Como dimensionar o filtro anaeróbio (NBR 17076 e NBR 13969)

O filtro anaeróbio é a unidade de tratamento complementar que recebe o efluente da fossa séptica. O esgoto entra por baixo, atravessa de fluxo ascendente um leito de brita (ou anéis plásticos) coberto por um biofilme de bactérias anaeróbias e sai por cima com a carga orgânica bem reduzida. O dimensionamento é por tempo de detenção hidráulica: o esgoto tem de ficar no leito o tempo suficiente para as bactérias trabalharem, e o volume ocupado pela brita precisa ser compensado.

O que a norma pede

O anexo D da NBR 17076:2024 mantém o método da NBR 13969:1997: volume útil pela contribuição diária, pelo tempo de detenção hidráulica e pela taxa $I_v$ que compensa o volume ocupado pelo material do leito, igual a 1,6 quando não se conhece o índice de vazios do material (D.2); volume útil mínimo de 1 000 L (D.2); altura útil, somando fundo falso e meio suporte, de pelo menos 1,20 m, com fundo falso de no máximo 0,60 m (D.2.3); brita de 5 a 7,5 cm quando o meio suporte é brita (D.7). O esgoto entra por baixo e se distribui pelo fundo falso (D.3) ou, no filtro totalmente preenchido, por tubos perfurados (D.3.2). O filtro é uma unidade de tratamento complementar: vem depois da fossa séptica, não recebe esgoto bruto.

Passo 1: contribuição diária

$$C_d = N \times C$$

A mesma contribuição da fossa: $N$ unidades vezes $C$ litros por unidade por dia, da tabela de tipos de uso.

Passo 2: tempo de detenção hidráulica

Por faixa de contribuição diária e temperatura média do mês mais frio (tabela D.1, tempos mínimos):

Valores em dias.

Passo 3: volume útil

A equação do item D.2 (a norma escreve $q$ onde aqui está $C$):

$$V_u = 1{,}6 \times N \times C \times T$$

• $V_u$: volume útil do filtro (L);
• $N \times C$: contribuição diária (L/dia);
• $T$: tempo de detenção (dias);
• 1,6: a taxa $I_v$ de compensação pelo volume que o meio suporte ocupa (só cerca de 60 % do leito é vazio), adotada quando o material não tem taxa própria.

Se o resultado for menor que 1 000 L, adote 1 000 L (D.2).

Passo 4: diâmetro do filtro

Com a altura útil mínima da norma, $h = 1{,}20$ m (D.2.3), o volume adotado de um filtro cilíndrico é $V = \pi D^2 h / 4$, e o diâmetro mínimo é

$$D = \sqrt{\frac{4\,V_u}{\pi \times 1{,}20}}$$

Com mais de um filtro em paralelo, divida $V_u$ pela quantidade antes de calcular o diâmetro.

Exemplo resolvido

A residência de padrão médio com 5 pessoas, mês mais frio a 24 °C.

Passo 1 e 2: contribuição e tempo de detenção

$$\boldsymbol{C_d = N \times C}$$$$C_d = 5 \times 130 = 650 \text{ L/dia}$$

Faixa de até 1 500 L/dia e temperatura entre 15 e 25 °C (tabela D.1): $T = 1{,}00$ dia.

Passo 3: volume útil

$$\boldsymbol{V_u = 1{,}6 \times C_d \times T}$$$$V_u = 1{,}6 \times 650 \times 1{,}00 = 1\,040 \text{ L} = 1{,}04 \text{ m}^3$$

Acima do mínimo de 1 000 L.

Passo 4: diâmetro

$$\boldsymbol{D = \sqrt{\frac{4\,V_u}{\pi \times 1{,}20}}}$$$$D = \sqrt{\frac{4 \times 1{,}04}{\pi \times 1{,}20}} = 1{,}05 \text{ m}$$

Volume do filtro comercial de Ø 1,20 m:

$$\boldsymbol{V = \frac{\pi D^2}{4}\,h}$$$$V = \frac{\pi \times 1{,}2^2}{4} \times 1{,}20 = 1{,}36 \text{ m}^3$$

acima dos 1,04 m³ exigidos.

