Com a frequente escassez dos recursos hídricos, novas tecnologias visando garantir a qualidade da água dos mananciais e um melhor aproveitamento dos recursos hídricos têm sido alvo de pesquisa e desenvolvimento há várias décadas. A demanda por novas tecnologias para o tratamento de água, efluentes industriais e municipais, e os resíduos gerados por estes sistemas são cada vez mais estudados e analisados quanto a suas eficiências, assim como sua capacidade de redução de custos.
Os processos industriais e a agricultura são responsáveis por grande parte do consumo de água em nosso país, o qual na maioria estas águas utilizadas em processos industriais encontram-se, ao final de sua utilização em condições químicas ou físicas inadequadas e que podem apresentar uma diversidade de poluentes e resíduos de elevados níveis de carga orgânica até compostos de alta toxicidade impossibilitando o retorno ao manancial que foi captado. Outro grande responsável pela poluição são os esgotos, com alta concentração de carga orgânica e muitos contaminantes patogênicos.
O tratamento de efluentes industriais e domésticos pode ser realizado com o emprego de diferentes processos físicos, químicos ou biológicos. Na maioria das vezes, é necessário o emprego conjunto de mais de um desses para que o efluente retorne em condições adequadas de destinação ou que seja possível o seu reúso.

Tratamento físico-químico
O tratamento físico-químico da água e efluentes é usado principalmente para:
- Controlar poluentes não removidos por processos biológicos convencionais;
- Fazer o tratamentos de água potável das estações de tratamento de água (ETA´s);
- Reduzir a carga orgânica precedendo o tratamento biológico diminuindo o dimensionamento da ETE.
O processo físico-químico retira também poluentes como o fósforo orgânico solúvel, nitrogênio, matéria orgânica (DBO), DQO, bactéria e vírus, sólidos em suspensão, sólidos coloidais e soluções que contribuam para turbidez. Umas das aplicações mais nobres é o uso para produzir água potável.

Tratamento biológico
O tratamento biológico é utilizado para gerar degradação de matéria orgânica dos efluentes, através de ação de agentes biológicos como bactérias, protozoários, etc que pode ocorrer de forma aeróbio, com utilização de oxigênio e anaeróbio, sem oxigênio.

Tecnologia MBR (Membrane BioReactor)
O sistema MBR está entre o que existe de mais avançado em tratamento de efluentes domésticos e industriais, com eficiência elevada e aplicação em diversas situações.
A tecnologia de biorreatores com membranas não se trata de uma ultrafiltração direta e sim de um sistema biológico completo em que as membranas de ultrafiltração fazem parte integrante do processo de digestão de matéria orgânica. Usualmente é utilizada acoplada a um biorreator aeróbio, podendo ser instalada em sistemas já existentes de lodos ativados, por exemplo. Por trabalhar com concentrações de sólidos maiores que os sistemas biológicos comuns, pode ser empregada em tanques de aeração mais compactos que os utilizados em sistemas de lodos ativados.
Os efluentes tratados devem ser biodegradáveis, com baixa carga orgânica, como os esgotos sanitários, e também efluentes de alta carga, como de cervejarias ou indústrias alimentícias.
A tecnologia de MBR é considerada o processo mais estável e seguro, onde permite obter um efluente final de alta qualidade com remoção de carga orgânica e nutriente. É o processo que tem uma operação simples, não havendo necessidade de controle de retorno de lodo.
Para o Dr. e especialista na área, Frederico Lage Filho da USP, as tecnologias mais modernas com relação a tratamento de esgotos domésticos e industriais também são variações modernizadas do processo aeróbio de lodos ativados.
"Todos eles são mais eficientes, geram menos lodos e são mais resistentes a variações de cargas que os lodos ativados; estes costumam ser mais eficientes que biofiltros, exceto biofiltros não-convencionais".
Dentre as vantagens está a economia de energia em relação aos sistemas convencionais de biorreatores aeróbios. Outro aspecto positivo é que este sistema promove a redução intensa de microrganismos, possibilitando o reúso da água; e possibilita a utilização de reatores compactos e do controle do sistema remotamente por telemetria e automação, além de permitir incrementar a capacidade operacional de lodos ativados convencionais.
Segundo Joaquim Marques Filho especialista técnico da Pentair especializada no desenvolvimento de produtos e sistemas para transporte, tratamento, armazenamento e filtração de água, "Os lodos ativados aeróbios são um dos métodos mais usados e mais eficientes para o tratamento de efluentes domésticos e industriais. A utilização associada à separação do lodo por membranas de ultrafiltração, MBR (membrane bioreactor), tem se mostrado a melhor solução para enfrentar os desafios do tratamento de efluente no que se refere a área instalada (75% de redução na área instalada) e qualidade do efluente tratado, que pode ser diretamente reusado por sua qualidade superior aos efluentes tratados em sistemas convencionais".

MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor)
A tecnologia de sistema de tratamento de esgoto do tipo MBBR foi desenvolvida na Noruega na década de 1980, através da parceria firmada entre a companhia Kaldnes Miljøteknologi (KMT), especialista em tratamento de efluentes doméstico e industrial, e o Instituto de Pesquisa SINTEF (Rusten et al, 2000).
Basicamente, o processo de MBBR consiste em uma tecnologia adaptada aos sistemas de lodos ativados, por meio da introdução de pequenas peças de plástico de baixa densidade e de grande área superficial (biomídias) no interior do tanque de aeração, que atuaram como meio suporte para desenvolvimento do biofilme, mantidos em constante circulação e mistura seja em função da introdução de ar difuso ou devido à existência de agitadores mecanizados; não havendo a necessidade de recircular o lodo (WEF, MOP nº 35, 2010; Minegatti, 2008; Rusten et al, 2000; Ødegaard et al. 1994).
Dessa forma segundo Fábio Campos, Biólogo e Doutorando em Ciências pela Faculdade de Saúde Pública da USP, o sistema MBBR incorpora as melhores características dos processos de crescimento de biomassa em suspensão e de biomassa aderida, conferindo ao processo um aporte considerável de sólidos em suspensão, proporcionando o aumento da população de microrganismos atuantes na depuração do esgoto, permitindo assim, tratar cargas orgânicas carbonáceas e nitrogenadas mais elevadas quando comparado ao sistema de lodo ativado.

Mantendo os mesmos princípios básicos da MBBR a B&F Dias traz ao Brasil os sistemas Cleartec^®. A solução está baseada na utilização e instalação de mídias têxteis nos processos biológicos aerados em conjunto com os sistemas de aeração e que segundo o fabricante possibilita o incremento em até 100% da capacidade de tratamento nas estações de esgotos sanitários e efluentes industriais, sem a necessidade de execução de obras civis ou aumento da potência instalada no processo biológico.
O Cleartec^® é uma estrutura com mídias têxteis para aumento e fixação do número de microrganismos. Possui uma superfície especifica larga, áspera e altamente estruturada ideal para colonização, fornecendo maior proteção ao biofilme. A aeração é necessária apenas para o fornecimento de oxigênio para a biomassa, e não obrigatoriamente para maior mistura como em alguns processos de MBBR.
O meio têxtil proporciona condições ideais para o crescimento dos microrganismos e é fixado numa estrutura em aço inoxidável que pode ser montada sobre sistemas de aeração já existentes ou não. Segundo a B&F Dias a estabilidade biológica e o alto desempenho do sistema estão associados ao fato de conciliar as características e vantagens do leito fixo e móvel num único conjunto. "Não existe a necessidade da instalação de peneiras na entrada ou saída do tanque, como no MBBR, ou o risco de entupimento das mídias", completa Alessandra Cavalcanti, do departamento de marketing da empresa.

Biofiltros
O biofiltro é um sistema de tratamento de água com resíduos, tanto de origem industrial como urbana. É um sistema biológico, com uma excelente eficiência em eliminação de matéria orgânica e com o alcance de excelente rendimento de purificação.
São processos com a finalidade de tratar esgotos domésticos e efluentes industriais, com desempenho para um ambiente ecológico, tendo como condicionantes a luz, a matéria orgânica, temperatura, pH e o oxigênio.
Em um tratamento biológico de efluentes, após o lançamento dos despejos, reproduzem-se de certa maneira, os processos de autodepuração, transformando elementos orgânicos em produtos ou elementos mineralizados.
Este tipo de tratamento é amplamente dividido em tratamento aeróbio e anaeróbio.

