Fossa séptica biodigestora o que é e como funciona

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

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

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Fossa séptica biodigestora o que é e como funciona

  1. 1. Fossa Séptica Biodigestora O que é e como funciona
  2. 2. Poluição X
  3. 3. Situação atual – Esgotamento Sanitário  Na área urbana (~138 milhões de habitantes*): 51,6% da população possuem rede coletora de esgoto  35,3% recebem algum tipo de tratamento;  *IBGE, PNAB, 2004
  4. 4. Situação atual – Esgotamento Sanitário Na área rural (~29,3 milhões de habitantes – 15% da população*):  o Rede Coletora + Fossa Séptica 24 % o Fossa rudimentar 40,7% *IBGE, PNAD, 2011.
  5. 5. • Fossa negra • percolação do chorume • contaminação do lençol freático
  6. 6.  Contaminação de Poços (Biológica) Porcentagem de amostras com presença de coliformes totais e coliformes fecais. CETESB, 2004
  7. 7. Premissas Tecnologias simples e eficientes Necessitam de poucos insumos externos para resultados adequados Sistemas biológicos (exceto clorador) Harmonização dos sistemas de tratamento com o ambiente (quebra de paradigma) Reciclagem segura de nutrientes e água na agricultura Fácil apropriação pelo agricultor Custos de instalação e manutenção acessíveis
  8. 8. FOSSA SÉPTICA • Norma NBR 13969:1997 da ABNT • Sistema básico é construído com câmara única (decantação e digestão) • Existem sistemas de câmara dupla (decantação seguida de digestão) • Saída do efluente é encaminhada para um sumidouro ou vala de infiltração • Tempo de Retenção Hidráulica de 1 a 2 dias • Efluente “tratado” não pode ser reciclado sem tratamento posterior
  9. 9. Norma NBR 13969:1997
  10. 10. Norma NBR 13969:1997
  11. 11. Norma NBR 13969:1997
  12. 12. O esgoto sanitário é dividido tecnicamente em duas classes: - Água negra – Vaso sanitário – contaminação microbiana e carga orgânica lábil (DBO). - Água cinza – restante da água da residência (pias, chuveiro, tanque, etc) – Contaminação química por óleos, gorduras, graxas, sabões e detergentes.
  13. 13. Lixo x Resíduo X
  14. 14. Histórico Início dos estudos no ano 1999 (Fossa Séptica Biodigestora) Validação da Fossa Séptica Biodigestora e Clorador (Saneamento Básico Rural) Prêmio Fundação BB de tecnologia social (2003) Início dos estudos com biodigestores para pequenas comunidades (2007) Início dos estudos com Jardim Filtrante (2011) Prêmio Mercocidades (2011) 2012 - Unidades instaladas da Fossa Séptica Biodigestora em todo o território nacional (de Macapá a Pelotas, de Rio Branco a Aracajú).
  15. 15. Tratamento do esgoto: Fossa Séptica Biodigestora e Jardim Filtrante Esquema representativo do sistema de tratamento de esgoto proposto.
  16. 16. Fossa Séptica Biodigestora Vantagens - Sistema de tratamento de esgoto sanitário rural, evitando a contaminação de água e solo por coliformes fecais. - Este sistema também produz um efluente orgânico para utilização em plantas perenes. - Custo acessível e instalação e manutenção simples. Prêmio Fundação Banco do Brasil de Tecnologia Social -2003 Prêmio Mercocidades - 2011
  17. 17. Fossa Séptica Biodigestora Como funciona? - Trata somente esgoto do vaso sanitário; biodigestão anaeróbia; Inoculante: 5 litros de esterco bovino; Casa com até 5 pessoas (como é modular, pode ser facilmente redimensionado) Caixa 1 Válvula de retenção Caixa 2 Caixa 3
