Efluentes com Aplicação de Desinfecção Ultravioleta

A desinfecção por radiação UV opera por meio de complexos mecanismos bioquímicos que resultam na inativação dos microrganismos presentes na água residual. Esse processo fundamenta-se na fotólise do material genético, tanto do DNA quanto do RNA, desses microrganismos.

O DNA, uma molécula central para a hereditariedade e controle dos processos vitais em todos os organismos, é composto por uma sequência de quatro bases nitrogenadas: adenina, citosina, guanina e timina. Estas bases formam pares específicos (adenina com timina e citosina com guanina) ligados por pontes de hidrogênio, conferindo a conhecida estrutura de dupla hélice ao DNA.

Quando expostas à radiação UV com comprimento de onda entre 200 e 300 nm, com um pico de absorção em torno de 260 nm, as moléculas de DNA dos microrganismos absorvem essa energia, resultando em alterações em sua composição. Esse processo compromete a funcionalidade do DNA, levando à inativação dos microrganismos.

A radiação UV atravessa a parede celular dos microrganismos e é absorvida pelos ácidos nucleicos, principalmente o DNA, e em menor extensão pelas proteínas e outras moléculas biologicamente importantes. A energia absorvida pela molécula de DNA rompe as ligações não saturadas, especialmente as bases nitrogenadas pirimídicas, levando à formação de dímeros de pirimidina adjacentes em uma mesma fita do cromossomo do DNA.

Esses dímeros, como timina-timina, timina-citosina e citosina-citosina, resultantes da exposição à radiação UV, distorcem a estrutura helicoidal do DNA e dificultam significativamente a replicação do ácido nucleico. Caso ocorra replicação, as novas células serão mutantes descendentes incapazes de se duplicar corretamente, o que contribui para a inativação eficaz dos microrganismos.

A eficácia dos equipamentos de desinfecção ultravioleta (UV) na inativação de vírus e bactérias na água é comprovada por meio de uma série de cálculos fundamentados em princípios físicos e bioquímicos. Esses cálculos ajudam a determinar a intensidade da radiação UV necessária, a dose de radiação adequada e a absorção da radiação pelo meio líquido, fornecendo uma base científica sólida para o design e operação desses sistemas de desinfecção.

Para garantir a inativação eficaz de vírus e bactérias, é essencial calcular a dose de radiação UV necessária. A dose de radiação UV é o produto da intensidade da radiação UV e do tempo de exposição. Usando a Lei de Beer-Lambert, podemos estimar a intensidade média efetiva da radiação UV em um meio líquido, levando em consideração o coeficiente de absorvância do meio e o percurso ótico. Isso nos ajuda a determinar a intensidade da radiação UV aplicada no meio líquido e ajustar o tempo de exposição necessário para alcançar a dose desejada de radiação UV.

Além disso, a absorvância do meio líquido, quantificada pela medida da absorvância a uma determinada longitude de onda, fornece informações sobre a capacidade do meio de absorver a radiação UV. O coeficiente de absorvância é então calculado a partir da absorvância medida, permitindo uma correção na absorção da radiação UV pelo meio líquido. Isso é crucial para garantir que a quantidade adequada de radiação UV atinja os microrganismos presentes na água, maximizando assim a eficácia da desinfecção.

A esterilização por radiação ultravioleta (UV) pode ser usada para desinfecção de agua de efluentes industriais e agua de esgotos tratados. O tratamento de agua com desinfecção Ultravioleta é uma desinfecção de agua ambientalmente amigavel e de descarte para rios, areas da costa e corpos de agua.

A radiação ultravioleta não afeta as características físico-químicas da agua e não ha produção de subprodutos do tratamento.

Os microrganismos são destruídos através da ação germicida da radiação e luz ultravioleta e não ha necessidade de tanques de residência e tempo de contato como no caso do uso do cloro.

Benefícios da Desinfecção de Efluentes e de Esgotos por Ultravioleta

• Vantagens dentro do padrões ambientais de lançamento;
• Reduzidos níveis químicos – especialmente se a UV for combinada com processos de biotecnologia e/ou oxidantes;
• Melhores praias para banhistas e possibilidade de uso de reservas de agua interiores para uso recreacional. Proteção do público e turismo;
• Inaceitaveis lançamentos de bactérias e vírus são prevenidos;
• Desinfecção de efluente tratado e esgotos para reuso;
• Evita o uso de produtos químicos, manuseio e transporte e estocagem;
• Evita a decloração;
• Segurança ambiental.

Intensidade da Radiação, Tempo de Exposição e Controle de Microrganismos

O controle eficaz de microrganismos em processos de desinfecção depende da relação entre a intensidade da radiação, o tempo de exposição e os microrganismos alvo. A intensidade da radiação ultravioleta (UV), medida em watts por segundo por centímetro quadrado (W.s/cm²) ou Joules por centímetro quadrado (J/cm²), é crucial para determinar a quantidade de energia UV aplicada por unidade de área durante um período específico.

Quando combinada com o tempo de exposição adequado, a intensidade da radiação UV pode inativar eficientemente microrganismos patogênicos, como bactérias, vírus e protozoários, presentes na água. Essa relação é fundamental para o controle da sobrevivência e reprodução desses microrganismos, garantindo a segurança da água para consumo humano e uso industrial.

Um exemplo prático dessa relação pode ser observado em gráficos que relacionam a dose de radiação UV (J/cm²) com a sobrevivência de microrganismos específicos. Em muitos casos, doses mais altas de radiação UV, combinadas com tempos de exposição adequados, resultam em taxas de inativação mais elevadas, proporcionando maior eficácia na desinfecção.

Portanto, compreender e controlar a intensidade da radiação UV e o tempo de exposição são aspectos essenciais no processo de desinfecção para garantir a eliminação eficaz de microrganismos e manter a qualidade da água. Essa abordagem baseada na ciência é fundamental para garantir a segurança e a saúde pública em sistemas de tratamento de água em todo o mundo.