O tratamento de efluentes consiste em uma série de processos para eliminar os contaminantes presentes em líquidos residuais antes de serem devolvidos à natureza ou reutilizados para outros fins não potáveis. As categorias de efluentes que necessitam de tratamento são separadas como doméstico e industrial.
Independente da origem, ambos precisam passar por processos adequados antes de serem descartados. Para isso existem alguns métodos que podem ser divididos entre processos físicoquímicos e processos biológicos, ou até mesmo a combinação de ambos. Os primeiros baseiam sua ação mediante a imposição de barreiras físicas ou de reações químicas que irão, ou reter o elemento poluente, ou transferi-lo de fase, em geral, da fase líquida para a sólida ou gasosa.
Os processos biológicos, por sua vez, baseiam sua ação mediante o uso de microrganismos, sobretudo, bactérias, na estabilização dos poluentes presentes nas águas residuais. Essas bactérias irão utilizar a matéria orgânica presente em esgotos sanitários, por exemplo, como fonte de energia e matéria prima, tanto para manutenção de sua vida, como para sua reprodução.
De acordo com Matheus Ribeiro Augusto, Doutor em Engenharia Hidráulica e Ambiental (EP-USP), o tipo de tecnologia a ser utilizada dependerá principalmente da natureza da água residuária e da destinação do efluente final. Além disso, deve-se levar em conta o investimento, ou seja, a avaliação de CAPEX e OPEX.
Assim, um efluente não biodegradável, por exemplo, não poderá ser tratado por processos biológicos, apenas por processos físico-químicos. Para isso, seria necessário prosseguir com as premissas e avaliar quais rotas atendem aos objetivos que se pretendem alcançar em consonância com investimento necessário.
Um efluente biodegradável, por sua vez, tem uma maior gama de possibilidades, podendo ser tratado por processos biológicos ou físico-químicos, ainda podendo contar com a combinação destes, cabendo a avaliação de objetivos e custo/benefícios para indicar a melhor configuração.
“A melhor tecnologia é aquela que adeque as necessidades da empresa ou município, tanto aspecto financeiro e também levando em consideração o manancial onde será descartado o efluente tratado ou reúso em algum setor da fábrica ou município” – complementa José Franco, especialista em Tratamento de Água e Efluentes da Franco Ambiental. 
Ainda segundo ele, também há a necessidade de analisar onde será instalada a estação de tratamento de esgoto, uma vez que há processos que liberam gás metano, resultado em um odor desagradável a população adjacente, ocorrendo muita reclamação da população e desvaloriza o valor dos imóveis próximos a essa unidade. 

Principais tecnologias
Nos processos físico-químicos, as tecnologias são aplicadas quando se quer separar compostos inorgânicos (metais, principalmente) e sólidos em suspensão, seja para produção de água de reúso ou para descarte em corpos receptores.
Fábio Campos, Doutor em Ciências e Especialista em Tratamento de Água e esgoto, explica que uma das operações unitárias mais utilizadas nas configurações de processos físicoquímicos é a filtração em meio granular (areia, antracito, zeólita, etc) ou a filtração avançada, com o emprego de membranas específicas de ultrafiltração, osmose reversa e outras. 
Já em termos de processos unitários mais utilizados nos processos físico-químicos, pode-se citar a coagulação onde, mediante o uso de substâncias chamadas de coagulantes (sais metálicos como o sulfato de alumínio ou cloreto férrico), ocorrem reações químicas com partículas coloidais que promoverão a posterior floculação – formação de flocos de maior tamanho com maior velocidade de sedimentação. Esses são largamente empregados em estações de tratamento de água, para produção da água potável.