  18. 18. Fossa Séptica Biodigestora - Custo aproximado de material: R$ 1500,00 - Efluente tratado pode ser utilizado no solo como fertilizante Caixa 1 Válvula de retenção Caixa 2 Caixa 3
  19. 19. Moléculas Orgânicas Complexas I Bactérias Hidrolíticas Acidogênicas Ácidos orgânicos, Compostos neutros II Bactérias Heteroacetogênicas H2 e CO2 Acetato IIIa IIIb Bactérias Metanogênicas Utilizando H2 e CO2 Bactérias Metanogênicas Utilizando CH3COOH H2O + CH4 CO2 + CH4
  20. 20. Por que utilizar esterco bovino? • Inocula bactérias que aceleram a biodigestão • Melhora o processo de biodigestão • Retira odores desagradáveis do sistema
  21. 21. Por que utilizar esterco bovino? Bactérias presentes no rumem bovino (RUIZ, 1992) Tipos de Bactérias Celulolíticas Nomes Bacteróides succinogenes, Ruminococus flavefaciens, Ruminococus albus, Ruminococus Butyrivibrio fibrisolvens Hemicelulolítica Butyríbrio fibrisolvens, Bacteróide ruminícola, Ruminococus sp. Pectinolíticas Butyvíbrio fibrisolvens, Bacteróides ruminícola, Lachnospira multiparus, Succinivibrio dextrinosolvens, Treponema bryantii, Streptococus bovis Amilolíticas Bacteróide amylophilus, Streptococus bovis, Succimimonas Amylolitica, Bacteróide ruminícola Ureolíticas Succinivibrio dextrinosolvens, Selenomonsas sp., Bacteróide ruminícola, Ruminococus bromii, Butivibrio sp., Treponema sp.
  22. 22. Análise do efluente • Análises físico-químicas do efluente Ponto de Coleta OD (mg L-1) OD (%) Temperatura (°C) pE (mV) Condutividade (mS cm-1) 1 0,05 0,50 16 - 27 -30 1,91 3 0,05 0,50 16 - 27 -3 2,74
  23. 23. Instalação Módulos de fermentação Módulo de armazenamento
  24. 24. Fossa Séptica Biodigestora Saída Entrada Detalhe do interior de um dos módulos de fermentação. Foto de Valentim Monzane
  25. 25. Vedação das caixas da Fossa Séptica Biodigestora com borracha macia. Foto de Valentim Monzane.
  26. 26. Instalação Válvula de retenção
  27. 27. A B a) Válvula de retenção de PVC. Foto de Lucas Domingues, b) Desenho esquemático da válvula de retenção de Valentim Monzane.
  28. 28. Instalação Tês de Inspeção
  29. 29. ”Tê” de inspeção. Foto de Valentim Monzane.
  30. 30. Instalação Chaminés de alívio de pressão
  31. 31. Fossa Séptica Biodigestora com destaque para sistema de alívio de gases. Foto de Valentim Monzane.
  32. 32. ~20 dias* Efluente tratado Adubo orgânico * Tempo de retenção hídrica
  33. 33. Aspecto do efluente gerado -Líquido -“sem odores” -Não procria baratas, escorpiões, etc. -Valores admissíveis de coliformes termotolerantes (0 a 104 UFC/100 mL)
  34. 34. Alguns parâmetros de eficiência da fossa séptica biodigestora • DBO 5,20 – ≥ 60% • Coliformes termotolerantes: ≥ 95% • Sólidos suspensos totais: ≥ 90 % • N total: ≤ 20% • Odores: ausentes
  35. 35. Turbidez (FTU) Variação de turbidez nos pontos de amostragem, em cada coleta 75 70 65 60 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 P1 P2 1 2 Coletas 3
  36. 36. Fossa Séptica Biodigestora • Coliformes Totais na entrada: 105 – 107 UFC* / 100 mL • Coliformes Totais na saída: 103 – 104 UFC / 100 mL • Coliformes Termotolerantes** na entrada: 105 – 106 UFC / 100 mL • Coliformes Termotolerantes na saída: 101 – 104 UFC / 100 mL Unidade Formadora de colônia. ** Antigamente conhecidos como “coliformes fecais”.
