Tratamento de resíduos agroindustriais

Tratamento de resíduos agroindustriais

(Parte 7 de 9)

Consumo indireto Consumo cozido Consumo cru Sem contato Com contato

Critério de Saúde 1 + 4 2 + 4 ou 3 + 4 3 + 4 2 3 + 5 Tratamento Primário x x x x x x x x x x x x x x x Tratamento Secundário x x x x x x x x x x x x x x x Filtragem ou método equivalente x x x x x Desinfecção x x x x x x x x

Critério de Saúde 1. Livre de sólidos grandes; eliminação significativa de ovos de parasitas. 2. Igual a 1, porém com eliminação significativa de bactérias 3. Não permite mais de 100 organismos coliformes/100 mL em 80% das amostras. 4. Não permite elementos químicos que deixam resíduos indesejáveis nas culturas ou peixes. 5. Não permite substâncias químicas que podem afetar as mucosas ou pele Obs.: Para satisfazer os requisitos de saúde os elementos marcados com x x x são essenciais; além disso podem ser necessários, às vezes, os tratamentos marcados com x.

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Diversos autores têm, entretanto, interpretado de forma equivocada a legislação CONAMA 20/86 ou a atual CONAMA 357/05, nas quais estão estabelecidos os padrões de qualidade para as classes de corpos de água doce, salobra e salina. Ao serem usados os limites estabelecidos para as classes de enquadramento de corpos de água doce, por exemplo, para condicionar a fertirrigação de culturas agrícolas com águas servidas, está se cometendo o erro de querer dar às águas servidas a mesma qualidade requerida para águas doces superficiais, o que não é correto e constitui interpretação incorreta da legislação. Se ao invés disso, fossem utilizados os padrões utilizados para qualificar efluentes a serem lançados em corpos de água, o erro seria minimizado, ainda que se saiba que legislação específica seja exigida no caso de lançamento de efluentes no solo. Os padrões de lançamento de efluentes em corpos de água superficiais não, necessariamente, devam ser os mesmos dos requeridos para lançamento em solos agrícolas. Aguarda-se, ansiosamente, legislação específica com este fim.

Algumas águas residuárias geradas no processamento de produtos agropecuários tal como soro de leite, vinhaça etc. estariam, presumivelmente, fora de riscos de contaminação microbiológica do ambiente e, portanto, podem ser livremente aplicadas no solo, desde aspectos de suas constituições químicas passem a ser considerados. Águas residuárias oriundas de atividades agroindustriais podem ser aplicadas na produção de forrageiras, grandes culturas, florestas e hortaliças. A vinhaça, por razões econômicas e práticas tem sido quase que exclusivamente usada na fertirrigação da cana-de-açúcar.

O uso de águas residuárias na fertirrigação de espécies persistentes, perenes e produtivas durante todo o ano seria altamente desejável. Dessa forma, algumas capineiras, de sistema radicular abundante e profundo, podem ser muito úteis também sob o ponto de vista ambiental, por serem capazes de retirar grande quantidade de macro e micronutrientes do solo, diminuindo a lixiviação para as águas subterrâneas e diminuindo o carreamento via escoamento superficial.

A fertirrigação constitui o sistema de disposição que requer a maior área superficial por unidade de água residuária tratada. Por outro lado, é o sistema natural com maior eficiência na remoção de poluentes. As plantas são as grandes responsáveis pela remoção de nutrientes, como fósforo e nitrogênio presentes em solução ou suspensão nas águas residuárias, cabendo aos microrganismos do solo a remoção das substâncias orgânicas. Estima-se que a queda na DBO seja de 90 a 9%, a remoção de nitrogênio seja maior que 90% e que a remoção de fósforo atinja 9%.

As principais vantagens do método de disposição como fertirrigação de culturas agrícolas são: ser um método combinado de tratamento e disposição final além de proporcionar fertilização e condicionamento do solo e, com isso, retorno financeiro na fertirrigação de áreas agricultáveis. As maiores desvantagens são os elevadíssimos requisitos de área, ser dependente do clima e dos requisitos de nutrientes dos vegetais, possibilidade de contaminação dos trabalhadores na agricultura (na aplicação, por aspersão, de águas contaminadas com agentes patogênicos) e possibilidade de ocorrência de alterações químicas e físicas no solo quando aplicadas em doses e formas inadequadas.

