A desnitrificação é um processo biológico que desempenha um papel importante no tratamento de águas residuais industriais e municipais. Refere-se à conversão do nitrato (NO₃-) e do nitrito (NO₂-) em azoto gasoso(N₂), que se liberta para a atmosfera. Este processo é realizado por bactérias especiais em condições anóxicas (ou seja, na ausência de oxigénio), que utilizam o nitrato como acetor de electrões para o seu metabolismo quando o oxigénio não está disponível.
Índice
Contexto técnico e funcionalidade
O ciclo do azoto nas águas residuais compreende várias etapas em que os compostos de azoto são convertidos por processos microbiológicos. Na primeira etapa, a nitrificação, o amónio (NH₄⁺) é oxidado em nitrato por bactérias nitrificantes. A desnitrificação segue-se a este processo e reduz o nitrato formado de novo a azoto gasoso, que é libertado inofensivamente para a atmosfera.
O processo de desnitrificação decorre em várias fases:
- Redução do nitrato (NO₃-) a nitrito (NO₂-): Esta primeira etapa é realizada por bactérias desnitrificantes que utilizam o nitrato como acetor de electrões.
- Redução do nitrito a óxido nítrico (NO): Na segunda etapa, o nitrito é reduzido a óxido nítrico.
- Redução do monóxido de azoto a óxido nitroso (N₂O): Esta etapa reduz o monóxido de azoto a óxido nitroso.
- Redução do monóxido de dinitrogénio a azoto gasoso (N₂): O passo final da desnitrificação leva à formação de nitrogénio gasoso, que escapa para a atmosfera.
Áreas de aplicação no tratamento de águas residuais industriais
A desnitrificação é frequentemente utilizada no tratamento de águas residuais da indústria alimentar e de bebidas, da indústria química e farmacêutica e em estações de tratamento de águas residuais municipais. Estas águas residuais contêm frequentemente concentrações elevadas de nitratos e nitritos, que devem ser removidos de forma segura por processos de degradação biológica, de modo a cumprir os limites legais e evitar danos ambientais.
Requisitos técnicos
São necessárias determinadas condições de funcionamento para que a desnitrificação se efectue eficazmente:
- Condições anóxicas: O processo só tem lugar na ausência de oxigénio livre, pelo que o teor de oxigénio no reator deve ser rigorosamente controlado.
- Substratos orgânicos: As bactérias desnitrificantes necessitam de uma fonte de carbono para o seu metabolismo. Em muitos casos, adiciona-se metanol ou ácido acético como fonte externa de carbono, se as águas residuais não contiverem matéria orgânica suficiente.
- Valor do pH e temperatura: O valor do pH deve situar-se idealmente entre 6,5 e 8,5, e a temperatura também influencia a eficiência da desnitrificação. As temperaturas ideais são entre 10 °C e 30 °C.
Foto: Tanque de desnitrificação e nitrificação para águas residuais industriais da indústria alimentar no Chile, fábrica ALMA BHU BIO
Vantagens da desnitrificação
- Remoção eficaz de azoto: Ao reduzir o nitrato e o nitrito a azoto gasoso, o teor de azoto nas águas residuais é significativamente reduzido, facilitando o cumprimento dos requisitos legais.
- Proteção do ambiente: A desnitrificação evita a eutrofização das massas de água, que é causada pelo aumento das entradas de azoto e pode levar à proliferação de algas e à deficiência de oxigénio nas massas de água.
- Eficiência de custos: Uma vez que o processo se baseia em processos naturais e biológicos, os custos de funcionamento são geralmente inferiores aos dos processos químicos.
Soluções ALMAWATECH para a desnitrificação
A ALMAWATECH propõe soluções inovadoras para a integração da desnitrificação nos processos de tratamento das águas residuais industriais e municipais. As nossas instalações de biofiltração e os nossos sistemas anaeróbios são especialmente concebidos para eliminar eficazmente o azoto:
ALMA BioFil Compacto
Este sistema compacto de biofiltração é ideal para caudais de águas residuais mais pequenos, até 100 m³/h. Combina zonas anóxicas e aeróbias para implementar eficazmente a desnitrificação. Este sistema é particularmente adequado como pré-tratamento antes dos sistemas de filtração por membranas, como a osmose inversa, a fim de reduzir os compostos de azoto e minimizar o risco de incrustação nas membranas.
Foto: Desenho 3D do nosso sistema de filtragem biologicamente ativado ALMA BioFil Compact
ALMA BHU BAF
Uma estação de biofiltração de grande escala em construção de betão para caudais de água até 1.000 m³/h. Esta instalação permite uma desnitrificação de alto grau e pode ser utilizada em combinação com outros processos biológicos para garantir um tratamento completo das águas residuais.
Foto: Foto da nossa filtração biologicamente activada, um processo combinado de limpeza mecânica e biodegradação(ALMA BHU BAF)
Biografia da ALMA BHU
A ALMA BHU Bio é um sistema de lamas activadas que foi especialmente desenvolvido para grandes caudais de águas residuais até 500 m³/h. Combina a desnitrificação e a nitrificação num sistema eficiente que pode remover até 99% da matéria orgânica biodegradável (CBO). Uma caraterística especial do sistema é a recirculação para a fase de desnitrificação e uma separação final das lamas com recirculação das lamas para garantir uma remoção contínua e eficiente do azoto.
Conclusão
A desnitrificação é um processo indispensável no tratamento de águas residuais industriais e municipais, que contribui para a redução dos compostos azotados, garantindo assim o cumprimento de normas ambientais rigorosas. Com as tecnologias adequadas, como as oferecidas pela ALMAWATECH, estes processos podem ser implementados de forma eficiente e económica para garantir um tratamento limpo e sustentável das águas residuais.
