Uso de remineralizadores no processo de compostagem de dejeto líquido de suínos

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1 Uso de remineralizadores no processo de compostagem de dejeto líquido de suínos Celso Aita Prof. Microbiologia do Solo/UFSM Santa Maria, RS, Brasil 10/novembro/2016 DEPARTAMENTO DE SOLOS CCR - UFSM

2 Roteiro 1. Introdução 2. Zeólitas para mitigar emissão de NH 3 em compostagem de dejetos líquidos de suínos (DLS) escala de protótipo 3. Emissões de NH 3, N 2 O e CH 4 como o uso de xisto retortado em compostagem automatizada de DLS - plataforma de compostagem 4. Mineralização do carbono em dois tipos de solo, de composto obtido com adição de xisto retortado aos DLS na compostagem automatizada

3 Introdução Concentração de animais e dejetos

4 INTRODUÇÃO: CH 4 H 2 S NH 3 Maus odores

5 Biodigestores

6 N total (kg m -3 ) Nitrogênio (N) e matéria seca (MS) em dejetos líquidos de suínos 5,0 N orgânico N amoniacal NH 3 + NH 4 + 4,0 3,0 2,60 (60,5%) MS inferior a 5% 2,0 1,75 (60,0%) 1,0 0,0 1,70 (39,5%) 1,17 (40,0%) Bertrand & Arroyo (1984) 108 amostras 2 Scherer et al. (1996) 98 amostras

7 Valor Agronômico dos dejetos líquidos de suínos em SPD. UFSM, RS 20 m 3 80 m 3 40 m 3 0 m 3

8 INTRODUÇÃO: CO 2, CH 4, N 2 O NH 3 Maus odores N P Microrganismos patogênicos Doneda, 2011.

9 NH 3 volatilizado (kg N ha -1 ) Volatilização acumulada NH 3 milho 2011/ % Equivalente N-ureia = R$ 68,00 15 Testemunha Dejetos em superfície Tempo (Horas) DOSE DLS: 50 m 3 ha -1 (118 kg ha -1 de N-AMONIACAL e 150 kg ha -1 de N-TOTAL)

10 Estratégias para mitigar o potencial poluidor do ambiente pelos dejetos líquidos de suínos

11 INTRODUÇÃO: MATRIZ SÓLIDA CONCENTRAÇÃO DE NUTRIENTES COMPOSTAGEM MENOR EMISSÃO DE CH 4 E H 2 S SANITIZAÇÃO DOS DEJETOS

12 Compostagem automatizada de dejetos líquidos em plataforma de compostagem

13

14 Plataforma de compostagem/ufsm 400 plataformas no Oeste Catarinense

15 Giacomini, 2014.

16 INTRODUÇÃO: Doneda, 2011.

17 INTRODUÇÃO: ph ELEVADO (~8,0) Jiang et al., TEMPERATURA ELEVADA (~60 O C) VOLATILIZAÇÃO DE NH 3 AMÔNIA (NH 3 ) ELEVADO N-AMONIACAL DOS DEJETOS (~60 % do N total) REVOLVIMENTO

18 INTRODUÇÃO: NÃO REVOLVER? DIMINUIR N-AMONIACAL DOS DEJETOS? COMO MITIGAR A NH 3 VOLATILIZAÇÃO DE AMÔNIA (NH 3 )?

19 Emissões de NH 3 e GEE (CO 2, N 2 O e CH 4 ) 19 Fonte: Carbono Brasil. Por Fernanda B. Muller e Paula Scheidt - Pomerode SC

20 INTRODUÇÃO: Emissões de N 2 O e CH 4 Angnes et al., N 2 O, CH 4 CONCENTRAÇÃO DE NO 3- NO COMPOSTO ELEVADA UMIDADE NAS LEIRAS Giacomini, 2014

21 07 Compostagem automatizada Fonte: Google imagens Volatilização de amônia (NH 3 ) Emissão de N 2 O e CH 4 Estratégias para mitigar tais emissões Acidificação dos DLS Uso de gesso, zeólitas naturais e biocarvão Xisto retortado e o inibidor de nitrificação dicianodiamida (DCD)

22 1) Zeólitas

23 Como as zeólitas atuam na redução da volatilização de NH 3 durante a compostagem de DLS? NH 3 Aluminosilicatos hidratados; Elevada capacidade de troca catiônica (CTC); Sistema de canais; Alto grau de hidratação. + - (Jha & Hayashi, 2009) NH + 4

24 METODOLOGIA Estudo em escala de protótipo Vasos: tubos cilíndricos de PVC, com 0,24 m de diâmetro, e 0,20 m de altura; Substrato: 70 % serragem + 30 % maravalha, 1 kg de substrato vaso -1 ; Giacomini, 2013.

25 METODOLOGIA Três ou quatro aplicações de DLS ao substrato (15 a 21 dias de duração), na dose de1 L aplicação -1, seguida de revolvimento simultâneo. Três ou quatro revolvimentos adicionais. Giacomini, 2013.

26 METODOLOGIA Três doses avaliadas de zeólitas: 5 % (50 g), 10 % (100 g) e 20 % (200 g), em relação ao volume aplicado de DLS; Zeólitas e granulometrias avaliadas: Clinoptilolita fina ( 0,0105 mm) e grossa (entre 1 e 3 mm), e Estilbita fina ( 0,3 mm) e grossa (entre 1 e 3 mm). Giacomini, 2013.

