do Modulo de tratamento Biológico, (37) representa a Válvula esfera nº24 - coletor de gás nº2 do Modulo de tratamento Biológico, (38) representa a Válvula esfera nº 1 do modulo hidropônico nº 2 da unidade hidropônica nº6, (39) representa a Válvula esfera nº2 do modulo hidropônico nº2 da unidade hidropônica nº5, (40) representa a Válvula esfera nº3 do modulo hidropônico nº2 da unidade hidropônica nº4, (41) representa a Válvula esfera nº 4 da entrada do Modulo Hidropônico nº2, (42) representa o Tê nº1 - descarga do efluente do modulo de tratamento biológico - distribuição para os módulos hidropônicos e de infiltração no solo, (43) representa a Válvula esfera nº5 da entrada do Modulo Hidropônico nº1, (44) representa a Válvula esfera nº6 do modulo hidropônico nº1 da unidade hidropônica nº1, (45) representa a Válvula esfera nº7 do modulo hidropônico nº1 da unidade hidropônica nº2, (46) representa a Válvula esfera nº8 do modulo hidropônico nº1 da unidade hidropônica nº3, (47) representa a Válvula esfera nº9 do modulo de infiltração no solo nº1 da unidade de infiltração no solo nº3, (48) representa a Válvula esfera nº10 do modulo de infiltração no solo nº1 unidade de infiltração nº3, (49) representa a Válvula esfera nº11 do modulo hidropônico nº1 da unidade hidropônica nº3, (61) representa a Válvula esfera nº13 do modulo de infiltração no solo nº2 da unidade de infiltração nº6, (64) representa a Válvula esfera nº14 do modulo hidropônico nº 2 unidade hidropônica nº6, (65) representa a Válvula esfera nº15 do modulo hidropônico nº2 unidade hidropônica nº5, (66) representa a Válvula esfera nº 16 do modulo hidropônico nº2 unidade hidropônica nº4, (67) representa a Válvula esfera nº17 do modulo hidropônico nº1 unidade hidropônica nº1, (68) representa a Válvula esfera nº18 do modulo hidropônico nº1 unidade hidropônica nº2.

[060] Na Figura 4 se ilustra, por meio de uma vista lateral esquerda com textura, os elementos principais e auxiliares do arranjo final do sistema que compreende o "SISTEMA MODULAR HIBRIDO DE TRATAMENTO DE DEJETOS HUMANOS PROVENIENTES DO VASO SANITÁRIO EM MEIO RURAL", nessa figura cada um dos componentes foi representado por números, assim: (10) representa a Bacia sanitária, (12) representa a Caixa de descarga, (13) representa o Joelho de 90º nº1 - saída da bacia sanitária, (14) representa a Tubulação da descarga da bacia sanitária, (15) representa o Joelho de 90º nº2 - entrada do reator anaeróbio de fluxo pistão, (16) representa o Leito filtrante - camada de areia, (17) representa o Leito suporte - camada de brita, (20) representa a Unidade hidropônica nº3 - Modulo de tratamento hidropônico nº 1, (21) representa o Radier - base impermeável, (22) representa o Joelho de 90º nº3 - descarga de efluente tratado, (26) representa a Válvula esfera nº18 - dreno de lodo do Modulo de Tratamento biológico, (27) representa a Tubulação de descarga de lodo - dreno de lodo da unidade de Tratamento Biológico, (28) representa o Leito de secagem de lodo, (31) representa a Válvula esfera nº19 - saída de efluente tratado, (33) representa a Tubulação de efluente tratado nº 3, (34) representa o Reservatório de efluente tratado, (35) representa a Tubulação de efluente tratado final, (36) representa a Válvula esfera nº23 - coletor de gás nº1 do Modulo de tratamento Biológico, (37) representa a Válvula esfera nº24 - coletor de gás nº2 do Modulo de tratamento Biológico, (46) representa a Válvula esfera nº8 do modulo hidropônico nº1 da unidade hidropônica nº3, (47) representa a Válvula esfera nº9 do modulo de infiltração no solo nº1 da unidade de infiltração no solo nº3˂ (48) representa a Válvula esfera nº10 do modulo de infiltração no solo nº1 unidade de infiltração nº3, (49) representa a Válvula esfera nº11 do modulo hidropônico nº1 da unidade hidropônica nº3.

[061] Na Figura 5 se ilustra, por meio de uma vista lateral esquerda sem textura, os elementos principais e auxiliares do arranjo final do sistema que compreende o "SISTEMA MODULAR HIBRIDO DE TRATAMENTO DE DEJETOS HUMANOS PROVENIENTES DO VASO SANITÁRIO EM MEIO RURAL", nessa figura cada um dos componentes foi representado por números, assim: (9) representa o Helicoide de transporte de lodo da unidade de tratamento biológico, (10) representa a Bacia sanitária, (12) representa a Caixa de descarga, (13) representa o Joelho de 90º nº1 - saída da bacia sanitária, (14) representa a Tubulação da descarga da bacia sanitária, (15) representa o Joelho de 90º nº2 - entrada do biorreator anaeróbio de fluxo pistão, (16) representa o Leito filtrante - camada de areia, (17) representa o Leito suporte - camada de brita, (20) representa a Unidade hidropônica nº3 - Modulo de tratamento hidropônico nº1, (21) representa o Radier - base impermeável, (22) representa o Joelho de 90º nº3 - descarga de efluente tratado, (26) representa a Válvula esfera n º 18 - dreno de lodo do Modulo de Tratamento biológico, (27) representa a Tubulação de descarga de lodo - dreno de lodo da unidade de Tratamento Biológico, (28) representa o Leito de secagem de lodo, (31) representa a Válvula esfera nº19 - saída de efluente tratado, (33) representa a Tubulação de efluente tratado nº3, (34) representa o Reservatório de efluente tratado, (35) representa a Tubulação de efluente tratado final, (36) representa a Válvula esfera nº23 - coletor de gás nº1 do Modulo de tratamento Biológico, (37) representa a Válvula esfera nº24 - coletor de gás nº2 do Modulo de tratamento Biológico, (50) representa a Unidade de infiltração nº3 do Modulo de tratamento de infiltração no solo nº 1, (51) representa o Joelho de 90º nº5 - descarga de lodo do modulo de tratamento biológico, (52) representa a Curva de 90º nº1 do modulo hidropônico nº1 da unidade hidropônica nº3, (53) representa a Curva de 90º nº2 do modulo hidropônico nº1 da unidade hidropônica nº3, (54) representa a Curva de 90º nº3 do modulo de infiltração nº1 da unidade de infiltração nº3, (55) representa a Curva de 90º nº4 do modulo de infiltração nº1 da unidade de infiltração nº3.

