A primeira unidade de filtro biológico em operação foi na Inglaterra no fim do século 19. De lá para cá, a tecnologia evoluiu e passou por mudanças e avanços. Hoje, diferentemente da época em que começou a ser utilizada, as necessidades são outras diante dos novos desafios impostos pela crise da água no século 21. Uma das formas atuais de usá-la, por exemplo, é em conjunto com outro processo e para tratamento de gases. Embora envolvam maiores custos na instalação, operação e manutenção, existem outras tecnologias mais eficientes que podem substituí-la, caso do sistema de lodos ativados.

Evolução da tecnologia
Segundo a engenheira sanitarista Ana Paula Silva da Delta Saneamento Ambiental, desde a instalação da primeira Estação de Tratamento de Esgoto (ETE) com filtro aerado no Brasil, a tecnologia evoluiu e o meio suporte teve aumento na granulometria. "Estes avanços permitiram o escoamento, a percolação do esgoto e o livre escoamento do ar e favoreceram o crescimento de microrganismos capazes de decompor a matéria orgânica afluente", destaca.
A modernização se deu ao longo do tempo com pesquisa sobre o meio suporte. "Foram utilizados principalmente brita, escória de alto forno, bambu, elementos cerâmicos e materiais plásticos de diferentes formas e tamanhos. Este último trouxe aumento na eficiência do tratamento, evitando colmação do meio suporte, devido ao maior índice de vazios", explica.
Para o engenheiro Henrique Martins Neto, MSc, da EQMA Engenharia & Consultoria, as mudanças que ocorreram nos filtros biológicos se encontram na forma de distribuição: podendo ser circulação móvel ou fixa; tipo de leito: para percolação ou afogado; e associação com outros sistemas: anaeróbio. Quanto à avaliação da concepção inicial, que se trata da distribuição uniforme do efluente sobre uma superfície onde há o crescimento de biomassa de forma aderida, ele diz que não houve avanços ou mudanças significativas. "Já os filtros biológicos para tratamento de gases tiveram maiores avanços, principalmente no controle de odores de ETEs, devido ao melhor entendimento da dinâmica da biomassa com o enxofre oriundo dos ácidos sulfídricos", salienta.

Vantagens e desvantagens
Há vantagens e desvantagens dos filtros biológicos hoje diante da oferta de processos de tratamento. Nos filtros anaeróbios, as bactérias não necessitam de oxigênio para sua respiração, enquanto nos filtros aeróbios, as bactérias precisam. "As vantagens dos filtros anaeróbios são a simplicidade operacional, baixo custo de investimento para pequenas vazões de esgoto, baixo consumo de energia – apenas para elevatória de esgoto, quando for necessário – e baixa produção de lodo. Para os filtros aeróbios, ocorre a etapa de nitrificação", elenca Ana Paula.
Já as desvantagens dos filtros anaeróbios, segundo a engenheira sanitarista, são a baixa remoção de nutriente, geração de odores, porém, controláveis, e colmatação do meio suporte quando utilizada brita. Para o filtro biológico percolador, poderá ocorrer a paralisação do distribuidor rotativo. Ela diz que ambos os filtros, aerado e anaeróbio, são dependentes das condições climáticas (temperatura) para melhor desempenho.
Na avaliação de Martins Neto, a principal desvantagem dos filtros biológicos fica quanto à remoção limitada de nutrientes, também citada por Ana Paula. "Por exemplo, um sistema para remoção de matéria orgânica e nitrificação é cerca de quatro vezes maior que o sistema apenas para remoção de matéria orgânica e requer de 2.0 a 2.5x o volume de ar. Já quanto à remoção de fósforo, é praticamente inexistente", esclarece o engenheiro.
Quanto aos benefícios, ele destaca: controle de processo facilitado, pode não haver sistema de aeração forçada – no caso de filtros percolados –, remoção de matéria orgânica com eficiência, possibilidade de associação com outros sistemas e geração de lodo bem estabilizado com excelentes características de sedimentabilidade.

Sistemas conjuntos e outros sistemas substitutos
Sempre são realizadas pesquisas para estender o leque de utilização dos filtros biológicos, que podem ser usados em conjunto com outros processos para atender às necessidades das aplicações. "Atualmente são utilizados no pós-tratamento de efluentes de tanques sépticos e reatores UASB – Upflow Anaerobic Sludge Blanket", ressalta a engenheira sanitarista da Delta.
Martins Neto complementa dizendo que os filtros aeróbio e anaeróbio são muitos usados para remoção de matéria orgânica quando associados, respectivamente, ao reator UASB ou sistema de lodos ativados. "Também existem diversas pesquisas que obtiveram, além da nitrificação, a desnitrificação dentro do filtro, ou seja, da conversão da amônia a nitrato, a redução do nitrato a nitrogênio gasoso. Já para tratamento de gases, os filtros são muito utilizados na etapa de desodorização devido à metabolização das mercaptanas (substâncias odoríferas) pela biomassa", conta.
"Os filtros biológicos são utilizados no tratamento de esgoto de comunidades afastadas das zonas urbanas em localidades onde exigem simplicidade operacional e em unidades residenciais que não possuem rede de esgoto", situa Ana Paula. "Muitas ETEs compactas apostam no arranjo UASB com filtro biológico e vêm obtendo sucesso há muitos anos, principalmente devido ao baixo custo de implantação e manutenção. Estações municipais de grande porte também costumam utilizar este tipo de arranjo, principalmente no Paraná", diz Martins Neto. Outra aplicação citada pelo engenheiro, que inclusive a EQMA vem estudando, é a utilização do filtro biológico para remoção de amônia de água de reúso. "Já na área de tratamento de gases, o sistema vem ganhando espaço devido aos melhores rendimentos e entendimento dos processos", ressalta.
Outras tecnologias podem substituir os filtros biológicos. "Hoje existem outros tratamentos que podem substituí-los, porém, envolvem maiores custos na instalação, operação e manutenção", afirma Ana Paula. Já para Martins Neto, sem dúvida, a principal tecnologia que substitui o filtro biológico é o sistema de lodos ativados. "O sistema de lodos ativados possui diversas configurações e é capaz de remover matéria e nutrientes de modo muito mais eficiente", destaca.

Contato das empresas:
Delta Saneamento Ambiental: www.deltasaneamento.com.br
EQMA Engenharia & Consultoria: www.eqma.com.br