  37. 37. Parâmetros físico-químicos das amostras de efluente da última caixa Parâmetros 2O3 3O3 2B3 3B3 2FSC3* CONAMA 430/2011 pH 8,05 8,14 8,67 8,61 7,73 6-9 DQO* (mgO2 L-1) 638 576 605 528 252 - (mgO2 L-1) 411 344 191 316 153 120 N-NO3 (mgN L-1) 0,86 2,02 0,66 3,27 3,31 - N-NH4 (mgN L-1) 562 517 517 427 269 20 N.Total (mgN L-1) 614 672 568 541 287 - Fosfato Total (mgPO4-3 L-1) 32 12 78 7 14 - 44 34 67 28 39 70 SST* (mg L-1) 96 117 134 130 66 SSV* (mg L-1) 88 89 122 120 64 SSF* (mg L-1) 8 28 12 10 2 Condutividade (dS cm-1) 5,35 4,24 4,63 2,98 2,62 DBO5* Óleo / Graxa L-1) (mg * Amostras: O – Sistema inoculado com esterco ovino, Fazenda Morro Verde; B – Sistema inoculado com esterco bovino, Sítio Aparecida; FSC – Fazenda Santa Cândida (inoculante esterco bovino) ; os números iniciais 2, 3 referem-se, respectivamente à ordem das coletas (07/2006 e 10/2006). DQO – Demanda Química de Oxigênio; DBO5 – Demanda Bioquímica de Oxigênio; SST – Sólidos Suspensos Totais; SSV – Sólidos Suspensos Voláteis; SSF – Sólidos Suspensos Fixos. **Para lançamento em corpos d´água classe 2
  38. 38. Análise do Efluente Macro e micronutrientes solúveis Ca2+ mg/L Mg2+ mg/L PO43mg/L K+ mg/L S2mg/L Cu2+ mg/L Fe (II) e (III) mg/L Mn2+ mg/L Zn2+ mg/L Na+ mg/L Al3+ mg/L 50 – 70 20 30 15 50 65100 4-3 0,05– 0,1 0,40 – 0,80 0,20 – 0,30 0,10 – 0,30 60 90 0,12 – 0, 50 *Amostra digerida em meio acidificado (HNO3) em microondas e banho de areia. Análise realizada na Embrapa Pecuária Sudeste
  39. 39. Ponto 1 Ponto 5 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 -1 Número de Onda (cm ) Matéria Orgânica - Efluente 500 Ácido Húmico - Solo
  40. 40. Escolha do local
  41. 41. Local Local seco Abaixo do nível da tubulação Próximo à residência Preferencialmente cavar manualmente
  42. 42. Onde não dá para usar a fossa séptica biodigestora? • Separação das águas se mostrar muito difícil • Onde não houver água disponível (ex. semiárido) • Onde o lençol d´água subterrâneo for muito “raso” – nível máximo a, pelo menos, 1 m abaixo do fundo das caixas. • Áreas alagáveis • Onde a única fonte de descarte do efluente for um córrego (a não ser que autorizado) • Falta de acesso a esterco de ruminante
  43. 43. Vantagens da fossa séptica biodigestora • Reciclagem da água e nutrientes na agricultura • Não há a necessidade do uso de caminhões limpa-fossa (não acumula lodo) • Não há necessidade de limpeza dos sistemas instalados • Manutenção cotidiana muito simples (esterco fresco uma vez por mês e retirada do efluente) • Material para construção é facilmente encontrado
  44. 44. Divulgação Folder Revista em Quadrinhos Vídeo cnpdia.sac@embrapa.br Perguntas e respostas
  45. 45. EM QUE LUGARES A FOSSA SÉPTICA BIODIGESTORA CHEGOU? Fundação Cargill/USAID 29 unidades Outros Parceiros Fundação BB 2873 unidades MDA-Incra Centro Paula Souza USP UFSCar UFTo Embrapa UFTPr IFBA EMATERs Pref. Mun. São Carlos Dossel Ambiental CATI Inst. Trata Brasil 2765 Comitê Guandú unidades ...
  46. 46. A FOSSA PREMIADA (Saneamento Básico Rural) -Prêmio Fundação Banco do Brasil de Tecnologia Social - 635 Tecnologias – 6 premiadas • Ano: 2003 -Prêmio Mercocidades de Ciência e Tecnologia - 27 inscritos – 3o Lugar - Ano 2011
  47. 47. wilson.lopes-silva@embrapa.br

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