Tecnologia MBBR e processo BAS em papel e celulose: eficiência e reúso

A indústria de papel e celulose enfrenta o desafio constante de expandir sua capacidade produtiva de forma sustentável e economicamente viável. Sendo um setor intensivo no uso de água, a otimização da circularidade dos recursos hídricos e a redução do impacto ambiental são mandatórios para atender às rígidas regulamentações de descarte. Diante deste cenário a Veolia, especialista em tecnologias avançadas de tratamento de água, dispõe de soluções de tratamento de efluentes com reatores biológicos de leito móvel (MBBR) e suas variantes, como o processo BAS (Biofilm Activated Sludge) que consolidam-se como soluções de engenharia de alta performance e são capazes de minimizar a geração de lodo e garantir efluente tratado de altíssima qualidade.

Expertise Comprovada em Engenharia de Biofilmes e Circularidade

Com ampla experiência no desenvolvimento de soluções personalizadas para o setor de papel e celulose, o Veolia dispõe de um amplo portfólio de tecnologias de tratamento biológico que se baseia no princípio de biofilmes aderidos a mídias plásticas de alta área superficial, que se movem livremente no reator biológico por meio de aeração de fundo (bolhas médias) e/ou misturadores mecânicos. Essa tecnologia compacta e robusta protege os microrganismos contra variações de carga orgânica e choques tóxicos, permitindo que as indústrias operem de forma contínua e segura.

Com expertise comprovada, a Veolia tem ampla capacidade de integrar essas tecnologias para otimizar a circularidade da água e a recuperação de recursos. Ao projetar sistemas como o processo BAS (processo biológico composto por reatores MBBR seguidos por lodos ativados), a Veolia atua diretamente na gestão e redução da produção de lodo biológico. O reator MBBR remove a matéria orgânica facilmente biodegradável, otimizando a relação F/M (Alimento/Microrganismos) no processo de lodo ativado subsequente. Em condições de escassez de nutrientes, o biofilme em excesso gerado no MBBR é facilmente consumido e degradado na etapa de lodos ativados, resultando em uma menor produção global de lodo biológico e gerando um lodo com excelentes propriedades de sedimentabilidade (baixo IVL – Índice Volumétrico de Lodo – IVL) e minimizando o risco de “bulking filamentoso”.

Caso 1: Expansão de Produção para 1,64 Milhão de ADt/ano com Polimento por MBBR

Em um projeto de ampliação de uma planta de papel Kraft de 1.000.000 ADt/ano para 1.645.000 ADt/ano utilizando madeira de eucalipto como matéria-prima, a etapa biológica existente — composta por uma lagoa de aeração seguido de uma lagoa de polimento precisava ser otimizada para garantir o descarte adequado do efluente industrial com vazão de 133.800 m³/dia e alta carga de DBO/DQO. A solução consistiu na instalação de três reatores MBBR operando em série (volume total de 15.500 m3, com dimensões unitárias de 27 metros de diâmetro e 9 metros de profundidade), posicionados estrategicamente entre as duas lagoas existentes.

O que a tecnologia faz neste caso: O MBBR foi projetado especificamente como uma etapa de polimento avançado. Como a lagoa aerada primária (ampliada no seu sistema de aeração) atua na remoção do material orgânico de fácil degradação, o papel do MBBR é remover a fração orgânica recalcitrante (de difícil degradação). As mídias plásticas inseridas nos reatores criam uma área superficial protegida ideal para o desenvolvimento de bactérias de crescimento lento. Esses microrganismos especializados colonizam as mídias e degradam os compostos orgânicos complexos que resistiram ao tratamento convencional anterior, viabilizando os seguintes resultados:

• Vazão de Tratamento: 133.800 m³/dia (5.575 m3/h);
• Remoção de DBO: Eficiência de remoção de 95%;
• Remoção de DQO: Eficiência de remoção acima de 70%;
• Sólidos Suspensos Totais (SST): eficiência de remoção acima de 90%;
• Temperatura de Descarte: Resfriamento e controle para níveis inferiores a 40°C.

Caso 2: Tecnologia BAS e Flotação por Ar Dissolvido (DAF)

Para uma nova linha de produção de papel Kraft projetada para atingir 1.300.000 ADt/ano, foi desenvolvido um sistema integrado focado na máxima circularidade da água e na recuperação de fibras. O efluente foi segregado em duas correntes líquidas distintas: corrente com Alto Teor de Fibras e corrente com Baixo Teor de Fibras.

Após peneiramento e decantação primária para recuperação de fibras, as correntes são equalizadas, neutralizadas e resfriadas. O tratamento biológico projetado foi com a tecnologia BAS (MBBR + Lodos Ativados),
seguido por decantadores secundários e um polimento terciário físico-químico composto por coagulação, floculação e Flotação por Ar Dissolvido (DAF).

O que a tecnologia faz neste caso: No processo BAS, o reator MBBR contendo as mídias plásticas em suspensão, recebe o efluente bruto contendo alta carga orgânica (e possíveis variações), sendo responsável pela e realiza um pré-tratamento biológico acelerado, degradando rapidamente grande parcela da carga orgânica biodegradável. Isso protege a etapa subsequente de lodos ativados contra picos de carga e choques operacionais. Além disso, a biomassa em excesso que se desprende das mídias do MBBR serve como alimento facilmente assimilável para as bactérias do lodo ativado, resultando numa menor produção global de lodo da planta e melhora na sedimentabilidade do lodo no decantador secundário. Por fim, o sistema terciário DAF (Flotação por Ar Dissolvido) complementa a remoção de sólidos em suspensão, fibras remanescentes, DQO e cor por meio de microbolhas de ar, garantindo o polimento final do efluente para possível reuso e descarte final com características físico-químicas dentro da legislação ambiental:

• Vazão Média de Tratamento: 108.000 m3/d (4.500 m³/h);
• DBO Final: Redução substancial de DBO/DQO e Sólidos em Suspensão;
• Remoção de Compostos Organoclorados (AOX): Redução acima de 97%;
• Concentração de Nutrientes e demais Parâmetros: Nitrogênio Total de 2 mg/L, Fósforo Total de 0,6 mg/L e Sulfetos de 0,14 mg/L.

Conclusão: O Caminho para o Crescimento Sustentável e Viável

A implementação bem-sucedida dessas tecnologias demonstra que o crescimento industrial não precisa ocorrer às custas do meio ambiente. Ao integrar soluções compactas e robustas como o MBBR “Lagoon Guard” e o processo BAS, as indústrias de papel e celulose conseguem atingir suas metas de produção de forma altamente sustentável e econômica: minimiza a geração de resíduos biológicos complexos e garante um descarte do efluente líquido totalmente em conformidade com as mais rígidas exigências regulatórias. Dessa forma, consolidamos nossa proposta de valor: proteger os recursos naturais e viabilizar o crescimento responsável do setor através da excelência tecnológica.

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