COMPOSTAGEM DE LODO DE ESGOTOS COM RESÍDUOS AGRÍCOLAS ATRAVÉS DA AERAÇÃO FORÇADA POSITIVA

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1 COMPOSTAGEM DE LODO DE ESGOTOS COM RESÍDUOS AGRÍCOLAS ATRAVÉS DA AERAÇÃO FORÇADA POSITIVA Marcellus Claudius de Almeida Valim (1) Engenheiro Civil, UFV (1995), Especialista em Planejamento Municipal, TUNS/UFV (1997), Mestrando do Programa de Mestrado em Engenharia Ambiental, UFES. Ary Bartholomeu Pereira Júnior Engenheiro Agrônomo, UFES (1983), Mestrando do Programa de Mestrado em Engenharia Ambiental, UFES. Jacimar Luís de Souza Engenheiro Agrônomo, Mestre em Agronomia pela Universidade Federal de Lavras (1985), Pesquisador em Manejo de Agricultura Orgânica da Empresa Capixaba de Pesquisa Agropecuária. Wanderley Antônio Nogueira Engenheiro Civil/UFES (1972); Doutor em Engenharia Civil - Birmingham University/1983; Professor do Mestrado em Engenharia Ambiental da UFES. Ricardo Franci Gonçalves Engenheiro Civil e Sanitarista / UERJ (1984); Doutor em Engenharia de Tratamento de Água (1993), INSA de Toulose, França; Prof. Adjunto I - DHS / UFES e Professor do Mestrado em Eng a Ambiental - Universidade Federal do Espírito Santo. Endereço (1) : UFES/CT/DHS/PMEA - Av. Fernando Ferrari, s/n - Goiabeiras - Vitória - ES - CEP: Brasil- Tel/Fax: (027) mcavalim@npd.ufes.br. RESUMO Este trabalho apresenta resultados preliminares de ensaios de compostagem com aeração forçada positiva na produção de um composto orgânico para utilização na agricultura. Foram investigadas três misturas compostas, respectivamente por lodo primário da Estação de Tratamento de Esgotos de Venda Nova do Imigrante-ES com resíduos agrícolas, esterco de galinha com resíduos agrícolas e lodo primário previamente higienizado com cal com resíduos agrícolas. A elevação do ph na higienização do lodo com cal restringe o seu uso por períodos prolongados na agricultura. Foram avaliados os valores de ph, relação carbono/nitrogênio, macronutrientes e micronutrientes. Com relação ao ph, notou-se uma desejável redução no valor desse parâmetro no composto produzido à partir do lodo calado. Quanto aos macro e micronutrientes e relação C/N, os valores obtidos foram comparados com os preconizados pela literatura para fertilizantes orgânicos para uso na agricultura. PALAVRAS-CHAVE: Lodo de Esgoto, Compostagem, Resíduo Agrícola, Reciclagem Agrícola, Composto Orgânico. 19 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 389

2 INTRODUÇÃO Atualmente, a disposição final do lodo de esgotos é um dos principais problemas ambientais urbanos. Segundo LUDUVICE, et al (1995), o lodo orgânico é o principal subproduto do tratamento de esgotos, podendo, em princípio, conter qualquer produto que tenha sido utilizado na área de drenagem da Estação de Tratamento de Esgotos (ETE) onde foi produzido. Baseado nisso e tendo em vista que a produção de lodo pode atingir valores altíssimos, urge que sejam apresentadas soluções ou alternativas para sua disposição final segura. O uso do composto orgânico na agricultura tem sido uma das principais opções para a solução do problema do lodo. A viabilidade da sua reutilização na agricultura surge como uma opção extremamente interessante, apresentando inúmeras vantagens do ponto de vista ambiental como do econômico sobre as demais opções. As pesquisas realizadas pela SANEPAR confirmam a viabilidade da transformação deste material em um importante insumo agrícola, mesmo respeitando-se rigorosos critérios agronômicos, sanitários e ambientais (Andreolli et al., 1994). Essa viabilidade é o objeto do sub-projeto 1 que está sendo realizado pelo Departamento de Hidráulica e saneamento da Universidade Federal do Espírito Santo no âmbito núcleo temático n o 4 do Ed. 01/96 - PROSAB / FINEP. Tal sub-projeto estuda a problemática do lodo gerado em lagoas de estabilização, desde a sua formação até a análise da eficiência como fertilizante em culturas vegetais anuais e perenes. Este trabalho apresenta os resultados obtidos em ensaios de compostagem do lodo primário da Estação de Tratamento de Esgotos de Venda Nova do Imigrante -ES pelo processo de aeração forçada positiva, considerado por PEREIRA NETO (1987) como o mais eficiente dentre os métodos de aeração forçada. Nele serão apresentados o efeito da compostagem sobre o lodo higienizado com cal e as características do composto orgânico produzido a partir da compostagem de lodo com resíduos agrícolas. O objetivo principal deste trabalho é a produção de compostos, a partir das misturas utilizadas, que atendam aos valores limites preconizados pela literatura para utilização agrícola, como apresentado na tabela 1, para ph, relação C/N, macronutrientes e micronutrientes (Kiehl, 1985). MATERIAIS E MÉTODOS O experimento foi realizado na Estação Experimental Mendes da Fonseca, pertencente à EMCAPA (Empresa Capixaba de Pesquisa Agropecuária) e localizada no município de Domingos Martins - ES. O lodo utilizado foi o lodo primário da Estação de Tratamento de Esgotos do município de Venda Nova do Imigrante - ES. Os resíduos utilizados no experimento foram : capim Meloso, capim Napier verde, capim Napier seco, palha de café e esterco de galinha, fornecidos pela própria Estação Experimental. Foram montadas três leiras de compostagem de 2,0 m de largura por 6,5 m de comprimento e 1,5 m de altura, conforme figura 1, em um pátio experimental de compostagem, montado segundo o esquema apresentado na figura 2. A composição de cada leira foi a seguinte: 19 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 390

