A Scalable Decentralized Greywater Treatment Framework for Academic Institutions in Developing Regions
Este estudo demonstra que um sistema de filtração de leito empacotado multimídia de baixo custo e escalável, utilizando cascalho, areia de sílica e carvão ativado em pó, trata eficazmente as águas cinzentas institucionais em uma universidade de Bangladesh, alcançando uma remoção significativa de poluentes fundamentais e produzindo um efluente que atende aos padrões da FAO para irrigação e descarte.
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A água é o sangue vital de qualquer comunidade, mas em muitos lugares, a água que usamos e depois descartamos é tratada como resíduo, em vez de um recurso. Em instituições educacionais, onde milhares de pessoas vivem, estudam e lavam diariamente, o volume de água que flui de pias, chuveiros e máquinas de lavar roupa é imenso. Esta água, conhecida como águas cinzas, é distinta do esgoto pesadamente contaminado de vasos sanitários; ela carrega sabão, partículas de alimentos e produtos químicos de limpeza, mas carece dos patógenos perigosos encontrados nos dejetos humanos. O desafio para as universidades em regiões em desenvolvimento não é apenas encontrar água fresca suficiente para seus campi, mas também descobrir o que fazer com as vastas quantidades de água que utilizam todos os dias. Se não for tratada, esta água cinza flui para lagos e drenos locais, carregando poluentes que podem prejudicar o meio ambiente e esgotar o próprio lençol freático de que estas comunidades dependem. A questão que se impõe a engenheiros e cientistas é se esta água usada pode ser limpa de forma simples e barata o suficiente para ser usada novamente para fins como regar jardins ou dar descarga em vasos sanitários, transformando um passivo em um ativo local.
Pesquisadores da Universidade de Ciência e Tecnologia Hajee Mohammad Danesh, no norte de Bangladesh, propuseram-se a responder a esta questão testando um sistema de filtragem direto e de baixo custo, projetado para um ambiente universitário. A equipe coletou amostras de águas cinzas brutas de vários pontos ao longo da universidade, incluindo linhas de drenagem próximas a dormitórios estudantis e áreas estagnadas e alagadas onde as águas residuais haviam acumulado. Eles analisaram a água para entender exatamente o que havia nela, medindo níveis de acidez, a quantidade de matéria orgânica e a concentração de produtos químicos específicos como nitratos, fósforo e boro. Os resultados mostraram que a água bruta estava pesadamente poluída, com níveis muito baixos de oxigênio dissolvido e altas concentrações de contaminantes que seriam prejudiciais à vida aquática e inadequados para irrigação. A água era essencialmente uma sopa de detergentes e resíduos orgânicos, fluindo sem controle do campus para a paisagem circundante.
Para enfrentar este problema, os pesquisadores construíram uma coluna de filtragem simples em seu laboratório, mimetizando um sistema que poderia ser ampliado para toda a universidade. O dispositivo era um tubo vertical preenchido com três camadas distintas de materiais, dispostas de baixo para cima. A camada de base consistia em cascalho grosso para capturar detritos grandes, como folhas e plástico. Acima disso, havia um leito de areia de sílica, que atua como uma tela fina para reter partículas suspensas menores. A última e mais crítica camada era o carvão ativado em pó, uma forma altamente porosa de carbono conhecida por sua capacidade de agarrar e reter produtos químicos e odores dissolvidos. Os pesquisadores despejaram a água cinza bruta no topo desta coluna e deixaram a gravidade puxá-la através das camadas, coletando a água que emergia na parte inferior para observar o quanto ela havia se tornado mais limpa.
Os resultados deste experimento foram impressionantes. À medida que a água passava pelo cascalho, pela areia e pelo carvão, o sistema de filtragem removia uma parte significativa dos poluentes. A quantidade de matéria orgânica, medida como demanda química de oxigênio, caiu entre 50 e 70 por cento. O sistema foi ainda mais eficaz na remoção de nitratos e boro, reduzindo seus níveis em 80 a 90 por cento e 80 a 85 por cento, respectivamente. Sólidos suspensos, as minúsculas partículas que tornam a água turva, foram reduzidos em 75 a 80 por cento, e os níveis de fósforo caíram de 40 a 50 por cento. A água que saía da parte inferior do filtro era límpida e atendia aos padrões de segurança estabelecidos pela Organização das Nações Unidas para a Alimentação e a Agricultura (FAO) para irrigação, o que significa que poderia ser usada com segurança para regar a paisagem da universidade sem prejudicar as plantas ou o solo.
No entanto, o estudo também revelou os limites desta abordagem simples. Embora o filtro fosse excelente na remoção de partículas sólidas e de muitos produtos químicos, ele não alterou significativamente a quantidade total de sólidos dissolvidos na água, nem aumentou os níveis de oxigênio, que permaneceram baixos. Isso significa que, embora a água esteja limpa o suficiente para regar plantas, ela ainda pode precisar de etapas de tratamento adicionais, como a aeração, antes de poder ser lançada em lagos naturais ou usada para outros fins. Os pesquisadores concluíram que este método de filtragem multicamadas oferece uma solução viável, acessível e escalável para instituições acadêmicas em regiões em desenvolvimento. Ao implementar tal sistema, as universidades poderiam reduzir sua dependência de água doce subterrânea, baixar suas contas de água e evitar a poluição de corpos d'água locais, criando um ciclo mais sustentável de uso da água dentro de seus próprios campi.
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