COMPOSTAGEM DE LODO DE ESGOTO ASSOCIADO A RESÍDUO DE PODA URBANA

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1 ÁREA TEMÁTICA: COMPOSTAGEM COMPOSTAGEM DE LODO DE ESGOTO ASSOCIADO A RESÍDUO DE PODA URBANA Taiana Cristina Vinciguerra 1 (taiana-vinciguerra@hotmail.com), Denise Andréia Szymczak 1 (denisea@utfpr.edu.br), Willian Cucchi Bottin 1 (willianbottin@hotmail.com), Cristian Eduardo Spicker 1 (cspicker@alunos.utfpr.edu.br), Sávio Silva Duarte 1 (savio.duarte1@gmail.com) 1 Universidade Tecnológica Federal do Paraná UTFPR campus Francisco Beltrão RESUMO O lodo proveniente de Estações de Tratamento de Esgoto (ETEs) é um resíduo sólido com destinação problemática, sendo enviado para aterros sanitários em grandes quantidades. Contudo, uma alternativa sustentável é submeter o lodo de esgoto, juntamente a uma fonte de carbono, ao processo de compostagem. Através desse processo, o resíduo atinge altas temperaturas, importantes para eliminação ou redução de organismos patógenos. O objetivo deste trabalho foi realizar a compostagem na proporção 3:1 (v:v) de resíduo de poda urbana triturada e lodo de esgoto. O processo foi conduzido na área experimental de resíduos sólidos da UTFPR campus Francisco Beltrão, Paraná, no período de setembro de 2017 a fevereiro de Semanalmente foram monitorados os parâmetros temperatura, ph, teor de água e teor de sólidos voláteis. Como resultados, a temperatura variou entre 30,3 e 61,8ºC, mantendo-se acima de 40ºC por pelo menos 70 dias. O ph variou entre 7,01 e 8,44, finalizando em 7,05. O teor de água manteve-se entre 38,51 e 50,04%. Já para o teor de sólidos voláteis houve pequenas variações entre 54,31 e 61,45%, dificultando a identificação final do composto. Por fim, concluiu-se que o lodo de esgoto corresponde bem ao processo de compostagem, porém possíveis erros laboratoriais dificultaram a visualização do composto final. Palavras-chave: Biossólido; Composto orgânico; Sustentabilidade. COMPOSTING OF BIOSOLIDS ASSOCIATED WITH URBAN PRUNING RESIDUE ABSTRACT Biosolids from Wastewater Treatment Plants (WWTPs) is a problematic waste material and is sent to landfills in large quantities. However, a sustainable alternative is to subject the biosolids, together a carbon source, to the composting process. Through this process, the residue reaches high temperatures, important for elimination or diminution of pathogenic organisms. The objective of this work was to compose a 3:1 (v:v) compost of urban pruned waste and biosolids. The process was conducted in the experimental area of solid waste of the UTFPR campus Francisco Beltrão, Paraná, form September 2017 to February The parameters temperature, ph, water content and volatile solids contents were monitored weekly. As results, the temperature varied between 30,3 and 61,8ºC, remaining above 40ºC for at last 70 days. The ph varied between 7,01 and 8,44, ending at 7,05. The water content remained between 38,51 and 50,04%. As of the volatile solids content, there were small variations between 54,31 and 61,45%, making it difficult to identify the compound. Finally, it was concluded that the biosolids corresponds well to the composting process, but possible laboratory errors made it difficult to visualize the final compost. Keywords: Biosolids; Organic compost; Sustainability. 1. INTRODUÇÃO O lodo de esgoto pode ser definido como os sólidos removidos do esgoto sanitário durante o processo de tratamento (LOPES, 2015), e pode ser um produto rico em matéria orgânica e nutrientes (BETTIOL; CAMARGO, 2006). 1

