Em constante evolução no mercado, os sistemas de aeração representam uma etapa essencial no tratamento de efluentes. Isso porque os aeradores são os responsáveis por fornecer oxigênio ao efluente a ser tratado, para que as rotas bioquímicas, reprodução e remoção de carga orgânica possam ser atingidas. "Sistemas de aeração são equipamentos utilizados nas estações de tratamento com o objetivo, principalmente, de promover a degradação biológica do esgoto sanitário e de efluentes industriais orgânicos e biodegradáveis por meio da injeção de ar atmosférico e oxigênio para ação de microrganismos que metabolizam a matéria orgânica carbonácea e a nitrogenada" – explica Bruno Dinamarco, diretor comercial da B&F Dias. "Em processos aeróbios de tratamento, como por exemplo, lodos ativados, a introdução de oxigênio é fundamental para o estabelecimento do processo biológico desejado" – complementa Marcelo Pohlmann, diretor técnico-comercial da Brasworld.
Basicamente, os sistemas de aeração podem ser compostos por aeradores mecânicos ou difusores de aeração.
Os aeradores mecânicos são compostos por hélices ou turbinas cuja função é de criar uma movimentação da massa líquida, evitando assim áreas mortas e favorecimento à mistura de oxigênio com o efluente a ser tratado. "Sua principal aplicação é o fornecimento de oxigênio em tanque de aeração e mistura, em tanques com profundidades não elevadas" – indica a engenheira química e gerente de processos e propostas da Ecosan, Anna Carolina Rapôso Camelo.

Os aeradores mecânicos utilizam a energia mecânica diretamente a injeção do oxigênio. Podem ser flutuantes ou submersos, eixo vertical ou horizontal, com venturi ou pás, alta rotação ou baixa rotação, etc. "As aplicações são variadas, sendo equipamentos utilizados em praticamente todas as modalidades de tratamento biológico aeróbio. Um dos modelos de aerador mecânico é o Aerador Cachoeira que consegue incorporar oxigênio e dispersá-lo com um alcance de mistura superficial ultrapassando 60m de distância no sentido horizontal, característica muito favorável ao uso em lagoas" – explica Marcelo.
Já os difusores de aeração são dispositivos instalados na parte inferior dos tanques de aeração, que permitem a passagem de bolhas finas de ar para efluente a ser tratado. "Difusores de ar são equipamentos instalados no fundo de tanques, lagoas e valos de aeração que são responsáveis pela transformação do volume de ar bruto proveniente de compressores externos em bolhas finas ou grossas" – afirma Bruno. Esse sistema é utilizado principalmente no fornecimento de oxigênio em tanques de aeração e mistura, em tanques com profundidades mais elevadas. "Numa estação de tratamento de efluente sanitário ou industrial, as principais aplicações ocorrem nos processos biológicos. As mais comuns são: lodos ativados, MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor), MBR (Reatores de membrana), SBR (Sequential Batch Reactor), biofiltros aerados submersos, lagoas de aeração de mistura completa e facultativa, etc." – destaca o diretor comercial da B&F Dias.

Os difusores utilizam sopradores/compressores de ar que injetam ar em uma tubulação que distribui o oxigênio com o uso de difusores (membranas perfuradas). "As principais aplicações estão nos mais variados processos de lodos ativados, notadamente em tanques de concreto com lâminas de água acima de 3,0m de profundidade visto que a mistura e incorporação do oxigênio se dá no sentido vertical" – afirma Marcelo.
Apesar de terem o mesmo objetivo – fornecer oxigênio ao efluente a ser tratado – os aeradores mecânicos e os difusores de aeração utilizam tecnologias diferentes. "A aeração por ar difuso está baseada na difusão do ar no interior do reator, proveniente de sopradores, em pequenas bolhas através de difusores de vários tipos e formatos. Já a aeração mecânica está baseada no conceito da rotação de uma hélice ou rotor acoplados a um motor elétrico" – comenta Bruno. Ambos os equipamentos possuem vantagens e desvantagens, cada situação deve ser avaliada para que a escolha correta seja tomada. "Desta forma, as estruturas construtivas são diferentes, no caso dos difusores faz-se necessários sopradores e tubulações de interligação, já no caso dos aeradores não é necessário, uma vez que o equipamento possui motor e partes rotativas em um só conjunto" – ressalta Anna Carolina.

Vantagens e desvantagens
Como descrito anteriormente, tanto os aeradores mecânicos, quanto os difusores de aeração possuem suas vantagens e desvantagens.
No caso dos aeradores mecânicos a vantagem está no fato dos equipamentos poderem ter instalações fixas ou flutuantes, sendo as flutuantes mais adequadas por acompanharem mudanças de nível, o mesmo pode ser retirado sem esvaziamento do tanque. "Já a desvantagem é que há limitação com relação à profundidade do tanque. Além de formação de aerossóis em modelos de fluxo ascendentes" – afirma a engenheira química da Ecosan.
Os difusores de aeração possuem como vantagem o fato de ter melhor homogeneidade em todo o volume do tanque e boa eficiência na transferência de oxigênio. "Dependendo do modelo pode-se efetuar trocas e manutenções sem a necessidade do esvaziamento do tanque" – destaca Anna Carolina.
Em relação às desvantagens dos difusores de aeração, no caso de modelos fixos, faz-se necessário o esvaziamento do tanque e em tanques rasos apresenta baixa transferência de oxigênio.
De acordo com Bruno, as vantagens de um sistema de aeração por ar difuso em relação aos aeradores mecânicos está associada, principalmente, a maior profundidade de instalação e densidade de aeração. "Dessa forma, são vantagens a maior transferência de oxigênio, especialmente em aplicações com mais de 3,0 m de profundidade; o menor consumo de energia elétrica, consequência direta da maior transferência de oxigênio que pode significar um consumo até 60% menor; a melhor distribuição do oxigênio dissolvido e mistura quanto maior a densidade de aeração melhor serão esses parâmetros; a baixa manutenção atualmente existem opções de sistemas muito robustos fabricados quase que integralmente em aço inoxidável, o que garante muitas vezes completa isenção de manutenção" – indica o diretor comercial da B&F Dias.

