Fossa Séptica Biodigestora – O que é e como funciona

Fossa Séptica Biodigestora
O que é e como funciona
Poluição
X
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
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.
• Fossa negra
• percolação do chorume
• contaminação do lençol freático

Contaminação de Poços (Biológica)
Porcentagem de amostras com presença de coliformes totais e coliformes fecais.
CETESB, 2004
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
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
Norma NBR 13969:1997
Norma NBR 13969:1997
Norma NBR 13969:1997
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.
Lixo x Resíduo
X
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).
Tratamento do esgoto:
Fossa Séptica Biodigestora e Jardim Filtrante
Esquema representativo do sistema de tratamento de esgoto proposto.
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
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
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
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
Por que utilizar esterco bovino?
• Inocula bactérias que aceleram a biodigestão
• Melhora o processo de biodigestão
• Retira odores desagradáveis do sistema
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.
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
Instalação
Módulos de fermentação
Módulo de
armazenamento
Fossa Séptica Biodigestora
Saída
Entrada
Detalhe do interior de um dos módulos de fermentação. Foto de Valentim
Monzane
Vedação das caixas da Fossa Séptica Biodigestora com borracha macia.
Foto de Valentim Monzane.
Instalação
Válvula de retenção
A
B
a) Válvula de retenção de PVC. Foto de Lucas Domingues, b) Desenho esquemático
da válvula de retenção de Valentim Monzane.
Instalação
Tês de Inspeção
”Tê” de inspeção. Foto de Valentim Monzane.
Instalação
Chaminés de alívio de
pressão
Fossa Séptica Biodigestora com destaque para sistema
de alívio de gases. Foto de Valentim Monzane.
~20 dias*
Efluente
tratado
Adubo
orgânico
* Tempo de retenção hídrica
Aspecto do efluente gerado
-Líquido
-“sem odores”
-Não procria baratas,
escorpiões, etc.
-Valores admissíveis de
coliformes
termotolerantes
(0 a 104 UFC/100 mL)
Alguns parâmetros de eficiência da
fossa séptica biodigestora
• DBO 5,20 – ≥ 60%
• Coliformes termotolerantes: ≥ 95%
• Sólidos suspensos totais: ≥ 90 %
• N total: ≤ 20%
• Odores: ausentes
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
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”.
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
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
Ponto 1
Ponto 5
4000
3500
3000
2500
2000
1500
1000
-1
Número de Onda (cm )
Matéria Orgânica - Efluente
500
Ácido Húmico - Solo
Escolha do local
Local
Local seco
Abaixo do nível da
tubulação
Próximo à residência
Preferencialmente cavar
manualmente
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
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
Divulgação
Folder
Revista em
Quadrinhos
Vídeo
[email protected]
Perguntas e
respostas
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.2765
Trata Brasil
Comitê
Guandú
unidades
...
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
[email protected]