Tecnologias para o tratamento de dejetos de suínos - ?· tratamento de dejetos de suínos Revista Brasileira…

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    R. Bras. Eng. Agrc. Ambiental, Campina Grande, v.5, n.1, p.xxx-xxx, 2001

    Tecnologias para oTecnologias para oTecnologias para oTecnologias para oTecnologias para otratamento de dejetos de sunostratamento de dejetos de sunostratamento de dejetos de sunostratamento de dejetos de sunostratamento de dejetos de sunos

    Revista Brasileira de Engenharia Agrcola e Ambiental, v.5, n.1, p.166-170, 2001Campina Grande, PB, DEAg/UFPB - http://www.agriambi.com.br

    Paulo Belli Filho1, Armando B. de Castilhos Jr.2, Rejane H.R. da Costa3, Sebastio R. Soares4 & Carlos C. Perdomo5

    1 Departamento de Engenharia Sanitria e Ambiental da UFSC. Campus Universitrio Bairro Trindade, CEP 88010-970,Florianpolis, SC. Fone: (48) 331-9597. E-mail: belli@ens.ufsc.br (Foto)

    2 Departamento de Engenharia Sanitria e Ambiental da UFSC. E-mail: borges@ens.ufsc.br3 Departamento de Engenharia Sanitria e Ambiental da UFSC. E-mail: rejane@ens.ufsc.br4 Departamento de Engenharia Sanitria e Ambiental da UFSC. E-mail: soares@ens.ufsc.br5 CNPSA/EMBRAPA. CP 21, CEP 89700-000, Concrdia, SC. Fone: (49) 442-8555. E-mail: perdomo@cnpsa.embrapa.br

    ResumoResumoResumoResumoResumo: Com este trabalho apresentaram-se os problemas ambientais provenientes da suinoculturano Sul do Brasil, as formas adotadas de criao dos animais e suas relaes econmicas, sociaise ambientais. No Estado de Santa Catarina concentra-se o maior rebanho nacional, da ordem de4,5 milhes de cabeas, gerando aproximadamente 150.000 empregos diretos, possuindo 25.000propriedades produtoras de animais. Em termos ambientais, a suinocultura um setor com baixaqualidade ambiental, pois apenas 15% das propriedades dispem, de alguma forma, de manejode dejetos. Com o objetivo de contribuir na busca da qualidade ambiental para este setor,apresentam-se orientaes tecnolgicas, definidas a partir de resultados de pesquisas, commetodologias para reduzir a poluio ambiental em funo das caratersticas da propriedade, daslocalidades e da tendncia mundial.

    PPPPPalaalaalaalaalavrvrvrvrvras-chaas-chaas-chaas-chaas-chavvvvveeeee: tratamento de dejetos, poluio pela suinocultura, suinocultura

    Technology for swine waste treatmentTechnology for swine waste treatmentTechnology for swine waste treatmentTechnology for swine waste treatmentTechnology for swine waste treatment

    AbstractAbstractAbstractAbstractAbstract: In this work the environmental problems related with hog raising in southern Brazil, theadopted ways of animal care and management, as well as their economic, social and environmentalrelations are discussed. The highest concentration of national livestock is in the State of SantaCatarina (about 4.5 million), generating approximately 150,000 direct jobs in its 25,000 ruralproperties. As far as the environment is concerned, hog raising is a sector of low environmentalquality, and it covers a wider regional area when compared to other economic activities. Only 15%of the property holders perform some sort of waste management, and in many cases it is carriedout in an inappropriate way. Both guidelines and study results are shown in this work, in search ofa higher environmental quality for this sector and in order to prevent and to control environmentalpollution according to the farms characteristics, their locations and the global practices.

    Key wordsKey wordsKey wordsKey wordsKey words: waste treatment, pork production, pig pollution

    Protocolo 074 - 29/06/2000

    INTRODUO

    O Brasil possui o quarto plantel de sunos do mundo, comum efetivo de 34 milhes de cabeas. Por outro lado, o Estadode Santa Catarina, com aproximadamente 4,5 milhes, o maiorprodutor regional da Amrica Latina. Por conseqncia, asuinocultura um setor que contribui, de maneira significativa,com a economia estadual, apresentando importncia social,econmica e cultural muito grande em regies com tradionesta atividade, porm um setor com baixa qualidade ambiental,poluindo as guas, os solos, afetando a qualidade do ar nestasregies, atravs da emisso de maus odores, e pela proliferaodescontrolada de insetos, ocasionando muito desconfortoambiental s populaes.

