Avaliação da eficiência da remoção de fósforo em efluentes: um estudo de diferentes configurações de biorreatores a membrana

Abstract

O fósforo (P) é um elemento fundamental para manutenção da vida de todos os organismos vivos e um recurso não renovável. O grande aumento populacional e a consequente necessidade de produção de alimentos contribuem indiretamente para a escassez do P. A concentração desse nutriente tende a sofrer alterações devido ao processo de urbanização e ao estilo de vida, podendo atingir seu limite mais baixo em 2034. Aliado a esse cenário, a implementação de legislações rigorosas quanto à descarga de efluentes contendo P, impõe um alerta quanto a necessidade de garantir o equilíbrio ecológico dos corpos receptores. Sistemas convencionais enfrentam dificuldades para a remoção do P, assim novas tecnologias de tratamento são requeridas. Existem diferentes tecnologias desenvolvidas para tratamento de efluentes com considerável presença de P. Contudo os biorreatores a membranas (MBRs) mostram-se como uma das opções mais adequadas para o atendimento a baixos limites de lançamento ou quando há o objetivo de reutilização da água tratada. Assim, o presente trabalho tem por objetivo compreender por meio de uma revisão da literatura a dinâmica de operação de biorreatores à membrana considerando o efeito de diferentes configurações na eficiência da remoção de fósforo presentes em águas residuárias. A análise sistemática resultou em um total de 5.700 artigos de pesquisa que se relacionam com a proposta de pesquisa. A base de dados Web of Science foi responsável por 97,10 % das publicações nos últimos 10 anos. A partir de um refinamento, considerando trabalhos em escala de piloto ou sistemas com volumes maiores, foram selecionados 29 artigos para a discussão detalhada. Destes, analisouse como diferentes configurações de MBRs influenciam na capacidade de remoção de P. Ao final do estudo, os resultados indicaram que, apesar das variações nas configurações dos sistemas e das condições operacionais, os MBRs demonstram ser uma solução robusta para a redução de P em efluentes, com potenciais significativos para aplicação em reuso de água e conformidade com regulamentações ambientais rigorosas.

Phosphorus (P) is a fundamental element for sustaining the life of all living organisms and a non-renewable resource. The significant increase in population and the consequent need for food production indirectly contribute to the scarcity of P. The concentration of this nutrient tends to change due to urbanization and lifestyle processes, potentially reaching its lowest limit in 2034. In addition to this scenario, the implementation of strict legislation regarding the discharge of effluents containing P raises an alert about the need to ensure the ecological balance of receiving bodies of water. Conventional systems face difficulties in removing P, thus new treatment technologies are required. Various technologies have been developed for treating effluents with considerable P content. However, membrane bioreactors (MBRs) have proven to be one of the most suitable options for meeting low discharge limits or when the goal is to reuse treated water. Thus, the present work aims to understand, through a literature review, the operational dynamics of membrane bioreactors considering the effect of different configurations on the efficiency of phosphorus removal in wastewater. The systematic analysis resulted in a total of 5,700 research articles related to the research proposal. The Web of Science database accounted for 97.10% of publications in the last 10 years. After refinement, considering pilot-scale works or systems with larger volumes, 29 articles were selected for detailed discussion. These articles analyzed how different MBR configurations influence the P removal capacity. At the end of the study, the results indicated that despite variations in system configurations and operational conditions, MBRs demonstrate to be a robust solution for P reduction in effluents, with significant potential for application in water reuse and compliance with strict environmental regulations.