Como o UnMEP Slope calcula

O cartão Filtro Anaeróbio (FA1) abre a janela Filtro Anaeróbio:

1. Contribuição Diária vem preenchida com a soma $N \times C$ de todas as contribuições da esteira, editável.
2. Temperatura Média do Mês mais Frio (de fábrica 24 °C) e a contribuição escolhem o Tempo de Detenção (Em Dias) na tabela do passo 2, exatamente com os cortes em 15 °C e 25 °C; o campo fica editável se você tiver dado melhor.
3. Volume Mínimo Calculado do Filtro = $1{,}6 \times C_d \times T$, mostrado em m³. O Slope não aplica o piso de 1 000 L: abaixo disso, adote 1 000 L por conta própria.
4. Diâmetro Ø e Quantidade de Filtros (1 a 10) dão o Volume Adotado do Filtro = $\pi D^2/4 \times 1{,}20 \times$ quantidade, com a altura útil fixa em 1,20 m, o mínimo do item D.2.3. Abaixo do mínimo aparece O Volume adotado está abaixo do mínimo..
5. Aplicar Familias insere a família UnMEP_PH_ESG_Filtro Anaeróbio (DN 600 a 3 000 mm) onde você clicar, e o memorial traz contribuição, tempo de detenção e volumes.

Passo a passo no plugin: Como dimensionar fossa, filtro e sumidouro? e Como aplicar as famílias do tratamento no projeto?.

Perguntas frequentes

Filtro anaeróbio é obrigatório? A fossa séptica sozinha não deixa o efluente em condição de lançamento: a NBR 7229:1993 já previa remoção de DBO de só 30 % a 55 % no tanque séptico e de 75 % a 95 % com filtro anaeróbio (tabela 5 do anexo B). O filtro é o tratamento complementar mais simples, e o efluente lançado em sumidouro tem de atender aos parâmetros do item K.2 da NBR 17076:2024 (DBO abaixo de 120 mg/L ou remoção de 60 %, entre outros).

Qual o tamanho do filtro anaeróbio para 5 pessoas? 1 040 L de volume útil em residência de padrão médio e clima quente; um filtro de Ø 1,20 m com 1,20 m de altura útil atende.

Por que o fator 1,6? Porque a brita ocupa cerca de 40 % do leito. Para o esgoto ter o volume de detenção calculado, o leito precisa ser 1,6 vezes maior. A norma chama esse fator de taxa de compensação $I_v$ e manda adotar 1,6 quando o material não tem índice de vazios conhecido (D.2).

O que vai dentro do filtro? Brita de 5 a 7,5 cm (D.7), ou outro meio suporte que permita biofilme, numa altura útil de pelo menos 1,20 m contando o fundo falso (D.2.3). O fundo falso tem furos de 2,5 cm somando ao menos 5 % da sua área (D.8); o esgoto entra por baixo dele e sobe pelo leito.

Fontes

• ABNT NBR 17076:2024, Sistemas de tratamento individual de esgoto sanitário: projeto, construção e operação (anexo D: equação D.2, tabela D.1, itens D.2.3, D.7 e D.8; anexo K, item K.2).
• ABNT NBR 13969:1997, Tanques sépticos: unidades de tratamento complementar e disposição final dos efluentes líquidos: projeto, construção e operação (norma anterior; item 4.1.1.1 e tabela 4, iguais aos da 17076).
• ABNT NBR 7229:1993, Projeto, construção e operação de sistemas de tanques sépticos (tabela 5 do anexo B, eficiências de remoção).
• Jordão, E. P.; Pessôa, C. A. Tratamento de Esgotos Domésticos. ABES, 8ª ed., 2017.