    A produo no Estado distribuda em aproximadamente21.000 pequenas propriedades, 3.500 mdias e 500 grandes,gerando 107 m3 de dejetos ao ano. Somente um pequenopercentual deste produto possui manejo adequado que respeitaas condies de valorizao, sem poluir o meio ambiente. Nestetrabalho so apresentados problemas relacionados aos sistemasde produo de sunos em Santa Catarina e as principais tcnicasde manejo dos dejetos desenvolvidas atravs de pesquisas,com o objetivo de contribuir para a sustentabilidade dasuinocultura catarinense. As pesquisas se incluem comoatividades de um programa de gesto ambiental dos dejetos desunos, elaborado entre o Centro Nacional de Pesquisas emSunos e Aves da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuria

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    (CNPSA/EMBRAPA) e o Departamento de Engenharia Sanitriae Ambiental da Universidade Federal de Santa Catarina.

    SISTEMAS DE PRODUO DE SUNOSE O MEIO AMBIENTE

    Em Santa Catarina, a produo de sunos caracterizadapor um nvel intenso de confinamento dos animais e, comoconseqncia, produz elevada quantidade de dejetos. Outroaspecto a capacidade-suporte do solo, na medida em queeste utilizado sem plano de aplicaes e destinado para finsde produo agrcola no integrada como alternativa de seutratamento e controle da poluio. Avaliaes preliminaresindicam que apenas 15% dessas propriedades possuemmetodologias de manejo atravs da valorizao e tratamentodos dejetos; o restante destinado ao meio natural, degradandoos recursos hdricos. Parte das tecnologias empregadas para otratamento dos dejetos no projetada, construda nem operadade maneira adequada.

    Os parmetros de projetos empregados so copiados daliteratura estrangeira ou adaptados de outros resduos para asuinocultura. Outros fatores contribuem para este quadro, taiscomo: falta de formao de pessoal, de orientao tcnica dosprodutores e ausncia de controle ambiental pelos rgosresponsveis, apesar da disponibilidade de legislaoavanada. Neste contexto, as principais conseqncias so: adegradao ambiental pela contaminao das guas superficiaise subterrneas, a poluio orgnica pelo nitrognio, a presenade microrganismos enteropatognicos, a alterao dascaractersticas dos solos e a poluio do ar, pela emisso demaus odores, e a presena de insetos.

    TECNOLOGIAS AVALIADAS PARA OCONTROLE DA POLUIO

    A problemtica descrita resultado da inexistncia de umprograma de sustentabilidade da suinocultura no Brasil, queintegre os produtores de sunos e as agroindstrias. A resoluodesses problemas passa pelo estabelecimento de estratgiasque integrem os componentes: humano (formao de recursoshumanos), tcnico (desenvolvimento de metodologias etecnologias) e de sensibilizao (educao ambiental).Atualmente, existem esforos de desenvolvimento depesquisas, direcionados valorizao e ao tratamento dosdejetos de sunos, cujos principais resultados so apresentadosabaixo.

    Produo de sunos sobre camas biolgicas para animaisconfinados

    Esta metodologia de criao de sunos apresenta, comoprincipal vantagem, a reduo dos volumes dos dejetosproduzidos e, por conseqncia a reduo da poluio ambiental.O sistema de criao de sunos sobre camas consiste noarmazenamento dos dejetos na camada do substrato, o qualabsorve por completo esses produtos. A camada possui alturavarivel (em mdia 0,50 m) mantida atravs da reposio dematerial durante a permanncia dos animais. Segundo Simoni(1992) possvel a manuteno da cama na criao de sunos por

    um perodo de at 18 meses. Este sistema mais empregado nafase de crescimento e terminao dos sunos (animais com pesoinicial entre 18-25 kg, permanecendo na cama at os 105 kg).

    Por outro lado, Huysman et al. (1992) afirmam que o tempo depermanncia depende no somente das condies climticas decada pas e do manejo do sistema como tambm, do regime dealimentao dos animais. Durante este perodo no ocorre umacompleta estabilizao da matria orgnica, uma vez que osubstrato recebe reposio de material de composio da camapara manter a altura inicial e, igualmente, os dejetos, ao longo dotempo de permanncia dos animais. A Figura 1 apresenta umesquema do sistema de camas, segundo modelo implementadono Estado de Santa Catarina, onde se verifica o movimentorealizado sobre os animais, para revolvimento do substrato.

