Água: Cresce uso da tecnologia de MBR no Brasil

Efluentes: Cresce uso da tecnologia de MBR no Brasil na indústria e no saneamento

Só mesmo o tempo para comprovar a viabilidade de nacionalização de uma tecnologia já empregada em países desenvolvidos com certo sucesso. Isso porque, por melhores que sejam os resultados e a argumentação dos interessados em vender novos sistemas e equipamentos importados para clientes brasileiros, a nossa realidade é muito diferente da de europeus e norte-americanos.

Em tratamento de efluentes, então, isso é ainda mais nítido, tendo em vista que normalmente os países desenvolvidos encaram a questão ambiental com mais prioridade e não se acanham em fazer investimentos altos para atingir padrões elevados de reúso. Isso sem falar nas diferenças de clima, de característica da água, e por aí vai.

Pois o momento parece ser o de constatação de que é possível sim o Brasil empregar as estações de biorreatores a membrana, os MBRs (membrane bio-reactor), tecnologia baseada no uso de membranas de micro e ultrafiltração integradas ao tratamento biológico.

Há alguns anos em constante divulgação pelos principais fornecedores internacionais, que passaram a disponibilizar a tecnologia em um primeiro momento para atender a grandes concorrências da Petrobras, o MBR tem tido seu uso expandido e, melhor, em aplicações diversificadas.

O melhor termômetro para avaliar o progresso dos biorreatores a membrana no Brasil é a estreia da tecnologia em um campo considerado até então muito distante e difícil de ser conquistado pelos fornecedores: o tratamento de esgoto em companhias públicas.

Embora existam muitos exemplos no exterior em obras para tratar e reusar esgoto de cidades, no Brasil este não era um mercado que despertava muitas esperanças de venda, visto que as companhias de saneamento brasileiras são consideradas lentas e complicadas para negociar e ainda resistentes a sistemas modernos de tratamento.

Mas não foi isso o que o tempo mostrou em pelo menos duas obras importantes no estado de São Paulo: uma na autarquia de água e esgoto da cidade de Campinas, a Sanasa, e outra na companhia estadual paulista, a Sabesp. De forma pioneira no Brasil e até na América Latina, as duas fizeram concorrências para contratar ETEs de MBRs, pela ordem cronológica, a Sanasa em duas novas estações, a de Capivari 2 e a de Boa Vista, e a Sabesp em estação na famosa cidade de veraneio de Campos do Jordão.

Em Campinas, já está em fase de implantação o primeiro lote de licitação, lançada no meio de 2009, da EPAR (Estação de Produção de Água de Reúso) Capivari 2, cuja disputa foi vencida por um consórcio entre a Odebrecht e a GE Water, que assinaram contrato de fornecimento em novembro do mesmo ano. A obra já está em fase de terraplenagem pela construtora e o módulo de membranas de fibra oca da GE será fornecido para atender à meta de conclusão das obras até o final de 2010.

Com dinheiro do PAC (Programa de Aceleração do Crescimento) – R$ 55 milhões mais R$ 18 milhões de contrapartida da prefeitura de Campinas –, o primeiro lote prevê inicialmente um módulo de membranas para vazão de 182 litros por segundo. O segundo lote, orçado em R$ 75 milhões e cuja verba deverá ser liberada integralmente do PAC em março, também a cargo do consórcio Odebrecht-GE terá a mesma vazão. O projeto completo de Capivari, porém, é para 700 l/s, com quatro módulos, e será concluído ao longo do tempo.

De acordo com o gerente do departamento de planejamento e projetos da Sanasa, Rovério Pagotto, além de tratar o esgoto de 250 mil moradores de 97 bairros e núcleos residenciais da região sudoeste de Campinas e ajudar a recuperar o Rio Capivari, a ideia principal com o uso do MBR é criar receita com a venda de água de reúso para a indústria e com o tratamento de efluentes industriais.

Região com forte setor produtivo, várias empresas de Campinas e arredores precisam pagar para enviar seus efluentes para tratamento em Jundiaí e São Paulo. Na EPAR, está previsto o tratamento de 5 l/s de efluente de indústrias da região.