[062] Na Figura 6 se ilustra, por meio de uma vista lateral direita com textura, os elementos principais e auxiliares do arranjo final do sistema que compreende o "SISTEMA MODULAR HIBRIDO DE TRATAMENTO DE DEJETOS HUMANOS PROVENIENTES DO VASO SANITÁRIO EM MEIO RURAL", nessa figura cada um dos componentes foi representado por números, assim: (10) representa a Bacia sanitária, (12) representa a Caixa de descarga, (13) representa o Joelho de 90º nº1 - saída da bacia sanitária, (14) representa a Tubulação da descarga da bacia sanitária, (15) representa o Joelho de 90º nº2 - entrada do biorreator anaeróbio de fluxo pistão, (16) representa o Leito filtrante - camada de areia, (17) representa o Leito suporte - camada de brita, (21) representa o Radier - base impermeável, (22) representa o Joelho de 90º nº3 - descarga de efluente tratado, (23) representa a Unidade hidropônica nº4 - Modulo de tratamento hidropônico nº 2, (25) representa a Unidade hidropônica nº6 - Modulo de tratamento hidropônico nº2, (26) representa a Válvula esfera nº18 - dreno de lodo do Modulo de Tratamento biológico, (27) representa a Tubulação de descarga de lodo - dreno de lodo da unidade de Tratamento Biológico, (31) representa a Válvula esfera nº19 - saída de efluente tratado, (33) representa a Tubulação de efluente tratado nº3, (34) representa o Reservatório de efluente tratado, (35) representa a Tubulação de efluente tratado final, (36) representa a Válvula esfera nº23 - coletor de gás nº1 do Modulo de tratamento Biológico, (37) representa a Válvula esfera nº24 - coletor de gás nº2 do Modulo de tratamento Biológico, (38) representa a Válvula esfera nº1 do modulo hidropônico nº2 da unidade hidropônica nº6, (56) representa a Curva de 90º nº5 do modulo hidropônico nº2 da unidade hidropônica nº6, (57) representa a Curva de 90º nº6 do modulo hidropônico nº2 da unidade hidropônica nº6, (58) representa a Curva de 90º nº7 do modulo de infiltração nº2 da unidade de infiltração nº6, (59) representa a Curva de 90º nº8 do modulo de infiltração nº2 da unidade de infiltração nº6, (60) representa a Válvula esfera nº12 do modulo de infiltração no solo nº2 da unidade de infiltração nº6, (61) representa a Válvula esfera nº13 do modulo de infiltração no solo nº2 da unidade de infiltração nº6, (62) representa a Cruzeta nº 1 de descarga de efluente tratado, (63) representa o Joelho de 90º nº6 - descarga de efluente tratado.

[063] Na Figura 7 se ilustra, por meio de uma perspectiva lateral direita, os elementos principais e auxiliares do arranjo final do sistema que compreende o "SISTEMA MODULAR HIBRIDO DE TRATAMENTO DE DEJETOS HUMANOS PROVENIENTES DO VASO SANITÁRIO EM MEIO RURAL", nessa figura cada um dos componentes foi representado por números, assim: (10) representa a Bacia sanitária, (11) representa a Válvula da caixa de descarga da bacia sanitária, (12) representa a Caixa de descarga, (13) representa o Joelho de 90º nº1 - saída da bacia sanitária, (14) representa a Tubulação da descarga da bacia sanitária, (16) representa o Leito filtrante - camada de areia, (17) representa o Leito suporte - camada de brita, (21) representa o Radier - base impermeável, (27) representa a Tubulação de descarga de lodo - dreno de lodo da unidade de Tratamento Biológico, (28) representa o Leito de secagem de lodo, (29) representa o Joelho de 90º nº4 - descarga de efluente tratado, (34) representa o Reservatório de efluente tratado, (36) representa a Válvula esfera nº23 - coletor de gás nº1 do Modulo de tratamento Biológico, (37) representa a Válvula esfera nº24 - coletor de gás nº2 do Modulo de tratamento Biológico, (42) representa o Tê nº1 - descarga do efluente do modulo de tratamento biológico - distribuição para os módulos hidropônicos e de infiltração no solo, (43) representa a Válvula esfera nº5 da entrada do Modulo Hidropônico nº1, (44) representa a Válvula esfera nº 6 do modulo hidropônico nº1 da unidade hidropônica nº1, (69) representa a Manivela de acionamento do helicoide do modulo de tratamento biológico, (70) representam os Orifícios do modulo hidropônico nº1 unidade hidropônica nº3, (71) representam os Orifícios do modulo hidropônico nº1 unidade hidropônica nº2, (72) representam os Orifícios do modulo hidropônico nº1 unidade hidropônica nº1, (73) representam os Orifícios do modulo hidropônico nº2 unidade hidropônica nº4, (74) representam os Orifícios do modulo hidropônico nº2 unidade hidropônica nº5, (75) representam os Orifícios do modulo hidropônico nº2 unidade hidropônica nº6, (76) representa o Tê nº2 do modulo hidropônico nº1 da unidade hidropônica nº3, (77) representa a Cruzeta nº 2 do modulo hidropônico nº1 da unidade hidropônica nº2, (78) representa a Cruzeta nº3 do modulo hidropônico nº1 da unidade hidropônica nº1, (79) representa a Cruzeta nº4 do modulo hidropônico nº2 da unidade hidropônica nº4, (80) representa a Cruzeta nº5 do modulo hidropônico nº2 da unidade hidropônica nº5, (81) representa o Tê nº3 do modulo hidropônico nº2 da unidade hidropônica nº6, (82) representa o Tê nº4 do módulo de infiltração no solo nº2 da unidade de infiltração nº6, (83) representa a Cruzeta nº6 do modulo de infiltração no solo nº2 da unidade de infiltração nº5, (84) representa o Tê nº5 do modulo de infiltração no solo nº2 da unidade de infiltração nº4, (85) representa o Tê nº6 do modulo hidropônico nº1 da unidade hidropônica nº3, (86) representa o Tê nº7 do modulo hidropônico nº2 da unidade hidropônica nº4, (87) representa a Cruzeta nº7 do modulo hidropônico nº2 da unidade hidropônica nº5, (88) representa o Tê nº8 do modulo hidropônico nº2 da unidade hidropônica nº6, (89) representa o Tê nº9 do modulo hidropônico nº1 da unidade hidropônica nº1, (90) representa o Tê nº10 do modulo de infiltração no solo nº2 da unidade de infiltração nº6, (91) representa a Cruzeta nº8 do modulo de infiltração no solo nº2 da unidade de infiltração nº5, (92) representa o Tê nº11 do modulo de infiltração no solo nº2 da unidade de infiltração nº4, (93) representa o Tê nº12 do modulo de infiltração no solo nº1 da unidade de infiltração nº1, (94) representa a Cruzeta nº9 do modulo de infiltração no solo nº1 da unidade de infiltração nº2, (95) representa o Tê nº13 do modulo de infiltração no solo nº1 da unidade de infiltração nº3.