Sistema de áreas alagadas (wetland)

O tratamento de águas residuárias em áreas alagadas tem sido utilizado, desde as décadas de 60 e 70, na Europa, apresentando bons resultados. Os mecanismos envolvidos no tratamento são: filtração, degradação microbiana da matéria orgânica, absorção de nutrientes, adsorção no solo, entre outros.

A vegetação desempenha papel importante no tratamento em áreas alagadas, que é o de utilizar os nutrientes disponibilizados pela água residuária, extraindo macro e micronutrientes além de carbono (matéria orgânica), necessário ao seu crescimento, evitando seu acúmulo e a conseqüente salinização do meio ou substrato onde ocorre o desenvolvimento das plantas. Estas plantas favorecem o desenvolvimento de filmes biologicamente ativos que propiciam a degradação dos compostos orgânicos, concorrendo para mais eficiente e rápida depuração da água residuária. As espécies vegetais freqüentemente usadas em sistemas de tratamento em áreas alagadas são plantas helófitas, cujas folhas ficam posicionadas acima da superfície da água. Dentre as espécies utilizadas, pode-se citar o Phragmites sp. (carriço), o Scirpus sp. (junco) e a

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Thypha sp. (taboa). Pesquisas recentes têm evidenciado o grande potencial de uso de espécies mais adaptadas às condições redutoras do meio, ta como a Alternanthera, além do cultivo de espécies forrageiras de interesse na alimentação animal (capim tifton, capim elefante, etc).

Áreas alagadas podem ser implantadas em tanques de concreto ou em valetas devidamente impermeabilizadas por lona butílica ou qualquer outro material impermeável, devendo esses tanques conter sistema de drenagem artificial no seu fundo e serem preenchidos com uma camada de 20 cm de brita seguido de uma camada de 0,5-0,6 m de solo, no caso de sistemas de escoamento preferencialmente superficial (Figura 1), ou por uma camada de 0,3-0,5 m de substrato permeável (areia grossa ou brita “zero”), no caso de sistema de escoamento subsuperficial (Figura 12).

FIGURA 1. Esquema de um sistema construído de área alagada (wetland)- escoamento superficial com filtragem vertical

FIGURA 12. Esquema de um sistema construído de área alagada (wetland)- escoamento subsuperficial com filtragem horizontal

As grandes vantagens do sistema são o baixo custo implantação e operação e alta eficiência na remoção de DBO e nutrientes em solução.

4. TRATAMENTO DE RESÍDUOS SÓLIDOS 4.1. Introdução

Por serem os resíduos sólidos agroindustriais ricos em nutrientes, toda e qualquer técnica que vislumbre seu aproveitamento na alimentação animal ou agrícola torna-se interessante, tendo em vista que a reciclagem desses nutrientes é recomendável. No caso de não ser possível ou recomendável o aproveitamento desses resíduos “ïn natura”, técnicas de tratamento devem ser aplicadas com o fim de proporcionar transformações vantajosas em suas características químicas ou físicas.

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Dentre as técnicas de transformação de resíduos orgânicos, uma de grande alcance, em vista da sua praticidade e dos resultados alcançados, é a compostagem. A compostagem possibilita a transformação de resíduos orgânicos em adubo orgânico de grande valor fertilizante para as plantas.

A compostagem pode ser definida como um processo aeróbio, baseado na decomposição biológica controlada, que tem por objetivo a transformação de resíduos orgânicos em material parcialmente humificado.

Para a realização da compostagem o material orgânico a ser processado deverá formar leiras, que são pilhas compostas por material de alta relação C/N misturado a material de baixa relação C/N.

4.2. Etapas da compostagem

A primeira etapa da compostagem é denominada fase termofílica, na qual ocorrem reações bioquímicas de oxidação, com exaustão da fonte de carbono mais disponível. Nesta fase, a temperatura do material permanece entre 40 e 65oC, o que proporciona a eliminação de sementes e agentes patogênicos. A fase termofílica tem duração de 25 a 60 dias.

