Com a aprovação do novo marco legal do saneamento, estima-se que o setor passe a receber investimentos maciços nos próximos anos (como, de fato, já vem aumentando desde a sua aprovação). O acesso ao saneamento de qualidade e responsabilidade é fundamental para o desenvolvimento e crescimento do país, além de prestar maiores cuidados à população com a redução de doenças transmitidas pela água contaminada, maior disponibilidade e acesso a recursos hídricos, e acelerar a eficiência do tratamento de efluentes e a implementação de reuso indireto com fins industriais. E porque não, para o abastecimento municipal.
MBR – Um sólido caminho para atingir esses objetivos.
MBR é uma sigla em inglês para “Membrane Bioreactor”, que traduzindo significa “Biorreator a Membranas”. Este sistema é caracterizado por ser um tratamento biológico por lodos ativados, porém a separação deste lodo microbiológico do efluente tratado é feito por filtração em membranas, e não por sedimentação como ocorre nos sistemas de lodos ativados convencionais.
A filtração em membranas pode ser feita de dois modos diferentes, de acordo com a tecnologia do fabricante:
Sistemas Pressurizados (também chamados de “externos” ou “side-stream”): O licor misto do reator biológico (mistura entre lodo microbiológico e efluente tratado) é bombeado para um sistema de vasos que contém as membranas e, assim, é feita a separação. Este arranjo conta com pressões de operação e velocidades tangenciais de escoamento elevadas, podendo ou não fazer uso de ar para auxiliar as limpezas.
Sistemas Imersos (“Submersos” ou operados a vácuo): Nesta configuração, as membranas são colocadas em tanques abertos, geralmente separados do biorreator, e imersas no licor misto. Elas são conectadas à sucção de uma bomba, ou então a um sistema de tubulações que promove um sifão, de modo que um pequeno vácuo é aplicado e é responsável pela filtração em questão.
Via de regra, para sistemas de esgotos municipais que envolvem vazões razoáveis são utilizados os sistemas submersos, que proporcionam menor consumo de energia elétrica, maior confiabilidade e durabilidade das membranas, maior simplicidade, robustez e facilidade de manutenção, entre outras vantagens.
As membranas utilizadas podem também variar em função de seu material de construção (poliméricas, cerâmicas), sua composição química (PVDF – Fluoreto de Polivinilideno, PES – Polietersulfona, PEC – Polietileno Clorado, etc.), sua forma construtiva (fibras ocas, placas planas, placas ocas, tubulares), sentido de filtração, entre outros aspectos.
O projeto de um sistema MBR é feito primeiramente com o dimensionamento adequado do reator biológico, visando atingir o nível de tratamento desejado com base na qualidade do esgoto alimentado. Existem inúmeras configurações, dependendo do nível desejado de remoção de nutrientes (nitrogênio e fósforo) existentes no esgoto, já que a matéria orgânica biodegradável é praticamente toda removida pelo processo aeróbio. Cabe lembrar que existem alguns MBRs que são anaeróbios, mas são usados em tratamentos de efluentes específicos e não para esgoto sanitário.
Os sistemas de membranas são normalmente montados em várias unidades em paralelo, denominadas trens. Cada trem é independente em seu funcionamento, ou seja, quando um ou mais trens são tirados de operação para manutenção ou limpeza, os demais continuam trabalhando. Associados aos trens de membranas encontram-se os equipamentos necessários para seu adequado funcionamento, tais como bombas de permeado e retrolavagem, sopradores de ar e sistemas de limpeza química, além de instrumentos e válvulas dedicados.
A seguir ilustramos um sistema típico de MBR com membranas ZeeWeed® fabricadas pela Veolia Water Technologies & Solutions , e também um vídeo mostrando o funcionamento das membranas:
Características do esgoto tratado e reutilizado com tecnologia MBR
O esgoto tratado por um MBR apresenta uma qualidade espetacular, com sólidos em suspensão praticamente indetectáveis, DBO menor que 5,0 mg/L, nitrogênio amoniacal menor que 0,5 mg/L e fósforo menor que 0,1 mg/L com a adição de coagulante. Em relação às características microbiológicas, normalmente se tem ausência de coliformes termotolerantes, Escherichia coli, cistos de Giardia sp e oocistos de Cryptosporidium sp.
Na fotografia a seguir é possível se perceber a qualidade do efluente tratado obtido (fonte: SANASA – Fórum de Recursos Hídricos. Conselho Regional de Química – CRQ IV Reg., 2016)
Porém, mesmo descartando-se essa água em um rio ou outro curso d’água, essa elevada qualidade pode ajudar no que chamamos de reuso indireto, ou seja, facilita enormemente o tratamento de outros usuários que venham a coletar esta água para seu próprio uso. Isto de fato aconteceu quando a Estação de Tratamento de Esgoto de Campos de Jordão iniciou sua operação, descartado o efluente tratado no rio Capivari, que segue seu percurso rumo ao estado de Minas Gerais. Após cruzar a divisa de estados, a cidade de Itajubá faz a adução da água desse rio e posterior tratamento para abastecimento da população local. A COPASA (Concessionária de Águas e Esgotos de MG) comunicou, à época, uma enorme redução no consumo de produtos químicos para tratamento da água e uma significativa melhora no padrão microbiológico da água bruta, beneficiando assim sua população.
Visor da saída de efluente tratado na ETE Campos do Jordão (Fonte: SABESP).
MBR: Menor área ocupada e maior capacidade de tratamento versus estações convencionais
A área ocupada por um sistema de tratamento com MBR é entre 30 a 40% menor do que um sistema convencional da mesma capacidade.
Como referência, abaixo é mostrada uma fotografia da planta de Brescia, na Itália, a qual passou por um incremento de capacidade. Vemos que o sistema convencional ocupa uma área um pouco maior que o MBR, mas este tem praticamente o dobro da capacidade de produção.
Ilustração mostrando as capacidades da ETE de Brescia – Itália, com sistemas convencionais e MBR.
No Brasil, se tem exemplos bem sucedidos da implementação da tecnologia MBR (Biorreator a Membranas) fornecidas pela Veolia Water Technologies & Solutions à SANASA em Campinas e também à SABESP, ambas no estado de São Paulo.
As capacidades de cada uma dessas plantas incluindo o ano em que iniciaram seu funcionamento, são mostradas no quadro a seguir:
Uma conquista destacável com a tecnologia MBR foi alcançado pela SANASA em Campinas, cidade com mais de 1,3 milhão de habitantes, onde com o início da operação da EPAR Boa Vista atingiu praticamente 100% de esgoto tratado, constituindo assim um marco excepcional para o saneamento no país.
O MBR fornece o caminho para a modernização do tratamento de efluentes e exploração de novas alternativas de fontes de água, o reúso direto e indireto para fins de uso industrial, a recarga de águas subterrâneas e regeneração de corpos de água. Uma solução que nos ajudará a encarar os cenários intensificados da escassez hídrica para os próximos anos.
Autor: Joubert Trovatti
Engenheiro Líder de Processos na Veolia Water Technologies & Solutions
Algumas fotos dos sistemas de tratamento com tecnologias MBR da Veolia Water Technologies & Solutions no estado de São Paulo:
SANASA – EPAR Capivari II (Fonte: Sanasa / Autor)
SABESP – ETE Campos do Jordão (Fonte: SABESP / GS Inima/ Autor)
SANASA – EPAR Boa Vista (Fonte: Penetron Brasil / Hora Campinas)
ETE Mairiporã – SABESP (Fonte: Dopp Lip / Prefeitura de Mairiporã/ SABESP)
