A filtração biologicamente activada (FBA) é um processo de tratamento de água e de águas residuais que combina processos biológicos e físicos para remover matéria orgânica, nutrientes (como o azoto e o fósforo) e outros contaminantes da água. Ao contrário dos sistemas de filtração convencionais, que funcionam apenas fisicamente, a filtração biologicamente activada utiliza a capacidade dos microrganismos para decompor os poluentes presentes na água. Estes microorganismos são colonizados num meio filtrante especial e formam um biofilme que decompõe eficazmente as impurezas da água.
Índice
Contexto técnico
Numa filtração biologicamente activada a água flui através de um meio filtrante constituído por um material poroso no qual crescem e se multiplicam microorganismos. Estes microorganismos metabolizam as substâncias orgânicas e os nutrientes presentes na água e convertem-nos em produtos finais inofensivos, como o dióxido de carbono (CO₂), o gás nitrogénio (N₂) e a água. O filtro não só actua como uma barreira física, mas também fornece uma superfície ideal para os microrganismos colonizarem.
A filtração biologicamente activada é frequentemente utilizada em combinação com outros processos, como a osmose inversa ou a filtração por membranas, para minimizar a carga residual antes da filtração fina e reduzir o risco de bioincrustação.
Foto: Sistema de osmose inversa ALMA BHU BiosS-Treat para recuperação de água de processo a partir de águas residuais
Princípio de funcionamento
A peça central de um sistema de filtragem biologicamente ativado é o meio filtrante, que consiste em materiais sintéticos, areia, terra de diatomáceas ou contas de argila preparadas. O meio filtrante serve como um meio de crescimento para os microrganismos, que colonizam a superfície num biofilme. A água a ser tratada é canalizada através do filtro e os microrganismos decompõem os compostos orgânicos e os nutrientes contidos na água.
Os processos biológicos centrais incluem
Degradação do carbono: As substâncias orgânicas dissolvidas na água são metabolizadas pelos microrganismos e convertidas em dióxido de carbono e água.
Nitrificação e desnitrificação: Em dois processos biológicos sucessivos, o amónio (NH₄⁺) é primeiro convertido em nitrato (NO₃-) (nitrificação) e depois reduzido a azoto gasoso (N₂) em condições anóxicas (desnitrificação). Isto contribui para a remoção eficiente dos compostos de azoto da água.
Aplicação da filtração biologicamente activada
A filtração biologicamente activada é utilizada em várias áreas e aplicações industriais, particularmente no tratamento de águas residuais e no tratamento de águas de processo. É geralmente utilizada como pré-tratamento para outras tecnologias, tais como sistemas de osmose inversapara reduzir a carga residual e minimizar o risco de bloqueio da membrana e de bioincrustação.
Exemplos de aplicação:
Reciclagem e reutilização da água: No tratamento de águas industriais, a filtração biologicamente activada é frequentemente utilizada para produzir água de processo a partir de águas residuais. A degradação direcionada dos resíduos orgânicos melhora significativamente a qualidade da água antes de esta ser devolvida ao ciclo de produção para reutilização ou utilizada como pré-tratamento para sistemas de filtração por membranas.
Indústria alimentar e de bebidas: As águas residuais típicas, como os condensados de vapor do processamento de alimentos, contêm contaminantes orgânicos residuais que podem ser eficientemente removidos por filtração biologicamente activada. Isto é particularmente relevante para a operação económica de sistemas de osmose inversa no tratamento de águas de processo.
Tratamento da água de arrefecimento: A filtração biologicamente activada também pode ser utilizada em circuitos de água de arrefecimento para remover compostos orgânicos e inorgânicos que aumentam o risco de bioincrustação ou corrosão.
Soluções ALMAWATECH: ALMA BHU BAF e ALMA BioFil Compact
A ALMAWATECH propõe duas soluções especializadas de biofiltração que são utilizadas para a filtração biologicamente activada:
1. ALMA BHU BAF
A ALMA BHU BAF (Filtração Biologicamente Activada) é uma solução de grande escala para caudais de água até 1.000 m³/h. Este sistema é particularmente adequado para aplicações industriais com elevados requisitos de tratamento de água e é realizado em construções de betão. Oferece um pré-tratamento biológico eficiente, que reduz o risco de bioincrustação e prolonga a vida útil da membrana nos processos de membrana a jusante.
Foto: Biofiltração ALMA BHU BAF, diagrama do processo
2 ALMA BioFil Compact
O ALMA BioFil Compact é uma solução compacta de biofiltração para caudais de águas residuais até 100 m³/h. É ideal para sistemas mais pequenos e aplicações específicas onde é necessário remover resíduos orgânicos e compostos de azoto. Este sistema é frequentemente utilizado como pré-tratamento para sistemas de osmose inversa e ajuda a evitar a incrustação da membrana e a aumentar a eficiência do processo de reciclagem da água.
Foto: Sistema de biofiltração ALMA BioFil Compact, desenho 3D
Vantagens da filtração biologicamente activada
Remoção eficaz de substâncias orgânicas e inorgânicas: A combinação de biodegradação e filtração permite que os resíduos orgânicos e os compostos de azoto sejam eficazmente removidos da água. Isto conduz a uma melhor qualidade da água e permite o funcionamento económico de sistemas a jusante, tais como osmose inversa ou nanofiltração.
Prevenção de bioincrustação: Ao decompor especificamente as substâncias orgânicas antes da filtração por membranas, a filtração biologicamente activada reduz o risco de bioincrustação. Isto prolonga a vida útil das membranas e reduz os custos de limpeza.
Custos operacionais mais baixos: Como a filtração biologicamente activada é largamente baseada em processos biológicos naturais, a utilização de produtos químicos é significativamente menor do que nos processos de tratamento puramente químicos. Isto reduz os custos de funcionamento e minimiza o impacto no ambiente.
Combinabilidade com outras tecnologias: A filtração biologicamente activada pode ser integrada sem problemas nos processos de tratamento de água existentes e pode ser utilizada como pré-tratamento para processos de membrana ou como uma fase de purificação independente.
Conclusão
A filtração biologicamente activada é um método comprovado e sustentável para o tratamento de águas residuais e de águas de processo. Através da utilização orientada de microrganismos para eliminar substâncias orgânicas e nutrientes, esta tecnologia ajuda a melhorar a qualidade da água e a proteger os sistemas a jusante, como a osmose inversa e a nanofiltração, contra a bioincrustação.
Com produtos como o ALMA BHU BAF e o ALMA BioFil Compacta ALMAWATECH oferece soluções personalizadas para várias aplicações e caudais de água. A filtração biologicamente activada permite um tratamento de água rentável e amigo do ambiente que satisfaz os requisitos crescentes de reciclagem de água e tratamento de água de processo.