[064] Na Figura 8 se ilustra, por meio de uma vista frontal, os elementos principais e auxiliares do arranjo final do sistema que compreende o "SISTEMA MODULAR HIBRIDO DE TRATAMENTO DE DEJETOS HUMANOS PROVENIENTES DO VASO SANITÁRIO EM MEIO RURAL", nessa figura cada um dos componentes foi representado por números, assim: (10) que representa a Bacia sanitária, (12) que representa a Caixa de descarga, (13) que representa o Joelho de 90º nº1 - saída da bacia sanitária, (15) que representa o Joelho de 90º nº2 - entrada do biorreator anaeróbio de fluxo pistão, (17) que representa o Leito suporte - camada de brita, (21) que representa o Radier - base impermeável, (22) que representa o Joelho de 90º nº3 - descarga de efluente tratado,(29) que representa o Joelho de 90º nº4 - descarga de efluente tratado, (30) que representa a Tubulação de efluente tratado nº1, (31) que representa a Válvula esfera nº19 - saída de efluente tratado, (32) que representa a Tubulação de efluente tratado nº2, (34) que representa o Reservatório de efluente tratado, (41) representa a Válvula esfera nº4 da entrada do Modulo Hidropônico nº2, (43) representa a Válvula esfera nº5 da entrada do Modulo Hidropônico nº1, (48) representa a Válvula esfera nº10 do modulo de infiltração no solo nº1 unidade de infiltração nº3, (49) representa a Válvula esfera nº11 do modulo hidropônico nº1 da unidade hidropônica nº3, (57) representa a Curva de 90º nº6 do modulo hidropônico nº2 da unidade hidropônica nº6, (60) representa a Válvula esfera nº12 do modulo de infiltração no solo nº2 da unidade de infiltração nº6, (62) representa a Cruzeta nº1 de descarga de efluente tratado, (64) representa a Válvula esfera nº14 do modulo hidropônico nº2 unidade hidropônica nº6, (65) representa a Válvula esfera nº15 do modulo hidropônico nº2 unidade hidropônica nº5, (66) representa a Válvula esfera nº16 do modulo hidropônico nº2 unidade hidropônica nº4, (67) representa a Válvula esfera nº17 do modulo hidropônico nº1 unidade hidropônica nº1, (68) representa a Válvula esfera nº18 do modulo hidropônico nº1 unidade hidropônica nº2, (69) representa a Manivela de acionamento do helicoide do modulo de tratamento biológico, (96) representa a tampa nº1 - tampa frontal do biorreator helicoidal de fluxo pistão, (97) representa o Eixo do helicoide do modulo de tratamento biológico, (98) representa o conjunto mancal/rolamento nº1 da entrada do eixo do helicoide, (99) representa a Válvula esfera nº19 do modulo de infiltração no solo nº2 da unidade de infiltração nº4, (100) representa a Válvula esfera nº20 do modulo de infiltração no solo nº2 da unidade de infiltração nº5, (101) representa a Válvula esfera nº21 do modulo de infiltração no solo nº1 da unidade de infiltração nº1, (102) representa a Válvula esfera nº22 do modulo de infiltração no solo nº1 da unidade de infiltração nº2.