Biofiltros aerado submerso (BAS)
Utiliza microrganismos de crescimento aderido, sendo amplamente empregado para remoção de matéria carbonácea e nitrogenada. Uma das vantagens da aplicação desse sistema está a compacidade, o aspecto modular, a rápida entrada em regime, a resistência aos choques de cargas e a resistência às baixas temperaturas do esgoto. Os BAS podem ser usados como polimento de um sistema anaeróbio de tratamento de esgotos, ou como a unidade principal de tratamento.

Ilhas flutuantes / Wetlands
Países como EUA, Nova Zelândia e Austrália têm investido nas chamadas "ilhas flutuantes" (sigla FTWs, em inglês, Floating Treatment Wetlands), que trazem a água suja de volta ao seu estado puro e reutilizável. Cientistas têm buscado uma maneira de limpar lagoas de água pluviais, águas residuais de efluentes e água de escoamento agrícola, e estudam como as ilhas flutuantes podem purificar essas águas.
O termo "wetlands" é usado para caracterizar vários ecossistemas naturais que ficam parcial ou totalmente inundados durante o ano. Exemplos conhecidos de Wetlands naturais são os pântanos, as várzeas de um rio, etc.
No Brasil, as principais recomendações de uso são para o pré-tratamento de água para diversas finalidades, tratamento secundário e terciário de esgoto urbano, abastecimento de água industrial e urbana e purificação de grandes volumes de água.
A técnica é baseada na construção de ecossistemas artificiais, que objetivam a mesma melhoria na qualidade da água que uma
Wetland natural pode proporcionar. A construção de canais que usam macrofilas aquáticas flutuantes, também conhecidas como aguapés, é uma técnica de construção e maneja de Wetlands. Os aguapés contribuem na melhoria da qualidade da água, porque servem como um filtro de remoção de sólidos em suspensão e de nutrientes, nitrogênio e fósforo. Dentre as vantagens, destaca-se a resistência ao alto grau de poluição da água com grandes variações na quantidade de nutrientes, pH, toxinas e metais pesados. Podendo ser empregados em locais bastante degradados.
Estas ilhas flutuantes são um exemplo particularmente inovador de biomimetismo. "As FTWs podem ser simples matrizes construídas que ficam na superfície, cobertas por uma película de micróbios que se alimentam de nitrogênio e fósforo presentes na água, além de outros poluentes na sua superfície pegajosa. Além disso, as FTWs abrigam muitas plantas e até mesmo árvores além da película microbiana, como num pântano natural. Os caules das plantas permanecem acima do nível da água enquanto as raízes submersas crescem rapidamente", explica o especialista da Clearwater Layline, Jeffrey Hanson.

Jardins filtrantes
A tecnologia desenvolvida pela empresa francesa, Phytorestore, tem o método, baseado em jardins, que é usado para tratar esgotos domésticos e efluentes industriais, condicionar lodos de estações de tratamento de esgoto (ETEs), produzindo composto fertilizante, além de realizar biorremediação de solos e revitalizar rios e lagos.
Com tecnologia de simples compreensão, os projetos realizados pela empresa são baseados em 5 princípios dos jardins filtrantes, do qual é a dona da patente: Tratamento; Paisagístico; Biodiversidade; Econômico e Gestão.
O jardim filtrante é uma solução que apresenta segurança no nível biológico, uma vez que pode ser montado com a flora natural do local, evitando problemas de introdução de espécies novas num ecossistema diferente.
É também economicamente viável, pois não necessita de grandes manutenções, produzindo uma estação de tratamento até 30% mais barata que estações convencionais.
Os jardins filtrantes também se mostraram opção mais ecológica no tratamento de lodo contaminado e, obviamente, de recuperação e preservação de rios. No caso do lodo, as ações são por meio da Rizosfera. Quarenta tipos de efluentes podem ser tratados e o lodo pode se tornar adubo.
É possível obter uma equivalência de volume de tratamento com o uso dos jardins filtrantes. Porém, é uma técnica que se adapta melhor em ambientes com bom espaço, como cidades do interior ou locais com menos concentração de construções.

