Estação elevatória de esgoto (EEE): tipos, funcionamento, instalação e manutenção

Em situações em que não é possível garantir a inclinação necessária do tubo de esgoto, o sistema de drenagem por gravidade não funciona. Nesses casos, uma estação elevatória de esgoto é indispensável, garantindo o escoamento e tratamento adequados dos resíduos.

Existem dois tipos de equipamentos: mini-estações e complexos completos para uso doméstico. Vamos entender qual opção é a melhor, quais características devem ser consideradas na escolha. Além disso, descreveremos o processo passo a passo de instalação e as regras de operação da estação elevatória de esgoto.

Áreas de aplicação e finalidade da EEE

Uma estação elevatória de esgoto (EEE) é um conjunto completo de equipamentos hidráulicos destinados ao bombeamento de águas pluviais, efluentes industriais e domésticos, quando seu escoamento por gravidade é inviável.

As estações elevatórias podem ter uma cavidade horizontal adicional para distribuir o lodo em uma área maior, permitindo uma limpeza menos frequente.

A EEE é utilizada principalmente nos seguintes casos:

1. O nível geodésico dos tanques e tubulações de onde os efluentes são drenados está abaixo do coletor de esgoto ou da fossa séptica.
2. Falta de possibilidade física de organizar um escoamento por gravidade linear dos efluentes ou pouca inclinação do tubo de esgoto, correndo o risco de entupimento frequente.
3. Localização distante da fossa séptica ou do coletor central em relação à fonte de águas residuais.

As EEE equipam vilas de casas, casas de campo, bem como instalações industriais localizadas longe da cidade e distantes da rede de esgoto centralizada.

Classificação das estações elevatórias de esgoto

Os tamanhos das estações elevatórias de esgoto domésticas podem variar bastante. Elas podem ser instaladas diretamente atrás do vaso sanitário e bombear os efluentes na direção necessária, ou podem assumir a forma de tanques horizontais enterrados no solo com volume de dezenas de metros cúbicos.

Mas as EEE não se diferenciam apenas pelo tamanho. Abaixo estão as classificaçõs das estações elevatórias de esgoto de acordo com vários parâmetros.

Quanto ao tipo de instalação:

1. Verticais.
2. Horizontais.
3. Com bombas autoescorvantes.

O último tipo de estação elevatória de esgoto envolve o bombeamento forçado de águas residuais para o corpo da estação e sua remoção após o tratamento.

Quanto ao tipo de localização em relação ao solo:

1. Enterradas.
2. Superficiais.
3. Parcialmente enterradas.

O reservatório da estação elevatória de esgoto com sensores, bombas de esgoto e válvulas de bloqueio pode estar no subsolo, enquanto o sistema de controle automático está na superfície.

Quanto ao esquema de controle do equipamento:

1. Com controle manual. A ligação e desligamento dos módulos do equipamento ocorre conforme necessário pelo pessoal de manutenção, que verifica independentemente o nível de enchimento do reservatório de esgoto.
2. Remotos. É utilizado um sistema de monitoramento do estado do reservatório, cujos dados são exibidos em um painel de controle remoto.
3. Automáticos. O controle é realizado automaticamente por meio de sensores e relés localizados diretamente no corpo da estação de bombeamento ou próximo a ela.

As estações elevatórias de esgoto com controle manual são as mais baratas, mas exigem a participação pessoal de um operador. Elas são usadas principalmente em casas de campo e chalés com baixo consumo de água.

Quanto à natureza dos efluentes de esgoto:

1. Para efluentes domésticos. Projetados para operação em condições padrão.
2. Para fins industriais. Fabricados com materiais de maior resistência a ambientes quimicamente agressivos e térmicos.
3. Para redes pluviais. Equipados com sistemas adicionais de tratamento.
4. Para águas residuais sedimentares. Utilizados principalmente em estações de tratamento industriais. Equipados com dispositivos adicionais para processamento de sedimentos.

Ao escolher um modelo de estação elevatória de esgoto, é melhor se orientar não pela classificação, mas pelas recomendações de especialistas, que selecionarão o sistema ideal para uma casa específica.

Regras para a escolha do equipamento

A seguir, serão analisados os critérios que devem ser considerados ao escolher equipamentos de bombeamento de esgoto para uso particular. A análise de instalações industriais não está no escopo desta revisão.

O objetivo ao comprar uma estação elevatória de esgoto é adquirir equipamentos com potência e outras características ideais. Não faz sentido pagar a mais por sistemas que operarão a 10-20% da capacidade projetada.