[065] Na Figura 9 se ilustra, por meio de uma vista posterior, os elementos principais e auxiliares do arranjo final do sistema que compreende o "SISTEMA MODULAR HIBRIDO DE TRATAMENTO DE DEJETOS HUMANOS PROVENIENTES DO VASO SANITÁRIO EM MEIO RURAL", nessa figura cada um dos componentes foi representado por números, assim: (10) representa a Bacia sanitária, (12) representa a Caixa de descarga, (15) representa o Joelho de 90º nº2 - entrada do biorreator anaeróbio de fluxo pistão, (16) representa o Leito filtrante - camada de areia, (17) representa o Leito suporte - camada de brita, (21) representa o Radier - base impermeável, (22) representa o Joelho de 90º nº3 - descarga de efluente tratado, (28) representa o Leito de secagem de lodo, (29) representa o Joelho de 90º nº4 - descarga de efluente tratado, (31) representa a Válvula esfera nº19 - saída de efluente tratado, (32) representa a Tubulação de efluente tratado nº2, (34) representa o Reservatório de efluente tratado, (35) representa a Tubulação de efluente tratado final, (37) representa a Válvula esfera nº24 - coletor de gás nº2 do Modulo de tratamento Biológico, (38) representa a Válvula esfera nº1 do modulo hidropônico nº2 da unidade hidropônica nº6, (39) representa a Válvula esfera nº2 do modulo hidropônico nº2 da unidade hidropônica nº5, (40) representa a Válvula esfera nº3 do modulo hidropônico nº2 da unidade hidropônica nº4, (41) representa a Válvula esfera nº4 da entrada do Modulo Hidropônico nº2, (42) representa o Tê nº1 - descarga do efluente do modulo de tratamento biológico - distribuição para os módulos hidropônicos e de infiltração no solo, (43) representa a Válvula esfera nº5 da entrada do Modulo Hidropônico nº1, (44) representa a Válvula esfera nº6 do modulo hidropônico nº1 da unidade hidropônica nº1, (45) representa a Válvula esfera nº7 do modulo hidropônico nº1 da unidade hidropônica nº2, (46) representa a Válvula esfera nº8 do modulo hidropônico nº1 da unidade hidropônica nº3, (47) representa a Válvula esfera nº9 do modulo de infiltração no solo nº1 da unidade de infiltração no solo nº3, (61) representa a Válvula esfera nº13 do modulo de infiltração no solo nº2 da unidade de infiltração nº6, (103) representa a Válvula esfera nº23 do modulo de infiltração no solo nº1 da unidade de infiltração nº2, (104) representa a Válvula esfera nº24 do modulo de infiltração no solo nº1 da unidade de infiltração nº1, (105) representa a Válvula esfera nº25 do modulo de infiltração no solo nº2 da unidade de infiltração nº4, (106) representa a Válvula esfera nº26 do modulo de infiltração no solo nº2 da unidade de infiltração nº5, (107) representa a tampa nº2 - tampa traseira do biorreator helicoidal de fluxo pistão, (108) representa o conjunto mancal/rolamento nº 2 da saída do eixo do helicoide.

[066] Na Figura 10 se ilustra, por meio de uma perspectiva lateral esquerda de fundo, os elementos principais e auxiliares do arranjo final do sistema que compreende o "SISTEMA MODULAR HIBRIDO DE TRATAMENTO DE DEJETOS HUMANOS PROVENIENTES DO VASO SANITÁRIO EM MEIO RURAL", nessa figura cada um dos componentes foi representado por números, assim: (10) representa a Bacia sanitária, (12) representa a Caixa de descarga, (13) representa o Joelho de 90º nº1 - saída da bacia sanitária, (14) representa a Tubulação da descarga da bacia sanitária, (17) representa o Leito suporte – camada de brita, (18) representa a Unidade hidropônica nº1 - Modulo de tratamento hidropônico nº1, (19) representa a Unidade hidropônica nº2 - Modulo de tratamento hidropônico nº1, (20) representa a Unidade hidropônica nº3 - Modulo de tratamento hidropônico nº1, (21) representa o Radier - base impermeável, (22) representa o Joelho de 90º nº3 - descarga de efluente tratado, (23) representa a Unidade hidropônica nº4 - Modulo de tratamento hidropônico nº2, (24) representa a Unidade hidropônica nº5 - Modulo de tratamento hidropônico nº2, (25) representa a Unidade hidropônica nº6 - Modulo de tratamento hidropônico nº2, (27) representa a Tubulação de descarga de lodo - dreno de lodo da unidade de Tratamento Biológico, (28) representa o Leito de secagem de lodo, (29) representa o Joelho de 90º nº4 - descarga de efluente tratado, (31) representa a Válvula esfera nº19 - saída de efluente tratado, (32) representa a Tubulação de efluente tratado nº2, (33) representa a Tubulação de efluente tratado nº3, (34) representa o Reservatório de efluente tratado, (50) representa a Unidade de infiltração nº3 do Modulo de tratamento de infiltração no solo nº1, (62) representa a Cruzeta nº1 de descarga de efluente tratado, (63) representa o Joelho de 90º nº6 - descarga de efluente tratado, (69) representa a Manivela de acionamento do helicoide do modulo de tratamento biológico, (109) representa a Unidade de infiltração nº2 do Modulo de tratamento de infiltração no solo nº1, (110) representa a Unidade de infiltração nº1 do Modulo de tratamento de infiltração no solo nº1, (111) representa a Unidade de infiltração nº4 do Modulo de tratamento de infiltração no solo nº2, (112) representa a Unidade de infiltração nº5 do Modulo de tratamento de infiltração no solo nº2, (113) representa a Unidade de infiltração nº6 do Modulo de tratamento de infiltração no solo nº2, (114) representa o Biorreator helicoidal de fluxo pistão do Modulo de Tratamento biológico.

[067] Na Figura 11 se ilustra, por meio de uma perspectiva lateral direita invertida, os elementos principais e auxiliares do arranjo final do sistema que compreende o "SISTEMA MODULAR HIBRIDO DE TRATAMENTO DE DEJETOS HUMANOS PROVENIENTES DO VASO SANITÁRIO EM MEIO RURAL", nessa figura cada um dos componentes foi representado por números, assim: (10) representa a Bacia sanitária, (11) representa a Válvula da caixa de descarga da bacia sanitária, (12) representa a Caixa de descarga, (14) representa a Tubulação da descarga da bacia sanitária, (15) representa o Joelho de 90º nº2 - entrada do biorreator anaeróbio de fluxo pistão, (16) representa o Leito filtrante –camada de areia, (17) representa o Leito suporte - camada de brita, (21) representa o Radier - base impermeável, (22) representa o Joelho de 90º nº3 - descarga de efluente tratado, (26) representa a Válvula esfera nº18 - dreno de lodo do Modulo de Tratamento biológico, (27) representa a Tubulação de descarga de lodo - dreno de lodo da unidade de Tratamento Biológico, (28) representa o Leito de secagem de lodo, (29) representa o Joelho de 90º nº4 - descarga de efluente tratado, (31) representa a Válvula esfera nº19 - saída de efluente tratado, (32) representa a Tubulação de efluente tratado nº2, (33) representa a Tubulação de efluente tratado nº3, (34) representa o Reservatório de efluente tratado, (114) representa o Biorreator helicoidal de fluxo pistão do Modulo de Tratamento biológico, (115) representa a Unidade de cultivo nº3 - Modulo de Permacultura nº1, (116) representa a Unidade de cultivo nº 2 - Modulo de Permacultura nº1, (117) representa a Unidade de cultivo nº1 - Modulo de Permacultura nº1, (118) representa a Unidade de cultivo nº4 - Modulo de Permacultura nº2, (119) representa a Unidade de cultivo nº5 - Modulo de Permacultura nº2, (120) representa a Unidade de cultivo nº6 - Modulo de Permacultura n º2.

