Redução de custos, alta eficiência, facilidade de instalação e controle dos odores no tratamento de efluentes. Essas são apenas algumas das vantagens atribuídas aos sistemas de aeração, uma tecnologia que, cada vez mais, tem sido utilizada para a depuração de efluentes sanitários e industriais, caracterizados, principalmente, pela contaminação de carga orgânica e produtos nitrogenados.
Os sistemas de aeração têm, basicamente, a função de incorporar o oxigênio à água em tratamento. Essa aeração é responsável pelo fornecimento do oxigênio necessário ao desenvolvimento das reações biológicas do tratamento de efluentes. "Os sistemas de aeração são empregados nos mais variados processos, com o objetivo de fornecer oxigênio à biomassa. Podem ser implementados com aeração mecânica e/ou ar difuso", explica Norberto Pereira Martins, gerente de equipamentos da Centroprojekt do Brasil.
A aeração também pode ocorrer a partir do aerador cachoeira. "O aerador cachoeira é um rotor horizontal tipo escova desenvolvido para otimização do processo de oxigenação da água", explica Marcelo Pohlmann, engenheiro da Brasworld Engenharia e pesquisador da área.
Os aeradores desempenham um papel de extrema importância para o tratamento de efluentes, pois introduz o oxigênio, uma substância essencial para a realização do procedimento. "Os sistemas de aeração são relevantes ao processo, uma vez que introduzem oxigênio na carga orgânica, nitrificação e remoção biológica de nutrientes. Ainda são aplicados em caixas de areia aeradas, mistura e flotação", comenta Norberto.
Mais do que introduzir o oxigênio no processo de tratamento de efluentes, os aeradores propiciam a circulação da substância. "Além de transferir oxigênio para a água, o aerador promove sua circulação, fazendo com que o oxigênio seja transferido para toda a massa liquida", complementa o especialista da Brasworld Engenharia.
Os sistemas de aeração podem ser realizados por meio dos aeradores mecânicos ou por ar difuso. Saiba um pouco mais sobre eles.

Sistema de aeração mecânica
O oxigênio consumido nos reatores biológicos é na maioria dos casos fornecido pelo ar atmosférico. A transferência do oxigênio do ar para o tratamento de efluentes é realizada por diferentes tipos de equipamentos, que produzem a aeração artificial. Um deles é o equipamento de aeração mecânica, também conhecida como superficial.
Esse equipamento é caracterizado pela sua facilidade de aplicação e o baixo custo no investimento inicial. O aerador superficial é responsável pelos mecanismos de transferência do oxigênio atmosférico às gotas e finas películas de líquidos aspergidos no ar; pela transferência do oxigênio na interface ar-líquido, na qual as gotas em queda entram em contato com o líquido no reator e pela transferência de oxigênio por bolhas de ar transportadas da superfície ao seio da massa líquida. "O sistema de aeração mecânica baseia-se na aplicação de aeradores geralmente superficiais, provocando agitação e correntes ascendentes de esgoto, favorecendo o contato com o ar atmosférico. É um sistema de fácil aplicação e de baixo custo de investimento inicial", explica o gerente de equipamentos da Centroprojekt do Brasil.
Os aeradores mecânicos podem ser de superfície ou submersos, de eixo vertical ou horizontal, com alta rotação ou baixa rotação, flutuantes ou até mesmo fixos. "Para cada tipo de tratamento de efluente têm-se equipamentos apropriados conforme o resultado desejado. Por exemplo, para lagoas de estabilização e valos de oxidação, o mais apropriado é o aerador cachoeira de eixo horizontal com baixa rotação. É possível sua utilização inclusive em lagoas anaeróbias para controle de odores", comenta Marcelo.
Há aproximadamente seis anos no mercado, o aerador cachoeira é um equipamento que tem ganhado espaço no tratamento de efluentes e demonstrado resultados positivos na relação custo x benefícios. "Os principais benefícios do aerador tipo cachoeira são: melhora na qualidade do efluente final, com redução de DBO e aumento de OD; aumento da vazão tratada; eliminação da exalação de maus odores, eliminação de curtos circuitos hidráulicos e zonas mortas e quebra de florações de algas indesejadas em lagoas", indica o engenheiro da Brasworld Engenharia.
Algumas cidades do interior paulista como Jarinu, Lucélia e Queiroz implantaram o sistema de aeração mecânica do tipo cachoeira e obtiveram resultados positivos. Depois de adotar o sistema de aeração superficial, o município de Jarinu eliminou os odores na lagoa anaeróbia, teve uma redução na concentração de DBO e observou a necessidade de pouca manutenção corretiva e o baixo consumo de energia dos equipamentos. De acordo com engenheiros da Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo (Sabesp) responsáveis pela implantação, os aeradores colocados na lagoa de aeração servem principalmente para eliminar as bactérias, os odores e os micro-organismos.
Os municípios de Lucélia e Queiroz também se viram livres do mau cheiro após a implantação do sistema de aeração por cachoeira.
Apesar dos inúmeros benefícios proporcionados por esse sistema de aeração, podemos dizer que a principal vantagem do aerador do tipo cachoeira, em relação aos demais equipamentos de aeração mecânica está na economia do consumo de energia. "O Aerador Cachoeira foi desenvolvido para otimizar o processo de oxigenação da água. A introdução do ar na água a partir de pás proporciona um excelente rendimento reduzindo o consumo de energia comparado com os aeradores mecânicos convencionais", informa Marcelo.
 

