Fossa séptica biodigestora o que é e como funciona

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

1. Fossa Séptica Biodigestora



O que é e como funciona

2. Poluição
X

3.  Na área urbana (~138 milhões de habitantes*):
 51,6% da população
possuem rede coletora
de esgoto
 35,3% recebem
algum tipo de
tratamento;
Situação atual – Esgotamento Sanitário
*IBGE, PNAB, 2004

4. o Rede Coletora + Fossa
Séptica 24 %
o Fossa rudimentar 40,7%
 Na área rural (~29,3 milhões de habitantes –
15% da população*):
*IBGE, PNAD, 2011.
Situação atual – Esgotamento Sanitário

5. • Fossa negra
• percolação do chorume

• contaminação do lençol freático

6.  Contaminação de Poços (Biológica)
CETESB, 2004
Porcentagem de amostras com presença de coliformes totais e coliformes fecais.

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. 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

10. Norma NBR 13969:1997

11. Norma NBR 13969:1997

12. Norma NBR 13969:1997

13. 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.

14. Lixo x Resíduo
X

15. 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).

16. Tratamento do esgoto:
Fossa Séptica Biodigestora e Jardim Filtrante
Esquema representativo do sistema de tratamento de esgoto proposto.

17. Fossa Séptica Biodigestora
- 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.
Vantagens
Prêmio Fundação Banco do Brasil
de Tecnologia Social -2003
Prêmio Mercocidades - 2011

18. 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
Caixa 2
Caixa 3

Válvula de
retenção

19. Fossa Séptica Biodigestora
-Custo aproximado de material: R$ 1500,00

-Efluente tratado pode ser utilizado no solo
como fertilizante
Caixa 1
Caixa 2
Caixa 3

Válvula de
retenção

20. Moléculas Orgânicas Complexas
I
Bactérias
Hidrolíticas Acidogênicas
II
Bactérias
Heteroacetogênicas
Ácidos orgânicos,
Compostos neutros
IIIa
Bactérias Metanogênicas
Utilizando H
2 e CO
2
IIIb
Bactérias Metanogênicas
Utilizando CH
3COOH
H
2O + CH
4
CO
2 + CH
4
H
2 e CO
2 Acetato

21. Por que utilizar esterco bovino?
•Inocula bactérias que aceleram a biodigestão

•Melhora o processo de biodigestão

•Retira odores desagradáveis do sistema

22. Bactérias presentes no rumem bovino (RUIZ, 1992)

Tipos de
Bactérias
Nomes
Celulolíticas
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.
Por que utilizar esterco bovino?

23. 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
• Análises físico-químicas do efluente

Análise do efluente

24. Instalação
Módulos de fermentação
Módulo de
armazenamento

25. Entrada
Saída
Detalhe do interior de um dos módulos de fermentação. Foto de Valentim
Monzane
Fossa Séptica Biodigestora

26. Vedação das caixas da Fossa Séptica Biodigestora com borracha macia.
Foto de Valentim Monzane.

27. Instalação
Válvula de retenção

28. a) Válvula de retenção de PVC. Foto de Lucas Domingues, b) Desenho esquemático
da válvula de retenção de Valentim Monzane.
A B

29. Instalação
Tês de Inspeção

30. ”Tê” de inspeção. Foto de Valentim Monzane.

31. Instalação
Chaminés de alívio de
pressão

32. Fossa Séptica Biodigestora com destaque para sistema
de alívio de gases. Foto de Valentim Monzane.

34. ~20 dias*
Efluente
tratado
Adubo
orgânico
* Tempo de retenção hídrica

35. Aspecto do efluente gerado
-Líquido

-“sem odores”

-Não procria baratas,
escorpiões, etc.

-Valores admissíveis de
coliformes
termotolerantes
(0 a 10
4
UFC/100 mL)

36. Alguns parâmetros de eficiência da
fossa séptica biodigestora
•DBO 5,20 – ≥ 60%

•Coliformes termotolerantes: ≥ 95%

•Sólidos suspensos totais: ≥ 90 %

•N total: ≤ 20%

•Odores: ausentes

37. 0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
75
1 2 3
Turbidez (FTU)

Coletas
Variação de turbidez nos pontos de
amostragem, em cada coleta
P1
P2

38. Fossa Séptica Biodigestora
•Coliformes Totais na entrada: 10
5
– 10
7
UFC* /
100 mL

•Coliformes Totais na saída: 10
3
–

10
4
UFC / 100
mL

•Coliformes Termotolerantes
**
na entrada: 10
5
–
10
6
UFC / 100 mL
•Coliformes Termotolerantes na saída: 10
1
– 10
4

UFC / 100 mL
Unidade Formadora de colônia. ** Antigamente conhecidos como “coliformes fecais”.

39. 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* (mgO
2
L
-1
) 638 576 605 528 252 -
DBO
5
* (mgO
2
L
-1
) 411 344 191 316 153 120
N-NO
3
(mgN L
-1
) 0,86 2,02 0,66 3,27 3,31 -
N-NH
4
(mgN L
-1
) 562 517 517 427 269 20
N.Total (mgN L
-1
) 614 672 568 541 287 -
Fosfato Total
(mgPO
4
-3
L
-1
)
32 12 78 7 14 -
Óleo / Graxa (mg
L
-1
)
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
* 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; DBO
5
– Demanda Bioquímica de Oxigênio; SST – Sólidos Suspensos Totais;
SSV – Sólidos Suspensos Voláteis; SSF – Sólidos Suspensos Fixos. **Para lançamento em corpos d´água classe 2

40. Macro e micronutrientes solúveis
Ca
2+

mg/L
Mg
2+

mg/L
PO
4
3-

mg/L
K
+

mg/L
S
2-

mg/L
Cu
2+

mg/L
Fe (II)
e (III)
mg/L
Mn
2+

mg/L
Zn
2+

mg/L
Na
+

mg/L
Al
3+

mg/L
50 –
70
20 -
30
15 -
50
65-
100
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
Análise do Efluente

41. 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500
Número de Onda (cm
-1
)
Ponto 1
Ponto 5 Matéria Orgânica - Efluente
Ácido Húmico - Solo

42. Escolha do local

43. Local
Local seco

Abaixo do nível da
tubulação

Próximo à residência

Preferencialmente cavar
manualmente

44. Onde não dá para usar a fossa séptica
biodigestora?
•Separação das águas se mostrar muito difícil
•Onde não houver água disponível (ex. semi-
árido)
•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

45. 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

46. Divulgação
Revista em
Quadrinhos
Folder
Vídeo Perguntas e
respostas
[email protected]

47. EM QUE LUGARES A FOSSA SÉPTICA
BIODIGESTORA CHEGOU?
Fundação BB
2873 unidades
CATI
2765
unidades
Fundação
Cargill/USAID
29 unidades
Embrapa
Outros Parceiros

MDA-Incra
Centro Paula
Souza
USP
UFSCar
UFTo
UFTPr
IFBA
EMATERs
Pref. Mun. São
Carlos
Dossel Ambiental
Inst. Trata Brasil
Comitê Guandú
...

48. 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 – 3
o
Lugar
- Ano 2011

49. [email protected]