Os resultados obtidos mostraram que as taxas totais de remoção de carbono orgânico total e nitrogênio de 80 e 70%, respectivamente, são alcançadas
Fonte: Universidade de Léon – Primeiro: Da esquerda para a direita, Isabel San Martín, Guillermo Peláz, Adrián Escapa, Raúl Mateos e Gabriella Ornelas
A presença de nitrogênio em efluentes tem sido fonte de problemas de saúde e ambientais há anos. Conseguir a remoçao do carbono orgânico e nitrogênio na operação de uma ETE, por meio de consumo baixo de energia , tem sido o objetivo da pesquisa “sistema bioeletroquímico em escala piloto para remoção simultânea de nitrogênio e carbono em ETEs”, desenvolvida há dois anos por um grupo de pesquisadores do Instituto de Recursos Naturais da Universidade de León (ULE), na Espanha, cujos resultados acabam de ser publicados na revista científica Biociencia y Bioingeniería.
“O objetivo do trabalho foi estudar a remoção do nitrogênio e da carga orgânica, através da utilização de sistemas bioeletroquímicos (BES), das águas provenientes da desidratação de lodo de uma ETE”, explicou Isabel San Martín, pesquisadora do Grupo de Engenharia Química e Ambiental de Bioprocessos e autora do projeto onde também trabalharam Raúl Mateos, Begoña Carracedo, Adrián Escapa e Antonio Morán.
Inicialmente, as células de eletrólise microbiana foram usadas em escala laboratorial para na sequencia projetar e construir uma planta-piloto com um volume total perto de 150 litros, e com uma capacidade de tratamento de até 300 L/dia.
“O teste publicado tem uma duração aproximada de 60 dias de operação do reator em escala piloto, mas se considerarmos o projeto e comissionamento do reator e do trabalho anterior com as células na escala piloto, a duração foi de quase dois anos” , disse San Martín, lembrando que evolução desta tecnologia “é ainda muito cara e não há muitas plantas de sistemas bioeletroquímicos deste tamanho, daqui a importância deste trabalho, porque é um passo no desenvolvimento desta tecnologia.”
Fonte: Universidade de Léon
O sistema bioletroquímico (BES) usado continha cinco pares de eletrodos (operados hidraulicamente e eletricamente em paralelo) e alimentados com efluentes, centrada (fluxo liquido rico em nutrientes produzido durante a desidratação da biomassa digerida) ou uma mistura de ambos durante 63 dias, com um tempo de retenção hidráulica de um dia. Os resultados obtidos mostraram que as taxas de eliminação do carbono orgânico total e nitrogênio, foram de 80 e 70%, respectivamente, o que evita altas concentrações no retorno para a ETE. Um processo que funciona com um baixo consumo de energia. “Além de obter a eliminação de contaminantes, nesta pesquisa comparamos o consumo de energia deste sistema (0,18 kWh · m − 3) com o qual é gasto nos sistemas de aeração necessários para a eliminação de nitrogênio, que na Espanha é registrado entre 50-60% da demanda total de energia das ETEs (0,53 kWh · m − 3). Por isso, estamos produzindo eficiência energética no processo, eliminando matéria orgânica e o nitrogênio com menos energia,” explica Isabel San Martín.
Sistema Bioletroquímico, uma tecnologia emergente
Conforme estudo publicado na revista Biociencia y Bioingeniería os efluentes urbanos que entram numa ETE, que representa a principal fonte de nitrogênio para a linha de flotação, contém uma baixa concentração de nitrogênio, que é geralmente ao redor de 45 mg/L. Outra fonte importante de nitrogênio vem da centrifugação do lodo que produz um fluxo líquido, conhecido como concentrado, que é devolvido ao sistema. O teor de nitrogênio nestes concentrados pode exceder 1300 mg/L, e pode representar 15-20% do nitrogênio que entra na estação. Sua eliminação exige a entrada de energia adicional e a realização de tanques maiores do tratamento no sistema, causando um impacto significativo no equilíbrio econômico da estação. Além disso, como os contaminantes no centro são diluídos nos efluentes urbanos, sua eliminação se torna mais difícil. Portanto, o desenvolvimento de novas estratégias para tratar concentrados sem ser devolvido à linha de água pode representar um importante fonte de energia e economia de dinheiro para a estação.
Os sistemas bioeletroquímicos (BES) são uma tecnologia emergente com uma escala larga de aplicações potenciais no campo do tratamento de esgoto. Um dos seus principais benefícios, em comparação com as tecnologias mais convencionais, é que eles permitem a recuperação de parte do conteúdo de energia química presente no efluente, eliminando os poluentes orgânicos. Os BES, quando projetados para a eliminação simultânea do carbono e do nitrogênio, têm o potencial de se tornar uma tecnologia eficaz e eficiente do tratamento de efluentes.
