Nova Geração de Filtros Biológicos Percoladores, ngFBP

A constante procura por soluções que atendam aos mais restritos padrões de descarga e ainda assim que permitam reduções nos custos do tratamento de esgotos permitiu o desenvolvimento de uma Nova Geração de Filtros Biológicos Percoladores, ou ngFBP.

A ngFBP consiste em filtros biológicos que seguem a mesma filosofia operacional – percolação em biomassa aderida. Mas foi a evolução do desenho dos processos e da edificação, e os novos componentes usados, que resultaram nas importantes reduções de custos (volume de meio de suporte, obra civil, área de implantação, prazos e custos de execução, sistemas de alimentação e distribuição, etc.), e incremento real da eficiência de tratamento (oxidação de Carbono e/ou Nitrogênio) e facilidade de operação e manutenção, que caracterizam a ngFBP.

É no filtro biológico que ocorre a conversão em biomassa dos compostos presentes no esgoto. Para não serem contabilizados como DBO ou espécies nitrogenadas no efluente da ETE, os biosólidos resultantes da conversão e outros materiais particulados que saem do filtro devem ser retidos no Decantador Secundário, mas não recirculados. Por isso os sistemas ngFBP incluem não apenas o Filtro Percolador de alta performance, mas também o Decantador Secundário de alta taxa.

Por todo o mundo, a ngFBP tem mostrado ser confiável, robusta e previsível. Inclusive no Brasil são muitas as ETEs que têm optado pela ngFBP, em diversas modalidades: como sistema único de tratamento biológico (após tratamento preliminar e podendo ou não incluir tratamento terciário posterior), como etapa primária de tratamento biológico (p. ex., seguida de Lodos Ativados), ou como etapa secundária de tratamento biológico (p.ex.: após tratamento físico-químico ou reator anaeróbio).

Quando se procura uma solução de tratamento biológico de alta eficiência, comparável ao sistema de lodos ativados de aeração prolongada, a ngFBP é uma opção a considerar, mas muito mais econômica, simples de operar e de manutenção (quase) nula.

Nova Geração de Filtros Biológicos Percoladores, ngFBP

Principais vantagens da ngFBP

• Altas eficiências e previsibilidade em processos de oxidação carbonácea (DBO) e nitrificação;
• Volumes menores de obra civil (custos e prazos) para novos filtros e decantadores secundários;
• Conversão simples e rápida de velhos filtros e decantadores convencionais (requer análise);
• Menores áreas ocupadas quer pelo filtro como pelo decantador secundário, que podem ter geometria circular, quadrada ou retangular;
• Controle dos principais parâmetros operacionais;
• OPEX da ngFBP muito inferior aos custos operacionais de reatores de aeração forçada (lodos ativados e variantes, lagoas de aeração, etc.)
• Operação dos filtros e decantadores da ngFBP é simples e requer pouca intervenção;
• Manutenção dos filtros e decantadores da ngFBP é muito simples e não exige a paragem das unidades;
• Os filtros percoladores e decantadores secundários da ngFBP possuem grande robustez e performance operacional, sendo utilizados quer em tratamento de esgotos domésticos como de efluentes industriais por todo o mundo, inclusive no Brasil.

Nova Geração de Filtros Biológicos Percoladores, ngFBP

A ngFBP como alternativa aos Sistemas de Lodos Ativados, variante de Aeração Prolongada (SLAap)

Quando desenhados e operados de acordo com as considerações da Nova Geração de Filtros Percoladores, e em conformidade com o projeto que os definiu e parâmetros reais da ETE (vazões, cargas, SK, etc.), o conjunto filtros e decantadores secundários da ngFBP atenderá a eficiência prevista no projeto. A ngFBP é uma excelente alternativa ao SLAap, não só porque atende os mesmos níveis de eficiência na remoção de compostos oxidáveis (ex.: DBO, NH3 ), mas sobretudo porque o faz a custos muito inferiores.

É devido à filosofia operacional do SLAap, que sua eficiência da remoção de compostos oxidáveis é elevada e controlada; seu desenho e operação são focados na manutenção da biomassa em suspensão no reator, em sua recirculação e na aeração forçada de modo a conservar determinada concentração de oxigênio dissolvido no reator. A eficiência de ambos os processos depende em grande escala da concentração de O2 dissolvido na água a tratar:

• Nos reatores dos SLAap essa concentração é mantida pela injeção de ar (ou O2 puro), através de um sistema de tubulações e difusores;
• Nos filtros da ngFBP a concentração de O2 dissolvido na água que percola através do meio filtrante é resultado da facilidade de difusão (promovida pelas características no enchimento estruturado), da geometria e da edificação, e da diferença entre as temperaturas da água e do ar (e do SK e taxa de molhamento, que proporcionam a movimentação do ar no interior do filtro).

A eficiência de ambos os processos, SLAap e ngFBP, depende também de outros fatores, tais como a concentração e saúde da biomassa (incluindo recirculação, no caso dos SLAap, e remoção do excesso, no caso da ngFBP), geometria das unidades e TDH, etc. Somente quando estes sistemas são bem desenhados, forem equipados com os componentes mais eficientes, e posteriormente forem operados e mantidos corretamente, os resultados previstos serão atendidos de modo constante.

Comparativo de custos entre ngFBP e SLAap

NOTAS: a) sistemas desenhados para 430 L/s, 150 mgDBO/L e 60 mgNH4-N/L, para atender Corpo Receptor Classe 2, visando DBO5 ≤ 5 mg/L; NH4 -N ≤ 3,7 mg/L (pH ≤ 7,5); b) sistemas compostos pelas unidades biológicas e decantadores secundários, incluindo os respectivos componentes e excluídos os tratamentos primário e terciário; c) edificação civil incluída e custos unitários assumidos iguais em ambos os sistemas; d) custos do SLAap baseados em valores médios publicados em literatura técnica brasileira em 2012; e) custos da ngFBP baseados em preços médios de mercado no Brasil em 2017.

NOTAS: a) consumo e custos do SLAap com base em valores médios publicados emliteratura técnica brasileira em 2012;b) consumo e custos da ngFBP baseados em casos práticos de sistemas similares em operação; c) custo do KW/h igual para ambosos sistemas; d) consumo energéticona ngFBP inclui remoção automática de lodo no decantador secundário.