PROCESSO PARA REDUÇÃO DOS ODORES EM FOSSAS DE ARMAZENAMENTO PARA DEJETOS DE SUÍNOS

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1 PROCESSO PARA REDUÇÃO DOS ODORES EM FOSSAS DE ARMAZENAMENTO PARA DEJETOS DE SUÍNOS Paulo Belli Filho (1) Professor do Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental da Universidade Federal de Santa Catarina. Engenheiro Sanitarista formado pela UFSC. Mestre em Hidraúlica e Saneamento pela Escola de Engenharia de São Carlos - USP. Doutor em Engenharia Ambiental pela Université de Rennes I, França. Guy Martin Professor da Université de Rennes I. Consultor do Institute Technique de Gaz e Atmosfera - ITGA. Fundador do Groupe de Recherche Universitaire sur les Techniques de Traitement et d Epuration des Eaux - GRUTTEE, na França. Endereço (1) : Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental - Universidade Federal de Santa Catarina - Florianópolis - SC - CEP: Brasil -Tel: (048) Fax: (048) belli@ens.ufsc.br. RESUMO Apresenta-se os resultados de um sistema piloto, com a finalidade de proporiconar um manejo ambiental de dejetos de suínos, constituído de câmara de armazenamento coberta e processo de desodorização para eliminar os compostos responsáveis pelos maus odores. A redução dos maus odores é realizada por um sistema de recirculação de biogás, produzido durante a digestão anaeróbia dos dejetos, e através da introdução forçada de ar. Esta condição eliminou os gás sulfídrico (H 2 S) e preservou o teor de nitrogênio, como fertilizane. A eliminação dos compostos maus odorantes é função do tempo de aplicação de espulsão dos gases (H 2 S e NH 3 ) e da vazão de rercirculação do biogás em relação ao volume dos dejetos armazenados. Este processo reduziu a carga orgânica, produziu dejetos menos odorante para o monento de aplicá-lo no solo, como fertilizante e para o seu tratamento final. A análise olfatométrica mostrou uma intensidade de odor fraca a média no momento do lançamento no solo, com composição do ar menos rica em compostos orgânicos voláteis em relação a dejetos não desodorizados. PALAVRAS-CHAVE: Dejetos de Suínos, Armazenamento, Desodorização. INTRODUÇÃO A produção de suínos está constantemente em conflito com o meio ambiente devido a inexistência de gestão ambiental direcionada ao ciclo da produção animal e ao setor industrial, e entre alguns aspectos, o manejo incorreto dos dejetos produzidos. No Brasil este problema é ascentuado em regiões com alta densidade destes animais, onde os principais problemas 19 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 340

2 ambientais a serem efrentados são : presença de insetos, emissões de maus odores, alterações das características do solo e a poluição hídrica. Habitualmente, os dejetos são armazenados até o momento de lançá-los no solo para a valorização como fertilizante e o tratamento final. Porém, durante o período de armazenamento e no momento de aplicação na lavoura existe forte emissão de maus odores. De acordo com BELLI F O (1995), o gás sulfídrico (H 2 S ) é o principal composto responsável pela intensidade dos fortes odores durante o armazenamento e no lançamento dos dejetos no solo. Após 24 horas, de aplicacão no solo, a intensidade dos odores é média e influenciada pela presença de ácidos graxos voláteis, fenoís e o gás amônia (NH 3 ). Existem vários métodos químicos, biológicos e mecânicos que podem ser utilizados para a reduzir, neutralizar ou eliminar os maus odores dos dejetos de suínos, PAIN e BONAZZI (1992) e BUELMA et al.(1993). Porém critérios de ordem econômica, de legislação ambiental, de eficiência e de adaptação ao contexto regional impõem condições de suas aplicações. Desta maneira, apresenta-se neste trabalho os resultados de um estudo com um sistema piloto para o armazenamento dos dejetos de suínos em um tanque de estocagem fechado acoplado a um sistema de desodorização por meio de processos combinados com aeração e recirculação do biogás direcionados ao interior da fase líquida. O piloto foi avaliado a baixa temperatura (15 0 C) com tempo de armazenamento dos dejetos de 4 (quatro) meses e executando - se a desodorização a partir do quarto mês. Os principais objetivos dos estudos com este processo foram : otimizar o armazenamento dos dejetos de suínos, reduzir a carga orgânica, reduzir os odores e preservar o seu poder ferilizante. Este processo favoreceu a máxima extração de H 2 S e uma parcela de NH 3. METODOLOGIA Instalação piloto A instalação experimental é apresentada na figura 1, constituída dos seguintes processos: 1. Armazenamento dos dejetos de suínos em câmara coberta, com fluxo ascendente. O volume da fase líquida corresponde a 1 m 3 e o volume da fase gasosa de 0,8 m 3 ; 2. Desodorização por stripping com recirculação do biogás e introducão forçada de ar no interior da massa líquida dos dejetos, através de sistema do tipo aspirador/compressor de gás; 3. Tratamento dos gases extraídos (principalmente H 2 S e NH 3 ) através de biofiltro com turfa. 19 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 341