Podemos destacar ainda a Flotação e Decantação. No primeiro caso utiliza-se ar dissolvido com adição de produtos químicos para reduzir peso molecular fazendo com que os flocos fiquem na superfície e água limpas embaixo. Franco explica que o lodo é flotado e retirado por raspadores superficiais e enviado para desague em sistema de centrifugação ou prensagem e o efluente pré-tratado vai ao tratamento posterior para tratamento para reusar.
O sistema de Decantação ou Sedimentação, por sua vez, utiliza coagulante especifico que aumenta o peso molecular ocasionando a sedimentação dos flocos no fundo do decantador onde o lodo é retirado por raspadores ou descargas temporizadas. 
No caso dos processos biológicos, esses podem ser divididos em Aeróbios e Anaeróbios, sendo que a diferença entre eles é o tipo de ambiente que selecionará espécies específicas de microrganismos para atuarem no tratamento de efluentes.
Nos processos biológicos aeróbios, temos a presença de microrganismos aeróbios, que dependem da presença de oxigênio para sobreviver. São processos onde existe a obrigatoriedade da introdução natural ou artificial de oxigênio no meio. São exemplos de processos aeróbios o Lodo ativado, Lagoa aerada mecanicamente, os Filtros biológicos aerados, as Lagoas facultativas entre outros. 

Franco explica que o processo de lodos ativados pode ser definido como um sistema no qual uma massa biológica, que cresce e flocula, é continuamente recirculada e colocada em contato com a matéria orgânica contida no despejo líquido afluente ao sistema, em presença de oxigênio. 
O oxigênio é normalmente proveniente de bolhas de ar injetado, através de difusores dentro da mistura lodo/líquido, sob condições de turbulência, por aeradores mecânicos de superfície ou ainda por outros tipos de unidades de aeração. O processo possui uma unidade de aeração seguida por uma unidade de separação de sólidos, de onde o lodo separado é parcialmente retornado ao tanque de aeração para mistura com as águas residuárias 
Ao contrário do que acontece no processo Aeróbico, no tratamento Anaeróbio não temos a presença de oxigênio, o que favorece a prevalência de microrganismos que utilizam outras formas metabólicas para sobreviver, como a fermentação. A decomposição da matéria orgânica é feita por microrganismos presentes num manto de lodo. 
O esgoto sai da parte de baixo do reator e passa pela camada de lodo que atua como um filtro, transformando a matéria orgânica presente no esgoto em gás carbônico, metano, água e biomassa (lodo). São exemplos de processos anaeróbios a Fossa séptica, o Filtro biológico anaeróbio, o Reator anaeróbico de manta de lodo de fluxo ascendente (UASB) entre outros.
Para o especialista da Franco Ambiental, o tratamento anaeróbio merece um destaque por gerar menos lodo no processo de tratamento, menor consumo de energia elétrica, porém no processo de tratamento libera gás metano resultante do processo de tratamento, odor desagradável caso não utilizar o gás para geração de energia ou queimadores de gases vai ter muita reclamação da população ou no ambiente fabril. 
Por outro lado, o tratamento aeróbio gera mais lodo no processo final, consome mais energia elétrica para fornecer oxigênio ao sistema de sopradores ou aeradores de oxigênio, porém não emite odor desagradável no processo de tratamento.
Thiago Forteza de Oliveira, Eng. Hidrico – Mestre em Saneamento e Diretor de Operação da General Water destaca ainda mais dois processos, a Desinfecção e Processos Oxidativos Avançados. A desinfecção é utilizada quando se deseja promover a redução da contagem de microrganismos. A Desinfecção com cloro é a mais conhecida, mas o ozônio, a radiação ultravioleta e o dióxido de cloro também podem ser utilizados. É mais relevante quando se deseja praticar o reúso da água. 

Por último, os Processos Oxidativos Avançados são aplicáveis quando se deseja promover a oxidação/separação de compostos orgânicos ou inorgânicos persistentes após o tratamento biológico e/ou físico-químico. 
O Ozônio seguido de radiação UV, por exemplo, é uma aplicação possível.
“O tratamento de efluentes tem diferentes etapas, dependendo do tipo de efluente (industrial ou sanitário): Tratamento preliminar com gradeamento e desarenação, seguido de um tratamento primário (físico-químico), para remoção de materiais sedimentáveis em suspensão e parte da matéria orgânica, tratamento secundário com aeróbio e anaeróbio e, por fim, o tratamento terciário para retirar algum contaminante específico ou reusar a água” - enfatiza Luiz Henrique Pereira Pinto, gerente da Allonda das áreas de alimento e bebida e agronegócio.

