Reator reduz em 92% concentração de sulfato em efluentes industriais

JB Online

SÃO PAULO - A partir de um estudo realizado na Escola de Engenharia de São Carlos, da Universidade de São Paulo (USP), um pesquisador desenvolveu e testou um reator para tratamento biológico de efluentes industriais contendo sulfato.

O reator, desenvolvido pelo engenheiro Arnaldo Sarti durante sua pesquisa de pós-doutorado, com apoio da FAPESP, foi instalado no Laboratório de Processos Biológicos (LPE), da EESC. A invenção, capaz de reduzir em até 92% a concentração de sulfato, já foi patenteada.

De acordo com Sarti, o íon sulfato, assim como outros compostos de enxofre, causa grande prejuízo ambiental, degradando mananciais e está presente em efluentes da indústria de papel e celulose, refinarias de óleos comestíveis, curtumes e processos que utilizam ácido sulfúrico como matéria-prima.

- Os resultados, em termos de redução de sulfato, foram muito expressivos e permitem concluir que a aplicação de tratamento biológico em efluente industrial contendo sulfato, com uso de reator anaeróbio, poderá ser utilizada em larga escala, no futuro, até mesmo para o tratamento de outras águas residuárias ricas em sulfato -disse Sarti à Agência FAPESP.

O pós-doutorado de Sarti, concluído há um ano, foi orientado por Eugenio Foresti, professor da EESC que coordena um projeto temático apoiado pela FAPESP: Desenvolvimento de sistemas combinados de tratamento de águas residuárias visando à remoção de poluentes e à recuperação de energia e de produtos dos ciclos de carbono, nitrogênio e enxofre .

O processo, segundo Sarti, consiste na remoção do íon sulfato por meio da ação de microrganismos anaeróbios dispostos dentro de um reator preenchido com carvão um suporte inerte que garante a manutenção dos organismos no sistema por aderência física.

- A remoção biológica de sulfato é a alternativa com melhor relação custo-benefício comparativamente aos processos físicos. Dependendo da concentração de sulfato na água residuária, pode ser interessante a união de processos físicos e químicos aos processos biotecnológicos - disse o engenheiro.

Sarti explicou que o reator anaeróbio é operado em batelada, isto é, o tratamento biológico é realizado em uma sequência operacional que compreende diversas etapas. No caso, o tratamento é feito em quatro etapas: alimentação, agitação, reação e descarte. O ciclo total de operação é de 48 horas.

- Primeiro o líquido é introduzido, durante uma hora. As duas etapas seguintes levam 46 horas: o líquido é agitado com uma bomba juntamente com a massa de microrganismos e, em seguida, a etapa de reação é feita por meio de decantação do líquido e sedimentação da biomassa. Finalmente, levamos mais uma hora para que o líquido tratado seja descartado - explicou.

Antes de ser alimentado com a água contendo sulfato, o reator é alimentado com uma massa de microrganismos proveniente de esgoto sanitário. Colonizando o material suporte, os microrganismos aderem à superfície e formam um biofilme. O processo é completado com o uso de etanol, que permite a formação de ácido acético após a redução do sulfato.

O maior problema enfrentado na operação desse tipo de reator, segundo Sarti, é a manutenção de uma quantidade de biomassa suficientemente alta. Esse problema operacional foi resolvido com a utilização dos suportes inertes no interior da unidade.

- A superfície dos materiais inertes é o local utilizado preferencialmente pelos microrganismos no desenvolvimento de suas atividades metabólicas. A população de microrganismos aderidos apresenta maior atividade metabólica do que os que ficam em suspensão - disse o pesquisador.

O processo de redução do sulfato, de acordo com Sarti, é realizado por um grupo de microrganismos amplamente distribuídos na natureza que têm a capacidade de utilizar sulfato na respiração anaeróbia, gerando sulfeto.

- Existem diversos organismos, incluindo plantas superiores, algas, fungos e muitos procariontes, que utilizam sulfato como fonte de enxofre para a síntese celular, realizando a redução assimilativa do íon sulfato. Esse processo gera sulfeto, que é imediatamente convertido a enxofre orgânico na forma de aminoácidos - disse.

O reator foi construído em fibra de vidro, com volume total de 1,2 m³ e com meio suporte composto de carvão mineral. Foram necessários cerca de 500 quilos de massa de carvão mineral para a composição do leito no interior do equipamento.

- A opção pelo carvão mineral vem da facilidade de manuseio em termos de não exigir dispositivo especial para a sua fixação ou manutenção no interior da unidade - contou.

O sulfato utilizado no reator durante os testes era proveniente de água residuária industrial gerada no processo de sulfonação de óleos vegetais, no qual se utilizava ácido sulfúrico como matéria-prima. Esses óleos são utilizados especificamente para acabamento de couros animais.

- Toda a idéia surgiu a partir do problema real de uma indústria da região que gera uma altíssima concentração de sulfato: cerca de 120 mil miligramas por litro. Não desenvolvemos o reator para a empresa, mas fomos atraídos pela possibilidade de lidar com uma quantidade de efluentes reais em grande escala. O LPE já havia produzido outros reatores, mas sempre para efluentes sintéticos em pequena escala - disse Sarti.

De acordo com Sarti, será preciso agora trabalhar no desenvolvimento de um método de pós-tratamento para o sulfeto gerado pelo processo. O forte odor produzido também é uma preocupação.

- Esse tratamento complementar deverá remover os sulfetos dissolvidos, transformando-os em enxofre elementar. Isso tornará o processo mais sustentável do ponto de vista ambiental e econômico, já que o Brasil importa, anualmente, aproximadamente dois milhões de toneladas de compostos de enxofre, gastando cerca de US$ 108 milhões. O enxofre tem grande aplicação na agricultura e nas industrias químicas - declarou.

* As informações são da Agência Fapesp