novatratamento-dejetos

Prévia do material em texto

21/03/2019
1
GESTÃO DE RESÍDUOS 
NA SUINOCULTURA
Alícia Zem Fraga
Doutoranda - Unesp/Jaboticabal
Zootecnista, Universidade Federal de Viçosa
Ms. Zootecnia - Unesp/ Jaboticabal
1. Resíduos – Produção animal
 DEJETOS:
Fezes, urina, água desperdiçada (bebedouros e higienização), resíduos de 
ração, pelos, poeiras e outros materiais decorrentes do processo de criação.
VOLUME DE DEJETOS 
2
21/03/2019
2
1. Resíduos – Suinocultura
Suíno (16 – 100 kg) PV ¹: 
4.9 a 8.5% do PV – Fezes + 
Urina/dia
Fonte (1): Oliveira, 1993
Ex: 1000 animais - 50kg
4.9 a 8.5% 
= 6.7%
3.35 ton/dia
Categoria
Esterco + Urina
Kg/dia
Suínos (25 – 100 kg) 4,9
Porca em Gestação 11,0
Porca em Lactação + Leitões 18,0
Cachaço 6,0
Leitões na creche 0,95
Fonte: Oliveira, 1993
Produção média diária de dejetos nas diferentes fases de produção dos suínos
1. Resíduos – Suinocultura
4
21/03/2019
3
 Ton/dia?
Cresc./Terminação = 1400
Porcas Gestantes = 200
Cachaços = 12
Lactação + leitões = 100
Leitões na creche = 1500
1. Resíduos – Suinocultura
Exemplo:
Categoria
Esterco + Urina
Kg/dia
Suínos (25 – 100 kg) 4,9
Porca em Gestação 11,0
Porca em Lactação + Leitões 18,0
Cachaço 6,0
Leitões na creche 0,95
5
1. Resíduos – Suinocultura
- Granja Querencia¹
Elias Fausto, SP
- 11.500 suínos
- 150 mil litros dejetos/dia
Fonte (1): https://www.youtube.com/watch?v=A2cLzxa8A94 (2) EMATER/RS
Foto: Google Imagens (representação, não se trata da granja).
- 1m³ dejetos = R$3,00²
6
https://www.youtube.com/watch?v=A2cLzxa8A94
21/03/2019
4
1. Resíduos – Suinocultura
Produção média diária de dejetos nas diferentes fases de produção dos suínos, em m³/dia.
Fases de Produção Dejetos gerados (m³/dia)
Suínos (25 – 100 kg) 0,007
Porca em Gestação 0,0162
Porca em Lactação + Leitões 0,027
Cachaço 0,009
Leitões na creche 0,0014
Fonte: Kunz et al., 2005 
7
 Composição:
Concentração média da demanda biológica de oxigênio (DBO5), nitrogênio (N), fósforo (P) e potássio (K) em mg/L e coliformes termotolerantes
(CT) em colônia/L nas granjas com nível tecnológico médio baseada na produção de dejetos dos suínos.
Sistema DBO* (mg/L) N (mg/L) P (mg/L) K (mg/L) CT (colônias/L)
UPL 6.214 1.262 452 791 6,85 x 1010
Creche 14.891 2.078 779 1.143 9,96 x 1012
Terminação 22.276 2.772 1.058 1.442 1,18 x 1011
1. Resíduos – Suinocultura
Fonte: Saganfredo et al., 2007 
8
21/03/2019
5
+ Fósforo
EUTROFIZAÇÃO
Cianobactérias
AMÔNIA
NITRITO 
(Met- Hemo)
- Formas de poluição do N em áreas de
produção animal incluem:- Ciclo do nitrogênio:
1. Resíduos – Suinocultura
9
1. Resíduos – Suinocultura
 Composição: METANO
Bactérias 
Metanogênicas
Foto: Google Imagens
10
21/03/2019
6
1. Resíduos – Suinocultura
Representação esquemática do fluxo de Nitrogênio
na produção de um suíno do nascimento ao abate
(Dourmad, 1999 - Adaptado).