2 Frente ao crescimento populacional urbano constante, é indispensável a preocupação com o aumento da geração de lodo e sua destinação nas Estações de Tratamento de Esgoto (ETEs). Os esgotos urbanos são grandes poluidores de mananciais e a disposição final do lodo é uma etapa problemática na maioria das estações de tratamento, uma vez que o principal destino são os aterros sanitários (BETTIOL; CAMARGO, 2006), que sofrem com a superlotação, diminuindo seu tempo de vida. Uma alternativa sustentável para viabilização do uso do lodo de esgoto é submete-lo ao processo de compostagem. A compostagem é um processo natural de transformação da matéria orgânica, no qual as técnicas aplicadas viabilizam a aceleração do processo, decompondo o material grosseiro em material estável no menor período de tempo (COOPER et al., 2010). Para a realização do processo de compostagem, o lodo de tratamento de efluente, que é um resíduo rico em nitrogênio, deve ser misturado a uma fonte rica em carbono, gerando equilíbrio necessário para a sobrevivência dos microrganismos responsáveis pela decomposição do material (FERNANDES; SILVA, 2000). No o processo de compostagem, o lodo é submetido a elevadas temperaturas por um longo período de tempo, o que deve garantir a eliminação de patógenos que podem estar presentes no material inicial (HECK, et al., 2013), cumprindo as exigências propostas pela legislação vigente. Após receber o devido tratamento, passam a ser denominados biossólidos, que por sua vez são resultantes da degradação biológica ou química da matéria orgânica (LOPES, 2015). A realização de compostagem como tratamento do resíduo de ETEs é uma prática de reciclagem. Apesar de pouco difundida, a prática é muito eficiente, pois além de reduzir a carga enviada para disposição final, ainda produz um composto, que pode servir como condicionador do solo. 2. OBJETIVO O presente trabalho teve como objetivo monitorar e avaliar a eficiência do processo de compostagem de lodo de esgoto e resíduo de poda urbana. 3. METODOLOGIA O processo de compostagem foi conduzido na área experimental de resíduos sólidos da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR), em Francisco Beltrão PR, no período de setembro de 2017 a fevereiro de O município apresenta um índice pluviométrico entre 1800 a 2200 mm anuais e temperatura média anual de 19ºC (IBGE 2011). Na montagem da pilha (Figura 1) foram utilizados dois tipos de resíduos sólidos urbanos, resíduo da poda de árvores provenientes da manutenção da arborização urbana e lodo proveniente da estação de tratamento de esgoto, ambos do município de Francisco Beltrão. Figura 1. Pilha de compostagem 2

3 Teor de água (%) A mistura foi realizada na proporção volumétrica 3:1 (três partes de resíduo de poda urbana e uma parte de lodo de esgoto). Utilizou-se como medida de volume uma caixa plástica de supermercado de 50l. Durante o ciclo da compostagem, foram realizadas análises semanais conforme a metodologia de Silva (2009), monitorando os parâmetros ph, temperatura, teor de água e teor de sólidos voláteis. A composteira foi mantida coberta por lona, sendo aberta apenas para coleta para análises e manutenção semanal, que foi dada através de revolvimentos semanais. 4. RESULTADOS E DISCUSSÃO Os valores relativos obtidos nas análises do teor de água (Figura 2) iniciaram em 50,04%, com variações ao longo do processo de compostagem, chegando a 38,51% na 14º semana e finalizando em 46,22%. Figura 2. Monitoramento do teor de água no processo de compostagem de lodo de esgoto Na primeira semana do experimento, o teor de água manteve-se próximo a 50%, devido à grande quantidade de água adicionada durante a montagem da pilha. Foi necessária a adição de muita água pelo fato de que o lodo passa por um processo de calagem na estação de tratamento, que além de elevar o ph, contribui para sua desidratação, tornando-o semelhante a pó (GONÇALVES et al., 1999). Durante o período de compostagem, o teor de água mostrou-se entre o adequado para a manutenção da vida microbiana, mantendo-se entre 40 e 60% (COOPER et al., 2012), decaindo para 38,51% apenas na 14º semana, onde foi necessária a umificação do meio. Valores abaixo de 40% podem impedir o metabolismo microbiológico, aumentando o tempo da compostagem (CONCEIÇÃO, 2012). Já temperaturas superiores a 65%, podem levar o meio a anaerobiose, onde a água ocupa os espaços vazios impedindo a livre passagem de oxigênio (FERNANDES; SILVA, 2000). Em relação ao monitoramento do ph da compostagem, os valores relativos obtidos nessa análise (Figura 3) iniciaram em 8,44, com variações ao longo do processo, chegando a 7,01 na 14º semana. 3