3 Figura 1 - Instalação experimental. Condições experimentais O experimento foi conduzido em três sequências operacionais interligadas: 1. Armazenamento normal dos dejetos até o terceiro mês; 2. a partir do quarto mês foi iniciado a desodorização através da reintrodução do biogás produzido pela digestão anaeróbica durante 5 minutos; 3. seguindo-se o stripping dos dejetos, com ar, durante 1 hora. O índice de extração (D) expresso pela equação, fornece a relação de quantidade de extração de H 2 S: D =? [(Q/V) i.? i. n i ] 19 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 342

4 Com, Q a vazão de recirculação do biogás e introdução de ar pelo stripping, V o volume dos dejetos tratados, s i o tempo de duração de cada extração (? i = 1 hora) e n i o número de repetições de (Q/V) i. Avaliação da eficiência de desodorização Após a etapa de armazenamento e de desodorização, os dejetos tratados (1 m 3 ) foram aplicados no solo, sobre uma superfície de 75 m 2. Dejetos não desodorizados foram utilizados como testemunhas para fins de comparação da eficiência do processo. Um júri constituído de 4 pessoas, ficou localizado a 15 metros de cada local de suas aplicações no solo, com o objetivo de determinar a intensidade dos odores e o fator de diluição do limite de percepção olfativo (K 50 ) durante o lançamento e após 24 horas. Nestes dois momentos foram determinados os teores de H 2 S e de NH 3 no ar e as condições meteorológicas. Técnicas analíticas Os parâmetros de análise dos dejetos de suínos foram: ph, Eh, ST, SVT, N-NTK, NH4 +, P total, temperatura e ácidos graxos voláteis. Para análise de H 2 S no ar foi utilizado cromatografia em fase gasosa com detector fotométrico de chamas. O NH 3 foi determinado através da passagem de um volume fixo do gás em solução de HCl 0,1 N. Este composto é absorvido sob a forma de NH 4 + e quantificado por destilação, seguido de titulação com H 2 SO 4.. Para a análise olfatométrica do ar, foi determinado a intensidade dos odores em comparação com soluções de butanol, como base de referência. Para a determinação do fator de diluição do limite de percepção olfativo (K50) foi utilizado um olfatômetro (Guiges-Proviron) para diluições de amostras de gases até vezes. RESULTADOS Análise dos dejetos armazenados em fossa coberta Nos resultados discute-se a evolução dos dejetos ao longo do tempo de armazenamento e durante o período de armazenamento com desodorização. A tabela 1 ilustra a composição dos dejetos frescos e as suas características ao final de 4 meses, com temperatura média de 15 0 C. Observa-se que a redução de carga orgânica foi pequena, não sendo surpresa, considerando a baixa temperatura operacional, que impede o bom funcionamento da digestão anaeróbia. Porém, como o principal objetivo do armazenamento é preservação do potencial fertilizante dos dejeto (nitrogênio e fósforo), o processo funcionou, também, conforme esperado. Tabela 1 - Composição dos dejetos e eficiência após 4 meses de armazenamento. Parâmetros Dejetos frescos Após 4 meses ph DQO (g O 2 /kg) ST (g/kg) SVT (g/kg) NTK (g/kg) NH + 4 (g/kg) P total (g/kg) 7, ,7 1,3 7, estável estável estável AGV (mg/l) a. fórmico < o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 343

