Novas tecnologias no tratamento de gua e efluentes

Revista TAE

08/08/2014

por Daiana CheisCom a frequente escassez dos recursos hdricos, novas tecnologias visando garantir a qualidade da gua dos mananciais e um melhor aproveitamento dos recursos hdricos tm sido alvo de pesquisa e desenvolvimento h vrias dcadas. A demanda por novas tecnologias para otratamentode gua, efluentes industriais e municipais, e os resduos gerados por estes sistemas so cada vez mais estudados e analisados quanto a suas eficincias, assim como sua capacidade de reduo de custos.Os processos industriais e a agricultura so responsveis por grande parte do consumo de gua em nosso pas, o qual na maioria estas guas utilizadas em processos industriais encontram-se, ao final de sua utilizao em condies qumicas ou fsicas inadequadas e que podem apresentar uma diversidade de poluentes e resduos de elevados nveis de carga orgnica at compostos de alta toxicidade impossibilitando o retorno ao manancial que foi captado. Outro grande responsvel pela poluio so os esgotos, com alta concentrao de carga orgnica e muitos contaminantes patognicos.Otratamentode efluentes industriais e domsticos pode ser realizado com oempregode diferentes processos fsicos, qumicos ou biolgicos. Na maioria das vezes, necessrio o emprego conjunto de mais de um desses para que o efluente retorne em condies adequadas de destinao ou que seja possvel o seu reso.Tratamentofsico-qumicoOtratamentofsico-qumico da gua e efluentes usado principalmente para:- Controlar poluentes no removidos por processos biolgicos convencionais;- Fazer o tratamentos de gua potvel das estaes detratamentode gua (ETAs);- Reduzir a carga orgnica precedendo otratamentobiolgico diminuindo o dimensionamento da ETE.O processo fsico-qumico retira tambm poluentes como o fsforo orgnico solvel, nitrognio, matria orgnica (DBO), DQO, bactria e vrus, slidos em suspenso, slidos coloidais e solues que contribuam para turbidez. Umas das aplicaes mais nobres o uso para produzir gua potvel.TratamentobiolgicoOtratamentobiolgico utilizado para gerar degradao de matria orgnica dos efluentes, atravs de ao de agentes biolgicos como bactrias, protozorios, etc que pode ocorrer de forma aerbio, com utilizao de oxignio e anaerbio, sem oxignio.Tecnologia MBR (Membrane BioReactor)O sistema MBR est entre o que existe de mais avanado emtratamentode efluentes domsticos e industriais, com eficincia elevada e aplicao em diversas situaes.A tecnologia de biorreatores com membranas no se trata de uma ultrafiltrao direta e sim de um sistema biolgico completo em que as membranas de ultrafiltrao fazem parte integrante do processo de digesto de matria orgnica. Usualmente utilizada acoplada a um biorreator aerbio, podendo ser instalada em sistemas j existentes de lodos ativados, por exemplo. Por trabalhar com concentraes de slidos maiores que os sistemas biolgicos comuns, pode ser empregada em tanques de aerao mais compactos que os utilizados em sistemas de lodos ativados.Os efluentes tratados devem ser biodegradveis, com baixa carga orgnica, como os esgotos sanitrios, e tambm efluentes de alta carga, como de cervejarias ou indstrias alimentcias.A tecnologia de MBR considerada o processo mais estvel eseguro, onde permite obter um efluente final de alta qualidade com remoo de carga orgnica e nutriente. o processo que tem uma operao simples, no havendo necessidade de controle de retorno de lodo.Para o Dr. e especialista na rea, Frederico Lage Filho da USP, as tecnologias mais modernas com relao atratamentode esgotos domsticos e industriais tambm so variaes modernizadas do processo aerbio de lodos ativados.Todos eles so mais eficientes, geram menos lodos e so mais resistentes a variaes de cargas que os lodos ativados; estes costumam ser mais eficientes que biofiltros, exceto biofiltros no-convencionais.Dentre as vantagens est a economia de energia em relao aos sistemas convencionais de biorreatores aerbios. Outro aspecto positivo que este sistema promove a reduo intensa de microrganismos, possibilitando o reso da gua; e possibilita a utilizao de