27 METODOLOGIA Câmaras semi-abertas estáticas NH 3 : adaptado de Nömmik (1973). Giacomini, 2013.

28 Emissão acumulada de N-NH 3 durante a compostagem dos dejetos líquidos de suínos (DLS), com e sem adição das zeólitas clinoptilolita (CLP) e estilbita (STI) nas doses de 10 e 20 %. N-NH 3 Acumulado (g m -2 ) 100 DLS DLS + Clinoptilolita fina 10 % DLS + Estilbita fina 10 % DLS + Clinoptilolita grossa 20 % 80 DLS + Estilbita fina 20 % Revolv Apl. DLS Revolv. Apl. DLS Apl. DLS Revolv. 35 % 27 % 22 % 16 % 9% N-NH 3 Emissões 22 % 37 % 54 % 76 % Tempo (h)

29 Emissão acumulada de N-NH 3 durante a compostagem dos dejetos líquidos de suínos (DLS), com e sem adição das zeólitas clinoptilolita (CLP) e estilbita (STI) na dose de 20 %. 60 DLS DLS + Clinoptilolita grossa 20 % DLS + Estilbita grossa 20% Apl. DLS Revolv. 23 % N-NH 3 Acumulado (g m -2 ) Apl. DLS Revolv. Apl. DLS Revolv. 16 % 8 % 33 % 68 % Tempo (h)

30 Emissão acumulada de N-NH 3 durante a compostagem de dejetos líquidos de suínos (DLS) com e sem adição da zeólita clinoptilolita na dose de 20 % em diferentes momentos de aplicação de DLS DLS DLS + Clinoptilolita 20 %, nas quatro apl. DLS + Clinoptilolita 20 %, 1ª apl. DLS + Clinoptilolita 20 %, 1 e 3ª apl. DLS + Clinoptilolita 20 %, 1 e 4ª apl. Apl. DLS Revolv. 31 % N-NH 3 Acumulado (g m -2 ) Apl. DLS Revolv. Apl. DLS Revolv. Apl. DLS Revolv. 21 % 20 % 15 % 10 % 33 % 36 % 52 % 70 % Tempo (h)

31 2) Xisto retortado

32 Giacomini, 2014.

33 METODOLOGIA Aplicações Tempo (dias) Dejetos ph MS NA NT --- L % kg m ª ,66 4,53 2,44 4,44 2ª ,91 3,88 2,95 4,48 3ª ,50 2,78 2,15 3,21 4ª ,80 3,38 2,09 2,81 5ª ,11 1,19 1,42 2,97 6ª ,49 1,23 1,95 3,09 7ª ,80 1,61 1,95 2,65 8ª ,75 1,84 1,98 2,48 9ª ,76 3,26 2,70 3,91 10ª ,05 3,91 2,63 4,19 11ª ,18 3,67 2,58 4,17 12ª ,18 3,01 2,50 3,83 13ª ,64 2,56 1,67 2,72 14ª ,87 2,07 1,59 2,75 15ª ,30 2,91 1,66 2,62 Volume Total Volume total de dejetos Kg -1 de substrato 8,46

34 Emissão de N2O e CH4

35 Volatilização de NH kg de substrato

36 Tempo (dias) ph do composto final em compostagem automatizada de dejetos líquidos de suínos (DLS) com e sem a adição de xisto retortado (XR). Barras indicam o desvio padrão. 10 Aplicação de dejetos, XR e DCD + revolvimento das leiras Revolvimento das leiras 9 8 ph DLS DLS + XR

37 Tempo (dias) Emissão acumulada de NH 3 em compostagem automatizada de dejetos líquidos de suínos (DLS), com e sem adição de xisto retortado (XR). *= diferença mínima significativa pelo teste t (5%). Aplicação de dejetos + revolvimento das leiras Revolvimento das leiras 250 N-NH 3 acumulado (g m -2 ) DLS DLS + XR * 36 %

38 Emissão acumulada de N-N 2 O em compostagem automatizada de dejetos líquidos de suínos (DLS) com e sem a adição de xisto retortado (XR). ns= diferença não significativa pelo teste t (5%). Tempo (dias) 80 Aplicação de dejetos + revolvimento das leiras Revolvimento das leiras Emissão acumulada de N-N 2 O ( g m -2 ) DLS DLS + XR ns

39 Tempo (dias) Emissão acumulada de C-CH 4 em compostagem automatizada de dejetos líquidos de suínos (DLS), com e sem a adição de xisto retortado (XR). *= diferença mínima significativa pelo teste t (5%) Aplicação de dejetos + revolvimento das leiras Revolvimento das leiras Emissão acumulada de C-CH 4 (g m -2 ) DLS DLS + XR * 74 %

40 245 dias de compostagem, com adição de dejetos nos primeiros 135 dias (15) Dejetos Dejetos + Xisto

41 Dejetos Dejetos + Xisto retortado

42 Efeito da adição de xisto retortado aos dejetos líquidos de suínos sobre a mineralização do C do composto no solo

43 Mineralização acumulada do C, % C adicionado Latossolo-Composto DLS Latossolo-Composto DLS +XR Argissolo-Composto DLS Argissolo-Composto DLS + XR Tempo de incubação (dias)

44 Conclusões O uso de zeólitas naturais, com destaque para a clinoptilolita, é uma alternativa promissora para mitigar as perdas de N por volatilização de NH 3 durante a compostagem de dejetos líquidos de suínos. A adição de xisto retortado, em compostagem automatizada de dejetos líquidos de suínos, reduz as perdas de N por volatilização de NH 3 e de CH 4, sem afetar as emissões de N 2 O. O xisto retortado reduz a mineralização do C do composto no solo, principalmente em solos com baixo teor de argila.

45 Obrigado aos Estudantes/Bolsistas pela Ajuda em Todas as Etapas dessa Caminhada!