3 ? leira 1 - lodo mais resíduo agrícola, na proporção de 50 Kg de lodo (peso seco) para cada m 3 da mistura de resíduos vegetais.? leira 2 - (composto padrão) - esterco de galinha mais resíduo agrícola, na mesma proporção utilizada na leira 1.? leira 3 - lodo higienizado com cal a 50% de seu peso seco mais resíduo agrícola, na proporção idêntica à leira 1. 6,5m 1,5m 2,0m Figura 1 - Esquema de uma leira de compostagem. L1-lodo+resíduo L2-est. galinha+resíduo L3-lodo calado+resíduo L3 L2 L1 A - aerador A A A Figura 2 - Esquema do pátio experimental de compostagem. As leiras foram submetidas a aeração forçada positiva, por tubos perfurados de 100 mm, para suprimento de oxigênio aos microorganismos responsáveis pela degradação da matéria orgânica e para controle de temperatura das leiras. Os parâmetros utilizado para controlar o processo foram a temperatura e teor de umidade, mantidos em faixas de valores recomendados pela literatura como ideais para o processo de compostagem, ºC para temperatura e cerca de 60 % para teor de umidade (PEREIRA NETO, 1996; STENTIFORD,1985). A temperatura foi coletada diariamente em 9 pontos distintos de cada leira, a uma profundidade de 40 cm, em direção ao centro da leira. Durante a fase de compostagem, além da temperatura, foram monitorados, semanalmente ph, teor de umidade, macronutrientes e micronutrientes. Esse monitoramento se deu através de análises de amostras coletadas em 9 pontos distintos de cada leira, a 40 cm de profundidade, em direção ao seu centro, homogeneizadas e enviadas imediatamente ao laboratório para análise. Os testes 19 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 391

4 duraram 30 dias, contados a partir do início do experimento, sendo as análises feitas segundo Standard Methods. A avaliação dos resultados foi feita comparando-se os valores obtidos aos recomendados por Kiehl (1985) para fertilizantes orgânicos para uso na agricultura, como escala de valores. Foram comparados também os valores de alguns dos principais fertilizantes orgânicos simples utilizados na agricultura, a saber: esterco de galinha, esterco bovino e o composto padrão produzido e estudado na Empresa Capixaba de Pesquisa Agropecuária (Souza, 1996). RESULTADOS E DISCUSSÃO Os valores de ph, C/N, macronutrientes e micronutrientes são apresentados nas tabelas 1 e 2 e nos gráficos das figuras 3, 4, 5, 6 e 7. Tabela 1: Quadro de análise de fontes. FONTE MACRO (%) MICRO(ppm) N P K Ca Mg Cu Zn Mn Fe B ph %MO C/N LODO 2,40 0,05 1,40 0,36 0, , ,6/1 LODO CALADO 1,30 0,21 0,31 13,88 0, , ,7/1 EST. GALINHA * 2,30 1,29 1,71 5,12 0, , /1 EST. BOVINO ** 1,76 0,31 2,14 1,26 0, (*), (Souza, 1996) (**), (Kiehl, 1985) Tabela 2: Quadro de análise de compostos. COMPOSTOS MACRO (%) MICRO(ppm) N P K Ca Mg Cu Zn Mn Fe B ph %MO C/N LEIRA 1 1,90 0,34 1,38 1,78 0, , /1 LEIRA 2 2,00 1,08 2,70 5,63 0, , /1 LEIRA 3 1,40 0,26 1,10 7,54 0, , /1 PADRÃO 2,12 0,71 1,18 2,74 0, , /1 (*), (Souza,1996) Tabela 3: Valores recomendados para fertilizantes orgânicos para uso agrícola. abaixo de 6,0 indesejável ph entre 6,0 e 7,5 bom acima de 7,5 ótimo acima de 18/1 indesejável C/N entre 12/1 e 18/1 bom abaixo de 8/1 a 12/1 ótimo menos que 0,5% baixo Fósforo entre 0,5% e 1,5% médio mais que 1,5% alto menos que 0,5% baixo Potássio entre 0,5% e 1,5% médio mais que 1,5% alto menos que 1,5% baixo Cálcio entre 1,5% e 3,0% médio mais que 3,0% alto menos que 0,6% baixo Magnésio entre 0,6% e 1,2% médio 19 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 392

