Home » Blog » Biorreator com Membranas: conceitos e mercado

A tendência para o tratamento de efluentes é a combinação de processos para obtenção de uma melhor eficiência e compactação do sistema como um todo. Um exemplo desta tendência é o biorreator com membrana (BRM) que consistem na combinação do processo de biodegradação natural de poluentes por bactérias heterotróficas aeróbias ou anaeróbias com o processo de separação por membranas (Ultra ou Microfiltração). Os microrganismos irão degradar a matéria orgânica em compostos mais simples como, metano, gás carbônico, ácidos, nitratos, nitritos, entre outros. A utilização de membranas permite aumentar a concentração de microrganismos no biorreator e melhorar a qualidade do efluente.

Nestes sistemas, módulos de microfiltração ou ultrafiltração funcionam como uma barreira aos sólidos suspensos, retendo a biomassa, para que esta seja retornada ao reator, permitindo o controle do tempo de retenção da biomassa de forma completamente independente do tempo de residência hidráulica. A membrana substitui o decantador secundário e permite atingir concentrações de biomassa muito mais elevadas no tanque de aeração do que aquelas atingidas em sistemas de lodos ativados convencionais.

O BRM combina as vantagens dos processos biológicos às vantagens do uso de processos de separação por membranas, além de gerar um efluente tratado que atende aos padrões de reuso e de qualidade constante.

O tratamento biológico e a filtração por membranas não podem ser considerados unidades individuais, eles são interdependentes de muitas maneiras e, por isso, são considerados biorreatores híbridos.

Atualmente os BRMs são empregados no tratamento de efluentes industriais, esgoto e lixiviado de aterro sanitários. Dentre as vantagens do BRM destacam-se:

• Sistemas compactos (área de 2 a 10 vezes menor em relação aos sistemas de lodos ativados);
• Modulares;
• Baixa produção de lodo (2 vezes menor em relação aos reatores de lodos ativados), uma vez que o BRM pode ser operado com idade do lodo maior do que lodos ativados;
• Remoção total de sólidos suspensos;
• Elevada qualidade do efluente;
• Maior eficiência na remoção de micropoluentes, poluentes orgânicos persistentes e poluentes lentamente biodegradáveis;
• Ausência de etapa de oxidação;
• Baixa sensibilidade a variação de carga;
• Proporciona efluente de boa qualidade para reuso, com baixa turbidez, densidade de bactérias patogênicas e DBO;
• Remoção de compostos recalcitrantes como: compostos fenólicos e organoclorados;
• Permite operações em baixas concentrações de oxigênio dissolvido;
• Boa capacidade de desinfeção;
• Menor sensibilidade à concentração dos contaminantes.

Os BRM podem apresentar o módulo de membrana submerso ou externo ao reator.

• a) membrana externa ao biorreator: BRM com membranas acopladas externamente, onde o efluente a ser tratado é bombeado para o tanque de membranas e retorna ao reator.

• b) membrana submersa: o módulo ou feixe de membrana é imerso no tanque de aeração e o filtrado, normalmente, é succionado através das paredes da membrana.

Os BRM submersas apresentam baixo consumo de energia, baixo fluxo de permeado que combinando com a fricção das bolhas de ar e dos sólidos em suspensão na superfície da membrana contribui para reduzir as incrustações nas membranas, diminuindo a frequência de limpezas químicas. Os BRM com membranas acopladas externamente geralmente utilizam membranas tubulares e são caracterizados por altas concentrações de biomassa floculada, que aliado aos valores relativamente mais elevados de fluxo permeado e da diferença de pressão através da membrana, apresentam maior propensão à incrustação.

O Mercado mundial de BRM mostra uma taxa de crescimento de 10% ao ano. Isto devido à surpreendente capacidade de remoção de contaminantes que o BRM apresenta, sendo considerado ideal para o tratamento de efluentes objetivando o reuso.

Um exemplo de planta de sucesso é de uma estação de tratamento de efluentes domésticos na Grã-Bretanha, com vazão de 1970 m3/dia. Os resultados da operação durante 10 anos mostram que a DBO do efluente tratado foi menor que 5 mg/L e a DQO média foi de 22 mg/L. Durante esse período, foram realizadas limpezas químicas a cada oito meses.

No Brasil, observa-se uma queda nos custos dessa tecnologia devido à expansão de consumo. Estima-se que o mercado tende a aumentar cada vez mais.

O projeto Aquapolo, um dos maiores projetos de reuso do mundo, trata o esgoto do ABC paulista a uma vazão de 600L/s para a produção de água industrial, utilizando as tecnologias de BRM e Osmose Inversa.

Em Campinas/SP, o projeto Capivari, trata cerca de 360 L/s de efluente bruto municipal, utilizando BRM para a produção de água de reuso.

Apesar de todos os benefícios da eficiência do tratamento, fica o alerta para o uso correto da tecnologia e para a contratação de fornecedores com expertise sobre o produto. Como toda tecnologia, existem os casos de insucesso, estes casos estão na maior parte das vezes relacionados a erros de concepção do processo/projeto. O pré-tratamento adequado, equalização, tipo de efluente, tipo da membrana, dimensionamento dos reatores, malha de aeração, sopradores, entre outros, são fatores que vão influenciar diretamente no resultado obtido do efluente tratado por esta tecnologia.

A Flush Engenharia desenvolve projetos personalizados com consultores especializados, utilizando tecnologias avançadas de tratamento de efluentes, incluindo o BRM. O estudo de cada efluente a ser tratado é etapa fundamental em nossos projetos para a escolha da sequência de tratamento adequada.

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Por Gabriela Marques dos Ramos