[068] A instalação do equipamento "SISTEMA MODULAR HIBRIDO DE TRATAMENTO DE DEJETOS HUMANOS PROVENIENTES DO VASO SANITÁRIO EM MEIO RURAL" deve ocorrer da seguinte forma:

[069] Após a limpeza do terreno deverá ser realizada uma escavação com dimensões retangulares. Em seguida deverá ser feita a instalação do Radier (21) que consiste na impermeabilização de fundo, que poderá ser feita em concreto armado, ou geomembrana de PEAD e/ou PVC. Essa camada deverá ser levemente inclinada proporcionando o melhor fluxo ao efluente. Nessa etapa, ainda são instalados os dispositivos de coleta de efluente tratado sendo instalados os joelhos de 90º (22) e (29), bem como a cruzeta interceptora (62), seguida dos condutos de saída (30), (32) e (33).

[070] O leito suporte (17) composto de brita com granulometria regular deverá ser inserida logo em seguida, sendo dispostos com compactação e organização dos grãos, afim de que não se formem caminhos preferenciais de efluente.

[071] Nesse ponto, da instalação, poderá ser instalado o tanque de efluente tratado (34) que tem uma forma quadrática podendo ser construído em concreto armado, ou fibrocimento, ou mesmo, de polietileno de alta densidade acoplada ao conduto de entrada (33) e com dispositivo de saída (35)

[072] Adicionalmente ao leito suporte (17) deverá depositada a areia que compõe o leito filtrante (16), sendo essa realizada em duas fases, a saber: 1ª. Deposito de metade do material arenoso para a instalação do (s) modulo (s) de infiltração no solo nº1 (7) e 2 (8); 2ª. O aterramento do(s) modulo(s) de infiltração no solo nº1 (7) e 2 (8) com o deposito da segunda metade da camada arenosa.

[073] Na instalação do(s) modulo(s) de infiltração no solo nº1 (7) e 2 (8) os condutos que constituem as unidades de tratamento de infiltração no solo 1(110), 2 (109), 3 (50), 4 (111) 5 (112) e 6 (113) deverão, antes de serem dispostos no solo serem furados em meia secção circular, em todo a secção longitudinal do duto, com orifícios com diâmetro igual ou inferior a 5mm e protegidos com manta tipo bidim.

[074] Após a disposição dessas unidades de tratamentos devem ser instaladas as peças acessórias, tais como: válvulas n°s 9(47), 10 (48), 12(60), 13 (61), 19 (99), 20 (100), 21 (101), 22 (102), 23 (103), 24 (104), 25 (105) e 26 (106) e as curvas de 90º n os 1 (52), 2 (53), 3 (54),4 (55), 5(56), 6 (57), 7 58), 8 (59), seguida do recobrimento com areia até o nível inferior do biorreator helicoidal de fluxo pistão (114).

[075] A posteriori instalar-se-ão os registros da unidade hidropônica válvulas nº 1 (38), 2 (39) ,3 (40), 6 (44), 7 (45), 8 (46), 11 (49), 14 (64), 15 (65), 16 (66), 17 (67) e 18 (68) acompanhadas das respectivas peças acessórias (76) representa o Tê nº2 do modulo hidropônico nº1 da unidade hidropônica nº3, (77) representa a Cruzeta nº 2 do modulo hidropônico nº1 da unidade hidropônica nº2, (78) representa a Cruzeta nº 3 do modulo hidropônico nº1 da unidade hidropônica nº1, (79) representa a Cruzeta nº4 do modulo hidropônico nº2 da unidade hidropônica nº4, (80) representa a Cruzeta nº5 do modulo hidropônico nº2 da unidade hidropônica nº5, (81) representa o Tê nº3 do modulo hidropônico nº2 da unidade hidropônica nº6, (82) representa o Tê nº4 do módulo de infiltração no solo nº2 da unidade de infiltração nº6, (83) representa a Cruzeta nº6 do modulo de infiltração no solo nº2 da unidade de infiltração nº5, (84) representa o Tê nº5 do modulo de infiltração no solo nº2 da unidade de infiltração nº4, (85) representa o Tê nº6 do modulo hidropônico nº1 da unidade hidropônica nº3, (86) representa o Tê nº7 do modulo hidropônico nº2 da unidade hidropônica nº4, (87) representa a Cruzeta nº7 do modulo hidropônico nº2 da unidade hidropônica nº5, (88) representa o Tê nº8 do modulo hidropônico nº2 da unidade hidropônica nº6, (89) representa o Tê nº9 do modulo hidropônico nº1 da unidade hidropônica nº1, (90) representa o Tê nº10 do modulo de infiltração no solo nº2 da unidade de infiltração nº6, (91) representa a Cruzeta nº8 do modulo de infiltração no solo nº2 da unidade de infiltração nº5, (92) representa o Tê nº11 do modulo de infiltração no solo nº2 da unidade de infiltração nº4, (93) representa o Tê nº12 do modulo de infiltração no solo nº1 da unidade de infiltração nº1, (94) representa a Cruzeta nº9 do modulo de infiltração no solo nº1 da unidade de infiltração nº2 e (95) representa tê nº13 do modulo de infiltração no solo nº1 da unidade de infiltração nº3.

[076] Finalmente instar-se-á a unidade de tratamento biológico (4), que configurasse em essência, em um biorreator helicoidal de fluxo pistão (114) semi enterrado, acoplando seus condutos e conexões, a saber: (41) representa a Válvula esfera nº 4 da entrada do Modulo Hidropônico nº 2, (42) representa o Tê nº1 - descarga do efluente do modulo de tratamento biológico - distribuição para os módulos hidropônicos e de infiltração no solo e (43) representa Válvula esfera nº 5 da entrada do Modulo Hidropônico nº 1, o que permitirá a acoplagem e integração dos módulos.