Ao escolher uma estação elevatória de esgoto, consideram-se os seguintes parâmetros:

1. Vazão máxima de efluentes processados.
2. Distância de transporte.
3. Diferença dos níveis geodésicos entre o tubo de entrada e a saída da mangueira de pressão.
4. Grau de poluição, composição granulométrica e estrutura dos efluentes domésticos. Existem estações elevatórias (KNS) que trituram grandes frações de inclusões, prevenindo entupimentos no equipamento de bombeamento.
5. Nível de tratamento necessário dos efluentes.
6. Dimensões do equipamento.

Não existe uma fórmula única para calcular a capacidade do equipamento de bombeamento, portanto, o algoritmo de cálculo e os parâmetros necessários devem ser indicados nas instruções da estação elevatória adquirida.

Um projeto típico de cálculo da capacidade do equipamento de bombeamento inclui as seguintes etapas:

1. Determinação do consumo diário de água e do volume de efluentes.
2. Construção de um gráfico aproximado da chegada de águas residuais de esgoto ao longo do dia.
3. Cálculo do fluxo de esgoto mínimo e máximo.
4. Determinação da capacidade necessária da estação elevatória, considerando a poluição dos efluentes.

Após determinar os parâmetros acima, você pode começar a escolher o equipamento adequado.

O preço da estação elevatória é influenciado pela marca do fabricante, pela facilidade de reparo do produto e pela possibilidade de manutenção. Em especial, não é recomendável adquirir bombas baratas se houver previsão de uso diário e se não houver tanques de reserva ou bomba adicional para a remoção dos efluentes.

Funcionamento e princípio de operação da EEE

A estrutura das estações elevatórias modernas deve ser considerada em duas variantes principais:

• sololift;
• estação elevatória para casa ou chalé.

Não há diferenças fundamentais entre esses dispositivos. No entanto, os sololifts são equipamentos prontos e unificados que podem ser comprados online e instalados por conta própria, enquanto as estações elevatórias são montadas a partir de peças vendidas separadamente para um projeto específico de esgoto externo.

Mini-estações compactas

As estações elevatórias portáteis do tipo 'Sololift' têm aparência compacta e são instaladas próximas aos equipamentos sanitários. Elas são instaladas no porão da casa ou no próprio banheiro.

O Sololift garante o escoamento dos efluentes sanitários à medida que eles entram no corpo do dispositivo (+)

Os principais componentes estruturais do sololift são:

• corpo vedado com conexões e aberturas;
• motor;
• rotor com aresta de corte;
• automação.

Quando a água entra no dispositivo, a automação é ativada e o motor é ligado. Como resultado, o líquido é bombeado do reservatório interno para o tubo de pressão. O rotor tritura adicionalmente fragmentos grandes para uma remoção eficaz de partículas suspensas e prevenção de entupimentos.

Ao conectar um grande número de ramais de esgoto à mini-estação elevatória usando tês, é necessário considerar que a capacidade da bomba pode não ser suficiente para bombear o líquido recebido (+)

O corpo do sololift pode ter 2-5 furos para conectar equipamentos sanitários. Na parte superior do dispositivo há uma válvula de ar que garante a sucção de ar externo durante o funcionamento da bomba. Isso evita a ruptura do selo hidráulico nos sifões dos equipamentos domésticos.

A capacidade da mini-estação elevatória portátil é padrão e teoricamente é calculada com base no número de tubos de alimentação. Após a compra do equipamento, basta conectar a mangueira de pressão e os tubos de esgoto ao corpo do sololift e, em seguida, conectá-lo à tomada.

EEE para casa de campo

A estação elevatória para uma casa particular geralmente tem tamanhos imponentes e é enterrada no solo. Não será possível encontrar soluções estruturais prontas desse tipo na internet, e para determinar o custo aproximado do equipamento, é necessário entrar em contato com os gerentes das lojas ou deixar uma solicitação nos sites dos vendedores.

Os recipientes de fibra de vidro e plástico são mais duráveis. Eles não exigem qualquer manutenção e duram pelo menos 50 anos. A estação é um tanque selado com bombas no interior.

Os principais elementos da estação elevatória para casa são:

1. Tanque de acumulação de plástico, fibra de vidro, concreto ou metal com volume de vários metros cúbicos.
2. Bomba fecal. Em estações que funcionam diariamente, são instaladas duas bombas: uma operacional e uma reserva, cuja função é elevar as águas residuais a um determinado nível para que possam fluir por gravidade através dos tubos.
3. Sistema de tubulações por gravidade (de alimentação e de descarga sob pressão), que integram a rede de esgoto interna, a estação elevatória e o coletor subsequente. O sistema é equipado com válvulas e válvula de retenção, que permite que o líquido flua apenas em uma direção.
4. Automação com interruptores de bóia. Recomenda-se a instalação simultânea de 3-4 bóias, cada uma capaz de ligar a bomba. Elas são baratas, por isso não vale a pena economizar nelas.