Sistema de aeração por ar difuso
Outro equipamento utilizado para a transferência de oxigênio no tratamento de efluentes é o aerador por ar difuso. Nele, o ar é introduzido próximo ao fundo do reator biológico, para evitar a sedimentação do lodo, sendo que o oxigênio é transferido ao meio líquido devido ao empuxo exercido na bolha de ar, fazendo com que a mesma se eleve à superfície.
A tecnologia é altamente empregada no tratamento de efluentes sanitários e efluentes industriais. A aplicação mais comum se dá em lagoas ou tanques de aeração. Sua capacidade de transferência de oxigênio favorece o consumo da carga orgânica presente nos efluentes.
Estes sistemas podem ser empregados também com o intuito de promover a agitação, mistura e equalização de efluentes, sendo aplicados também em tanques de equalização, mistura e sistemas de flotação.
A aeração é realizada por difusores submersos no líquido, tubulações distribuidoras de ar, tubulações de transporte de ar, sopradores e outros meios em que se passa o ar.
A eficiência deste tipo de aerador depende da profundidade a que é colocado o difusor, de maneira geral se obtém valores médios de 6-7% de transferência de oxigênio, para cada metro de aprofundamento.
"No sistema de aeração por ar difuso, o oxigênio é introduzido por meio de micro bolhas, originários de difusores (cerâmicos ou borracha), instalados no fundo dos tanques, alimentados por sopradores de ar comprimido", afirma Norberto.
Os aeradores por ar difuso reduz os custos e aumenta a qualidade do tratamento de efluentes. O sistema de aeração por ar difuso tem alta durabilidade e, principalmente, não permite deposições, incrustações ou entupimentos, mesmo em severas condições de trabalho. "Este sistema permite a diminuição da área do sistema de tratamento, economia do consumo de energia de operação assim como possibilidade de diminuição ou aumento da introdução de oxigênio, alterando a capacidade dos sopradores", informa o gerente de equipamentos da Centroprojekt do Brasil.

Diferenças
Apesar de possuírem a mesma finalidade, os sistemas de aeração mecânica e por ar difuso foram criados para atenderem necessidades diferenciadas.
De acordo com Marcelo, os aeradores superficiais são mais versáteis. "O ar difuso é interessante quando se tem alto requisito de oxigenação por unidade de volume e quando é utilizado em tanques com profundidades acima de três metros. Já a aeração mecânica é versátil podendo ser utilizada em grande variedade de tratamentos conforme o modelo de equipamento", comenta o engenheiro da Brasworld Engenharia.
Para Norberto, a implantação dos mesmos depende de algumas características da estação de tratamento de efluentes. "Para um mesmo processo os sistemas apresentam vantagens e desvantagens, na qual devem ser levadas em consideração as condições climáticas, custos de energia elétrica, custos de manutenção e operação, rendimento. Para cada processo deve ser realizada uma análise técnica e econômica, buscando a opção mais rentável", declara o gerente de equipamentos da Centroprojekt do Brasil.

Outros métodos
Como já foi dito anteriormente, os sistemas de aeração são responsáveis pela oxigenação durante o tratamento de efluentes, sendo fundamental para esse tipo de processo. "A aeração é parte integrante de um tratamento que tenha fase aeróbia. Trata-se da concepção do projeto, se em alguma etapa do tratamento requer oxigenação, a aeração será necessária", afirma Marcelo.
No entanto, o mercado dispõe de outros métodos que podem "substituir" os aeradores. "Existem sistemas de tratamento anaeróbios de vários tipos o mais conhecido sendo de fluxo ascendente UASB (UPFLOW ANAEROBIC SLUDGE BLANKET). Há também sistemas aeróbios como filtros biológicos na qual as bactérias são fixas em um material plástico ou até pedras. Neste caso o esgoto sofre uma aeração natural em quanto passar pelo filtro assim transferindo o oxigênio para o filme fixo de biomassa", indica Norberto.
É importante destacar que no caso do reator UASB são utilizadas bactérias anaeróbias, ou seja, aquelas que não precisam de oxigênio para sobreviver, dispensando os sistemas de ventilação. Os sistemas de aeração são os únicos que propiciam a circulação do oxigênio que resulta em benefícios como a diminuição dos odores na estação de tratamento, por exemplo.