[077] Para o mecanismo de descarga de fundo dever-se-á construir a unidade de estocagem de lodo (6) de forma retangular em concreto armado ou em alvenaria com fundo recoberto com material arenoso superposto de tijolos cerâmicos ou blocos de concreto.

[078] A instalação do, contudo que permite a interligação entre a unidade de tratamento biológico (4) e a unidade de estocagem e secagem de lodo (6) é precedida pela instalação de uma válvula esfera e o respectivos duto, a saber: (26) representa a Válvula esfera n º 18 - dreno de lodo do Modulo de Tratamento biológico e (27) representa a Tubulação de descarga de lodo - dreno de lodo da unidade de Tratamento Biológico.

[079] Para a instalação do modulo de tratamento hidropônico nº 1 (2) e 2 (3) faz-se necessário a completação da camada arenosa até o nível de saída da unidade de tratamento biológico (4), delimitada pelo tê nº 1 (42).

[080] A seguir dar-se-á início a efetiva instalação das unidades de tratamento hidropônica 1 (18), 2 (19), 3 (20), 4 (23), 5 (24) e 6 (25), respectivamente, sendo compostas por condutos de secção transversal circular com furos, na parte superior, com diâmetros de dimensões unitariamente inferior a unidade comercial do conduto, para o cultivo/desenvolvimento de culturas. Dispostos na soleira do terreno as unidades devem ser acopladas as válvulas esferas nº 1 (38), 2 (39) ,3 (40), 6 (44), 7 (45), 8 (46), 11 (49), 14 (64), 15 (65), 16 (66), 17 (67) e 18 (68). Finalizado o processo instalasse o sistema à bacia sanitária (10) conectando-se o conduto de secção circular (14) aos joelhos nº1 (13) e 2 (15, representam a saída da bacia sanitária (10) e a entrada do biorreator helicoidal de fluxo pistão (114)

[081] O funcionamento do equipamento "SISTEMA MODULAR HIBRIDO DE TRATAMENTO DE DEJETOS HUMANOS PROVENIENTES DO VASO SANITÁRIO EM MEIO RURAL" deve ocorrer da seguinte forma:

[082] Após a defecação e/ou micção é acionada a válvula de descarga (11) da caixa de descarga (12) da bacia sanitária (10). O efluente escoa pelo joelho de 90º (13) que vai para um conduto (14) que descarrega até a entrada (15) do modulo de tratamento biológico (4).

[083] Após a permanência ao longo do tempo de detenção hidráulica (TDH) do biorreator anaeróbio de fluxo pistão (114) o efluente se dissolverá promovendo a sedimentação do material em suspensão e o escoamento da fase liquida para a unidade hidropônica pelo tê (42) que encaminhara o liquido tratado, de forma primaria, ao modulo de tratamento hidropônico (2) e (3) sendo encaminhado para as unidades de tratamento hidropônica 1 (18), 2 (19), 3 (20), 4 (23), 5 (24) e 6 (25), respectivamente.

[084] Esse sistema pode ser operacionalizado de forma que se mantenha em funcionamento quantos módulos hidropônicos se desejem e/ou se façam necessários, sendo possível o arranjo do modulo 1 (2), do modulo 2 (3) ou ambos, através das válvulas esferas nº 4 (41) e 5 (43).

[085] Um outro arranjo operacional ocorre para a passagem dos módulos hidropônicos para os módulos de infiltração no solo 1 (7) e 2 (8), sendo feito pelas válvulas nº 1 (38), 2 (39) ,3 (40), 6 (44), 7 (45), 8 (46), 11 (49), 14 (64), 15 (65), 16 (66), 17 (67) e 18 (68).

[086] Após a passagem pelo(s) modulo(s) hidropônico(s) o efluente seguirá para o modulo de infiltração no solo nº1(7) e 2 (8), com possibilidades de arranjos operacionais, tal qual os módulos hidropônicos 1 (2) e 2 (3), operacionalizados pela abertura e/ou fechamento das válvulas n°s 9(47), 10 (48), 12(60), 13 (61), 19 (99), 20 (100), 21 (101), 22 (102), 23 (103), 24 (104), 25 (105) e 26 (106).

[087] Após o enchimento das unidades hidropônicas nº 1(18), 2 (19), 3 (20), 4 (23), 5 (24) e 6 (25) o efluente será conduzido, pelas válvulas citadas anteriormente para as unidades de tratamento de infiltração no solo n°s 1(110), 2 (109), 3 (50), 4 (111), 5 (112) e 6 (113), onde o efluente passará a infiltrar no leito filtrante (16), constituído de uma camada arenosa sobre uma camada suporte de brita (17).

[088] Permeadas as duas camadas, filtrante (16) e suporte (17), o efluente será aprisionado na camada impermeável, radier (21) que por sua inclinação conduzirá o efluente, então tratado, para os pontos de saída (22) representa Joelho de 90° n°3 - descarga de efluente tratado, (62) representa a Cruzeta n° 1 de descarga de efluente tratado e (29) representa o Joelho de 90° n°4, em seguida os efluente são conduzidos através dos condutos (32) e (33), passando pela válvula esfera n°19 (31),e pelo duto (33) que conduz até ao reservatório de efluente tratado (34).

[089] Em períodos específicos faz-se necessário a descarga de lodo do biorreator helicoidal de fluxo pistão (114) que poderá ser realizado através da abertura da válvula esfera nº18 (26), conduzida ao leito de secagem de lodo (28) por tubulação de descarga de lodo (27).

[090] O equipamento "SISTEMA MODULAR HIBRIDO DE TRATAMENTO DE DEJETOS HUMANOS PROVENIENTES DO VASO SANITÁRIO EM MEIO RURAL", tem sua principal aplicação no tratamento de efluentes domésticos, especificamente, os gerados na bacia sanitária (águas negras) em meio rural.

