INTRODUÇÃO
Há mais de 35 anos a AIRVAC vem melhorando continuamente o Sistema de Coleta de Esgoto a Vácuo. Esse sistema é uma opção especialmente útil em áreas onde o sistema convencional (por gravidade), em função do terreno ser plano, rochoso, com solos instáveis ou com lençol freático aflorante como em ilhas,comunidades costeiras ou de difícil acesso, é de difícil utilização.
No Brasil, uma baixa porcentagem da população é atendida pelo Sistema de Coleta, Transporte e Tratamento de Esgoto, em função do alto custo de implantação e manutenção do sistema convencional, embora, esteja ligado diretamente à saúde e ao meio ambiente da população, bem como ao desenvolvimento do turismo.
O Sistema de Coleta de Esgoto a Vácuo oferece certas vantagens sobre o sistema convencional (por gravidade) que o tornam indispensável tanto em países já desenvolvidos quanto em países em desenvolvimento, vantagens tais como:
- Instalação 5 a 10 vezes mais rápida;
- Custo de implantação até 40% menor;
- Extensão menor de rede;
- Sistema completamente lacrado, sem possibilidades de vazamentos ou infiltrações, desde o seu local de partida até a Estação de Tratamento, o que o torna preventivo de Saúde e Meio Ambiente;
- Custo Operacional e de Manutenção significativamente menor;
O sistema também é uma alternativa viável para a separação dos sistemas combinados de esgoto e extravasores, especialmente em áreas centrais ou industriais.
Além de ser econômico, o sistema proporciona benefícios adicionais tais como:
- Eliminação de infiltração de águas pluviais;
- O fim da contaminação do solo pelo esgoto;
- Eliminação dos poços de inspeção e dos espaços confinados;
O Sistema de Coleta de Esgoto a Vácuo consiste basicamente de 3 partes:
- Rede ;
- Caixa com Válvula de Vácuo de 3";
- Estação de Vácuo;
Para áreas que estão usando fossas sépticas bem como para os novos empreendimentos, o Sistema de Coleta de Esgoto a Vácuo certamente será a alternativa mais econômica no contexto geral.
LAYOUT TÍPICO DO SISTEMA - Linhas de esgoto a vácuo geradas por bombas de vácuo que se localizam na estação coletora de esgoto a vácuo. O esgoto flui das casas até as caixas de válvula através do acionamento da válvula de vácuo de 3". O esgoto é impulsionado até o tanque coletor na estação e então as bombas de esgoto transferem este esgoto até uma estação de tratamento ou qualquer emissário mais próximo. Não há necessidade de ligações elétricas, somente os equipamentos na estação são operados por energia elétrica podendo ser substituída por um gerador de energia.
DESCRIÇÃO DO SISTEMA
O diferencial de pressão de ar é a força propulsora do sistema. As linhas de esgoto a vácuo estão sob um vácuo de (406 mmHg - 508 mmHg), gerado por bombas de vácuo localizadas na Estação de Vácuo. A diferença de pressão entre a pressão atmosférica e o vácuo na linha de esgoto provê a energia necessária para abrir a válvula de interface (Válvula de Vácuo de 3") e transportar os efluentes.
O esgoto escoa por gravidade diretamente das casas até o reservatório de esgoto na Caixa de Válvula. Quando aproximadamente 40 litros de esgoto se acumulam no interior do reservatório, a válvula de interface localizada acima do reservatório abre-se automaticamente e o diferencial de pressão de ar propulsiona o esgoto através da válvula e da tubulação de esgoto a vácuo. O esgoto escoa através das Linhas de Esgoto a Vácuo até o Tanque Coletor na Estação de Vácuo.
As Bombas de Recalque transportam o esgoto da Estação de Vácuo até uma Estação de Tratamento.
