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Lagoa Mirassol

DESCRIÇÃO E DIAGNÓSTICO DA ETE DO BAIRRO MIRRASOL

A Empresa de Desenvolvimento, Água, Esgoto e Pavimentação de Dracena é responsável pelos conjuntos de estações de tratamento de esgoto do perímetro urbano, sendo os dois complexos existentes no Bairro das Antas (criado na década de 1970 e com adequações na década de 2000) e do Bairro Mirassol (década de 2000).

Confira informações da Novaes Engenharia e Construções Ltda. – EPP, de São Carlos/SP, conforme contrato 9/2016.

O corpo receptor dos efluentes tratados pela ETE Mirassol, que atende a região sul da sede de Dracena, é o córrego Marrequinho em sua porção de cabeceira.
Esse corpo hídrico também pertence à UGRHI 20 - Aguapeí, sendo afluente direto do ribeirão dos Marrecos a cerca de 11 km a oeste da área urbana.
A bacia de drenagem do córrego Marrequinho relativa ao ponto de lançamento é igual a cerca de 4 km² resultando em caudais muito pequenos, conforme estimado através do programa de Regionalização Hídrica do Estado de São Paulo elaborado pelo DAEE apresentado em anexo. A seguir são listados os valores estimados:
- Vazão média de longo período = 30 L/s
- Vazão de permanência 95% do tempo (Q95) = 13 L/s
- Vazão mínima de 7 dias consecutivos e 10 anos de tempo de recorrência (Q7,10) = 9 L/s

O córrego Marrequinho também está enquadrado na classe 2 conforme definido no Decreto Estadual no 10.755 de 1977. Em termos de caudal para a assimilação dos efluentes tratados, a exemplo do córrego dos Marrecos abordado no item anterior, observa-se que esse corpo hídrico, no ponto de lançamento dos efluentes, também apresenta vazão mínima crítica do período de estiagem (Q7,10) muito pequena para assimilação dos efluentes. A vazão média de lançamento prevista para o final de plano (2036) igual a 62 L/s, representa cerca de 7 vezes o caudal mínimo do corpo receptor.
A exemplo do estudo de assimilação elaborado para o córrego dos Marrecos, para o córrego Marrequinho são adotados os mesmos critérios, sendo os resultados apresentados na sequência.
Considerando a vazão mínima crítica igual a 9 L/s a vazão de efluente tratado igual a 62 L/s, bem como e a mesma qualidade hipotética adotada para o córrego dos Marrecos, são necessárias as seguintes eficiências mínimas de remoção para o atendimento dos padrões de qualidade definidos pela Legislações Estadual (Decreto No 8.868 de 1976) e Federal de Controle de Poluição Ambiental (Resoluções CONAMA No 357 de 2005 e CONAMA No 430 de 2011):
DBO5,20 > 98 %;
N amoniacal > 89 %;
Nitratos = > 62 %;
Fósforo > 98 %
Coliformes termotolerantes > 99,999 %

Observa-se, portanto, que a exemplo do córrego dos Marrecos, o lançamento dos efluentes da ETE Mirassol no córrego Marrequinho é extremamente restritivo em termos ambientais tendo em vista a pequena capacidade de assimilação desse corpo hídrico, sendo necessárias eficiências muito elevadas, tanto em termos de remoção de carga orgânica, quanto nutrientes e microrganismos patogênicos.
Novamente, observa-se que havendo o arejamento final do efluente tratado, de forma que resulte em concentração de OD da ordem de 7,0 mg/L, observa-se que a curva de decaimento de oxigênio dissolvido após o ponto de lançamento não deverá apresentar concentrações de OD abaixo de 5,0 mg/L, conforme apresentado na Figura 3.4. Dessa forma, o padrão de qualidade para o enquadramento na Classe 2 passa a ser respeitado com relação aos parâmetros de controle DBO5,20 e OD.

