Tratamento de esgoto mais eficiente: eliminação de matéria orgânica e nitrogênio em um mesmo reator.

Trata-se de um sistema desenvolvido pelo engenheiro ambiental Rafael Brito de Moura, durante seu mestrado na Escola de Engenharia de São Carlos (EESC) da USP. O equipamente remove o nitrogênio e reduz ao mesmo tempo a quantidade de matéria orgânica de forma mais simples e com menor custo.

O sistema de tratamento

O sistema de tratamento é composto por um único reator, com formato de um cilindro com diâmetro interno de 14,5 cm e 80 cm de altura. Dentro do reator há também outros 13 cilindros ou bastões recobertos por espuma de poliuretano, com 3 cm de diâmetro e 60 cm de altura, que servem como material suporte para o desenvolvimento dos microrganismos responsáveis pelo processo.

Durante a pesquisa foi utilizado esgoto sintético, produzido pelo próprio pesquisador, simulando o efluente sanitário.

Disponível em www.usp.br. [Acessado em 15 de outubro de 2012].

Tratamento

Fixas à espuma de poliuretano, principalmente na região externa de cada cilindro, se desenvolvem as bactérias nitrificantes, enquanto as desnitrificantes se desenvolvem principalmente na área interna da espuma de poliuretano.

O esgoto é colocado no reator e as bactérias nitrificantes atuam oxidando as moléculas de nitrogênio presentes nos detritos e as transformando em nitratos, uma molécula composta por um átomo de nitrogênio e três de oxigênio. Nesta primeira fase, ocorre a oxidação do nitrogênio, necessitando duas horas de aeração no reator.

Na segunda fase, desliga-se a aeração por uma hora para potencializar a atuação das bactérias desnitrificantes, em que o oxigênio é dispensável. Estas bactérias transformam o nitrato em nitrogênio gasoso, que pode ser liberado para a atmosfera. Também ocorre a redução da quantidade de carbono do esgoto, pois para que seja realizada, há a necessidade de obtenção de energia e esta vem a partir da liberação de elétrons dos carbonos presentes nas matérias orgânicas do esgoto, como restos de comida, folhas e animais mortos.

Diferencial do sistema

As bactérias nitrificantes e desnitrificantes apresentam características distintas, sendo que as  primeiras necessitam de oxigênio para seu desenvolvimento enquanto as segundas precisam de um ambiente sem oxigênio. Dessa forma, elas precisam de ambientes distintos para se desenvolverem, por isso, normalmente quando se quer remover nitrôgenio são utilizados dois ou mais reatores. Segundo Moura, a ideia da pesquisa foi desenvolver um reator que permitisse o desenvolvimento dos dois grupos de bactérias em um mesmo ambiente e assim, reduzir custos tanto na operação quanto na construção do sistema.

Mini Glossário

• Bactérias nitrificantes - transformam o nitrogênio na forma de amônia em nitratos.
• Bactérias desnitrificantes - transformam nitratos em gás nitrogênio.

Fontes

• MOURA,  R.  B. Desempenho  de  um reator vertical  de  fluxo  contínuo  e  leito  estruturado com recirculação do efluente, submetido à aeração intermitente, na remoção de carbono e nitrogênio  de  um  efluente  sintético. Dissertação  (Mestrado) – Escola  de  Engenharia  de  São Carlos,  Departamento  de  Hidráulica  e  Saneamento,  Universidade  de  São  Paulo,  São  Carlos, 2011.
• Reportagem: “Reator único remove nitrogênio e reduz carbono de esgotos” - Site notícias da USP.