5 mais que 1,2% Nitrogênio 1% mínimo Fonte : Kiehl (1985). Para efeito de avaliação apresentam-se as tabelas 3 e 4 como quadros de classificação dos materiais produzidos e dos materiais tomados como base comparativa. Tabela 4: Classificação de valores N P K Ca Mg ph C/N composto 1 aprovado baixo médio médio baixo indesejável bom composto 2 aprovado médio alto alto baixo ótimo indesejável composto 3 aprovado baixo médio alto baixo ótimo indesejável composto aprovado médio médio médio baixo bom bom padrão esterco aprovado médio alto alto baixo bom indesejável galinha esterco bovino aprovado baixo alto baixo médio - - A figura 3 mostra os valores dos teores de Nitrogênio, Fósforo e Potássio para os compostos produzidos e para o composto padrão (Souza, 1996). alto 3,00 2,50 2,00 N (%) P (%) K (%) 1,50 1,00 0,50 0,00 LEIRA 1 LEIRA 2 LEIRA 3 PADRÃO Figura 3 - Teores de Nitrogênio, Fósforo e Potássio. Com relação ao teor de Nitrogênio apresentado pelos compostos, verificou-se que todos estão aptos ao uso na agricultura, superando o valor mínimo de 1% indicado por KIEHL (1985), como sendo aceitável. Quanto aos teores de Fósforo, apresentou valores baixos nos compostos 1 e 3, provavelmente devido aos baixos valores apresentados pelo lodo e pelo lodo calado utilizados utilizadas nas misturas. 19 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 393

6 Os valores de Potássio apresentaram-se médios para os compostos 1 e 3 e alto para o composto proveniente do esterco de galinha, que possui também valor elevado para esse elemento. 19 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 394

7 A figura 4 mostra os teores de Cálcio e Magnésio para os compostos. Destacam-se os altos valores de Cálcio para o composto produzido a partir do lodo calado, que é extremamente rico nesse elemento. Nos outros compostos, os valores são médio, para o composto 1 e alto, para o composto 2. Quanto ao teor de Magnésio, todos os compostos apresentaram valores baixos, assim como todas as fontes apresentadas, com exceção do esterco bovino. 8,00 7,00 6,00 5,00 4,00 3,00 2,00 1,00 0,50 0,45 0,40 0,35 0,30 0,25 0,20 0,15 0,10 0,05 Ca Mg 0,00 LEIRA 1 LEIRA 2 LEIRA 3 PADRÃO 0,00 Figura 4 - Teores de Cálcio e Magnésio. 19 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 395

8 As figuras 5 e 6 apresentam os valores dos micronutrientes nos compostos analisados Cu (ppm) Zn (ppm) Mn (ppm) LEIRA 1 LEIRA 2 LEIRA 3 PADRÃO Figura 5 - Teores de Cobre, Zinco e Manganês Com relação aos micronutrientes, segundo FERNANDES (1997), quando se faz a adubação que atende às necessidades de Nitrogênio, geralmente se fornece os micronutrientes necessários para aquela situação Fe B 0 LEIRA 1 LEIRA 2 LEIRA 3 PADRÃO 24 Figura 6 - Teores de Ferro e Boro 19 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 396