A ETE Mirassol atende a 45% da sede de Dracena correspondente à bacia de drenagem de esgotos da porção sul da área urbana. Esse sistema de tratamento é o mais antigo, sendo implantado há cerca de 30 anos.
Sua concepção é baseada na associação de tratamento preliminar, tratamento primário através de uma lagoa de estabilização anaeróbia, tratamento secundário através de uma lagoa de estabilização facultativa e etapa terciária através de uma lagoa de maturação.
Os esgotos efluentes da lagoa facultativa são então encaminhados para uma escada hidráulica para o arejamento final e então são lançados no córrego Marrequinho.

A exemplo da ETE Antas, os esgotos brutos chegam na ETE Mirassol através de dois emissários distintos em dois sistemas de tratamento preliminares, a maior parcela dos esgotos chega na ETE em uma estrutura de tratamento preliminar principal, original da época de implantação da ETE, e o restante em uma estrutura mais recente que atende a loteamentos próximos.
Segundo informado pelos técnicos do EMDAEP, existe a intenção de a curto prazo reformar o emissário que atende aos loteamentos próximos de forma a desativar o sistema de tratamento preliminar. Dessa forma, o total dos esgotos afluentes à ETE Mirassol será submetido ao tratamento preliminar da estrutura principal original desse sistema de tratamento.
Portanto, para efeito do presente estudo de avaliação, a estrutura de tratamento preliminar principal será verificada considerando a vazão integral afluente à ETE Mirassol, tendo em vista ser a estrutura a ser mantida.
O tratamento preliminar é formado por grade de limpeza manual, seguida por duas caixas de areia em paralelo, do tipo canal de fluxo longitudinal, também de limpeza manual. A jusante das caixas de areia existe uma calha Parshall com garganta de largura de 6 polegadas moldada "in loco" em concreto, sendo parte integrante do canal.
Tanto para a condição atual com vazão máxima horária de esgoto afluente à ETE Mirassol, estimada em cerca de 80 L/s, quanto para a condição futura com vazão igual a cerca de 100 L/s, observa-se que a as velocidades de escoamento pelo canal da grade e canais das caixas de areia são adequadas. Já com relação ao escoamento entre as barras das grades, a velocidade resultante está acima do limite adequado, induzindo ao carreamento de material sólido, da mesma forma, o comprimento das caixas de areia é insuficiente, induzindo ao carreamento de areia.
Quanto à calha Parshall, observa-se que para a situação atual a calha com garganta de 6 polegadas é adequada para a medição de vazão e controle de velocidades de escoamento. Entretanto, para a condição de final de plano sua capacidade está praticamente no limite.
O esgoto pré-tratado é então aduzido por gravidade para a lagoa de estabilização anaeróbia. Essa unidade tem volume útil de cerca de 15.880 m³, formato retangular, com comprimento igual a 98 m, largura de 36 m na profundidade média e profundidade útil igual a 4,5 m. Para a vazão média atual (cerca de 49 L/s), o tempo de detenção hidráulica nessa lagoa é da ordem de 3,8 dias que pode ser considerado praticamente no limite mínimo recomendado para boas condições de depuração dos esgotos. Para a vazão média prevista para o final de plano (cerca de 62 L/s), o tempo de detenção hidráulica nessa lagoa passa a ser da ordem de 3,0 dias que está a abaixo do recomendado e pode comprometer o desempenho dessa unidade em termos de remoção de carga orgânica.
Ressalta-se que os tempos de detenção calculados consideram a lagoa com volume de lodo sedimentado insignificante, ou seja, após a limpeza, sendo que na realidade atualmente existe lodo acumulado conforme abordado a seguir. O tempo de detenção hidráulica efetivo é atualmente menor, da ordem de 2,3 dias, comprometendo o desempenho dessa unidade já para a condição atual.
Após a etapa de tratamento primário por via anaeróbia, os esgotos são encaminhados por gravidade para uma lagoa de estabilização facultativa que possui volume útil de cerca de 20,480 m³, profundidade útil igual a 2,5 m e formato retangular, com comprimento igual a 128 m e largura de 64 m na profundidade média. No nível do espelho d'água tem comprimento de 132 m e largura de 68 m, resultando em área na superfície igual a 0,9 hectares.