REDE DE COLETA
As linhas de esgoto a vácuo são instaladas em valas estreitas em um perfil "dente-de-serra" para transporte em áreas planas. A linha de vácuo acompanha a inclinação do terreno para transportar o esgoto em declive. O perfil "dente-de-serra" patenteado pela AIRVAC mantém as linhas de esgoto rasas e é projetado para garantir que o esgoto não obstrua os tubos quando houver período de vazão mínima. As elevações (lifts) minimizam as profundidades das valas. Uma elevação consiste de dois joelhos de 45º e um pedaço de tubo reto. O esgoto ficará em repouso nestes pontos baixos até que uma válvula a montante se abra.
As linhas de esgoto apresentam uma leve inclinação (0,2%) nas proximidades da estação de vácuo. Ao contrário das linhas de esgoto por gravidade que precisam de um mínimo de caimento para obter uma velocidade de 0,60 m/s, o sistema a vácuo possui um caimento mais plano (mais suave), já que a alta velocidade de limpeza é uma das suas principais características.
As tubulações da rede de vácuo, que ficam entre a válvula de interface e o ramal principal de esgoto são em PVC especialmente desenvolvidas pela TIGRE para o sistema, e possuem diâmetro de 75mm. As linhas principais de esgoto a vácuo possuem tubos com 100mm, 150mm, 200mm e 250mm de diâmetro.
CAIXA DE VÁLVULA
A Caixa de Válvula conecta as casas ao sistema de esgoto a vácuo. Até 8 casas podem ser ligadas a uma Caixa de Válvula. A Caixa é manufaturada em polietileno e quando 40 litros de líquido se acumulam nela, a válvula de interface se abre.
Na parte superior está instalada a válvula AIRVAC 3", que é a interface entre o reservatório no fundo do poço de coleta e a rede de vácuo. A Válvula AIRVAC de 3" opera aberta permitindo a saída do esgoto da caixa para a linha de vácuo. Esta válvula opera num ciclo de 5 a 7 segundos, sendo 3-4 segundos para o líquido, seguido de 2-3 segundos para o ar. O sensor de nível é simples. Assim que o sensor do nível de esgoto sobe, o ar preso dentro do tubo sensor de 2" empurra o diafragma no controlador da válvula/unidade sensor da válvula, sinalizando a mesma para abrir-se. Quando a quantidade de esgoto chegar a aproximadamente 40 litros, a válvula se abre automaticamente.
ESTAÇÃO DE VÁCUO
A estação de vácuo é similar em funcionamento a uma estação elevatória nas redes de esgoto por gravidade. Bombas de esgoto transferem o esgoto do tanque coletor através de uma tubulação de recalque até a estação de tratamento de esgoto. Ao contrário das estações elevatórias, a estação de vácuo possui 2 a 5 bombas de vácuo que criam o vácuo na rede de esgoto e no tanque coletor.
A bomba de vácuo mantém o sistema de vácuo operando a uma pressão entre 406 e 508 mmHg. As bombas de vácuo normalmente operam de 4 a 6 horas por dia e não precisam operar continuamente, já que as válvulas de interface estarão normalmente fechadas.
Assim que o esgoto entra no sistema propulsionado pela diferença da pressão de ar, o sistema irá lentamente perder vácuo caindo de 508 para 406 mmHg. As bombas de vácuo são dimensionadas para aumentar o vácuo de 406 para 508 mmHg em 3 minutos. Normalmente as bombas de vácuo são de 10 a 25 HP. As duas bombas de recalque de esgoto são dimensionadas, cada uma, para atender às vazões de pico.
O tanque coletor de esgoto é confeccionado em aço carbono e dimensionado de acordo com a vazão, com capacidades variando entre 5000 a 30000 litros. As linhas que chegam nos tanques coletores são ligadas individualmente, dividindo o sistema efetivamente por zonas.
Um gerador "stand by" mantém o sistema de esgoto a vácuo em operação durante quedas de energia por períodos prolongados. Um telefone ligado a um discador automático alerta o operador sobre qualquer condição anormal.