reatores compactos e do controle do sistema remotamente por telemetria e automao, alm de permitir incrementar a capacidade operacional de lodos ativados convencionais.Segundo Joaquim Marques Filho especialista tcnico da Pentair especializada no desenvolvimento de produtos e sistemas para transporte,tratamento, armazenamento e filtrao de gua, Os lodos ativados aerbios so um dos mtodos mais usados e mais eficientes para otratamentode efluentes domsticos e industriais. A utilizao associada separao do lodo por membranas de ultrafiltrao, MBR (membrane bioreactor), tem se mostrado a melhor soluo para enfrentar os desafios dotratamentode efluente no que se refere a rea instalada (75% de reduo na rea instalada) e qualidade do efluente tratado, que pode ser diretamente reusado por sua qualidade superior aos efluentes tratados em sistemas convencionais.MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor)A tecnologia de sistema detratamentodeesgotodo tipo MBBR foi desenvolvida na Noruega na dcada de 1980, atravs da parceria firmada entre a companhia Kaldnes Miljteknologi (KMT), especialista emtratamentode efluentes domstico e industrial, e o Instituto de Pesquisa SINTEF (Rusten et al, 2000).Basicamente, o processo de MBBR consiste em uma tecnologia adaptada aos sistemas de lodos ativados, por meio da introduo de pequenas peas de plstico de baixa densidade e de grande rea superficial (biomdias) no interior do tanque de aerao, que atuaram como meio suporte para desenvolvimento do biofilme, mantidos em constante circulao e mistura seja em funo da introduo de ar difuso ou devido existncia de agitadores mecanizados; no havendo a necessidade de recircular o lodo (WEF, MOP n 35, 2010; Minegatti, 2008; Rusten et al, 2000; degaard et al. 1994).Dessa forma segundo Fbio Campos, Bilogo e Doutorando em Cincias pela Faculdade deSadePblica da USP, o sistema MBBR incorpora as melhores caractersticas dos processos de crescimento de biomassa em suspenso e de biomassa aderida, conferindo ao processo um aporte considervel de slidos em suspenso, proporcionando o aumento da populao de microrganismos atuantes na depurao doesgoto, permitindo assim, tratar cargas orgnicas carbonceas e nitrogenadas mais elevadas quando comparado ao sistema de lodo ativado.Mantendo os mesmos princpios bsicos da MBBR a B&F Dias traz ao Brasil os sistemas Cleartec. A soluo est baseada na utilizao e instalao de mdias txteis nos processos biolgicos aerados em conjunto com os sistemas de aerao e que segundo o fabricante possibilita o incremento em at 100% da capacidade detratamentonas estaes de esgotos sanitrios e efluentes industriais, sem a necessidade de execuo de obras civis ou aumento da potncia instalada no processo biolgico.O Cleartec uma estrutura com mdias txteis para aumento e fixao do nmero de microrganismos. Possui uma superfcie especifica larga, spera e altamente estruturada ideal para colonizao, fornecendo maior proteo ao biofilme. A aerao necessria apenas para o fornecimento de oxignio para a biomassa, e no obrigatoriamente para maior mistura como em alguns processos de MBBR.O meio txtil proporciona condies ideais para o crescimento dos microrganismos e fixado numa estrutura em ao inoxidvel que pode ser montada sobre sistemas de aerao j existentes ou no. Segundo a B&F Dias a estabilidade biolgica e o alto desempenho do sistema esto associados ao fato de conciliar as caractersticas e vantagens do leito fixo e mvel num nico conjunto. No existe a necessidade da instalao de peneiras na entrada ou sada do tanque, como no MBBR, ou o risco de entupimento das mdias, completa Alessandra Cavalcanti, do departamento de marketing da empresa.BiofiltrosO biofiltro um sistema detratamentode gua com resduos, tanto de origem industrial como urbana. um sistema biolgico, com uma excelente eficincia em eliminao de matria orgnica e com o alcance de excelente rendimento de purificao.So processos com a finalidade de tratar esgotos domsticos e efluentes industriais, com desempenho para um ambiente ecolgico, tendo como condicionantes a luz, a matria orgnica, temperatura, pH e