Área de Engenharia de Processos (LPB)
Os reatores biológicos para tratamento de águas residuárias constituem a etapa principal dentro de uma estação de tratamento de águas residuárias. O desenvolvimento, estudo e análise de reatores biológicos (biorreatores) para tratamento de águas residuiárias é de fundamental importância para o desenvolvimento de concepções de estações de tratamento com elevado desempenho.
Nesse sentido, o LPB tem como objetivos principais o desenvolvimento de novas concepções de biorreatores para tratamento de águas residuárias, o estudo aprofundado dos fenômenos de transferência e de conversão biológica que ocorrem no interior dos reatores e a avaliação da aplicabilidade prática dos sistemas, contemplando construção, operação e custos.
Essa linha de atuação em pesquisa visa, principalmente, o maior entendimento dos fundamentos do tratamento biológico de águas residuárias e a consequente a aplicação de novos sistemas biológicos, fundamentada em bases racionais.
As linhas de pesquisa desenvolvidas versam sobre temas tecnológicos e científicos. O desenvolvimento e estudo de aplicabilidade de certos reatores para tratamento de águas residuárias específicas é tema tecnológico central, mas que não se sustenta sem uma base científica consistente. Os fenômenos de transferência de massa, a cinética de conversão biológica da matéria orgânica, a hidrodinâmica são temas fundamentais abordados nas linhas de pesquisa. A modelagem matemática dos reatores, contemplando os fenômenos fundamentais é consequência direta desses estudos e é abordada nas linhas de pesquisa com objetivos de otimização, simulação e aumento de escala dos biorreatores.
O LPB tradicionalmente tem como principal objeto de pesquisa os processos anaeróbios de tratamento. São estudados aspectos de reatores já consagrados como o reator de manta de lodo e escoamento ascendente, denominado UASB, e desenvolvidos reatores inovadores, principalmente utilizando o conceito de biomassa imobilizada ou aderida. Esse conceito resulta nos reatores com células imobilizadas, também denominados de reatores com biofilme ou de crescimento aderido e, até mesmo, biofiltros ou filtros biológicos. O estudo dos fenômenos de adesão e imobilização em variados suportes inertes é tema frequentemente enfocado nas pesquisas desenvolvidas no LPB.
A aplicação do conceito de biorrefinaria a estações biológicas de tratamento de águas residuárias é o tema mais atual abordado no LPB, enfocando a geração de bioenergia e de produtos de alto valor agregado. Reatores anaeróbios são unidades centrais da biorrefinaria e o objetivo principal é aliar o controle da poluição ambiental com a recuperação de material e energia de águas residuárias.
A aplicação de reatores anaeróbios para remediação de águas contaminadas tem sido também objeto de estudo. A remoção de micropoluentes em águas residuárias ou em cursos d´água tem sido avaliada utilizando reatores anaeróbios utilizando material suporte para adesão da biomassa.
Além do estudo de reatores anaeróbios o LPB vem desenvolvendo pesquisas em sistemas biológicos combinados anaeróbio/aeróbio visando à melhoria da qualidade do efluente gerado e a remoção de nutrientes como nitrogênio e fósforo.
