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  • Foto do escritorMarcos Rodrigues

Como funciona o Tratamento Biológico de Efluentes

estação de tratamento de efluentes

Tratar efluentes é indispensável para garantir a preservação da natureza. Com o descarte incorreto de efluentes em corpos hídricos há intensificação da eutrofização, desequilíbrio do ecossistema aquático, e outros diversos impactos negativos. Para evitar isso, é necessário realizar um tratamento eficaz para cada efluente de acordo com as suas características químicas, físicas e biológicas e dos poluentes que ele apresenta. Neste artigo explicaremos como funciona o tratamento biológico de efluentes.

O tratamento biológico, de maneira geral, tem como objetivo a remoção da matéria orgânica poluente, do material em suspensão dissolvido e nutrientes por meio da ação de microrganismos. Resumindo, o processo repete fenômenos que ocorrem na natureza em um período mais curto, é uma das opções mais eficientes para o tratamento de efluentes biodegradáveis e uma das alternativas mais econômicas.

Os processos de biodegradação da matéria orgânica ocorrem por meio de duas vias: a via anaeróbia (sem presença de oxigênio) e a via aeróbia (com a presença de oxigênio), vamos conferir as particularidades desses dois sistemas a seguir.


Sistemas anaeróbios

Os processos anaeróbios ocorrem quando no meio líquido não há oxigênio disponível para a respiração microbiana, o que envolve a ação de outros aceptores de elétrons inorgânicos (NO3-, SO4-2 ou CO2). Um ponto importante do processo anaeróbio é que um de seus subprodutos é o biogás, uma mistura de gases (CH4, CO2, H2O, H2S, NH3), onde se destaca o metano (CH4), que tem alto poder calorífico e pode ser usado como combustível. Para isto é necessária a purificação do biogás, que dependendo do grau de purificação, pode levar ao biometano, com composição quase total de metano e características iguais ao gás natural, podendo ser usado nos mesmos tipos de aplicação.

Porém o CH4, caso liberado na atmosfera tem capacidade 21 vezes maior que o CO2 para provocar o Efeito Estufa, ou seja, o metano é muito interessante como fonte de energia, porém se liberado na atmosfera é muito danoso ao ambiente. Por isso, recomenda-se a utilização de queimadores de gases na estação de tratamento de efluentes líquidos.

O processo de biodigestão anaeróbia, sob o ponto de vista bioquímico, é muito complexo, passando por várias fases (acidogênese, acetogênese e metanogênese), o que mostra que o processo, para ser otimizado, necessita de controle e supervisão adequada.

Historicamente, os processos anaeróbios foram os primeiros a serem utilizados para o tratamento de efluentes (fossas mouras), antes mesmo que a humanidade conhecesse a existência de bactérias. Posteriormente estes sistemas primitivos deram origem a reatores mais elaborados (tanques Imhoff), de fluxo horizontal e mais tarde os reatores de fluxo ascendente.

Na década de 1960, estudos com reatores de fluxo ascendente, que mantinham a biomassa em suspensão, apresentaram rendimentos muito melhores e deram origem a toda uma geração de reatores anaeróbios de fluxo ascendente (UASB-Up Flow Anaerobic Sludge Blanket, RALF – Reator Anaeróbio de Lodo Fluidizado, etc.) Estes reatores são muito utilizados para tratamento de esgoto sanitário e efluentes industriais, uma vez que suportam altas cargas orgânicas e têm custo reduzido de operação, já que não necessitam de energia elétrica para aeração. Os modelos de reatores citados neste parágrafo utilizam um efluente bastante diluído, a exemplo do esgoto sanitário.

Os chamados biodigestores operam com carga orgânica mais concentrada que o exemplo citado acima. Neste tipo de aplicação, geralmente o objetivo é a produção de biogás, e são muito aplicados no tratamento de efluentes e resíduos agroalimentares, da indústria de alimentos, etc.

 

Sistemas aeróbios

Neste caso, há oxigênio disponível no meio líquido e são as bactérias aeróbias que realizam o processo de biodigestão. Para que o oxigênio esteja sempre disponível, o líquido passa por algum processo de aeração.

O tratamento biológico aeróbio permite um rápido crescimento dos microrganismos e atingem eficiências melhores que os processos anaeróbios, além de gerarem menos odor quando comparados aos anaeróbios. Porém, geralmente demandam  maior custo de operação e o processo é complexo, pois o efluente precisa passar por controles de aeração, taxa de lodo suspenso entre outros fatores.

Do ponto de vista da engenharia, há várias técnicas de aeração, o que geralmente define o tipo de tratamento aeróbio utilizado. O sistema mais comum é conhecido como lodo ativado, no qual o líquido passa por um tanque de aeração, no qual há um grande crescimento da biomassa e consequente degradação da matéria orgânica. Após o período de aeração, em média 8 horas, o líquido passa por um decantador secundário, onde a biomassa, que forma o lodo ativado, uma vez que são bactérias vivas, são separadas do meio líquido. Uma parte deste lodo retorna ao tanque de aeração (lodo de retorno) e uma parte é descartada como lodo em excesso. O lodo de retorno é controlado, para que a concentração de bactérias no tanque de aeração seja sempre a ideal, permitindo a rápida degradação da poluição orgânica.

O líquido sobrenadante do decantador secundário é o efluente tratado e pode ser lançado no corpo receptor ou passar por outro processo de tratamento caso necessário. O sistema aqui descrito é conhecido como lodo ativado convencional.

Já o lodo por possuir uma elevada carga de matéria orgânica precisa ser tratado antes de descartado na natureza. A disposição em aterros é a opção mais utilizada, porém além de contribuir para a superlotação desses espaços, a matéria orgânica do lodo não é recuperada, gerando lixiviados e biogás. Uma opção mais viável e segura é a compostagem. Nela, os microrganismos degradam a matéria orgânica em condições controladas de temperatura, aeração, entre outros parâmetros, com o objetivo de reciclar e reaproveitar esse resíduo.

Por fim, existem vários tipos de aeradores e vários tipos de concepção de tratamentos aeróbios, mesmo dentre os lodos ativados, há os sistemas de fluxo contínuo ou batelada, os sistemas de aeração prolongada, lagoas aeradas, filtros biológicos de alta taxa, etc.


Esperamos que esse conteúdo tenha sido relevante para você. Caso esteja precisando de um tratamento eficiente e seguro de efluentes, entre em contato conosco sem compromisso para conhecer as nossas soluções ou tirar dúvidas!

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