Para a vazão média atual afluente à ETE Mirassol e uma eficiência de 50 % estimada para a lagoa anaeróbia existente, a taxa de aplicação superficial resultante é da ordem de 620 kgDBO/ha x dia e o tempo de detenção hidráulica é da ordem de 4,9 dias.
Para a vazão média de final de plano e a mesma eficiência de 50% estimada para a lagoa anaeróbia, a taxa de aplicação superficial resultante passa a ser de 800 kgDBO/ha x dia e tempo de detenção hidráulica da ordem de 3,9 dias.
A exemplo da lagoa anaeróbia, ressalta-se que os tempos de detenção calculados consideram a lagoa com volume de lodo sedimentado insignificante, ou seja, após a limpeza, sendo que na realidade atualmente existe lodo acumulado. O tempo de detenção hidráulica efetivo é atualmente menor, da ordem de 4,5 dias, comprometendo ainda mais o desempenho dessa unidade para a condição atual.
Tanto para a condição de demanda atual quanto a prevista para o final de plano (2036), observa-se que a lagoa facultativa apresenta condições críticas de operação, com taxas de aplicação extremamente elevadas e inadequadas para as condições climáticas do Estado de São Paulo e os tempos de detenção hidráulica também são insuficientes para a depuração dos esgotos e desinfecção parcial. As elevadas taxas de aplicação superficial observadas na lagoa facultativa induzem ao estabelecimento de condições anaeróbias nessa lagoa, com consequente queda de seu desempenho e exalação de odores, conforme constatado na visita ao local e problemas nos arredores, conforme reportado pelos técnicos do EMDAEP.
Os esgotos efluentes da lagoa facultativa são então encaminhados por gravidade para uma terceira lagoa que pode ser considerada de maturação. Essa lagoa tem formato irregular, sendo originária de uma lagoa natural que foi aproveitada para proporcionar um estágio de tratamento terciário complementar. Essa unidade tem volume útil de cerca de 43.700 m³, área de espelho d'água de 0,7 hectares e profundidade média da ordem de 2,5 m, sendo dotadas chicanas que estabelecem um fluxo disperso que tende ao pistonado, através do estabelecimento de canais com comprimento total de cerca de 420 m e largura média de 13 m. A
Para a vazão média atual afluente à ETE Mirassol o tempo de detenção hidráulica na lagoa de maturação é da ordem de 3,3 dias. Para a condição de final de plano o tempo de detenção hidráulica passa a ser da ordem de 2,5 dias.
Tendo em vista ser uma lagoa de maturação, os tempos de detenção são muito baixos, o que certamente compromete seu desempenho em termos de remoção complementar de carga orgânica e, principalmente, desinfecção. Outro fator que estar comprometendo anda mais o desempenho dessa unidade é o seu formato irregular e a profundidade também irregular e relativamente elevada em termos médios, comprometendo sua hidrodinâmica e, principalmente, o estabelecimento de uma zona eufótica predominante para uma efetiva desinfecção dos esgotos.
A condução dos esgotos por gravidade da lagoa facultativa para a lagoa de maturação é feita através de tubulação suportada em uma estrutura metálica que atravessa o córrego Marrequinho, sendo que o acesso para a lagoa de maturação é apenas para pedestres e dificulta de forma significativa à operação e manutenção dessa unidade, segundo informado pelos técnicos do EMDAEP.
Com base em cálculos de modelo de fluxo disperso, apresentados nos memoriais em anexo, a ETE Mirassol apresenta eficiência global de remoção de carga orgânica da ordem de 80 % e remoção de coliformes termotolerantes da ordem de 98 %. Considerando que a ETE Mirassol é baseada na associação de lagoas anaeróbia, facultativa e maturação, que caracteriza condições de tratamento a nível terciário, as eficiências calculadas estão abaixo do esperado para essa condição de tratamento, sendo que isso pode ser justificado pelas condições críticas de operação das lagoas facultativa e de maturação, esta última uma adaptação de uma lagoa natural, com hidrodinâmica e profundidade desfavoráveis conforme citado anteriormente.
A exemplo da ETE Antas, os efluentes da ETE Mirassol são encaminhados por gravidade para uma escada hidráulica, onde são submetidos a arejamento final antes do lançamento no córrego Marrequinho.
Observa-se que a ETE Mirassol, não atende às condicionantes ambientais, principalmente quanto à remoção de nutrientes e desinfecção. Com relação à demanda por oxigênio devido à DBO5,20 e, consequentemente, níveis de OD no corpo receptor, o arejamento do efluente da lagoa facultativa pode melhorar as condições de lançamento no corpo receptor. Entretanto, é provável que esse arejamento não seja suficiente, tendo em vista a eficiência relativamente baixa em termos de remoção de carga orgânica e a baixíssima capacidade de assimilação do córrego Marrequinho.