4 Temperatura (ºC) ph Figura 3. Monitoramento do ph no processo de compostagem de lodo de esgoto 9 8,5 8 7,5 7 6,5 6 Na estação de tratamento, o lodo de esgoto passa por um processo de calagem, no qual ocorre a elevação do ph a nível igual ou superior a 12, objetivando a estabilização e desodorização do mesmo, além de tornar o meio impróprio para a sobrevivência de microrganismos patógenos (GONÇALVES et al., 1999). Sendo assim, ao misturar com resíduo de poda urbana, que é um resíduo de natureza ácida (CONCEIÇÃO, 2012), a combinação apontou ph de 8,44, onde houve uma diluição natural do ph. Durante as primeiras 7 semanas, o ph apontou decaimento contínuo até atingir o valor de 7,22. Nas semanas seguintes, o valor do ph demonstrou pequenas variações entre os valores de 7,22 a 7,01. O processo de compostagem finalizou com ph em 7,05, sendo que o produto final normalmente apresenta valores entre 7,0 e 8,5 (CONCEIÇÃO, 2012). Segundo Cooper et al. (2010), se o composto final fornecer ph acima de 6,0 é considerado um composto de qualidade. No monitoramento do parâmetro temperatura (Figura 4), o composto apresentou o valor de 61,8ºC na primeira semana, variando até 30,3ºC na etapa final. Figura 4. Monitoramento da temperatura no processo de compostagem de lodo de esgoto

5 Teor de Sólidos Voláteis (%) A temperatura do composto é caracterizada por duas fases, mesofílica e termofílica. A primeira inicia rapidamente após da construção da pilha, retomando no processo final da compostagem (25 a 43ºC); a fase termofílica é responsável pela elevação da temperatura onde serão eliminados os microrganismos patogênicos, podendo exceder a 70ºC (COOPER et al., 2010). De acordo com a Resolução CONAMA nº 375/2006 para a digestão aeróbica do lodo, a temperatura mínima a ser atingida para a redução de agentes patogênicos e atratividade de vetores deve ser 40ºC, por pelo menos cinco dias. A temperatura da compostagem manteve-se acima de 40ºC nas dez primeiras semanas, tendo como pico a temperatura de 61,8ºC após três dias da montagem da pilha. Dessa forma, a legislação vigente foi atendida, garantindo a redução de possíveis agentes causadores de doenças. A partir da décima semana, o composto voltou a fase mesofílica, onde a temperatura decaiu até atingir aproximadamente a temperatura ambiente, podendo então ser considerado maturado (CONCEIÇÃO, 2012). Já para o parâmetro teor de sólidos voláteis (Figura 5), houve variações entre 61,45% e 54,31%. Figura 5. Monitoramento do teor de sólidos voláteis no processo de compostagem de lodo de esgoto Segundo a Resolução CONAMA nº 375/2006 para a estabilização química do lodo de esgoto, o teor de sólidos voláteis deve ser reduzido em 38%. Da primeira a 12º semana de realização do experimento, a concentração de sólidos voláteis atingiu uma redução de 7,14%, muito abaixo do solicitado pela Resolução CONAMA. A partir da 13º semana de experimento, a concentração de sólidos voláteis passou a subir, atingindo 61,45% na 16º semana. Sendo que o decaimento dos sólidos voláteis indica a eficiência no processo de estabilização do composto, uma vez que sua concentração mostra o progresso do procedimento de degradação de matéria orgânica (CONCEIÇÃO, 2012), é improvável seu aumento em um processo de compostagem, onde o principal objetivo é encurtar o tempo de estabilização e umificação da matéria orgânica (NUNES, 2009). Nesse caso, provavelmente ocorreu erro de análise laboratorial na determinação do teor de sólidos voláteis, equivocando os resultados e dificultando a verificação da estabilidade do composto final (Figura 6). 5