Mercado
O setor de sistemas de aeração tem crescido exponencialmente. Entretanto, nos últimos anos as tecnologias de ar difuso tem ganhado cada vez mais espaço. "Atualmente, o mercado demanda sistemas com difusores pelo fato dos sistemas implantados nas estações apresentarem forma construtivas que exige tal equipamento. Vemos um mercado evolutivo e com necessidade de desenvolvimento de novos materiais para tal e com soluções mais compactas e mais eficientes. Há uma grande procura por sistemas de aeração, para novas aquisições ou ainda substituições" – explica Anna Carolina.

A tecnologia da aeração por ar difuso cresceu exponencialmente nos últimos 10 anos e certamente será o tipo de solução mais empregada nas principais plantas de tratamento no país, sejam municipais ou industriais, em razão das vantagens existentes em relação as outras tecnologias, e também a queda de preço no Brasil. "Os maiores desafios das tecnologias de aeração estão associadas a promoção de baixos custos operacionais. Sem dúvida, o custo energético, será um parâmetro mandatório de decisão para os usuários. Frente ao déficit e o objetivo de universalização do saneamento, certamente serão muitas as oportunidades no setor" – ressalta Bruno.

O mercado de aeração tem seguido uma linha crescente, na medida que o tratamento de esgotos vai se desenvolvendo no país mais sistemas de aeração vão sendo implantados. "Muitos sistemas de aeração também são implantados no retrofit de ETEs existentes, visando aumento de capacidade e solução de problemas pontuais de eficiência. Os desafios e oportunidades do setor estão notadamente no uso de aeração para aumento de capacidade de ETEs existentes e na melhora da eficiência energética dos sistemas de aeração, tornando os processos mais eficientes na transferência de oxigênio e com o menor consumo de energia possível" – avalia Marcelo.

As empresas do setor estão preparadas para atender as demandas do mercado. A Ecosan tem a linha de difusores circulares com membranas de EPDM em base de polipropileno, como também difusores tubulares. "Já o sistema de aeradores mecânicos temos do tipo rápido, ascendente e descendente e aeradores lentos de fluxo ascendente" – conta Anna Carolina.
A B&F Dias é uma das maiores empresas de sistemas de aeração por ar difuso da América Latina. "A linha de produtos é a maior do país, com diversas opções de equipamentos, dentre eles, destaque para o Air Grid, aplicado em tanques ou lagoas de aeração de todos os tipos, o sistema destaca-se por disponibilizar alta densidade de difusores, permitindo a injeção de elevada vazão de ar num sistema removível, que pode ser implantado com o reator em operação" – ressalta Bruno. Outro destaque da B&F Dias é a linha Air Float indicado para tanques ou lagoas de aeração. O sistema apresenta ramais flutuantes para distribuição de ar, fabricados em polietileno de alta densidade (PEAD). Destes ramais flutuantes, derivam-se as unidades de difusão (grades de aeração) que podem estar apoiadas ou não no fundo. "A grande vantagem dos sistemas de aeração removíveis é a possibilidade de implantação ou manutenção sem a necessidade de esvaziamento do tanque ou lagoa e sua adaptabilidade de fornecimento e dimensionamento empregados em cada projeto. Apresenta ainda a possibilidade de criação de zonas anóxicas para processos de nitrificação e desnitrificação" – ressalta Bruno.
A Brasworld desenvolve soluções de aeração para ETEs. "Nossa especialidade são valos de oxidação e lagoas de estabilização em todas as suas modalidades. O equipamento de aeração mais vendido é o Aerador Cachoeira, trata-se de um rotor horizontal tipo escova que opera em baixa rotação que produz excelentes resultados em lagoas de tratamento com grandes vantagens em relação aos aeradores mecânicos comuns de alta rotação" – conta Marcelo.
A novidade da Brasworld para 2018 é o acionamento dos Aeradores Cachoeira com o uso de energia solar fotovoltaica. "Há possibilidade inclusive de usar este sistema para retrofit em ETEs por lagoas que não tenham energia elétrica na área, neste caso durante o período com insolação solar o gasto com energia elétrica é zero, contribuindo para melhora da eficiência e aumento de capacidade de tratamento em lagoas facultativas. Um sistema piloto está funcionando com sucesso no parque industrial da Emicol no acionamento de dois aeradores em valo de oxidação" – afirma Marcelo.

Contato das empresas
B&F Dias: www.bfdias.com.br
Brasworld: www.brasworld.net
Ecosan: www.ecosan.com.br