Considerações Finais quanto ao Diagnóstico das ETE’s Antas e Mirassol.

Tendo em vista a escassez de recursos hídricos disponíveis na região da sede de Dracena, as condicionantes ambientais são bastante restritas para o lançamento dos efluentes tratados nas ETE’s Antas e Mirassol.
Com relação à ETE Mirassol, foram observadas condições operacionais críticas devido a limitações de sua concepção e lagoas com dimensões insuficientes para o atendimento das demandas atuais e futuras, bem como condicionantes ambientais muito restritas devido à baixíssima capacidade de assimilação do córrego Marrequinho o que induz à necessidade de níveis de tratamento extremamente elevados e difíceis de serem atingidos mesmo considerando concepções de tratamento mais complexas.
Considerando a impossibilidade de ampliações devido à restrição de espaço para a implantação de novas lagoas de estabilização, recomenda-se a desativação da ETE Mirassol em médio prazo e implantação de novo sistema de tratamento para o atendimento da porção sul da sede de Dracena.
As recomendações ora propostas para as ETE´s Antas e Mirassol deverão ser objeto de estudos e projetos de engenharia específicos que não estão previstos no escopo do presente trabalho.
Entretanto, é fundamental considerar que a e ETE Mirassol não pode ser simplesmente desativada e o material sólido armazenado nas lagoas de estabilização ser desprezado, pois trata-se de um significativo passivo ambiental a ser resolvido antes da efetiva desativação com base nas recomendações ora apresentadas.
Tanto para a ETE Antas como para a ETE Mirassol os procedimentos de remoção, condicionamento e disposição final do material sólido armazenado são o objeto principal deste estudo, sendo que nos capítulos a seguir são apresentadas alternativas e definida a concepção mais adequada considerando as características e recursos operacionais do EMDAEP.

ETE Mirassol

Na ETE Mirassol, existe lodo acumulado na lagoa anaeróbia e na lagoa facultativa secundária associada em série.
A exemplo da ETE Antas, em ambas as lagoas, o lodo coletado por sucção através de conjuntos motobomba, será aduzido até a margem das lagoas através de um mangote flexível flutuante, sendo que ao longo da margem das lagoas é prevista a implantação de um emissário de lodo comum que receberá a descarga do mangote flutuante em caixas de admissão, dispostas ao longo de seu comprimento. O destino final desse emissário é uma estação elevatória que tem a função de encaminhar os lodos para a unidade de desaguamento de lodo abordada em item posterior.
Na balsa flutuante serão instalados dois conjuntos motobomba do tipo deslocamento positivo helicoidal para a operação no regime 1 + 1 de reserva. Cada conjunto deverá ter capacidade de sucção de 20 m³/h, sendo previstas as operações de remoção do lodo durante 8 horas por dia em período diurno para limitar o trabalho de remoção do lodo a condição de iluminação natural.
Para as duas lagoas são previsto apenas um conjunto de balsa flutuante, motobombas para sucção do lodo e mangote para o transporte do lodo até a margem, sendo que após o término da remoção de lodo em uma lagoa, esse conjunto deverá ser removido e transportado para a outra lagoa a ser submetida à operação de remoção de lodo.
Considerando as quantidades de material sedimentado estimada em cada lagoa, bem como o fato de que a efetiva remoção de lodo pode ser reduzida pela metade em função da sucção de água junto com o lodo removido, para cada lagoa são estimados os seguintes períodos de remoção:

Lagoa Anaeróbia:
Volume de lodo acumulado = 6.280 m³
Capacidade de sucção dos conjuntos motobomba = 20 m³/h
Efetiva capacidade de remoção devido à diluição do lodo = 10 m³/h
Tempo efetivo de remoção do lodo = 628 horas ou 79 dias para operação 8 h/dia.
Lagoa facultativa:
Volume de lodo acumulado = 1.450 m³
Capacidade de sucção dos conjuntos motobomba = 20 m³/h
Efetiva capacidade de remoção devido à diluição do lodo = 10 m³/h
Tempo efetivo de remoção do lodo = 145 horas ou 18 dias para operação 8 h/dia.

