USP cria reator para tratamento de metais pesados de esgoto

São Paulo - 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 metalmecânicas 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.

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).

Resultados satisfatórios

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.

São Paulo - 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 metalmecânicas 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.

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).

Resultados satisfatórios

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.