Biotecnologia para Tratamento de Efluentes Gasosos

INTRODUÇÃO

Os processos biológicos que auxiliam no tratamento de gases e vapores ocorrem através da transferência de compostos voláteis, odoríferos, para uma fase liquida, na qual, posteriormente, ocorre a degradação desses componentes pela ação dos microrganismos (bactérias, mofos, leveduras, algas microscopias, etc.).

A configuração de um biorreator para tratamento de efluentes gasosos consiste na existência de um suporte de microrganismos, onde os poluentes gasosos biodegradáveis atravessam o meio biológico, na qual desagregam os constituintes biodegradáveis em subprodutos mais simples.

A utilização de microrganismos no processo de tratamento de poluentes é um processo biotecnológico.

TRATAMENTO BIOLÓGICO

Os compostos odorantes, devido a sua origem biogênica, podem ser transformados em subprodutos a partir de procedimentos de biodegradação, resultado este obtido a partir do metabolismo microbiano. A cinética de biodegrabilidade de um composto gasoso está relacionado as funções químicas que fazem parte da sua constituição. No quadro veja alguns compostos e sua velocidade de biodegradação.

Fonte: Lisboa, 2007.

A velocidade de biodegrabilidade dos compostos varia de acordo com suas propriedades químicas. Orgânicos voláteis, compostos sulfurados e nitrogenados reduzidos constituem os principais compostos para um tratamento eficiente através de processos biológicos.

A biodesodorização ocorre quando há o contato entre a biomassa e o substrato a ser submetido ao tratamento. O tratamento biológico, para desodorização, ocorre por meio de microrganismos e enzimas que oxidam a matéria orgânica, de forma parcial ou total, tendo como produtos finais a formação de água e carbono.

Alguns componentes são importantes para que a biodegradação ocorra de forma eficiente, dentre esses elementos, pode-se destacar: matéria carbonácea, oxigênio, derivados de nitrogênio, enxofre e fósforo. Que são os componentes que farão que ocorra uma intensa atividade microbiana, utilizando compostos orgânicos como fonte de carbono para sua biossíntese e como fonte de energia para a degradação do substrato.

REATOR BIOLÓGICO

Para um funcionamento eficiente de um reator biológico, alguns parâmetros devem ser adequados para um desenvolvimento satisfatório da biomassa.

Umidade: A umidade pode variar de acordo com o meio suporte, por exemplo, quando o solo é utilizado como meio suporte a umidade deve ser de 10 à 25%. A umidade pode ser controlada e mantida por meio da aspersão e/ou pela umidade da corrente gasosa do efluente que entra no sistema;

Microrganismos: Os materiais filtrantes de origem orgânica, geralmente são ricos em microrganismos. Porém, para ter um melhor controle da biomassa, a adição de uma semeadura como um inóculo composto por uma cultura voltada para a degradação específica de certos agentes químicos é fundamental para encurtar o tempo de seleção e adaptação dos microrganismos no ambiente;

Temperatura: A biomassa, geralmente, opera de forma eficiente no Biofiltro em temperaturas que variam entre 25 e 35ºC;

pH: Em processos aeróbios para a biodesodorização, um pH neutro é a mais adequado (entre 7 e 8). Se ocorrer o “azedamento” do meio, pela inserção de compostos que diminuam o pH, medidas de controle de pH devem ser tornar necessárias;

Tempo de detenção do gás: Esse é um fator muito importante, pois períodos muito curtos de tempo podem tornar o tratamento ineficaz e períodos muito longos podem comprometer o Biofiltro. É necessário a existência de estudos que relacionem o tempo de residência do gás com material suporte, para um melhor processo de tratamento. Geralmente são atribuídos tempos curtos de detenção, como da ordem de 30s.

TIPOS DE REATORES PARA BIOTRATAMENTO PARA GASES E VAPORES

Existem alguns tipos de reatores amplamente utilizados, a diferença está apenas nas características móveis e estáticas da fase e da biomassa no interior do reator, porém o conceito de tratamento é o mesmo em todos. Aqui será apresentado o tratamento por biopercolação.

O biopercolador é caracterizado pela circulação constante de uma fase líquida, ascendente ou descendente, no meio suporte. O filtro percolador utilizado para o tratamento de gases se utiliza de vários microrganismos a serem adsorvidos, fixos sobre os matérias utilizados para o preenchimento ou sobre os suportes estruturados.

O biofilme se forma na superfície do material suporte no decorrer do funcionamento do leito, podendo formar alguns milímetros de densidade. É importante salientar que pode ser necessário esperar um tempo, desde a semeadura, para que o reator entre em funcionamento.

Exemplo da configuração de um biopercolador de fluxo ascendente

A dos microrganismos escolhidos é semeada no próprio material suporte, sendo que o crescimento da cultura forma o biofilme. O desenvolvimento do biofilme depende da natureza da microfauna e das características dos gases a serem tratados, podendo ocorrer a colmatagem caso algo entre em desequilíbrio.

CONSIDERAÇÕES

O uso da biotecnologia para o tratamento de poluentes é uma tendência dentro das engenharias e dos processos industriais, pois a preocupação com a qualidade ambiental e a existência de legislação sobre o padrão da emissão de poluentes, evidencia a utilização de processos que utilizem menos produtos químicos para a estabilização de compostos, visto que a estabilização química pode gerar processos poluidores quando o resíduo é despejado no meio ambiente, ao passo que o uso da biotecnologia transforma os poluentes em componentes com um menor potencial de degradação ambiental.

Autor

Elizeu Vasconcelos
Consultor Ambiental