Portanto, para a remoção do material sedimentado armazenado nas duas lagoas anaeróbias é previsto um período total de cerca de 97 dias corridos. Evidentemente esse período é maior para o deslocamento do sistema de remoção de lodo de uma lagoa para outra, para o desaguamento do lodo segundo os ciclos dos leitos de secagem definidos no item 5.3 e eventuais paralisações da operação de remoção de lodo devido a problemas operacionais, manutenções e condições climáticas adversas.

É proposta a implantação dos leitos de secagem no espaço existente ao sul da lagoa facultativa, em área fora dos limites atuais da ETE Mirassol que é de propriedade particular mas passível de desapropriação segundo informado pelos técnicos do EMDAEP.
Conforme apresentado no memorial de cálculo em anexo, é proposta a implantação de 12 células de leitos de secagem. Cada célula uma com comprimento de 30 m e largura de 9 m, resultando, portanto em área de secagem de 270 m2 e capacidade de recebimento de 80 m³ de lodo considerando lâmina líquida de 0,3 m.
As 12 células de leitos de secagem deverão ser dispostas em dois conjuntos de 6 células cada, alimentadas através de um canal comum dotado de comportas tipo stop-log para admissão do lodo em cada célula.
Dessa forma, o lodo removido das lagoas será aduzido por recalque através de uma estação elevatória de lodo, posicionada na extremidade final do emissário de lodo. O recalque do lodo até os leitos de secagem é necessário tendo em vista a conformação topográfica local.
A capacidade de sucção de lodo pelo sistema de bombeamento com balsa flutuante é de 20 m³/h e a operação deve ser limitada a 8 horas por dia. Dessa forma, para cada dia de operação é prevista a remoção de 160 m³ de lodo, que deverão ser recebidos em 2 células de secagem.
O volume de lodo diário igual a 160 m³ deve representar uma carga de sólidos da ordem de 2400 kgSST/dia considerando lodo removido com teor de sólidos de 15 kgSST/m³. Para uma área de secagem igual a 540 m² considerando as duas células de secagem, a taxa de aplicação de sólidos resultante é igual a 4,4 kgSST/m², que é bastante conservadora, tendo em vista que a NB 570/1990 recomenda taxa de aplicação de até 15 kgSST/m².
Para a secagem adequada dos lodos com teor de sólidos superior a 30 %, é estabelecido um ciclo de operação de 30 dias para cada conjunto de duas células, sendo 1 dia para o enchimento, 25 dias para a secagem, 2 dias para a remoção do lodo e 2 dias para a eventual recomposição da camada superficial drenante.
Como são previstas 12 células de leitos de secagem, sendo que cada duas células tem capacidade para o recebimento de um dia de operação de remoção de lodo, conclui-se que a estrutura completa de leitos de secagem tem capacidade para 6 dias corridos de recebimento de lodo, equivalentes a um volume de cerca de 960 m³. Portanto, podem ser estabelecidos ciclos de enchimento e secagem com capacidade de 960 m³ de lodo com duração de 30 dias.
Considerando o volume total de lodo atualmente armazenado na lagoa anaeróbia e na lagoa facultativa igual a cerca de 7.730 m³ conforme apresentado para o desaguamento total dos lodos atualmente armazenados são necessários cerca de 8 ciclos de secagem. Entretanto, como na operação de remoção de lodo por sucção ocorre a diluição do mesmo é estimado que na realidade o volume de lodo efetivamente removido das lagoas deverá ser da ordem de 15.460 m³.
Dessa forma, são necessários cerca de 16 ciclos de secagem, cada com capacidade de desaguamento de 960 m³ de lodo, para o atendimento da demanda do lodo atualmente armazenado nas lagoas da ETE Mirassol. Portanto cerca de 16 meses ou cerca de 1,3 anos de tempo corrido.
Evidentemente, as operações de remoção e desaguamento do lodo nos leitos de secagem não precisam ser feitas de forma contínua, mas sim recomenda-se o estabelecimento de um plano de trabalho mais racional, que considere paradas programadas para a manutenção dos equipamentos de remoção do lodo e a programação das atividades vinculadas aos períodos do ano com condições climáticas mais favoráveis para o desaguamento natural dos lodos nos leitos de secagem.
Considerando o desaguamento dos lodos nos leitos de secagem resultando em teor de sólidos de 30 %, ou 300 kgSST / m³ de lodo desaguado, é prevista geração de 48 m³ de lodo a 30 % por ciclo de secagem, pois cada ciclo é capaz de processar uma quantidade de lodo (base seca) igual a 14.400 kgSST/dia (2.400 kgSST/dia x 6 dias).
O líquido drenado dos leitos deve retornar para montante da lagoa facultativa por gravidade.

