REATOR ANAERÓBIO DE FLUXO ASCENDENTE

Um Ecossistema Anaeróbio - Introdução

Entre os sistemas simples utilizados para o tratamento de esgotos domésticos e efluentes industriais, se observa um aumento considerável na utilização de reatores anaeróbios de fluxo ascendentes (Rafa), também conhecidos como Rafaall (reator anaeróbio de fluxo ascendente através do leito de lodo), Dafa (digestor anaeróbio de fluxo ascendente) ou Uasb (upflow anaerobic sludge blanket).

Colocados como A Solução para o tratamento de esgotos, frente à "ineficiência" apresentada pelos tradicionais sistemas TS-FAN (Tanque Séptico - Filtro Anaeróbio), faz-se necessário esclarecer alguns conceitos:

·  Os sistemas de tratamento anaeróbios, sejam Rafas ou TS-FAN, promovem apenas um tratamento primário removendo parte da materia orgânica (70% - 90%), não sendo eficazes na remoção de patogênicos nem nutrientes eutrofizantes que também são poluentes dos corpos de água.

·  O bom e velho sistema TS-FAN quando corretamente projetado, construído e operado, apresenta os mesmos resultados que um Rafa corretamente projetado, construído e operado; o problema é que a operação do TS-FAN é tão simples que ela é simplesmente esquecida, o que leva à saturação dos digestores e a conseguinte trasbordação de lodo estabilizado para os filtros anaeróbios e depois para o emissário, isso, somado aos problemas colaterais que isto provoca (substituição do lodo ativo do FAN por lodo estabilizado e acúmulo de areia no fundo dos digestores) faz com que os resultados não sejam aquilos que foram previstos no projeto.

·  Há pouco mais de 20 anos apareceram no brasil trazidos pela SANEPAR, os Reatores Anaeróbios de Fluxo Ascendente. Com esse nome só poderia ser complicado e muito bom, vamos ver a seguir que não tem nada de complicados e que são eficazes apenas se devidamente projetados, construídos e operados. Possuem a "vantagem" em relação ao TS-FAN que a operação não é tão simples o que nos obriga a dar-lhes uma maior atenção sendo esse o motivo pelo qual, via de regra, obtêm-se melhores resultados que com o TS-FAN.

Princípios de Funcionamento

O tratamento anaeróbio de esgotos, seja qual for o sistema, procura a redução dos lípidos, carbohidratos e proteínas que compõem basicamente o esgoto doméstico em metano, água e gás carbônico.

São as bactérias anaeróbias que realizam esta operação, elas tem a característica de não precisar oxigênio dissolvido na água ou no ar para viver, como os animais ou os peixes; elas "respiram" o oxigênio que faz parte das moléculas complexas e inestáveis de carbono que compõem esses lípidos, carbohidratos e proteínas (material primário),quando tiram o oxigênio rompem essas cadeias moleculares transformando-as em outras menores e estáveis que são metano, água e gás carbônico (produto final).

Existem basicamente duas famílias de bactérias, as saprofíticas, que transformam o material primário em ácidos orgânicos, e as metanogénicas, que a partir desses ácidos completam a reação de estabilização.

O que diferencía um Rafa de um sistema TS-FAN, é a maneira como são criadas e alimentadas as bactérias. No tanque séptico de um sistema TS-FAN o fluxo é horizontal e o lodo passivo em relação à fase líquida, isto é, o esgoto percorre o comprimento do tanque séptico passando por cima do lodo em digestão, os sólidos decantam e na parte inferior do TS ocorrem as reações anaeróbias descritas acima, sendo que em esta etapa agem principalmente as bactérias saprofíticas; finalmente, água, sólidos que não decantaram e ácidos orgânicos produzidos no TS passam para o FAN onde o fluxo é vertical e pode ser ascendente ou descendente, sendo que aqui a colônia de bactérias é ativa em relação a esse fluxo que atravessa a colônia formada preponderantemente por bactérias metanogénicas, completando assim o processo de estabilização da matéria orgânica.

Um Rafa é um tanque cheio de lodo com bactérias anaeróbias, o esgoto é lançado na parte superior e injetado a través de tubos por baixo desse lodo, o esgoto então sobe atravessando o manto de lodo e bactérias (biomassa) ocorrendo assim as reações de estabilização da carga orgânica.

ESQUEMA DE UM REATOR

Como vemos, aqui o lodo é ativo em relação à fase liquida e as bactérias saprofíticas e metanogénicas estão no mesmo compartimento, o que provoca uma concorrência vital na qual a tendência é de as bactérias saprofíticas levar vantagem, já que elas consomem um material altamente inestável transformando-o em ácidos orgânicos (inestabilidade intermediaria) que serve de "alimento" para as metanogénicas, sendo assim, um aumento da carga orgânica dentro do reator, favorece à população de saprofíticas que aumenta tirando espaço das metanogénicas. Isto gera um desequilíbrio nesse delicado e pequeno ecossistema cuja conseqüência imediata é o azedamento do manto de lodo, uma vez que só há transformação do material primário em ácidos orgânicos. É extremamente importante compreender esse conceito, já que em caso de azedamento se deve procurar o restabelecimento do Ph biológicamente (NUNCA quimicamente), seja limitando a concentração de carga no afluente, seja recirculando o acido. Este fenômeno se observa principalmente em Rafas utilizados para tratamento de efluentes industriais, podendo também ocorrer durante a partida de Rafas utilizados para tratamento de esgotos domésticos.

O Tratamento

Não se espere que através de um Rafa ou um TS-FAN se obtenha um efluente completamente depurado como se poderia esperar de um sistema de lagoas de tratamento ou um sistema de lodos ativados associado a decantadores, digestores e tanques de aireação mecânica.

Qualquer sistema anaeróbio, como foi dito, promove apenas um tratamento primário reduzindo a quantidade de matéria orgânica contida nos esgotos e clarificando a água devido a:

·  Retenção dos sólidos inorgânicos na caixa de areia que DEVE ser colocada a montante do Rafa.

·  Descomposição e degradação dos sólidos solúveis e voláteis.

A eficiência de um rafa se mede portanto comparando os percentuais de matéria orgânica e sólidos reduzidos durante o tratamento (antes e depois do Rafa).

Para quantificar a carga orgânica pode-se usar a DBO (demanda bioquímica de oxigênio) e/ou a DQO (demanda química de oxigênio).