Química e Derivados, Rovério Pagotto, gerente do departamento de planejamento e projetos da Sanasa, Água - Efluentes: Cresce uso da tecnologia de MBR no Brasil na indústria e no saneamento
Pagotto: Sanasa decidiu por MBR para gerar receita com reúso

Outro motivo importante que pesou na decisão, segundo Pagotto, foi se antecipar à legislação que obrigará as companhias e empresas a adotar tratamento terciário para remover fósforo e nitrogênio de efluentes e esgotos até 2020. Com o MBR, aliás, o tratamento não só atende a esses requisitos como a água se torna muito atrativa para o reúso.

Embora ainda não exista nenhum acordo firmado, o gerente da Sanasa tem convicção de que não precisará de esforço para conseguir clientes no parque industrial de Campinas. Pelo contrário, segundo ele, será até difícil suportar toda a demanda. Basta lembrar que a Petrobras possui sua maior refinaria na vizinha Paulínia e que grupos como Rhodia contam com grandes sítios produtivos na região, todos com alta demanda de água.

O esgoto tratado terá alta qualidade final, resultado da planta completa a ser instalada pela Odebrecht. Antes do MBR, o pré-tratamento contará com gradeamento para sólidos grosseiros, peneira de 2 mm e caixa de areia. Antes de seguir para o reator aeróbico com lodo ativado por ar difuso, onde estão as membranas submersas, o esgoto ainda passará por tanque anaeróbico para remoção de fósforo e por câmaras anóxicas para transformar o nitrato em nitrogênio gás.

O resultado desse tratamento é a remoção de 99% do DBO, turbidez inferior a 1 NTU e coliformes fecais abaixo de 100 unidades NMP (número mais provável). A qualidade é tanta que tecnicamente seria possível, depois de cloração, usar a água para abastecimento público (o que não será feito, bom acrescentar).

A engenharia compacta do MBR também chamou a atenção dos técnicos da Sanasa. O terreno para a construção já havia sido comprado há alguns anos, quando a ideia era construir uma estação com tratamento anaeróbico, nos moldes de outras existentes da Sanasa. Com 180 mil metros quadrados, nem metade da área será ocupada pelos tanques que adequarão o coração do tratamento, ou seja, os módulos com 48 cassetes e 36 mil m2 de área de membrana cada. “Só o que se economiza de área, ao não precisar de decantadores, já é um argumento importante para uma companhia de saneamento pensar no MBR”, afirmou o gerente de operação de esgoto, Renato Rossetto.

O valor da obra na estação de Capivari chegará, nos dois lotes, no total de R$ 149 milhões, porque ainda engloba a construção de 41 quilômetros de interceptores e coletores-tronco com diâmetros de até 1.200 mm, além de 8 km de linhas de recalque, sete elevatórias de esgoto bruto, sendo três delas de grande porte, para 290 l/s. Já a concorrência para a ETE Boa Vista (R$ 36 milhões), que ajudará a Sanasa a cumprir seu plano de universalização total dos serviços de água e esgoto até 2012, envolverá apenas a estação completa com o módulo de MBR de 180 l/s, pois o interceptor está pronto. A data para essa concorrência ainda não está definida.

MBR na serra – Em Campos do Jordão, cidade no alto da Serra da Mantiqueira em São Paulo, haverá o outro MBR para tratamento de esgoto público, em concorrência a ser realizada em breve pela Sabesp (12 propostas foram entregues em 18 de fevereiro). Nesse caso, chama a atenção o motivo que levou a companhia paulista a adotar a tecnologia de membrana: o fato de a estação ter como corpo receptor um rio classe 2 de baixa vazão (Rio Sapucaí-Guassu), com pouca capacidade de diluição dos efluentes tratados e ao lado do Horto Florestal, unidade que faz parte do Parque Estadual de Campos do Jordão.

Química e Derivados, Renato Rossetto, gerente de operação de esgoto, Água - Efluentes: Cresce uso da tecnologia de MBR no Brasil na indústria e no saneamento
Rossetto: economia de área e boa água obtida do esgoto

Segundo o memorial descritivo da concorrência, em virtude das condições locais, os parâmetros de qualidade do efluente tratado foram de exigência extrema, sobretudo no que diz respeito à remoção de DBO, N nitrato e de coliformes fecais. O rigor fez com que a Sabesp chegasse à conclusão de que apenas alternativas de alto desempenho atenderiam os requisitos.

