Uma indústria que trabalhe com metais pesados, como o cobre e cádmio,
poderá se utilizar de um único reator para tratar de forma conjunta estes
metais e o esgoto doméstico. A inovação vem sendo estudada na Escola de
Engenharia de São Carlos (EESC) da USP. “Estes metais são geralmente utilizados
em indústrias metal-mecânicas e de galvanoplastia, e também é encontrado em
águas de mineração”, conta o engenheiro Gustavo Mockaitis.
No Laboratório de Processos Biológicos da EESC, o cientista desenvolveu
um protótipo, em escala laboratorial, de um Reator de Leito Ordenado que
possibilita o tratamento simultâneo dos dois tipos de materiais.
Segundo Mockaitis, a ideia inicial era estudar um processo biológico que
tivesse influência na recuperação de metais pesados, principalmente o cádmio e
o cobre. “De início pensamos no tratamento dos efluentes de mineração, as
chamadas águas residuárias de drenagem ácida. Trata-se de um líquido que não
possui matéria orgânica”, descreve o engenheiro. No entanto, nas diversas águas
residuárias que possam conter estes metais, as quantidades são muito variáveis.
Desenho do esquema do biorreator: o efluente entra pela parte inferior e
sai pela parte superior do equipamento
Foi aí que o pesquisador optou por utilizar um
efluente mais constante, ou seja, com as mesmas concentrações de materiais,
principalmente orgânicos. “Passamos a usar o esgoto doméstico sintético onde
foram adicionadas, gradativamente, concentrações de cádmio e cobre até onde o
reator pudesse tratar o esgoto”, conta Mockaitis. Esta operação realizada em
reator convencional de leito fluidificado significa um alto consumo de energia.
“Foi aí que desenvolvemos o protótipo de um Reator de Leito Ordenado, mais
econômico em termos de consumo de energia. Ele tem algumas configurações
semelhantes a reatores convencionais, mas pode ser mais econômico”, explica.
Assim, o protótipo, com capacidade para 4,5 litros, mostrou-se capaz de tratar,
de forma conjunta, o esgoto doméstico e os metais (cádmio e cobre). Segundo o
engenheiro, um reator em escala piloto teria capacidade de cerca de 6 metros
cúbicos (m3).
O equipamento desenvolvido no laboratório é um
cilindro vertical de cerca de 1 metro (m) de altura por 10 centímetros (cm) de
diâmetro. A biomassa fica aderida em um meio suporte de espuma de poliuretano,
dispostas ordenadamente dentro do biorreator. Por ser uma estrutura ordenada,
tem muitos espaços vazios e não retém o material sólido do efluente. “O esgoto,
acrescido dos metais, entra na parte inferior do reator que possui aparas de
espumas fixadas internamente. As bactérias aderem a espuma e consomem tanto a
matéria orgânica como o sulfato presente no efluente”, explica Mockaitis. Deste
processo, resultará o sulfeto de cobre ou de cádmio, que permanecerá no reator
em forma de lama. “Este material pode ser recuperado. Porém, novos estudos
devem ser feitos para este fim”, avisa o engenheiro.
Depois do tratamento, o líquido que sai pela parte
superior do reator possui carga orgânica baixa e que não chega a ser
prejudicial ao meio ambiente, dependendo da extensão da contaminação por metais
pesados na água a ser tratada. “O ideal é que após este processo, o líquido
seja submetido a outro tratamento em um reator aeróbio”, aconselha. A pesquisa,
que consistiu no projeto de doutorado de Mockaitis, foi iniciada em março de
2008 e concluída em abril de 2011, sob orientação do professor Marcelo Zaiat,
da EESC.
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