Reator combinado aumenta remoção de matéria orgânica em esgoto

Pesquisa da Escola de Engenharia de São Carlos (EESC) da USP criou um reator para tratamento de esgoto sanitário que combina os processos anaeróbio e aeróbio, aumentando a remoção de matéria orgânica e nutrientes. O novo modelo de reator combinado, desenvolvido pelo engenheiro Antonio Pedro de Oliveira Netto, utiliza menos oxigênio para fazer o tratamento, comparado com o processo aeróbio, o que reduz o consumo de energia.

De acordo com Oliveira, o equipamento combina as vantagens dos dois processos. “O processo anaeróbio, mais usado no Brasil, pode ser usado em pequenas áreas, dispensa o oxigênio, há baixa produção de biomassa residual e gera gás metano, um resíduo com valor”, conta. “Porém, o conteúdo de fósforo e nitrogênio no seu efluente acarreta problemas para sua disposição final em corpos d’água, por isso o tratamento aeróbio é usado para remover componentes que dificilmente são afetados pelo outro processo, como nutrientes”.

O reator foi construído em tubo de acrílico e operado de modo contínuo e com escoamento ascendente, com esgoto entrando pela parte inferior e saindo pela superior. “A zona anaeróbia utiliza compartimentos de argila expandida e com partículas de espuma de poliuretano dispostas em matrizes cúbicas de 1 centímetro de lado”, relata o engenheiro. “Eles formam um biofilme que retém sólidos biológicos no interior do reator, onde se desenvolvem as arqueas e bactérias que consomem a matéria orgânica presente no esgoto”.

A fase aeróbia, em outro compartimento com espuma de poliuretano, acontece a partir do centro do reator. “Existe uma pedra porosa na qual é inserido ar por meio de uma pequena bomba”, relata Oliveira. “Por meio dos processos oxidativos, os microorganismos degradam substâncias orgânicas, assimiladas como fonte de energia, complementando a degradação da fase anaeróbia, além de remover nutrientes que causam poluição e proliferação de algas (eutrofização) nas águas”.

Recirculação
Depois de o esgoto passar pelos dois processos no reator, é feita a recirculação da fase líquida na zona anaeróbia. “O efluente aeróbio nitrificado passa por processo de desnitrificação no leito anaeróbio/anóxico, utilizando como fonte de carbono e energia (doador de elétrons) os ácidos provenientes do leito de argila expandida”, explica o engenheiro. “Desse modo, não houve necessidade de adição de alcalinidade nem de fonte externa de carbono, usados em reatores combinados para remover matéria orgânica e nitrogênio”.

A etapa aeróbia do processo reduziu efetivamente a concentração total de matéria orgânica no efluente. “Quanto maior a demanda de oxigênio, maior a quantidade de matéria orgânica não degradada”, afirma Oliveira. “A Demanda Química de Oxigênio (DQO) foi inferior a 50 miligramas por litro (mg/l), enquanto a média do afluente de uma estação de tratamento pesquisada em São Carlos foi de 600 mg/l”.

O pesquisador ressalta que a remoção de matéria orgânica aumentou com a utilização dos dois processos mais a recirculação da fase líquida. “O uso isolado da parte anaeróbia consegue uma remoção de 70%, enquanto os processos combinados e a recirculação elevaram esse índice para 95%”.

Os estudos com o reator terão continuidade, abordando o aumento de escala e aproveitamento do efluente após o tratamento. “Esses resíduos possuem uma baixa concentração de matéria orgânica, o que indica a possibilidade de seu reuso para jardinagem ou lavagem de pátios”, conclui o engenheiro.

Mais informações: (0XX16) 3351-5093, com Antonio Pedro de Oliveira Netto. Pesquisa orientada pelo professor Marcelo Zaiat

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