o oxignio.Em umtratamentobiolgico de efluentes, aps o lanamento dos despejos, reproduzem-se de certa maneira, os processos de autodepurao, transformando elementos orgnicos em produtos ou elementos mineralizados.Este tipo detratamento amplamente dividido emtratamentoaerbio e anaerbio.Biofiltros aerado submerso (BAS)Utiliza microrganismos de crescimento aderido, sendo amplamente empregado para remoo de matria carboncea e nitrogenada. Uma das vantagens da aplicao desse sistema est a compacidade, o aspecto modular, a rpida entrada em regime, a resistncia aos choques de cargas e a resistncia s baixas temperaturas doesgoto. Os BAS podem ser usados como polimento de um sistema anaerbio detratamentode esgotos, ou como a unidade principal detratamento.Ilhas flutuantes / WetlandsPases comoEUA, Nova Zelndia e Austrlia tm investido nas chamadas ilhas flutuantes (sigla FTWs, em ingls, Floating Treatment Wetlands), que trazem a gua suja de volta ao seu estado puro e reutilizvel. Cientistas tm buscado uma maneira de limpar lagoas de gua pluviais, guas residuais de efluentes e gua de escoamento agrcola, e estudam como as ilhas flutuantes podem purificar essas guas.O termo wetlands usado para caracterizar vrios ecossistemas naturais que ficam parcial ou totalmente inundados durante o ano. Exemplos conhecidos de Wetlands naturais so os pntanos, as vrzeas de um rio, etc.No Brasil, as principais recomendaes de uso so para o pr-tratamentode gua para diversas finalidades,tratamentosecundrio e tercirio deesgotourbano, abastecimento de gua industrial e urbana e purificao de grandes volumes de gua.A tcnica baseada na construo de ecossistemas artificiais, que objetivam a mesma melhoria na qualidade da gua que umaWetland natural pode proporcionar. A construo de canais que usam macrofilas aquticas flutuantes, tambm conhecidas como aguaps, uma tcnica de construo e maneja de Wetlands. Os aguaps contribuem na melhoria da qualidade da gua, porque servem como um filtro de remoo de slidos em suspenso e de nutrientes, nitrognio e fsforo. Dentre as vantagens, destaca-se a resistncia ao alto grau de poluio da gua com grandes variaes na quantidade de nutrientes, pH, toxinas e metais pesados. Podendo ser empregados em locais bastante degradados.Estas ilhas flutuantes so um exemplo particularmente inovador de biomimetismo. As FTWs podem ser simples matrizes construdas que ficam na superfcie, cobertas por uma pelcula de micrbios que se alimentam de nitrognio e fsforo presentes na gua, alm de outros poluentes na sua superfcie pegajosa. Alm disso, as FTWs abrigam muitas plantas e at mesmo rvores alm da pelcula microbiana, como num pntano natural. Os caules das plantas permanecem acima do nvel da gua enquanto as razes submersas crescem rapidamente, explica o especialista da Clearwater Layline, Jeffrey Hanson.Jardins filtrantesA tecnologia desenvolvida pela empresa francesa, Phytorestore, tem o mtodo, baseado em jardins, que usado para tratar esgotos domsticos e efluentes industriais, condicionar lodos de estaes detratamentodeesgoto(ETEs), produzindo composto fertilizante, alm de realizar biorremediao de solos e revitalizar rios e lagos.Com tecnologia de simples compreenso, os projetos realizados pela empresa so baseados em 5 princpios dos jardins filtrantes, do qual a dona da patente:Tratamento; Paisagstico; Biodiversidade; Econmico e Gesto.O jardim filtrante uma soluo que apresenta segurana no nvel biolgico, uma vez que pode ser montado com a flora natural do local, evitando problemas de introduo de espcies novas num ecossistema diferente. tambm economicamente vivel, pois no necessita de grandes manutenes, produzindo uma estao detratamentoat 30% mais barata que estaes convencionais.Os jardins filtrantes tambm se mostraram opo mais ecolgica notratamentode lodo contaminado e, obviamente, de recuperao e preservao de rios. No caso do lodo, as aes so por meio da Rizosfera. Quarenta tipos de efluentes podem ser tratados e o lodo pode se tornar adubo. possvel obter uma equivalncia de volume detratamentocom o uso dos jardins filtrantes. Porm, uma tcnica que se