Informações complementares

A mais antiga é a ETE Mirassol com três lagoas, uma anaeróbia e duas facultativas e atendem cerca de 45% do município, sendo localizada no Bairro Mirassol. O início de operações se deu em 22 de outubro de 1977. O volume de esgoto tratado é de 1.827.718 metros cúbicos ao ano.
A lagoa anaeróbia tem 4,5 metros de altura e 115 metros de comprimento e 50 metros de largura. A primeira lagoa facultativa tem 1,5 metro de altura e formato não retangular com volume de 18.470 metros cúbicos. A segunda lagoa facultativa tem 1,5 metro de altura e formato não retangular com volume de 43.690 metros cúbicos.
Atende os bairros: parte do Centro, Jardim Vera Cruz, Conjunto Habitacional Emílio Zanata, Parque Planalto, Jardim Alvorada, Jardim São Manoel I e II, Vila Correia, Vila Godoy, Bairro São Francisco, Jardim Santa Clara, Bairro Vitória Régia, Bairro Frei Moacir I e II, Jardim Bela Vista, Gleba Abolição, Parque São Carlos, Vila Barros, Jardim Cristina, Conjunto Habitacional Domingos Marques Caldeira, Parque do Bosque, Condomínio Eldorado, Conjunto Habitacional Waldir Barbosa de Souza, Vila Isabel, Jardim Brasilândia, Jardim Primavera, Conjunto Habitacional João Vendramim, Conjunto Paulo Vendramim e Portal dos Girassóis. O Complexo do Mirassol fica próximo do Córrego das Marrequinhas.

TIPOS DE LAGOAS DE TRATAMENTO

Lagoa facultativa – Tem de 1,5 a 3 metros de profundidade. O termo "facultativo" refere-se à mistura de condições aeróbias e anaeróbias (com e sem oxigenação). Em lagoas facultativas, as condições aeróbias são mantidas nas camadas superiores das águas, enquanto as condições anaeróbias predominam em camadas próximas ao fundo da lagoa.
Embora parte do oxigênio necessário para manter as camadas superiores aeróbias seja fornecido pelo ambiente externo, a maior parte vem da fotossíntese das algas, que crescem naturalmente em águas com grandes quantidades de nutrientes e energia da luz solar.
As bactérias que vivem nas lagoas utilizam o oxigênio produzido pelas algas para oxidar a matéria orgânica. Um dos produtos finais desse processo é o gás carbônico, que é utilizado pelas algas na sua fotossíntese.
Este tipo de tratamento reduz grande parte do lodo, e é ideal para comunidades pequenas, normalmente situadas no Interior do Estado. As informações são do site da Sabesp.

Lagoa anaeróbia – Neste caso, as lagoas são profundas, entre 3 e 5 metros, para reduzir a penetração de luz nas camadas inferiores. Além disso, é lançada uma grande carga de matéria orgânica, para que o oxigênio consumido seja várias vezes maior que o produzido.
O tratamento ocorre em duas etapas. Na primeira, as moléculas da matéria orgânica são quebradas e transformadas em estruturas mais simples. Já na segunda, a matéria orgânica é convertida em metano, gás carbônico e água. Com informações do site da Sabesp.


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