A segunda etapa é denominada fase de maturação, na qual ocorre o processo de humificação do material orgânico. Nesta fase, há mineralização do carbono remanescente (lignina, celulose, etc.) e a temperatura do material deve permanecer entre 35 e 45oC.

4.3. Fatores que afetam a compostagem

- aeração

Como a compostagem é um processo aeróbio, a deficiência de oxigênio no meio das leiras vai concorrer para que haja uma queda na velocidade de oxidação do material orgânico e a exalação de mau cheiro.

- temperatura

A temperatura do material nas leiras deve ser monitorada, uma vez que temperaturas maiores que 65 - 70oC irão proporcionar destruição de microrganismos benéficos e aumento da perda de N do material. A ocorrência de temperaturas menores do que 40oC durante a fase termofílica é indicativa de deficiência de água ou nutrientes para as bactérias decompositoras do material orgânico.

- umidade

A umidade do material, da mesma forma que a temperatura, deve ser monitorada durante a compostagem. Umidade maior que 65% traz prejuízo à aeração, uma vez que a água estará presente, ocupando espaço poroso que deveria estar ocupado com ar. Por outro lado, umidades menores que 40% trarão inibição da atividade microbiológica, diminuindo a velocidade de degradação do material orgânico.

- concentração de nutrientes

Resíduos agroindustriais são, geralmente, fonte de macro e micronutrientes essenciais, entretanto, na compostagem é fundamental o conhecimento da relação carbono-nitrogênio (C/N), uma vez que, quando o seu valor é alto, haverá imobilização do nitrogênio disponível no material pelos microrganismos, passando a constituir sua biomassa. Com o esgotamento do nitrogênio disponível, a população de bactérias não terá como aumentar, já que esse elemento é requerido em grande quantidade para a síntese protéica. Caso a relação C/N esteja muito baixa, haverá grande perda de N (na forma de gás amônia), notadamente se o pH do material estiver acima de 8,0. Considera-se que, para início da compostagem do material orgânico, a relação C/N deva estar entre 30 a 40.

- tamanho da partícula

A fragmentação do material a ser utilizado na compostagem é importante, uma vez que aumentando sua superfície específica, haverá mais rápida e melhor distribuída degradação do material orgânico e, com

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Prof. Antonio Teixeira de Matos Departamento de Engenharia Agrícola e Ambiental/UFV 32 isso, mais rápida maturação do composto. Entretanto, se for feita uma redução muito grande no tamanho de partícula, poderá haver comprometimento da aeração da leira, já que a porosidade do material irá diminuir, dificultando a penetração de oxigênio no meio. Por essa razão, tem sido recomendado que o material orgânico seja picado até adquirir o tamanho de 30 a 50 m.

4.4. Processos de compostagem

Os processos de compostagem podem ser divididos em aqueles em que há reviramento do material durante todo o período de compostagem (sistema “Windrow”) e o de leiras estáticas aeradas.

- processo com reviramento

No processo de compostagem por reviramento, as leiras devem possuir de 1,0 a 1,8 m de altura e 1,0 - 4,0 m de base. Por ocasião da formação das pilhas, deverá haver alternância de camadas de material palhoso e material rico em nitrogênio, nas proporções calculadas para preparo da leira de compostagem.

O reviramento, nos 30 primeiros dias deve ser feito de 3 em 3 dias, pois nesse período o material tem a temperatura muito aumentada e a demanda por oxigênio é muito grande, com o reviramento freqüente, dissipa-se parte da energia acumulada e consegue-se aerar o meio. Dos 30 aos 60 dias, como a intensidade das reações diminuiu muito, o reviramento pode passar a ser feito de 5 em 5 dias.

Nesse processo, a leira deve ser coberta com composto maturado ou material palhoso fresco, a fim de evitar a exalação de mau cheiro e a atração de vetores (moscas, mosquitos etc.). A maturação do material geralmente ocorre após 90 - 120 dias e o custo estimado de produção é de 1 homem.dia-1.t-1.

- processo em leiras estáticas aeradas

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