Seria o caso de se usar processos biológicos de alta eficiência (de larga idade do lodo) para abater o DBO total e realizar a nitrificação-desnitrificação. Além disso, seria necessário um processo químico para remoção de fósforo e, para conseguir a forte redução de coliformes fecais, da ordem de 107 para menor de 103 NMP/100 ml, precisaria ser feita a opção ou pela maneira química, com a aplicação de inúmeros desinfetantes, ou pela física, com o uso de radiação ultravioleta ou membranas de ultrafiltração.

O processo convencional de separação de sólidos suspensos, por decantação e flotação, não seria capaz de garantir o DBO total igual ou inferior a 5 mg/l de forma contínua, concluíram os técnicos da Sabesp. Mesmo sendo mais onerosa, segundo relatou o próprio memorial descritivo, a associação de membranas com o processo de lodos ativados (na variante de aeração prolongada) garantiria a qualidade final do efluente exigida e a estabilidade do processo biológico.

O sistema em concorrência contará com unidade de tratamento preliminar do esgoto bruto que inclui peneiras, caixa de areia e peneiras finas, para daí alimentar caixa aerada de separação de óleos e graxas, onde serão aplicadas soluções diluídas de hidróxido de sódio para controle do pH no processo biológico e de cloreto férrico para precipitação de fósforo. Após isso, o efluente vai para reatores anóxicos, utilizando misturadores submersíveis. O licor, depois, vai por gravidade para a câmara aeróbica, com difusores de ar tipo bolhas finas. Em seguida, o fluxo segue para elevatória de recirculação, de onde é bombeado para um canal de distribuição dos tanques de membranas. O sistema projetado deve permitir a operação do biorreator com concentração de sólidos suspensos na faixa de 8 mil a 15 mil mg/l e o MBR pode ser com membranas submersas no tanque biológico ou não, em reator separado.

Química e Derivados, Membranas de fibra oca, Água - Efluentes: Cresce uso da tecnologia de MBR no Brasil na indústria e no saneamento
Campinas vai usar tecnologia de membranas de fibra oca

As membranas serão instaladas em quatro tanques de concreto, com cinco cassetes cada. Isso será para a primeira fase do projeto, a contar a partir de 2010. Na fase final, prevista para o longínquo 2040 e seguindo as projeções de crescimento populacional, deverão ser acrescentadas mais duas linhas de membranas, totalizando seis tanques. Mas essa etapa final não faz parte do escopo do fornecimento, disputado com muita ansiedade pelos consórcios de empreiteiras (cujo vencedor cotará o MBR entre os fornecedores de membranas qualificados pela Sabesp).

A ETE vai tratar o esgoto de toda Campos do Jordão e também da cidade de Descansópolis. É uma obra de R$ 90 milhões e vem solucionar um problema antigo na região, já que a elegante estância climática despeja até então o esgoto in natura nos rios. Nessa primeira fase, o MBR será dimensionado para atender à demanda de geração de horário de pico em alta temporada de 235 l/s, em 2010, até projetados 327 l/s em 2033, cujas operações de vazão média diária serão, respectivamente, de 143 l/s e 202 l/s. Isso significa que o sistema biológico de início precisa de um volume aeróbico total de 10.150 m3. Como qualidade esperada do efluente tratado, a DBO deverá ser inferior a 5 mg/l, nitrogênio-nitrato menor que 10 mg/l, nitrogênio amoniacal menor que 1 mg/l, fósforo total inferior a 0,1 mg/l , turbidez abaixo de 1 NTU e coliformes fecais no limite de 200 NMP/100 ml.

No privado – Os fornecedores de membranas e sistemas de MBR aguardam com ansiedade a expansão de uso da tecnologia para tratar esgoto sanitário. E isso não só nas primeiras obras em Campos do Jordão e Campinas como principalmente em concessionárias privadas de saneamento, mais abertas a novas tecnologias e com a promessa de em breve instalarem desses sistemas Brasil afora. Vale citar que a Foz do Brasil, empresa de saneamento do grupo Odebrecht, que fará o projeto de reúso Aquapolo para o polo petroquímico de Mauá-SP, definiu o MBR como o tratamento terciário na recuperação do esgoto da ETE ABC da Sabesp, que será interligado e fornecido por tubulação ao polo. Nesta ETE, aliás, já há uma planta piloto da Koch Membrane em teste.

