Uma das tecnologias mais populares de tratamento biológico de efluentes, domésticos e industriais, são os filtros biológicos percoladores (FBP). Esta tecnologia está amplamente difundida por todo o mundo por vários motivos, que podem ser resumidos nos seguintes: é uma tecnologia antiga e bem conhecida, associada a baixos custos de instalação e de operação, capaz de proporcionar resultados excelentes, ou seja, se bem desenhado e operado cumprirá com o requerido, e sua instalação, operação e manutenção pode ser realizada de um modo extremamente simples.
Os filtros percoladores podem ser desenhados para a remoção carbonácea e nitrificação, conjuntamente ou em separado, e também para desnitrificação.
Estes equipamentos podem consistir em toda a etapa de tratamento biológico, não sendo exigidas outras unidades, ou podem ser desenhados como parte da etapa de tratamento biológico, em conjunto com outras unidades, como ocorre na maioria dos casos no Brasil, onde os filtros percoladores são normalmente utilizados como etapa secundária do tratamento biológico, como polimento do efluente de Reatores Anaeróbios de Fluxo Ascendente (RAFA).
Com o incremento das restrições aos valores limites de descarga, é cada vez mais importante não só aumentar a capacidade de tratamento de efluentes, como também a qualidade do efluente tratado. Existem muitas tecnologias capazes de cumprir com tais requisitos, mas por vezes o custo de instalação e ou o custo de operação, por m³ tratado, são muito elevados, inviabilizando sua instalação.
Os filtros biológicos percoladores são uma alternativa de baixo custo de instalação e ainda menor custos de operação e manutenção. Mas devem ser desenhados para tal.
O desenho de filtros percoladores não deve ter como base somente as características do meio de suporte, recheio, ou somente as características da água a tratar. Se desenhado considerando somente a área superficial do recheio, para águas com diferentes propriedades, poderá não ser obtido o resultado requerido. Também, se desenhado considerando somente as características da água a tratar, e utilizado sempre o mesmo recheio, é também possível que o resultado requerido não seja alcançado.
O desenho de filtros percoladores deve, portanto, ser realizado através estudo das interações entre os compostos presentes na água a tratar e o biofilme aderido ao meio de suporte. Para o desenho pode recorrer-se a diferentes métodos de cálculo, fórmulas empíricas, etc.; no entanto, um resultado bom e constante irá realmente depender da interação entre o biofilme aderido ao meio de suporte e as características do afluente percolado.
Ou seja, se ao biofilme, formado por microrganismos de diferentes espécies, forem disponibilizados todos os compostos que este necessita para se desenvolver, continuará crescendo, e para crescer seguirá utilizando compostos vários, entre eles, aqueles que se pretende ser removidos. Neste caso, a eficiência será a pretendida, desde que as interações tenham sido devidamente calculadas e as condições se mantenham.
Por outro lado, se ao biofilme não forem disponibilizadas as condições que necessita para se desenvolver, os resultados não serão os pretendidos.
Há que considerar alguns temas de desenho da maior importância, associados ao processo propriamente dito, ou seja, à manutenção das condições mínimas para a sobrevivência do biofilme. À medida que se desenvolve, sua espessura vai aumentando, e este fato é um fator limitante para a sua própria sobrevivência. Ou seja, à medida que a espessura do biofilme aumenta, os canais e interstícios do meio de suporte onde está aderido são gradualmente restringidos, impedindo a conservação das condições mínimas para a sobrevivência do próprio biofilme (nutrientes e oxigênio, se o processo for aeróbio – remoção carbonácea e/ou nitrificação). O resultado será um decréscimo na eficiência de remoção.
É também comum que os sólidos suspensos (SS) presentes no afluente do filtro percolador venham a contribuir para a colmatação do meio de suporte do biofilme, principalmente pela sua deposição em superfícies horizontais ou pouco inclinadas, que não facilitam o escoamento ao longo da profundidade do recheio.
Estes dois fatos são muito frequentes em filtros percoladores (e em outras unidades de tratamento à base de biofilme aderido), cujos desenhos não consideraram a remoção de sólidos suspensos do meio de suporte, derivados quer do aumento da espessura do biofilme, quer da constante acumulação de sólidos suspensos alimentados ao filtro. As consequências são graves, pois a colmatação do meio de suporte implica a ineficiência da unidade de tratamento, e nem sempre este acontecimento tem fácil ou simples solução; mas quando tem, na maioria das vezes a solução é temporária, sendo requerida com alguma frequência.
Não só para os filtros percoladores, mas durante o desenho de unidades de tratamento biológico à base de biofilme aderido em meio de suporte fixo, é importante considerar quais as condições mínimas para a sobrevivência do biofilme, e como é possível manter relativamente constantes ao longo do tempo essas condições. Caso contrário, situações perfeitamente naturais e desejáveis (crescimento do biofilme) podem implicar perdas de eficiência, paradas indesejáveis, custos de manutenção elevados, e o descumprimento nos valores de descarga.
Os filtros percoladores são constituídos por apenas alguns componentes: a) meio de suporte / recheio / enchimento, o principal, onde ocorre o processo, ou seja, a remoção dos compostos que contaminam a água a tratar, sendo estes incorporados no biofilme ou transformados em outros, de menor potencial poluente; b) sistema de distribuição, normalmente através de um distribuidor rotativo de braços (para filtros percoladores cilíndricos), que devem garantir a distribuição uniforme da água a tratar sobre toda superfície do meio de suporte; c) estrutura de apoio do meio de suporte; d) sistema de aeração, normalmente formado por aberturas na parede externa do filtro, de modo a proporcionar a circulação de ar; e) sistema de drenagem, normalmente consiste em uma inclinação suave do fundo do filtro, de modo a conduzir a água tratada para uma tubulação de saída do filtro; f) sistema de recirculação, constituído por bombas e tubulações, de grande importância para o processo; e finalmente g) a própria estrutura externa do filtro percolador, constituída por parede externa e base, que pode ser realizada a baixo custo, de peso reduzido e até portátil, mas com toda a segurança estrutural que o concreto armado oferece.
Todos estes componentes são de vital importância para o correto funcionamento de um filtro biológico percolador, garantindo assim o cumprimento da eficiência de desenho. Cada componente tem a sua função, e o seu desenho deve ser ponderado de acordo com as características da água a tratar e dos resultados pretendidos.

Eng. André G. Gomes
Coordenador de Produtos de Tratamento de Água e Efluentes
GEA Sistemas de Resfriamento
www.geasr.geagroup.com
Tel.: (19) 3936-1522