adapta melhor em ambientes com bom espao, como cidades do interior ou locais com menos concentrao de construes.Sistemas detratamentomveisOs sistemas mveis detratamentoso tambm uma grande tendncia no mercado e j esto diponveis por diversos fabricantes atendendo a diversos segmentos de mercado, sendo uma tima opo para tratar guas por demanda, momentos de contingncias ou ampliaes sazonais no sistema detratamento.O sistema mvel da GE batizado de Mobile Water foi criado para dar suporte aos clientes e garantir a operao sem interrupes dos mesmos (evitando prejuzos). As tecnologias empregadas em Mobile Water acompanham as necessidades do mercado e suas exigncias. Se hoje so demandadas osmoses reversas, temos osmoses reversas. Se amanh demandarem outra tecnologia, teremos outra tecnologia. Nos EUA j fornecemos at evaporadores em nossa frota mvel, diz o Grupo GE, por meio da assessoria de imprensa.Uma das vantagens da frota mvel, alm da forma de atendimento, o perodo de disponibilidade ao cliente. Podendo atender uma solicitao no perodo de at um ano. A GE explica como isso e possvel: A frota mvel pode atender o cliente no perodo que ele desejar. Contratos Mobile Water so de um dia a 2 anos e BOO (Build, Own & Operate) so contratos acima de 2 anos. De qualquer forma, a frota fica estacionada no cliente de acordo com o prazo do contrato. Levando em considerao os contratos existentes e o pipeline de novas oportunidades fazemos o planejamento para ampliao da frota, finaliza.Outros sistemasProcurando novas solues para o mercado algumas indstrias j tm implantado novos procedimentos detratamentode gua e efluentes, como o caso da Acqua System que desenvolveu um equipamento para tratar flor em guas, alm de solventes em efluentes. Segundo a empresa, apesar do novo equipamento ainda estar em desenvolvimento, ele j est sendo usado por muitas indstrias.O sistema batizado de Acqualise um equipamento compacto e bastante eficiente na remoo de impurezas ou sais em excesso de guas para fins de potabilidade e efluente segundo o seu fabricante. H dois tipos de Acqualise: Acqualise TF (tratamentode flor) usado na remoo de sais de flor e alguns elementos eletronegativos, que deixam a gua com gosto salobro e o sistema Acqualise TE (tratamentode efluentes) desenvolvido para remoo de solventes e compostos orgnicos complexos em geral, como: Fenis, BTXE, entre outros. Esses compostos sofrem uma quebra em sua molcula principal, e o subproduto desse processo menos poluente e mais fcil de ser tratado do que a molcula original.O Acqualise pode ser aplicado como pr ou ps-tratamento, dependendo da necessidade e aplicao de cada cliente. Para Santiago Thareck Aeissami, que desenvolveu o projeto, o equipamento tem muito mais vantagens que desvantagens dentre elas a pequena rea de implantao, ausncia deodor, de rudo, e alta eficincia de remoo, baixa manuteno, pouca perda de lquido notratamento, quanto a desvantagem o fabricante cita,O que podemos chamar de desvantagem que o nosso equipamento usa energia eltrica por se tratar de uma eletrlise, porm, o gasto do nosso equipamento com energia eltrica equivalente a um chuveiro de baixa potncia. O custo muito baixo, complementa.Santiago cita ainda uma comparao do seu sistema com outro sistema de remoo de flor geralmente utilizado, Os sistemas de resinas de troca inica no garante 100% da remoo do flor, porque as resinas reagem primeiro com outros elementos, como: carbonato de clcio, carbonato de magnsio, ferro. O flor acaba ficando sempre por ltimo, alm da manuteno dessas resinas serem feitas com cido e soda custica, cujo elementos qumicos so perigosos no manuseio. Nosso equipamento tambm j tem essa vantagem em cima destes sistemas, finaliza.Contato das empresas:Acqua System: www.acquasystemlaboratorio.com.brB&F Dias: www.bfdias.com.brClearwater Layline: www.clearwaterlayline.comFbio Campos: Bilogo e Doutorando em Cincias pela Faculdade deSadePblica da USPFrederico Lage Filho: Faculdade Oswaldo Cruz e Brasil Oznio (Cietec/Ipen-USP)GE: www.gewater.comPentair: www.pentair.com.brPhytorestore: www.phytorestore.com.br