Sistemas de tratamento móveis
Os sistemas móveis de tratamento são também uma grande tendência no mercado e já estão diponíveis por diversos fabricantes atendendo a diversos segmentos de mercado, sendo uma ótima opção para tratar águas por demanda, momentos de contingências ou ampliações sazonais no sistema de tratamento.
O sistema móvel da GE batizado de Mobile Water foi criado para dar suporte aos clientes e garantir a operação sem interrupções dos mesmos (evitando prejuízos). As tecnologias empregadas em Mobile Water acompanham as necessidades do mercado e suas exigências. "Se hoje são demandadas osmoses reversas, temos osmoses reversas. Se amanhã demandarem outra tecnologia, teremos outra tecnologia. Nos EUA já fornecemos até evaporadores em nossa frota móvel", diz o Grupo GE, por meio da assessoria de imprensa.
Uma das vantagens da frota móvel, além da forma de atendimento, é o período de disponibilidade ao cliente. Podendo atender uma solicitação no período de até um ano. A GE explica como isso e possível: "A frota móvel pode atender o cliente no período que ele desejar. Contratos Mobile Water são de um dia a 2 anos e BOO (Build, Own & Operate) são contratos acima de 2 anos. De qualquer forma, a frota fica "estacionada" no cliente de acordo com o prazo do contrato. Levando em consideração os contratos existentes e o pipeline de novas oportunidades fazemos o planejamento para ampliação da frota", finaliza.

Outros sistemas
Procurando novas soluções para o mercado algumas indústrias já têm implantado novos procedimentos de tratamento de água e efluentes, como é o caso da Acqua System que desenvolveu um equipamento para tratar flúor em águas, além de solventes em efluentes. Segundo a empresa, apesar do novo equipamento ainda estar em desenvolvimento, ele já está sendo usado por muitas indústrias.
O sistema batizado de Acqualise é um equipamento compacto e bastante eficiente na remoção de impurezas ou sais em excesso de águas para fins de potabilidade e efluente segundo o seu fabricante. Há dois tipos de Acqualise: Acqualise TF (tratamento de flúor) usado na remoção de sais de flúor e alguns elementos eletronegativos, que deixam a água com gosto salobro e o sistema Acqualise TE (tratamento de efluentes) desenvolvido para remoção de solventes e compostos orgânicos complexos em geral, como: Fenóis, BTXE, entre outros. Esses compostos sofrem uma quebra em sua molécula principal, e o subproduto desse processo é menos poluente e mais fácil de ser tratado do que a molécula original.

O Acqualise pode ser aplicado como pré ou pós-tratamento, dependendo da necessidade e aplicação de cada cliente. Para Santiago Thareck Aeissami, que desenvolveu o projeto, o equipamento tem muito mais vantagens que desvantagens dentre elas a pequena área de implantação, ausência de odor, de ruído, e alta eficiência de remoção, baixa manutenção, pouca perda de líquido no tratamento, quanto a desvantagem o fabricante cita,
"O que podemos chamar de desvantagem é que o nosso equipamento usa energia elétrica por se tratar de uma eletrólise, porém, o gasto do nosso equipamento com energia elétrica é equivalente a um chuveiro de baixa potência. O custo é muito baixo", complementa.
Santiago cita ainda uma comparação do seu sistema com outro sistema de remoção de flúor geralmente utilizado, "Os sistemas de resinas de troca iônica não garante 100% da remoção do flúor, porque as resinas reagem primeiro com outros elementos, como: carbonato de cálcio, carbonato de magnésio, ferro. O flúor acaba ficando sempre por último, além da manutenção dessas resinas serem feitas com ácido e soda cáustica, cujo elementos químicos são perigosos no manuseio. Nosso equipamento também já tem essa vantagem em cima destes sistemas", finaliza.

Contato das empresas:
Acqua System: www.acquasystemlaboratorio.com.br
B&F Dias: www.bfdias.com.br
Clearwater Layline: www.clearwaterlayline.com
Fábio Campos: Biólogo e Doutorando em Ciências pela Faculdade de Saúde Pública da USP
Frederico Lage Filho: Faculdade Oswaldo Cruz e Brasil Ozônio (Cietec/Ipen-USP)
GE: www.gewater.com
Pentair: www.pentair.com.br
Phytorestore: www.phytorestore.com.br