Química e Derivados, Água - Efluentes: Cresce uso da tecnologia de MBR no Brasil na indústria e no saneamento
Unidade de ultrafiltração trata água de abastecimento na Holanda

Mas, apesar do ânimo e do potencial existente no tratamento de esgoto, os fornecedores também demonstram estar fazendo bons negócios com o setor privado. Há cada vez mais casos em empresas de pequeno, médio e grande porte.

Não há dúvidas de que a grande impulsionadora da tecnologia foi a Petrobras, que em seus recentes investimentos em refinarias modernizou suas estações de tratamento de água e efluentes, instalando grandes unidades de MBR, osmose reversa, eletrodeionização, ultrafiltração e várias outras tecnologias.

No caso dos biorreatores a membrana já há instalações na Revap, de São José dos Campos-SP, na Repar, em São José dos Pinhais, e no Cenpes, no Rio de Janeiro. As duas primeiras utilizam as membranas de fibra oca da GE Water e a terceira, da japonesa Kubota. E ainda haverá outras instalações, na Refinaria Abreu e Lima (Rnest), em Ipojuca-PE (cuja concorrência foi vencida pela Centroprojekt), e no Complexo Petroquímico do Rio de Janeiro (Comperj).

A obra no Comperj, em licitação nesse primeiro semestre, desperta muita cobiça entre os integradores de sistemas para água. Primeiro porque o vencedor se encarregará da engenharia de todas as correntes de água e efluentes, um negócio de R$ 1 bilhão. E, mais especificamente no caso do MBR, o interesse se justifica porque no complexo será construído o maior sistema industrial do mundo, com vazão de 2.200 m3/h.

De acordo com Rubens Francisco Jr., superintendente de tecnologia da Haztec Aquamec, uma das participantes da concorrência no Comperj, o vencedor do fornecimento deverá escolher entre as tecnologias qualificadas pela estatal para o MBR (Koch, GE, Norit e Kubota).

Além do pré-tratamento convencional, com separador água-óleo, físico-químico e com filtro de casca de nozes, após o MBR na unidade haverá polimento com filtro de carvão ativado e, por fim, eletrodiálise reversa (EDR) para desmineralizar a 70% a água e assim alimentar as torres de resfriamento do complexo. “Eles têm escassez de água na região e restrições por causa da Baía de Guanabara”, afirmou Francisco.

Química e Derivados, Skid, Água - Efluentes: Cresce uso da tecnologia de MBR no Brasil na indústria e no saneamento
Skid com membranas Puron voltadas para reúso de esgoto

Além de participar da concorrência, e por isso mesmo por obrigação estar atenta às opções de MBR, a Haztec Aquamec já instalou uma unidade com a tecnologia para recuperação de chorume no aterro Nova Iguaçu, pertencente ao grupo Haztec (que em dezembro de 2009 comprou totalmente a Aquamec). Com tecnologia de membranas cross-flow da holandesa Norit, o sistema com vazão de 600 m3/dia consegue abater o DQO de 6 mil mg/l, o DBO de 1.500 mg/l e a amônia de 1.500 mg/l desse efluente resultante do aterro. Com pré-tratamento para desnitrificação e nitrificação, há remoção biológica total da amônia e o DQO fica inferior a 200 mg/l.

Segundo o superintendente, o sistema instalado, que conta ainda com polimento em membranas de nanofiltração da Dow para remoção de sais bivalentes e matéria orgânica, está em processo de patente porque não tem perdas. O concentrado da nanofiltração passa por oxidação química com peróxido de hidrogênio e por dosagem de coagulante férrico, podendo assim voltar para o início do processo na câmara anóxica para ajudar na desnitrificação. “O fechamento do circuito é uma inovação”, comemorou Francisco Jr.