    Figura 1. Esquema de instalaes para criao de sunos comcamas biolgicas

    Os trabalhos de pesquisa, desenvolvidos inicialmente, foramdirecionados para avaliar os materiais a serem utilizados comosubstrato nas camas biolgicas (serragem de madeira, sabugode milho, palha de arroz e maravalha). Tumelero (1998)apresentou os resultados de estudos que mostraram apossibilidade de utilizao desses materiais como substratodas camas biolgicas para os animais e valorizao dosprodutos finais na agricultura. Todos os materiais apresentambom desempenho, no que se refere absoro, com exceo dacasca de arroz. A Tabela 1 apresenta as caractersticas dosmateriais analisados, aps 9 meses de estudo.

    Esta metodologia de produo de sunos poder confirmar-secomo excelente soluo para o tratamento dos dejetos de sunos.Neste caminho de pesquisas, Goulart (1997) demonstroutambm a eficincia do processo de compostagem dos materiaisque compem as camas biolgicas e, igualmente, ocomportamento dos animais neste mtodo de produoanimal. Os dados obtidos em ensaios realizados na EstaoExperimental do CNPSA/EMBRAPA, mostram que o sistemade camas biolgicas se mostra eficiente quanto diminuioda quantidade de dejetos slidos e lquidos, totalmenteabsorvidos pelo leito.

    Apesar dessas caractersticas, verificou-se que adegradao do substrato que compe o sistema de camasdurante a fase de criao de sunos no suficiente para

    Tecnologias para o tratamento de dejetos de sunos

    R. Bras. Eng. Agrc. Ambiental, Campina Grande, v.5, n.1, p.166-170, 2001

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    ST SVT DQO DBO5 NTK P Avaliao Global (g L-1)

    CF (NMP 100 mL-1)

    Entrada do sistema 16,7 10,2 21,8 10,4 2,2 1,6 6 . 109 Sada do sistema 1,3 0,6 0,4 0,2 0,18 0,1 2,7 . 103 Reduo (%) 92 94 98 98 92 94

    R. Bras. Eng. Agrc. Ambiental, Campina Grande, v.5, n.1, p.166-170, 2001

    Apesar da elevada eficincia do sistema, este necessita deum ps-tratamento, para atender aos padres de emisses deefluentes lquidos. Os resultados indicaram as lagoasfuncionando como reatores de mistura completa e que adegradao da matria orgnica segue reaes com cintica deprimeira ordem.

    Tratamento de dejetos de sunos com reator anaerbio de fluxoascendente com manta de lodo (Reator UASB)

    O estudo conduzido por Medri (1997) mostrou que as lagoasanaerbias para tratar dejetos de sunos possuem muitasvantagens, porm necessitam de elevado tempo de retenohidrulico, conforme pode ser observado na Figura 2. Destaforma, avaliou-se a possibilidade de aplicao dos reatoresanaerbios com manta de lodo de fluxo ascendente (reatorUASB) para tratar dejetos de sunos, considerando que soaplicados para diversos resduos com volumes menores, emcomparao s lagoas anaerbias.

    Os reatores UASB possuem facilidades operacionais,hidrodinmica mais eficiente que as lagoas e boa adaptao scondies climticas do Brasil, para diversos efluentes lquidos.A concepo desta unidade foi apresentada por Lettinga (1980).Portanto, diante da possibilidade de utilizao deste processopara o tratamento de dejetos de sunos, uma pesquisa foi realizadaatravs de um sistema piloto, com volume de 136 L, trabalhandocom alimentao contnua e temperatura entre 25 a 30 oC.

