Biorreatores à Membrana (BRM)
Um biorreator à membrana (MBR, na sigla em inglês) é um sistema que combina um processo biológico de tratamento de água, como a lodos ativados, com a tecnologia de membranas de filtração. Esse sistema utiliza microrganismos para biodegradar compostos orgânicos presentes na água e membranas para separar esses microrganismos e partículas suspensas do efluente tratado.
O processo de MBR é composto por um tanque de reação biológica, onde ocorre a biodegradação dos poluentes, e uma unidade de membranas que atua como uma barreira física para reter os microrganismos e partículas. As membranas utilizadas podem ser de diferentes tipos, como membranas de microfiltração (MF) ou ultrafiltração (UF), com poros de tamanho micrométrico ou nanométrico, respectivamente.
A aplicação de biorreatores à membrana na purificação de águas apresenta diversas vantagens, tais como:
- Eficiência de remoção de poluentes: Os processos biológicos presentes nos MBRs são altamente eficientes na remoção de matéria orgânica, nutrientes e contaminantes presentes na água. Além disso, as membranas de filtração garantem uma separação eficaz de sólidos suspensos, microrganismos e patógenos, proporcionando uma qualidade de água tratada elevada.
- Pequeno espaço físico: Os MBRs ocupam menos espaço em comparação com sistemas convencionais de tratamento de água, pois a clarificação secundária (sedimentação) é eliminada. Isso é especialmente vantajoso em áreas urbanas densamente povoadas ou locais com espaço limitado.
- Flexibilidade operacional: Os MBRs oferecem maior flexibilidade operacional em comparação com os sistemas convencionais. A biomassa presente no tanque de reação é mantida em concentrações mais altas, o que resulta em um melhor desempenho de tratamento e capacidade de lidar com variações de carga hidráulica e de poluentes.
No entanto, apesar das vantagens mencionadas, ainda há desafios e questões a serem abordadas nos processos de MBR aplicados à purificação de águas. Por isso, são necessárias investigações científicas nessa área por várias razões:
- Otimização do desempenho: As investigações científicas permitem a otimização dos parâmetros de operação do MBR, como tempo de retenção hidráulica, fluxo de ar, relação C/N/P (carbono/nitrogênio/fósforo) e controle da formação de biofouling nas membranas. Isso pode levar a um melhor desempenho do sistema em termos de remoção de poluentes e eficiência energética.
- Desenvolvimento de novos materiais de membrana: A pesquisa científica é necessária para desenvolver materiais de membrana mais eficientes, duráveis e com menor custo, a fim de superar desafios relacionados à fouling, resistência mecânica e vida útil das membranas. Isso inclui a investigação de novos materiais, técnicas de modificação de superfície e métodos de fabricação avançados.
- Avaliação de impacto ambiental: Embora os MBRs sejam uma tecnologia promissora para a purificação de águas, é importante realizar estudos científicos para avaliar seu impacto ambiental. Isso inclui a avaliação dos subprodutos gerados durante o processo de tratamento, a análise do consumo de energia e a investigação da viabilidade econômica e sustentabilidade a longo prazo desses sistemas.