5 a. acético a. propiônico a. butírico a. isovalérico Quanto aos ácidos graxos voláteis, nota-se concentração importante de ácido acético em razão do desenvolvimento da fase ácida da degradação anaeróbia. Os valores mostram reduzida liquefação. O potencial redox ao longo do armazenamento esteve na faixa de mv à -390 mv indicando condições estritas de anaerobiose <20 <20 H 2 S, NH 3 e Olfatometria Aplicada no Estudo de Eficência do Processo Quanto ao H 2 S, a extração deste composto ao longo da aplicação do processo de desodorizacão. foi de H 2 S 22 g/m 3 de dejetos, para um índice de extração D = 58. A eficiência de desodorização do piloto ficou registrada quando se compara a aplicação dos dejetos tratados no solo com dejetos não desodorizados. A análise olfatométrica e as concentrações de H 2 S e de NH 3 no ar confirmam esta afirmação (tabela 2 e figura 2). Tabela 2 - Qualidade do ar durante a avaliação da aplicação dos dejetos tratados no solo. Parâmetros Dejetos tratados Dejetos não tratados t = 0 t=24h t = 0 t=24h H 2S (mg/m 3 ) NH 3 (mg/m 3 ) Intensidade odorante K 50 ND 17,5 fraca a média <200 ND 18,8 média < ,0 muito forte 710 ND 13,3 média <200 ND : não detectado t : tempo após a aplicação dos dejetos no solo muito forte 10 testemunha tratado Intensidade dos Odores (g/l) forte 1 médio.1 fraco tempo (horas) Figura 2 - Intensidade dos odores dos dejetos lançados no solo. 19 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 344

6 A eliminação de NH 3, durante o processo de desodorizacão, em funcionamento, foi insignificante. Quanto a eliminação de H 2 S, variou em função do índice de extracão D, para D=100, e podendo ser expresso pela equacão: H 2 S = 1,6 + 0,43 D Observa-se que durante a aplicação no solo, o H2S eliminado não deixa traços no ar para a sua detecção, tornando-se o composto marcante da eficiência do processo. Como resultado têm-se dejetos com intensidade odorante entre os níveis fraco a médio, para este momento. Após 24 horas a intensidade de odor fica no nível médio para ambas os dejetos, mostrando que o composto de referência para esta tempo passa a ser o NH 3. CONCLUSÕES Este estudo mostra a possibilidade de armazenar dejetos de suínos em tanques fechados acoplados com sistema de desodorização não convencional para reduzir as emissões de maus odores, preservar o poder fertilizante dos dejetos e reduzir uma parcela da carga orgânica. A extração de compostos maus odorantes através da recirculação de biogás libera H 2 S e não despreende NH 3. Porém o biogás pode apresentar riscos durante o funcionamento do sistema aspirador/compressor de gás. A desodorização pode ser realizada com introdução amenizada de ar, porém pode-se perder nitrogênio e reduzindo o potencial fertilizante dos dejetos. No momento do lançamento dos dejetos tratados no solo foi observado níveis de intensidade dos odores fraca à média e com valores do fator de diluição do limite de percepção olfativo (K 50 ) inferior a 200, podendo representar significativa redução dos incômodos às populações influenciadas pela suinocultura. Desta forma fica evidente a eficiência de eliminação de H 2 S dos dejetos realizada pelo processo. Recomenda-se uma extracão periódica de gases 1 à 2 horas, duas vezes por semana durante o último mês de armazenamento. A relação Q/V deve ser da ordem de 2 à 3 h -1, obtendo-se D inferior a 80. BIBLIOGRAFIA 1. BELLI F O, P. Stockage e odeurs des déjections animales - cas du lisier de porc. Tese de doutorado. Université de Rennes I BUELMA, G.; CAOUTTE, P.; PIGEON, S. Science et Technique de l eau. v. 26,n. 4, p PAIN B. F.; BONAZZI G. Odour from livestock production. Seminar Environnement, Agriculture and stock farming in Europe. Mantova, Italia o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 345