Parceria – Outras empresas de engenharia também têm o que contar com relação ao MBR. A Fluid Brasil, que em janeiro inaugurou fábrica nova em Jundiaí-SP com 3 mil m2 de área construída, fez planta piloto de MBR para 500 l/h em um contêiner que usa para realizar testes em clientes interessados na tecnologia. Para a demonstração, fez skid com as membranas da Norit Air Lift e Cross Flow.

Mas, mais do que a planta piloto, a empresa já começa a implantar sistemas em escala real e promete ter muitas novidades em breve, segundo afirmou o coordenador de projetos, Luís Guilherme da Rocha. “Há muitas cotações em clientes industriais que em breve passarão a usar MBR”, disse.

No momento a Fluid fornece para a farmacêutica Diosynth, do grupo Merck, um MBR com tecnologia cross-flow da Norit para tratar 6 m3/h de efluente da produção de hormônio com alto grau de contaminação: DQO de 24 mil mg/l e DBO de 27 mil mg/l.

De acordo com Rocha, a opção pela tecnologia foi em virtude do alto custo que a empresa tem para despejar o efluente na rede de tratamento da companhia de saneamento, já que o cálculo é baseado no chamado fator K, multiplicador que no final das contas onera os efluentes mais contaminados. “O investimento vale a pena e ainda vai gerar reúso para a torre de resfriamento”, completou o gerente-comercial da Fluid, Francisco Faus. O projeto deve ser entregue em setembro de 2010.

Química e Derivados, Luís Guilherme da Rocha, coordenador de projetos, Água - Efluentes: Cresce uso da tecnologia de MBR no Brasil na indústria e no saneamento
Rocha: Fluid fez parceria com a alemã Wherle para difundir MBR no Brasil

Para se fortalecer nos fornecimentos de MBR, e aumentar assim as vendas em tratamento de efluentes e reúso, a Fluid assinou contrato de parceria com a alemã Wherle, cuja expertise é na engenharia de aplicação de reúso com membranas. “Eles têm mais de 200 MBRs instalados na Europa”, revelou o coordenador. Esse conhecimento, de acordo com Rocha, é fundamental para poder ofertar a tecnologia com mais confiança. “No Brasil, ninguém tem experiência suficiente em MBR para conhecer todos os problemas operacionais que podem ocorrer em uma planta.”

Os MBRs mais antigos no Brasil, aliás, têm cerca de dez anos: os da Natura, em Cajamar, e do parque Hopi Hari, em Vinhedo-SP, ambos com tecnologia da GE (na época Zenon). Há ainda outros mais recentes instalados pela Centroprojekt do Brasil na unidade da Colgate de São Paulo, com tecnologia de placas planas da japonesa Kubota, cujo start-up foi em setembro de 2009, quando passou a tratar a uma vazão de 20 m3/h o efluente com DBO de 2.600 mg/l.

A mesma empresa também instalou outro sistema da Kubota na produtora de anidrido ftálico Petrom, de Mogi das Cruzes-SP, para 10 m3/h de efluente com DBO de 450 mg/l, feito em quatro módulos de membranas a partir de outubro de 2008. Antes disso, porém, a empresa também havia instalado outras quatro unidades, a partir de 2006, em uma indústria de alimentos e bebidas (que não quer divulgar seu nome com medo de que os leitores imaginem que ela usa água de reúso em seus produtos).

O uso das membranas da Kubota, de acordo com o superintendente comercial da Centroprojekt, Aguinaldo Segatti, mostrou-se bastante resistente e de fácil manutenção. “Nunca trocamos as membranas do Brasil que operam já há quatro anos e há plantas no exterior com mais de dez anos que só trocaram 5% das placas”, disse.

Segundo o consultor técnico-comercial da empresa, José Corrêa Carmo Jr., ao contrário das membranas tipo espaguete fibra oca, que com o tempo perdem a permeabilidade por incrustação, as de placas são facilmente limpas por ar. E só precisam de limpeza por hipoclorito de sódio a 0,5% duas vezes por ano, em um processo de duas horas em que um módulo de cada vez tem sua válvula do permeado fechada. “Por ser tão pouco frequente, a limpeza nem precisa ser automatizada, a não ser que o cliente faça questão”, disse.