9 A figura 7 mostra os valores do ph e da relação carbono/nitrogênio dos compostos. 9,0 8,0 7,0 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 20/1 18/1 16/1 14/1 12/1 10/1 8/1 6/1 4/1 2/1 ph C/N 0,0 LEIRA 1 LEIRA 2 LEIRA 3 PADRÃO 0/1 Figura 7 - ph e relação Carbono/Nitrogênio Com relação ao ph, com exceção do composto 1, todos os demais apresentaram valores que os classificam de bom a ótimo, sendo os valores dos compostos produzidos melhor classificados que os do composto padrão e do esterco de galinha, largamente utilizados e recomendados para uso na agrícola (Souza, 1996). Destaca-se ainda a redução do ph do composto produzido a partir do lodo higienizado com cal, o que o torna apto para o uso agrícola prolongado. Quanto aos valores da relação carbono/nitrogênio, os compostos 1 e 2 mostram valores indesejáveis, provavelmente necessitando de mais algum tempo de compostagem. CONCLUSÕES Este trabalho apresenta resultados de ensaios de compostagem de lodo primário, esterco de galinha e lodo higienizado com cal com vistas à produção de compostos orgânicos adequados para utilização na agricultura. Foram compostadas três misturas, em três leiras de compostagem, utilizando lodo, esterco de galinha e lodo calado misturados com resíduos agrícolas. Foram comparados os valores obtidos de ph, relação C/N e macro e micronutrientes com os valores recomendados para fertilizantes orgânicos para uso na agricultura. Com relação ao ph, com exceção do composto 1, todos os demais apresentaram valores que os classificam de bom a ótimo, sendo os valores dos compostos produzidos melhor classificados que os do composto padrão e do esterco de galinha, largamente utilizados e recomendados para uso na agrícola. Destaca-se ainda a redução do ph do composto 19 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 397

10 produzido a partir do lodo higienizado com cal, o que o torna apto para o uso agrícola prolongado. 19 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 398

11 Quanto aos valores da relação carbono/nitrogênio, os compostos 1 e 2 mostram valores indesejáveis, provavelmente necessitando de mais algum tempo de compostagem. Com relação aos macronutrientes, os compostos 1 e 3 mostraram valores baixos de Fósforo, que pode ser facilmente corrigido. Nos demais, todos os compostos apresentaram valores de médios a altos, com exceção do Magnésio, que se mostrou deficiente em todos os compostos aqui analisados. Quanto aos micronutrientes, ao se aplicar o fertilizante orgânico em quantidade suficiente para suprir as demandas de Nitrogênio do solo, atende-se também à demanda de todos os micronutrientes (Fernandes, 1997). Com isso comprovamos que o processo de compostagem por aeração forçada positiva mostrou-se eficaz na produção de compostos orgânicos para utilização na agricultura, proporcionando uma boa alternativa para destinação final do lodo REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. ANDREOLLI, C.V. et al.,- Tratamento e disposição do lodo de esgoto no Paraná. Sanare, Vol. 1 (1), pp , Curitiba, PA, KIEHL, E.J., Fertilizantes Orgânicos. Ed. Ceres, FERNANDES, F., Eficiência dos processos de desinfecção do lodo da ETE-Belém com vistas a seu uso agrícola. Sanare, Vol. 5 (5), pp , Curitiba,PR, FERNANDES, F. et al., Manual Técnico Para Utilização Agrícola do Lodo de Esgoto no Paraná. SANEPAR. Curitiba, PR, LUDUVICE, M.L. et al., Uso e disposição final de lodos de esgotos. Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental, 18. Salvador, BA, MALAVOLTA, E., Elementos de Nutrição Mineral de Plantas. Ed. Ceres, PEREIRA NETO, J.T., STENTIFORD, E.I., MARA, D.D., Low cost controlled composting of refuse and sewage sludge. Department of Civil Engineering. University of Leeds P839 a PEREIRA NETO, J.T. Avaliação do Desempenho de Três Modos de Aeração para Sistemas de Compostagem. In Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental, 14 º. São Paulo, Anais... p63 a PEREIRA NETO, J.T. On the treatment of municipal refuse and sewage sludge using aerated static pile composting - a low cost technology approach PEREIRA NETO, J.T. Manual de Compostagem. Belo Horizonte. UNICEF SILVA, S.M.P.C.; FERNANDES, F., Parâmetros, Critérios e Viabilidade Econômica Para Usina de Compostagem de Lodo de Esgoto. ESTADO DA ARTE. Curitiba,PR, SOUZA, J.L.; PREZOTTI, L.C. Avaliação das Condições de Solo em Sistema Orgânico de Produção. Congresso Brasileiro de Olericultura, 36. Rio de Janeiro - RJ, Anais. Rio de Janeiro-RJ In: Horticultura Brasileira.14 (1):122. Resumo o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 399

12 13. SOUZA, J.L.; PREZOTTI, L.C. Avaliação Técnica e Econômica de Compostagem Orgânica. Congresso Brasileiro de Olericultura, 36. Rio de Janeiro - RJ, Anais. Rio de Janeiro-RJ In: Horticultura Brasileira.14 (1):122. Resumo STENTIFORD, E.I., P.I. TAYLOR, T.G. LETON and D.D. MARA. Forced aeration composting of domestic refuse and sewage sludge. Wat. Pollut. Control. 84(1): 23-32, o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 400