As grandes estações elevatórias domésticas têm um princípio de funcionamento um pouco diferente do sololift. O tanque de esgoto é enterrado no solo e conectado ao tubo de drenagem da rede de esgoto interna. Quando o nível das águas residuais atinge o nível definido pelo ajuste, o mecanismo de bóia fecha o circuito e liga a bomba.

O bombeamento de água só para quando a bóia atinge um nível muito inferior ao que causou o seu acionamento. Esse esquema permite ligar o equipamento de bombeamento com menos frequência, reduzindo as cargas operacionais.

As bóias adicionais são destinadas a acionar a bomba reserva. O nível de água para acioná-las é definido ligeiramente acima do nível da bomba principal.

Isso permite uma margem de segurança e liga o equipamento reserva apenas em caso de falha do equipamento principal.

Adicionalmente, as estações elevatórias de esgoto podem ser equipadas com os seguintes dispositivos:

• medidor de vazão;
• cestos gradeados para filtração de detritos grandes;
• armários de controle e regulação;
• escada para descida no tanque;
• regulador de fluxo de vórtice;
• filtros de sorção.

A seleção do conjunto de equipamentos deve ser realizada somente sob supervisão de especialistas. Isso permitirá escolher componentes com características e produtividade mais compatíveis entre si.

Instruções de instalação da EEE

A instalação de estações elevatórias de esgoto domésticas deve ser realizada exclusivamente por trabalhadores qualificados, devido aos altos requisitos de precisão e cumprimento da sequência de operações.

A violação das regras pode danificar o reservatório ou os tubos conectados a ele. A seguir, será apresentado um guia passo a passo para instalação de uma EEE para quem deseja fazê-lo por conta própria.

Passo nº 1. É feita a escolha do local de instalação da EEE. As normas SNiP exigem enterrar o reservatório a pelo menos 20 m das paredes de um edifício residencial. Se os níveis geodésicos permitirem, é preferível escolher um terreno mais alto para que não se acumulem muitas águas subterrâneas sob a estação.

A EEE não deve ser instalada na fachada da casa, perto de parques infantis ou áreas de piquenique.

Passo nº 2. Escava-se uma cova considerando o diâmetro do tanque e espaço para realizar convenientemente os trabalhos de instalação. Se o solo for retirado com escavadeira, deve-se parar o trabalho 20-30 cm acima do nível projetado. Em seguida, a terra deve ser removida manualmente com pá para preservar a integridade do solo.

Ao escavar a cova para o tanque de esgoto, não é necessário fazê-la enorme. Basta um diâmetro 1,5-2 metros maior que o tamanho do próprio tanque.

Passo nº 3. Seleciona-se o tipo de fundação para instalação da EEE e realiza-se sua montagem. Para isso, após a escavação da cova, avalia-se a umidade do solo. Se o solo estiver seco, pode-se fazer uma fôrma e preenchê-la com uma camada de concreto de 30 cm.

E se houver infiltração constante de águas subterrâneas na cova, apenas uma laje de concreto armado pronta com espessura mínima de 30 cm será adequada para a fundação.

A base de concreto deve ser estritamente horizontal, portanto, ao colocar a laje de concreto pronta, deve-se cuidar disso antecipadamente.

Os tanques da estação elevatória de esgoto (EEE) possuem saia ou pés para fixação à fundação. Como fixadores, são utilizados parafusos de ancoragem, embora, ao concretar diretamente no solo, seja possível embutir na mistura barras metálicas, nas quais posteriormente se encaixa a fixação do tanque.

Não se deve economizar no tamanho dos parafusos de ancoragem. O comprimento ideal é de 200 mm e o diâmetro, 20 mm. As barras metálicas, antes de serem colocadas no concreto fresco, devem ser curvadas em forma de gancho ou de L (+).

Passo nº 4. Realiza-se a instalação do tanque da EEE sobre a fundação, sua fixação e conexão ao tubo de esgoto interno da casa. No caso de estação vertical e elevado nível de lençol freático, é necessária a lastragem do tanque com concreto. Para isso, despeja-se concreto ao redor do reservatório até 20 cm acima do nível da primeira nervura de rigidez da estação.