Claims

Equipamento modular, híbrido, multifuncional e de fácil manutenção "SISTEMA MODULAR HIBRIDO DE TRATAMENTO DE DEJETOS HUMANOS PROVENIENTES DO VASO SANITÁRIO EM MEIO RURAL" é CARACTERIZADA por compreender um conjunto de etapas e processos que visam a redução da carga poluidora do efluente proveniente da bacia sanitária, sendo composto por uma unidade geradora de resíduos (1), um Modulo de tratamento biológico (4), dois módulos de tratamento hidropônico (2) e (3), dois módulos de tratamento por infiltração no solo (7) e (8), dois módulos de permacultura (121) e (122), uma unidade de armazenamento e estocagem de efluente tratado (5) e uma unidade de estocagem e secagem de lodo (6);
Unidade geradora de resíduos do SISTEMA MODULAR HIBRIDO DE TRATAMENTO DE DEJETOS HUMANOS PROVENIENTES DO VASO SANITÁRIO EM MEIO RURAL” de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por compreender uma bacia sanitária (10) acoplada a uma caixa de descarga (12) com válvula de acionamento (11) de acionamento duplo ou simples; A geometria da bacia sanitária (10) é variável de acordo com o layout do local de instalação, podendo ser saída vertical ou horizontal, com princípio de funcionamento pode ser por arraste ou por sinfonamento; O volume “ν” da caixa de descarga (12) deverá ser igual ou inferior a 6 litros por acionamento da válvula de descarga (11), logo, ν ≤ 6L/flush;
Modulo de tratamento biológico do SISTEMA MODULAR HIBRIDO DE TRATAMENTO DE DEJETOS HUMANOS PROVENIENTES DO VASO SANITÁRIO EM MEIO RURAL” de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por compreender um biorreator anaeróbio helicoidal (114) com geometria prismática circular reta, com um conjunto de hélices que compõem o helicoide de transporte de lodo (9), soldadas em eixo horizontal (97) com tampa frontal (96) e tampa traseira (107), vedadas com conjunto de mancal e rolamento dianteiro (98) e conjunto de mancal e rolamento traseiro (108), tendo como força motriz a manivela giratória (69), de acionamento manual e/ou elétrico/eletrônico, junto ao eixo principal (97), localizado na entrada do helicoide e as válvulas esferas para a coleta dos gases gerados (36) e (37);
Módulo de tratamento hidropônico do “SISTEMA MODULAR HIBRIDO DE TRATAMENTO DE DEJETOS HUMANOS PROVENIENTES DO VASO SANITÁRIO EM MEIO RURAL” de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por um conjunto de três unidades de tratamento de hidroponia, em cada modulo, sendo uma do lado esquerdo (2) do modulo de tratamento biológico (4), composta pelas unidades de tratamento hidropônico nº1 (18), 2 (19) ,3 (20) e, outra a direita (3), composta pelas unidades nº 4 (23), 5 (24) e 6 (25), tendo todas unidades orifícios na parte superior para o cultivo de culturas, sendo esses (70, (71), (72, (73), (74) e (75) de geometria circular reta, análoga a geometria das unidades hidropônicas;
Módulo de tratamento de infiltração no solo do “SISTEMA MODULAR HIBRIDO DE TRATAMENTO DE DEJETOS HUMANOS PROVENIENTES DO VASO SANITÁRIO EM MEIO RURAL” de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por um conjunto de três unidades de tratamento de infiltração no solo em cada módulo, estando o modulo 1 (7) no lado esquerdo do modulo de tratamento biológico (4), e o modulo 2 (8) disposto lateralmente a direita, sendo o modulo 1 (7) composto pelas unidades de infiltração no solo n°s 1 (110), 2(109) 3 (50) e o modulo 2 (8) pelas unidades n°s 4 (111), 5 (112) e 6 (113), essas unidades são enterrados em camada arenosa (16) sobreposta em camada de brita (17) onde o efluente infiltra para a retenção de sólidos, sua geometria é circular dotada de pequenos orifícios, circulares, em sua parte central inferior;
Módulo de permacultura do “SISTEMA MODULAR HIBRIDO DE TRATAMENTO DE DEJETOS HUMANOS PROVENIENTES DO VASO SANITÁRIO EM MEIO RURAL” de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por regiões livres entre as unidades de hidroponia n os 1 (18), 2 (19), 3 (20), 4 (23), 5 (24) e 6 (25) que consistem na soleira do terreno arenoso compostas por (115) que representa a Unidade de cultivo na3 - Modulo de Permacultura nº1, (116) que representa a Unidade de cultivo nº 2 - Modulo de Permacultura nº1, (117) que representa a Unidade de cultivo nº1 - Modulo de Permacultura nº1, (118) que representa a Unidade de cultivo nº4 - Modulo de Permacultura nº2, (119) que representa a Unidade de cultivo nº5 - Modulo de Permacultura nº2, (120) que representa a Unidade de cultivo nº6 - Modulo de Permacultura n º2; As geometrias das unidades de cultivo são retangulares e tem seus comprimentos regidos pelo comprimento do biorreator anaeróbio helicoidal (114);
Unidade de armazenamento e estocagem de efluente tratado do "SISTEMA MODULAR HIBRIDO DE TRATAMENTO DE DEJETOS HUMANOS PROVENIENTES DO VASO SANITÁRIO EM MEIO RURAL" de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por um reservatório de efluente tratado (34) com geometria prismática quadrática regular reta, uma tomada de entrada de efluente tratado na parte superior (33) do reservatórios atuando com controlador de nível, uma válvula esfera (31) para o controle de fluxo de entrada e um dispositivo de saída (35) para a ejeção do efluente final tratado;
Unidade de estocagem e secagem de lodo do "SISTEMA MODULAR HIBRIDO DE TRATAMENTO DE DEJETOS HUMANOS PROVENIENTES DO VASO SANITÁRIO EM MEIO RURAL" de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por um tanque de armazenamento e secagem de lodo (28), com geometria prismática retangular reta, acoplado ao biorreator helicoidal de fluxo pistão (114) do módulo de tratamento biológico (4) construído, basicamente, em alvenaria com fundo revestido em solo arenoso sobreposto com tijolos de argamassa ou cerâmica para a percolação do liquido oriundo do lodo propiciando a secagem do material via raios solares e mecanismos gravitacionais;