Tecnologias que merecem destaque
Segundo Campos, os processos de tratamento estão em constante atualização, acompanhando os avanços tecnológicos e o progresso acadêmico, sendo traduzidos desde a incorporação de novos equipamentos mais eficientes, sensores de monitoramento e controle, bem como a introdução de novas rotas de processos metabólicos ou químicos.
O sistema de lodos ativados, por exemplo, teve seu primeiro registro datado do ano de 1915, na cidade de Milwaukee. De lá para cá, surgiram novas configurações, como o sistema de alta taxa e aeração prolongada, às quais permite a remoção apenas de matéria orgânica e a remoção conjunta de matéria orgânica e nitrogênio, respectivamente.
Mais atualmente o sistema de lodos ativados serviu de base para o surgimento de outro processo, o chamado lodo granular aeróbio, com a capacidade de remoção conjunta de matéria orgânica e nutrientes (nitrogênio e fósforo), além de ocupar menos espaço ainda, e gerar um volume menor de lodo para descarte e destinação.
Ainda no quesito inovação, pode-se citar o processo MBBR (Moving Bed Biofilm Reactors), surgido no início dos anos de 1990 na Noruega, baseando sua ação na introdução de elementos plásticos (biomídia) de alta área superficial em reatores aeróbios, onde haverá o crescimento de biofilme bacteriano nessas biomídas que atuaram no tratamento das águas residuais.

Uma variante desse processo é o IFAS (Integrated Fixed Film Activated Sludge), o qual surge como um sistema híbrido já que incorpora a base do MBBR, o uso de biomídia com o crescimento de biofilme aderido, e a base do lodo ativado, com o crescimento de biomassa em suspensão (floco biológico).
“O que temos destacado, e podemos dizer que é uma tendência neste segmento, é a modernização dos equipamentos e o nível de automação que vem aumentando” – enfatiza Pinto. Para ele, no tratamento primário e preliminar, as peneiras e gradeamentos têm sido bastante automatizados para diminuir a carga operacional, riscos biológicos e ergonômicos dos operadores. 
Já no secundário, deve-se considerar uma série de aspectos, como a qualidade do efluente inicial e do efluente final, se o objetivo será reusar esta água. Mas, é possível afirmar que o sistema de lodo ativado, reatores UASB e MBBR para efluentes com altas cargas orgânicas, ou quando a planta necessita aumentar a carga recebida pela estação e tem pouca área disponível, e para efluentes focados em alta qualidade, principalmente pensando em reúso ou com muitas limitações de descarte, têm-se utilizado sistema com membranas, como o MBR.
Ribeiro também considera o sistema MBR uma tecnologia ainda muito atual. Esses sistemas consistem em reatores aeróbios (lodos ativados) combinados com módulos de membranas (que podem ser instaladas no próprio tanque de aeração ou em uma unidade independente). Essas tecnologias possibilitam elevada confiabilidade operacional e são muito utilizados para a produção de água de reúso .
As membranas realizam o papel dos decantadores secundários dos sistemas tradicionais de lodos ativados, separando a fase líquida (efluente) da fase sólida (lodo biológico), porém de forma muito mais eficiente. Os reatores de membrana evitam a perda de sólidos do sistema, produzem efluentes muito clarificados (com turbidez praticamente nula), retém macromoléculas e possibilitam a operação com maiores concentrações de lodo, o que reduz substancialmente os volumes (e áreas) das unidades de tratamento.
Por outro lado, para Oliveira esse não é um assunto fácil, destacar uma tecnologia depende muito do tipo de efluente e do objetivo do tratamento. No caso de efluente industrial, rico em metais com objetivo de tratamento para descarte em corpo receptor, merecem destaque as tecnologias físico-químicas. Mais especificamente sistemas que envolvam o uso de membranas de Microfiltração e Ultrafiltração pela capacidade de produção de um efluente de melhor 
qualidade em relação a outros processos. 