    Os dejetos antes de serem tratados pelo processobiolgico foram micro-peneirados (# = 0,1 mm), equalizadosdurante 15 dias e, posteriormente, encaminhados paraalimentao do reator UASB, atravs de bomba peristltica.O reator foi operado com tempo de deteno hidrulico de72 e 36 h, obtendo-se cargas orgnicas respectivas de 0,8 e2,0 kg DQO m-3 d-1. Na Figura 3 apresenta-se a concepo do

    * i = incio; f = final; MO = matria orgnica

    Material Parmetros* Casca de

    Arroz Maravalha Sabugo

    de Milho Serragem

    Umidadei (%) 9,97 10,51 7,30 54,80 Umidadef(%) 40,61 47,99 38,38 49,83 Carbonoi (%) 39,37 46,17 47,31 23,35 Carbonof (%) 16,84 17,85 22,34 17,93 Nitrognioi (%) 0,46 0,09 0,54 0,13 Nitrogniof (%) 1,02 0,93 1,84 0,80 (M O)i (%) 70,87 83,11 85,16 42,03 (M O)f (%) 30,31 32,12 40,20 32,28 Relao (C/N)i 85,6 513,0 87,6 179,6 Relao (C/N)f 16,49 19,50 12,26 22,41 Potssioi (%) 0,30 0,06 0,58 0,06 Potssiof (%) 1,32 1,49 1,71 1,26 Fsforoi (%) 0,083 0,005 0,053 0,005 Fsforof (%) 0,82 0,88 0,91 0,67 Massa Especficai (%) 125 111 271 338 Massa Especficaf (%) 623 507 484 424

    Tabela 1. Parmetros iniciais e finais dos diferentes materiaisutilizados nas camas biolgicas (Tumulero, 1998)

    a maturao/estabilizao desses leitos. Estudos decompostagem (leiras estticas aeradas e reviradas) do materialretirado das camas foram implementados, os quais se mostrarameficientes para a sua humificao; finalmente, os resultadosdos trabalhos de observao dos animais em criao nas camas,mostraram a sua boa adaptao, observando-se que os mesmosse apresentaram calmos e pouco estressados.

    Tratamento de dejetos de sunos em lagoasO sistema de tratamento dos dejetos de sunos, constitudo

    de lagoas naturais, compreende as etapas apresentadas naFigura 2. Na Tabela 2 globalizam-se os resultados operacionais,obtidos atravs dos estudos realizados por Medri (1997). Paraeste trabalho foi construdo e monitorado um sistema de lagoasem escala real, cujos resultados indicam a potencialidade deaplicao desta tecnologia para o tratamento dos dejetos desunos para o Sul do Brasil e, ao mesmo tempo, apontam para anecessidade de otimizao dos parmetros de projeto, de formaa reduzir as dimenses das lagoas e garantir o desempenhohidrodinmico nas unidades.

    No estudo foi mostrada a viabilidade econmica doprocesso com lagoas, em comparao com propostas quenecessitam de equipamentos para o tratamento biolgico.

    ST Slidos totais; SVT Sais volteis totais; DQO Demanda qumica de oxignio; DBO5 Demanda biolgica de oxignio; NTK Nitrognio total Kjedual; P Fsforo; CF Coliformes fecais

    Tabela 2. Eficincia do sistema de lagoas naturais para tratar dejetos de sunos (Medri, 1997)

    Figura 2. Sistema de lagoas avaliado no CNPSA/EMBRAPA(Medri, 1997)

    Lagoaanaerbica

    35 dias

    Lagoaanaerbica

    46 dias

    Lagoafacultativa

    24 dias

    Lagoa comaguap15 dias

    Figura 3. Concepo do sistema-piloto com reator UASB, paratratar dejetos de sunos

    dejetos

    micropeneira

    equalizador

    afluente

    Reator UASB

    biogs

    P. Belli Filho et al.

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    2502001501005000

    1000

    2000

    3000

    4000

    5000

    6000 efluente

    TDH = 72 hTDH = 36 h

    (A)

    DQ

    O (m

    g L-1)

    (B)250200150100500

    0

    1000

    2000

    3000

    4000

    5000 afluenteefluente

    TDH = 72 hTDH = 36 hD

    QO

    (mg L

    -1)

    TDH - Tempo de deteno hidrulica

    Tempo (dias)Figura 4. Comportamento do reator UASB para os parmetros

    (A) ST e (B) DQO (Carmo, 1998)

    Tabela 3. Resultados do armazenamento dos dejetos em esterqueira e bioesterqueira (Gosmann, 1997)1a Etapa (julho a novembro) 2a Etapa (novembro a maro)

    Dejetos Brutos Bioesterqueira Esterqueira

    Dejetos Brutos Bioesterqueira Esterqueira Parmetros (g kg-1)

    Incio 120 DA* Red. (%) 120 DA* Red. (%) Incio 120 DA

    * Red. (%)...

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