Deve-se considerar que, após a concretagem, será impossível substituir o reservatório, portanto é necessário calcular seu volume levando em conta a ampliação da casa e o aumento do número de moradores.

Passo nº 5. Realiza-se o reaterro da estação com solo fino, com tamanho máximo de grão de 32 mm. Cada camada de terra não deve ultrapassar 50 cm. Após o reaterro de cada faixa, ela é saturada com água para adensamento e compactada.

Com isso, termina a instalação externa da EEE. Após a fixação no solo, dentro da estação são instalados as bombas, sensores, válvulas de retenção e outros equipamentos auxiliares.

Por razões de segurança, recomenda-se fechar as tampas dos reservatórios de esgoto com cadeados, pois durante brincadeiras as crianças podem se esconder neles e perder a consciência.

Não seria demais instalar na casa um sistema de alerta de emergência para o nível crítico de águas residuais domésticas no reservatório, que alertará sobre falhas no funcionamento da estação.

Erros comuns de instalação

Devido à instalação incorreta do reservatório, sua inclinação ou reaterro inadequado, podem ocorrer danos às paredes do reservatório, conexões ou tubulações adjacentes. Tais problemas podem exigir escavação manual do tanque e custos financeiros consideráveis.

Portanto, é importante analisar os erros típicos antecipadamente, para não repeti-los na instalação de sua própria EEE.

1. Reaterro inadequado do solo. Erros prováveis: preenchimento com solo congelado ou pedras grandes, falta de compactação por camadas. A consequência pode ser o assentamento do solo com danos ou deslocamento da tubulação interna.
2. Tipos diferentes de reaterro de lados opostos. Se de um lado foi despejada na vala uma carga de areia e do outro lado terra, com o tempo pode ocorrer inclinação do tanque, danificando as tubulações externas ou o próprio reservatório.
3. Avaliação incorreta da quantidade de águas subterrâneas, o que causa forte recalque de toda a KNS com ruptura de tubos e danos ao reservatório.
4. Uso de cunhas para nivelar lajes de fundação. A consequência pode ser o deslocamento gradual do reservatório para o lado com ruptura de tubos.

Somente pessoas com formação em topografia e experiência na instalação de tais estruturas podem avaliar a correta instalação da KNS. Portanto, não vale a pena confiar a instalação deste equipamento caro a organizações não especializadas.

Manutenção de EEE externas

A estação elevatória de esgoto não é um equipamento que se possa instalar e simplesmente ficar satisfeito com o seu funcionamento. O reservatório e as bombas requerem inspeção regular.

É terminantemente proibido descer ao reservatório ou realizar trabalhos de limpeza por conta própria!

A inalação de gases de esgoto pode causar perda súbita de consciência e morte se a pessoa não for retirada para o ar livre em poucos minutos.

A opção mais vantajosa para a limpeza regular do reservatório de esgoto é a aquisição de uma máscara de gás com fornecimento forçado de ar a partir da superfície

Ao comprar uma KNS, é aconselhável assinar imediatamente um contrato de manutenção.

Para acesso ao reservatório e verificação do equipamento, as estações possuem um alçapão, e os tanques profundos também têm uma escada para descida.

Mensalmente ou trimestralmente, o serviço de manutenção deve:

• verificar a automação;
• diagnosticar o funcionamento das bombas principal e reserva, verificar os níveis de óleo nelas;
• remover os detritos presos nos filtros;
• remover os depósitos de lodo do fundo.

Em caso de emergências urgentes, é possível uma inspeção independente do reservatório, mas deve ser realizada na presença de ajudantes, com corda de segurança e respirador.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Para uma compreensão completa do processo de instalação de estações de esgoto e dos processos hidrodinâmicos que nelas ocorrem, recomenda-se assistir aos vídeos apresentados abaixo.

Princípio de funcionamento da KNS:

Princípio de funcionamento de uma miniestação interna para bombeamento de efluentes de esgoto:

Instalação de uma estação de esgoto doméstica de porte médio:

O equipamento de bombeamento das estações elevatórias de esgoto é projetado para funcionar sem problemas por 8 a 10 anos, e o sistema de reservatórios e tubulações pode durar até meio século.

Portanto, comprando e instalando uma KNS uma vez durante a construção da casa, é possível garantir o funcionamento confortável do sistema de esgoto por décadas.

Você tem experiência com a operação de uma estação elevatória de esgoto? Por favor, compartilhe informações com nossos leitores, conte sobre as particularidades da instalação e uso da KNS. Os comentários podem ser deixados no formulário abaixo.