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O uso de reatores anaeróbios no tratamento de águas residuárias de indústrias é cada vez mais frequente no Brasil. Projetado com os parâmetros operacionais corretos, o reator anaeróbio remove altas concentrações de matéria orgânica e gera como co-produtos biogás e uma quantidade de lodo (biomassa) menor que o processo aeróbio. Na Escola de Engenharia de Lorena (EEL) da USP, uma pesquisa desenvolveu o protótipo de um reator anaeróbio híbrido com baixo custo de construção, patenteado por meio da Agência USP de Inovação, que removeu grande parte da matéria orgânica e da toxicidade do efluente produzido por um abatedouro.
Segundo a professora Teresa Cristina Brazil de Paiva, que coordenou a pesquisa, o reator é constituído por três compartimentos biologicamente ativos e acoplados em fluxo ascendente. “No primeiro, a água residuária é degradada por uma biomassa anaeróbia (sem oxigênio) granulada”, conta. “No segundo, a água residuária passa pelo compartimento com biofilme para filtração e biodegradação anaeróbia (por meio de micro-organismos) da matéria orgânica residual proveniente do primeiro compartimento”.
No terceiro compartimento, ocorre uma decantação (separação) da biomassa cisalhada do biofilme ou sólidos que compõem a água residuária e que ainda não tinham sido degradados. “Entre os compartimentos com biofilme e de decantação foi projetada uma estrutura para coleta do biogás produzido, sendo o mesmo direcionado para uso”, aponta a professora.
O protótipo foi construído com material sustentável, utilizando no compartimento de biofilme um resíduo sólido (poliuretano, usado em colchões) como meio suporte para crescimento dos micro-organismos anaeróbios, que degradam a matéria orgânica. “O biogás pode ser utilizado como fonte de energia renovável e a biomassa produzida pode ser desidratada e comercializada como biofertilizante, agregando valor ao processo”, destaca a professora.
Eficiência
O protótipo do reator, em formato cilíndrico, com volume útil de 3,5 litros foi inoculado com biomassa anaeróbia proveniente da lagoa anaeróbia existente na Estação de Tratamento de Esgotos de Lorena (interior de São Paulo). “O reator foi operado tanto com esgoto doméstico quanto com água residuária de matadouro”, relata Teresa. “Em ambas as condições o reator foi submetido a variações de carga, demonstrando estabilidade na remoção de matéria orgânica e eficiência acima dos valores previstos pela literatura”.
Durante a pesquisa, constatou-se que a água residuária produzida pelo abatedouro para o qual foi projetado o reator apresentava grande toxicidade aguda e crônica. “O reator anaeróbio conseguiu fazer a remoção de parte desses compostos tóxicos, completada ao longo do sistema de polimento, chegando a 100% de remoção, com a necessidade de um pequeno gasto com energia apenas na secunda unidade do sistema, o processo aeróbio”, diz a professora. “Tanto o reator anaeróbio quanto as outras unidades que constituem o sistema apresentam baixo custo de construção devido aos materiais alternativos utilizados”.
A patente do reator anaeróbio foi registrada por meio da Agência USP de Inovação. “Pelo seu alto desempenho operacional, ele se mostrou eficiente para aplicação em indústrias geradoras de efluentes com alta concentração de matéria orgânica e que possuem biodegradabilidade para utilização do tratamento biológico, como as águas residuárias de abatedouros, frigoríficos, laticínios, cervejarias e destilarias, suinoculturas bovinoculturas e outras agroindústrias,”, relata Teresa. O processo também pode ser aplicado no tratamento de esgoto doméstico. “É um sistema que pode ser reproduzido com facilidade pelo setor industrial, para ser introduzido o quanto antes”.
O projeto do reator foi desenvolvido pelo engenheiro agrícola Erlon Lopes Pereira, na dissertação de mestrado “Tratamento da água residuária de matadouro utilizando um sistema constituído de reatores com biofilme”, defendida no Programa de Pós Graduação em Biotecnologia Industrial da EEL, com orientação dos professores Teresa Cristina Brazil de Paiva e Flávio Teixeira da Silva. O projeto contou com a colaboração dos alunos de iniciação científica Eduardo Rossi, Fernando Abreu e Patricia Saxer, junto com os técnicos Lucia Castro e Cleber Tomazi. Além do reator anaeróbio, o trabalho de Erlon também gerou mais dois protótipos patenteados.
Mais informações: email teresa@debiq.eel.usp.br, com a professora Teresa Cristina Brazil de Paiva