Mas se o tratamento for de efluente sanitário para fins de reúso em descarga de vasos sanitários e sistemas de resfriamento, merecem destaque os processos biológicos aeróbios. “O MABR (Membrane Aerated Bioreactor) é uma tecnologia inovadora que utiliza a membrana como meio para fornecimento de oxigênio aos microrganismos responsáveis pela degradação dos compostos orgânicos. Devido a eficiência da dissolução de oxigênio, é possível economizar até 90% de energia elétrica comparativamente aos sistemas convencionais de aeração reduzindo ainda em cerca de 30% a área ocupada pelo processo de tratamento. A membrana de UF nesse caso é utilizada apenas para polimento final do efluente garantindo qualidade adequada para reúso ” – enfatiza o diretor da General Water.    

Mercado e novidades do setor
De maneira geral, o mercado do saneamento e tratamento de efluentes está em franca ascensão. Possuímos um déficit muito grande no tratamento de esgoto sanitário. Atualmente, menos de 50% de todo o esgoto gerado no país é coletado e tratado. Desta forma, as perspectivas de crescimento e de investimento público e privado são bastante animadoras.
Oliveira compara o momento atual do setor de Saneamento ao que ocorreu no passado no setor de Telecomunicações. No final da década de 90, o acesso a serviços de telefonia móvel e fixa era limitado no Brasil. Com a privatização das companhias de telecomunicações que ocorreu nesse mesmo período, iniciou-se um ciclo de investimentos que começou no início dos anos 2000 se estendendo mais fortemente por uma década até chegarmos no cenário que temos hoje onde o alcance dos serviços aumentou muito a ponto de termos mais chips de telefonia celular do que habitantes em nosso país.
Com o Novo Marco Legal do Saneamento de 2020, já se observa um grande movimento no setor de saneamento que deverá se estender até pelo menos 2033 de acordo com as metas estabelecidas de universalização dos serviços. Nesse sentido muitos investimentos já estão sendo realizados no setor.
Além disso, em uma análise mais global, o saneamento que envolve não só o abastecimento de água, mas também, o tratamento de esgoto, gestão de águas pluviais e manejo de resíduos sólidos é um desafio mundial. Um tema que ganha cada vez mais evidência na sociedade, fazendo parte inclusive da agenda ESG e Objetivos do Desenvolvimento Sustentável (ODS) da Organização das Nações Unidas (ONU). 
“Com o novo marco regulatório, o mercado do saneamento terá um crescimento ainda mais acelerado.  Assim como as indústrias têm olhado mais atentamente para seus efluentes, seja pela necessidade de atender a legislações cada vez mais restritivas, seja pela escassez hídrica que tem se tornado cada vez mais frequente. O que tem acarretado num custo pela água cada vez mais elevado” - destaca Pinto.
E neste sentido, o reúso de água torna-se uma solução, além de economicamente cada vez mais viável, mas também mais amigável ao meio ambiente. Outro aspecto a ser considerado é a concessão de outorgas de captação de água, que têm sido cada vez mais restritivas, outorgando menores volumes de água. 
Isso faz com que as indústrias comecem a pensar em reúso de água desde a concepção de um projeto de uma nova fábrica. Isso significa que projetos novos terão a tendência de já iniciarem as suas operações com sistemas de tratamento de efluentes com sistemas terciários para proverem água de reúso e, assim, diminuírem volumes de água captada.
Para Franco, as tecnologias que existem atendem muito e são eficazes, porém há necessidade de investimento sim, mas não em equipamentos, mas sim em educação ambiental e cobrança e penalidades as empresas e municípios poluidores, se gasta muito recursos financeiros em saúde pública devido à má qualidade de água servida a população, devido os esgotos lançados aos rios e mananciais sem tratamento prévio ou maltratado. 

“O reúso de água de chuva é um projeto excelente para reduzir enchentes em todas as cidades brasileiras que sofrem com as inundações severas, esse projeto é de vital importância e urgente devido ao aquecimento global. Um pequeno exemplo: Se cada casa utilizar 2.000 litros (2m³) de água de chuva por mês em um município com 50.000 moradias. Seria uma economia mensal de um reservatório de 100.000.000 litros/mês (100.000 m³/mês) ” – 
finaliza o especialista. 

Contatos
Allonda: www.allonda.com
Fábio Campos: fcampos@usp.br
Franco Ambiental: www.francoambiental.com.br
General Water: www.generalwater.com.br
Matheus Ribeiro Augusto: matheus.augusto047@gmail.com