Química e Derivados, Francisco Faus, gerente-comercial da Fluid, Água - Efluentes: Cresce uso da tecnologia de MBR no Brasil na indústria e no saneamento
Faus vendeu MBR para tratar efluente de produtora de hormônios

Submersa ou não – A questão da manutenção das membranas de MBR é um tema recorrente entre os debates comerciais dos fornecedores. Além das diferenças entre as membranas planas e tipo espaguete, outro embate se dá entre as tecnologias submersas ou externas. As primeiras são aquelas em que as membranas ficam mergulhadas dentro do tanque biológico e a segunda conta aquela em que há tanques independentes para cada etapa.

A Norit é a principal defensora da tecnologia com membranas fora do tanque biológico e apenas se utiliza desse expediente para recomendar seus integradores de equipamentos. “É muito mais limpo e seguro. O operador não precisa remover as membranas do tanque biológico para a limpeza, expondo-se a contaminações. E também não há o risco de haver vazamento das membranas, que podem contaminar o lodo ativado e estragar o processo”, disse o diretor da Norit do Brasil, Roberto Freire.

Na sua opinião, a opção por separar a ultrafiltração do processo biológico é consenso internacional, assim como o fluxo do permeado ser sempre de dentro para fora, no caso das espaguetes. “Tem menos chances de haver incrustação da membrana”, disse. Essa última preocupação, por sinal, fez a Norit desenvolver o sistema air lift em membranas de ultrafiltração para MBR, pelo qual bolhas de ar são constantemente injetadas dentro dos espaguetes, de baixo para cima e junto com o lodo. Esse ar borbulhado ajuda no fluxo e evita a incrustação. “Temos estudos para comprovar que o sistema evita em até 40% a necessidade de paradas para limpeza”, afirmou Freire.

Química e Derivados, Aguinaldo Segatti, superintendente comercial da Centroprojekt, Água - Efluentes: Cresce uso da tecnologia de MBR no Brasil na indústria e no saneamento
Segatti: membranas da Kubota têm manutenção facilitada

A empresa de membranas do grupo holandês Norit (que ainda conta com mais sete empresas) oferece três tipos de produtos: a Xiga X-Flow, sistema de ultrafiltração para quando não há muitos sólidos suspensos na água; o AquaFlex, membrana cross-flow mais resistente, para água com cargas maiores de sólidos; e a cross-flow MBR, de alta resistência, voltada para esgotos e efluentes contaminados, disponível também na versão air lift.

Segundo Roberto Freire, a empresa tem vendido bastante no Brasil. Em maior volume, para OEMs que fabricam sistemas pequenos de MBR para shopping centers e condomínios. Em segundo lugar, porém, vêm as indústrias, de variadas matizes. Estão para ser anunciadas, aliás, duas grandes obras para aplicações na indústria, uma delas a maior estação de MBR cross-flow do mundo. “Já está fechado, mas ainda não posso anunciar”, revelou Freire.

Nos últimos meses, a Norit criou uma divisão para saneamento, não só para participar das concorrências anunciadas no começo dessa reportagem, mas para abordar principalmente concessionárias privadas e algumas companhias de saneamento melhor administradas. O primeiro caso, segundo Freire, tem sido mais receptivo e com vontade real de investir. “Vão sair negócios com esses grupos, que são mais habituados a usar tecnologia avançada”, disse. Já as empresas públicas, apesar de ameaçarem uma mudança de rumo, no geral ainda demonstram escassez de verba para investir.

Química e Derivados, José Corrêa Carmo Jr., consultor técnico-comercial da Centroprojekt, Água - Efluentes: Cresce uso da tecnologia de MBR no Brasil na indústria e no saneamento
Carmo: limpeza esparsa dispensa automação

Para clientes de saneamento, a Norit pode até se tornar mais competitiva, de acordo com o diretor da filial brasileira, depois de lançar neste ano um novo produto. Trata-se do Megablock, um módulo compacto pré-engenheirado de MBR Air Lift.

Voltado para plantas de grande escala, o módulo vem pronto e basta ser conectado ao sistema de tratamento do cliente, não necessitando de obras civis ou montagem do skid. Será com essa tecnologia que a Norit participará da concorrência na ETE de Campos do Jordão, caso seja escolhida para fornecer ao vencedor, visto que a tecnologia já é aprovada pela Sabesp.

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