Dispositivos de controle operacional do “SISTEMA MODULAR HIBRIDO DE TRATAMENTO DE DEJETOS HUMANOS PROVENIENTES DO VASO SANITÁRIO EM MEIO RURAL” caracterizada por um conjunto de válvulas posicionadas ao final de cada modulo sendo a saída do modulo de tratamento biológico (4) composta por um tê (42) que distribui o efluente tratado primariamente para os diversos módulos de tratamento, seguido por válvulas esferas (41) e (43) que permitem o acesso do fluido a unidade 1(2) e/ou 2 (3), ou ambos; As válvulas esferas (38), (39), (40), (44), (45), (46) (49), (64), (65), (66), (67) e (68) permitem o estrangulamento de cada uma das unidades de tratamento hidropônico, propiciando um amplo e numeroso arranjo operacional entre as unidades e, ainda, a comunicação com o modulo de tratamento de infiltração do solo 1 (7) e 2 (8); As válvulas esferas (47), (48), (60), (61), (99), (100), (101), (102), (103), (104), (105) e (106) permitem o controle do modulo de infiltração do solo, assim como a válvula esfera (31) controla a saída do efluente tratado; Para o controle do volume de lodo no biorreator helicoidal de fluxo pistão (114) tem-se a válvula esfera (26) para a descarga do lodo no tanque de secagem de lodo (28);
Dispositivo de controle de emissão gasosa "SISTEMA MODULAR HIBRIDO DE TRATAMENTO DE DEJETOS HUMANOS PROVENIENTES DO VASO SANITÁRIO EM MEIO RURAL" caracterizada por duas válvulas esferas, sendo a primeira (36) disposta ao longo da metade do comprimento do reator “L/2”e a segunda (37) no terço final do mesmo comprimento “2/3L”, essas válvulas estão dispostas na porção superior do biorreator helicoidal de fluxo pistão (114) que possui geometria circular reta;
Forma, arranjo e dimensionamento dos componentes modulares do equipamento "SISTEMA MODULAR HIBRIDO DE TRATAMENTO DE DEJETOS HUMANOS PROVENIENTES DO VASO SANITÁRIO EM MEIO RURAL" caracterizada por forma geométrica circular reta do biorreator helicoidal de fluxo pistão (114) do modulo de tratamento biológico (4), com comprimento “L” em metros e o diâmetro da circunferência “d” na mesma unidade, e “n” o número de habitantes e/ou moradores da residência sob o qual serão tratados os dejetos humanos da bacia sanitária, sendo considerado para o dimensionamento as relações: L=1,5.n e d=n/10, estando fixado pela relação 1,5≤ L ≤6 m e 0,20≤ d ≤0,50m; O comprimento das unidades de tratamento hidropônico (18), (19), (20), (23), (24) e (25) e das unidades de tratamento de infiltração no solo (50), (109), (110), (111), (112) e (113), bem como das camadas suporte (17) e filtrante (16) devem ser o mesmo comprimento “L“ do biorreator helicoidal de fluxo pistão (114); As unidades hidropônicas são dispostas paralelamente com espaçamento entre as unidades “e”, com comprimento “l”, diâmetro da secção circular “d”, todos em metros e ”η” o número de unidades necessárias para compor um modulo; Para o dimensionamento dessas unidades temos o comprimento dado pela igualdade de comprimento com biorreator helicoidal de fluxo pistão (114) do modulo de tratamento biológico (4), logo, L=“l”, o espaçamento “e” será superior ou igual a 0,6 m, logo, e≥0,60m e o diâmetro da secção circular “d” será de fixo, o número de unidades necessárias ”η” para um modulo de tratamento é igual a uma vez e meia ao número de habitantes da residência (n), logo, η=1,5n, sendo dispostos paralelamente em conformidade a disponibilidade de espaço no local; As unidades de infiltração no solo (50), (109), (110), (111), (112) e (113) seguem a mesma disposição geométrica e dimensional das unidades do tratamento hidropônico (18), (19), (20), (23), (24) e (25), diferenciando-se apenas no diâmetro “ ɸ”, que nesse caso será igual a um diâmetro comercial inferior ao diâmetro das unidades hidropônicas, desta forma, ɸ˂ d, assim sendo ɸ=0,75m; A camada filtrante (16) e camada suporte (17) são iguais entre si com geometria prismática reta com espessura “h”, comprimento “£” e largura ”β”, para a obtenção da espessura das camadas “h” basta considerar a relação do dobro do diâmetro do biorreator helicoidal de fluxo pistão (114), logo, h=2d.; O reservatório de armazenamento de efluente tratado (34) com características prismáticas regular quadrática com comprimento “L” e largura “B” tem relação de dimensionamento em que o comprimento “L” é igual à largura “B”, logo L =B”; Na unidade de estocagem e secagem de lodo (6) no leito de secagem (28) com geometria retangular reta o princípio será e o comprimento “£” será o dobro da largura ”b”, logo £=2b, e altura “H” será igual a 1,10 metros, logo, H=1,10m, enquanto que o volume “V” é obtido por Q=V/10, sendo “Q” a vazão de esgotamento de lodo e 10 o tempo desidratação/secagem do lodo, em dias;
Flexibilidade da capacidade de tratamento do "SISTEMA MODULAR HIBRIDO DE TRATAMENTO DE DEJETOS HUMANOS PROVENIENTES DO VASO SANITÁRIO EM MEIO RURAL” caracterizada por disposição em módulos (N) em paralelo, propiciando a flexibilização e ampliação da capacidade de tratamento dos efluentes provenientes da bacia sanitária de acordo com as demandas da comunidade rural em questão e, por conseguinte, as necessidades de instalação de novos módulos, sendo esses instalados paralelamente ao sistema já implantado em consonância a vazão de águas negras que será encaminhado para mesmo, tendo a quantidade de módulos necessários uma correlação com o número de habitantes que se pretende tratar e, por consequência a vazão de eflúvio de dejetos humanos oriundos de cada comunidade, bem como pelo número de flush dados na bacia sanitária ao longo do dia, função da forma de utilização da mesma.