6 Figura 6. Composto final Após 120 dias de experimento, o composto apresentava cor escura, cheiro agradável, aspecto de terra, temperatura próximo a ambiente e presença de pequenos insetos, indicando que o composto estava curado (COOPER et al., 2010). 5. CONCLUSÃO A mistura entre lodo de esgoto e resíduo de poda urbana mostraram-se eficientes na degradação e formação de composto, transformando um passivo ambiental (resíduo de ETE) em um ativo ambiental (lodo de esgoto compostado). AGRADECIMENTOS Agradeço à Fundação Araucária pela bolsa de pesquisa PIBIC e ao Grupo Gestor de Resíduos Sólidos pelo auxílio na condução da compostagem. REFERÊNCIAS BARIZON, F.; CONCEIÇÃO, P. S.; SZYMCZAK, D. A. Compostagem de resíduo de cervejaria associado a cama de aviário de peru. Anais do 8º Fórum Internacional de Resíduos Sólidos, BETTIOL, W.; CAMARGO, O. A Disposição de Lodo de Esgoto em Solo Agrícola. In BETTIOL, W.; CAMARGO, O. A. (Ed). Impacto ambiental do uso agrícola do lodo de esgoto. Jaguariúna, SP: Embrapa Meio Ambiente, Cap. 2. p BRASIL. Ministério do Meio Ambiente. Conselho Nacional de Meio Ambiente. Resolução n.375 de 29 de agosto de Diário Oficial da União, Poder Executivo, Brasília, DF, 30 ago Seção 1, p

7 CHIARELOTTO, M.; CONCEIÇÃO, P. S.; MONZANI, V. F.; SZYMCZAK, D. A.; PRADO, N. V.; SANTOS, F. T. Uso de composto orgânico em substrato para produção de Parapiptadenia rigida e Piptadenia gonoacantha. Anais do 8º Fórum Internacional de Resíduos Sólidos, CONCEIÇÃO, P. S. Avaliação da tratabilidade de cama de frango por processos aeróbios de compostagem visando sua reutilização. Viçosa, 66 p, Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Viçosa. COOPER, M.; ZANON, A. R.; REIA, M. Y.; MORATO, R. W. Compostagem e reaproveitamento de resíduos orgânicos e industriais: teórico e prático. Piracicaba: Esalq, p. FERNANDES, F.; SILVA, S.M.C.P. Manual prático para a compostagem de biossólidos. Rio de Janeiro: ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental, p. GONÇALVES, R. F.; et al. Gerenciamento do lodo de estabilização de lagoas não mecanizadas. Programa de Pesquisa em Saneamento Básico PROSAB. Universidade Federal do Espírito Santo, HECK, K.; MARCO, E. G.; HAHN, A. B. B.; KLUGE, M.; SPILK, F. R.; VAN DER SAND, S. T. Temperatura de degradação de resíduos em processo de compostagem e qualidade microbiológica do composto final. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental. v. 17, n.1. Campina Grande, IBGE. Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. Coordenação de População e Indicadores Sociais Disponível em < LOPES, T. R. Caracterização de esgoto sanitário e lodo proveniente de reator anaeróbico e de lagoas de estabilização para avaliação da eficiência na remoção de contaminantes. Medianeira, 122 p, Dissertação (Mestrado) Universidade Tecnológica Federal do Paraná. NUNES, M. U. C. Circular técnica nº 59, compostagem de resíduos para produção de adubo orgânico na pequena propriedade. Embrapa. Aracaju, p.1-7, SILVA, F. C. Manual de análises químicas de solos, plantas e fertilizantes. Brasília: Embrapa Solos,