O que é um Filtro Biológico e Como Funciona?

Um filtro biológico é um sistema de tratamento de água que utiliza microrganismos benéficos para degradar a matéria orgânica presente na água. Ao contrário dos filtros mecânicos que retêm partículas sólidas, os filtros biológicos transformam substâncias nocivas em compostos inofensivos através de processos biológicos.

Como funciona um filtro biológico?

Meio filtrante: O filtro biológico é composto por um meio filtrante, como pedras, plásticos porosos ou outros materiais, que serve como suporte para o crescimento de colônias de bactérias benéficas.
Colonização bacteriana: As bactérias se aderem ao meio filtrante e formam um biofilme. Esse biofilme é essencial para a decomposição da matéria orgânica.
Decomposição da matéria orgânica: A água que passa pelo filtro entra em contato com o biofilme, e as bactérias utilizam a matéria orgânica como alimento, convertendo-a em dióxido de carbono, água e outros compostos inofensivos.
Nitrificação: Um processo importante que ocorre nos filtros biológicos é a nitrificação. Nesse processo, as bactérias convertem a amônia (tóxica para os peixes) em nitrito e, posteriormente, em nitrato, que é menos tóxico.

Para que servem os filtros biológicos?

Remoção de matéria orgânica: Os filtros biológicos são eficientes na remoção de matéria orgânica dissolvida e em suspensão, como restos de alimentos, excrementos de peixes e folhas.
Redução de amônia e nitrito: A nitrificação realizada pelas bactérias reduz os níveis de amônia e nitrito, substâncias tóxicas para os peixes.
Melhora da qualidade da água: A água que passa por um filtro biológico se torna mais limpa e clara, proporcionando um ambiente mais saudável para os peixes.
Controle de algas: Ao reduzir os nutrientes disponíveis para as algas, os filtros biológicos contribuem para o controle do crescimento excessivo de algas.

Onde são utilizados os filtros biológicos?

Aquários: Em aquários, os filtros biológicos são essenciais para manter a qualidade da água e garantir a saúde dos peixes.
Lagos ornamentais: Em lagos ornamentais, os filtros biológicos ajudam a controlar a proliferação de algas e a manter a água cristalina.
Estuários e lagoas: Em ambientes naturais, os filtros biológicos podem ser utilizados para tratar águas contaminadas por esgotos ou efluentes industriais.
Piscicultura: Na piscicultura, os filtros biológicos ajudam a manter a qualidade da água dos tanques de criação, garantindo a saúde e o bem-estar dos peixes.

Tipos de Filtros Biológicos

Filtros biológicos aeróbios:

Filtros de gotejamento: Nesses filtros, o efluente é distribuído uniformemente sobre um leito de material poroso (como pedras ou plástico), onde ocorre a formação de um biofilme. O ar entra em contato com o biofilme, fornecendo o oxigênio necessário para as bactérias aeróbias realizarem a oxidação da matéria orgânica.
Filtros de leito expandido: Nesse tipo de filtro, o meio filtrante (geralmente plástico) está em suspensão em um tanque, formando um leito fluidizado. O ar é injetado na base do tanque, proporcionando uma alta taxa de transferência de oxigênio para as bactérias.
Filtros de disco rotativo: Nestes filtros, discos plásticos são imersos em um tanque com o efluente. Durante a rotação, os discos entram em contato com o ar, formando um biofilme. A matéria orgânica é removida à medida que o efluente passa sobre os discos.

Filtros biológicos anaeróbios:

Filtros anaeróbios de leito fixo: Nestes filtros, o meio filtrante é composto por materiais como pedras ou plástico, e o processo de degradação da matéria orgânica ocorre na ausência de oxigênio.
Reatores UASB: Reatores anaeróbios de leito expandido de lodo. Nesse tipo de reator, o lodo é mantido em suspensão por meio da produção de gás metano.

Critérios para escolha do tipo de filtro biológico:

Qualidade do efluente: A qualidade do efluente a ser tratado irá determinar o tipo de filtro mais adequado.
Carga orgânica: A carga orgânica presente no efluente influencia a escolha do filtro, pois diferentes tipos de filtros têm capacidades diferentes de tratar cargas orgânicas.
Disponibilidade de espaço: O espaço disponível para a instalação do filtro é um fator importante a ser considerado.
Custo de operação: Os custos de operação, como energia e manutenção, variam de acordo com o tipo de filtro.

Fatores que influenciam a eficiência dos filtros biológicos:

pH: O pH da água influencia a atividade das bactérias.
Temperatura: A temperatura afeta a taxa de crescimento das bactérias.
Disponibilidade de nutrientes: As bactérias necessitam de nutrientes para crescer e se multiplicar.
Presença de substâncias tóxicas: A presença de substâncias tóxicas pode inibir a atividade das bactérias.

Vantagens dos filtros biológicos:

Alta eficiência na remoção de matéria orgânica: Os filtros biológicos são capazes de remover uma grande quantidade de matéria orgânica do efluente.
Produção de biogás: Os filtros anaeróbios produzem biogás, que pode ser utilizado como fonte de energia.
Baixo custo operacional: Uma vez estabelecido o biofilme, os custos operacionais dos filtros biológicos são relativamente baixos.
Sustentabilidade: Os filtros biológicos são uma tecnologia sustentável, pois utilizam processos naturais para tratar a água.

Conclusão
A escolha do tipo de filtro biológico mais adequado depende de diversos fatores, como a qualidade do efluente, a carga orgânica, o espaço disponível e os custos. É fundamental realizar um estudo detalhado das características do efluente e das condições locais para selecionar o sistema de tratamento mais eficiente e econômico.