1 Do Problema atual da Remoção
Na década de sessenta ficou claro que o tratamento secundário ainda não era suficiente para um combate eficiente à poluição das águas de superfície e que a aplicação de nitrificação, embora benéfica para a qualidade do efluente, nem sempre eliminava os problemas por completo. Estabeleceu-se que a descarga de grandes quantidades de nutrientes - notadamente nitrogênio e fósforo – junto com os efluentes de sistemas biológicos, tendia a causar sério desequilíbrio ecológico nos corpos d´água receptores. Esse fenômeno, chamado de eutrofização, se devia ao crescimento exacerbado da via aquática, que podia se desenvolver graças à presença de teores elevados de nutrientes. Para proteger os corpos d’ água receptores , tornou-se necessário desenvolver sistemas de tratamento terceário, isto é, sistemas que, além dos sólidos sedimentáveis(tratamento primário) e do material orgânico (tratamento secundário), também pudessem remover os nutrientes, nitrogênio e fósforo.
A remoção biológica de nitrogênio é possível através dos processos seqüenciais de nitrificação e desnitrificação. O primeiro processo é a oxidação biológica de amônia para nitrato, enquanto que o segundo processo é redução biológica de nitrato para nitrogênio molecular, usando-se material orgânico como redutor.
2 Do Desempenho dos Sistemas de Tratamentos Instalados
Quanto ao desempenho dos sistemas biológicos, ditos secundários no Brasil, observa-se que infelizmente tem algumas unidades que descarregam um efluente de qualidade sofrível. Isso pode ser atribuído, em parte, à falta de verbas para operação e manutenção adequadas, mas freqüentemente o problema se deve fundamentalmente ao uso de critérios inadequados de projeto dos mesmos. Como no Brasil a experiência com esses sistemas ainda é limitada, os critérios de projeto muitas vezes são adaptações daqueles desenvolvidos nas regiões de clima temperado, onde operam a maioria dos sistemas existentes. Entretanto as condições climatológicas daqueles países são muito diferentes das que prevalecem em nosso País e esta diferença diminui a aplicabilidade dos critérios para a realidade nas regiões de clima quente. Um exemplo significativo para demonstrar essa falha em sistemas biológicos, devido a critérios inadequados, se refere ao processo de nitrificação.
Nas regiões de clima moderado (temperatura na faixa de 0 a 15ºC), esse processo só se desenvolve quando o sistema biológico é projetado especificamente para essa finalidade. Em contraste, no Brasil a temperatura alta (temperatura acima de 20 ºC) permite uma taxa de crescimento de bactérias nitrificadoras tão elevada, que o desenvolvimento desse processo é praticamente inevitável, como nesse caso a capacidade de oxigenação na maioria das vezes é insuficiente para degradar a matéria nitrogenada, então haverá competição pelo oxigênio entre as bactérias que oxidam o material orgânico e a nitrificadoras.
O resultado da competição será que os dois processos se desenvolvem parcialmente e, conseqüentemente, o efluente do sistema será de má qualidade contendo ambos matéria orgânico e amônia. Muitas vezes, no ambiente com teor de oxigênio baixo desenvolve-se um lodo que não se sedimenta bem (lodo filamentoso), resultando na descarga de sólidos em suspensão junto ao efluente.
Se a nitrificação se desenvolve no reator biológico sem que ocorra nele, também, a desnitrificação, então é provável que este processo se desenvolva no decantador secundário, onde não há oxigênio dissolvido. Neste caso, as bolhas de nitrogênio geradas no decantador, subirão à superfície livre e nesta sua trajetória ascendente podem se agregar aos flocos do lodo. Os flocos agregados às bolhas tenderão a subir juntamente com estas e formarão uma camada de lodo flotando, que acabará sendo descarregada junto com o efluente do sistema. A perda de lodo devido a flotação tem conseqüências graves para a qualidade do efluente e a estabilidade operacional do sistema biológico.
O tratamento de remoção de nitrogênio nas regiões de clima quente não é opcional: a omissão de incluir a remoção de nitrogênio no projeto tenderá a causar instabilidade operacional do sistema e uma eficiência insatisfatória dos tratamentos primário e secundário, piorando ainda mais a qualidade do efluente tratado, que certamente não estará atendendo a legislação ambiental vigente.
3 Da Resolução do Problema atual da Remoção de Nitrogênio
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