N ingerido
100%
67% N excretado
33%
N retido
Fezes (16%) Urina (51%)
DEJETOS
SOLO 
32%
VOLATILIZAÇÃO
34%
SOLO
PLANTAS
LIXIVIAÇÃO
Gases
11
Volume de dejetos por dia nas estações do ano e produzidos por
suínos nas fases de crescimento e terminação (litros / suíno).
 Outros fatores:
Inverno Verão
Média 
litros/suínos/dia 2,90 4,13
30%
Fonte: Perdomo (2000); Dalla Costa (2001); Costa (2004).
1. Resíduos – Suinocultura
Animais (n° na granja)
Consumo de água***
Tipo de bebedouro, vazão...
Época do ano
 Volume - variável:
Alimentação (% PB), 
Fase do animal (...)
12
21/03/2019
7
2. Tratamento de Resíduos
PRODUÇÃO
COLETA
TRATAMENTO
ARMAZENAGEM
DISTRIBUIÇÃO e UTILIZAÇÃO
1
2
3
4
5
13
2.1. Tratamento de Resíduos: Produção 
 Objetivo:
Determinar o volume 
dos dejetos.
Função do tamanho do 
rebanho (n° de animais).
Obs:
Os desperdícios de bebedouros e a quantidade de água para a
limpeza de baias apresentam grande influência sobre o volume e a consistência
dos dejetos.
14
21/03/2019
8
2.1. Tratamento de Resíduos: Produção 
 Tipo de bebedouros: 
1 2 3
15
Tipo de Bebedouro
BB CH TE P-valor
18 sem* 5,69 ± 0.23 a 4,19 ± 0.23 b 4,54 ± 0.24 b < 0.01
2.1. Tratamento de Resíduos: Produção 
Observação: Dados em litros/suínos/dia para mesma quantidade de animais alojados. 
Fonte: Tavares et al., 2013
Cuidado
0.35
litros/suíno/dia
Obs: Considerando 500
suínos nas 18 semanas
Produção média de dejetos em função do bebedouro
16
21/03/2019
9
2.2. Tratamento de Resíduos: Coleta 
Coletar os dejetos produzidos nas diferentes fontes e conduzi-los através de uma 
rede de ductos ou calhas para um local de captação central.
Fonte: Embrapa
17
2.2. Tratamento de Resíduos: Coleta 
Fonte: Embrapa
Canaletas externas sem cobertura 
ou sem controle de fluxo de 
dejetos (proliferação de moscas).
18
21/03/2019
10
2.3. Tratamento de Resíduos: Tratamento 
Reduzir o potencial poluente.
 Objetivo:
1- Lagoas de estabilização
2- Composteiras
3- Biodigestores
Obs: Próximos slides
19
2.4. Tratamento de Resíduos: Armazenagem 
 A armazenagem é temporária e visa facilitar o uso dos dejetos em lavouras,
pastagens e outros na época adequada (venda);
 Impacto da estocagem sobre a consistência e as características dos dejetos.
20
21/03/2019
11
2.5. Tratamento de Resíduos: Distribuição e Utilização 
 Fase: movimentação, reciclagem e reintrodução dos dejetos gerados na
propriedade.
MELHORAR A EFICIÊNCIA 
PRODUTIVA DO SISTEMA
REDUÇÃO DE CUSTOS
RISCOS DE DEGRADAÇÃO 
AMBIENTAL
21
3. Lagoas de Estabilização
Fonte: https://www.youtube.com/watch?v=Pwj-wb080iM
Foto: Embrapa
22
21/03/2019
12
3. Lagoas de Estabilização
Pré-tratamento:
Foto: https://www.youtube.com/watch?v=Pwj-wb080iM
Homogeneização dos dejetos líquidos;
Capacidade para armazenar a quantidade do
volume dos dejetos líquidos produzidos
diariamente pela criação.
Fonte: EMATER/RS 
23
3. Lagoas de Estabilização
F
A
C
U
L
T
A
T
I
V
A
Ocorre:
- Produto: Fertilizantes nas 
lavouras.
- Estabilização da MO
- Remoção da DBO (Eficiência: 98,62%) 
- Remoção de Coliformes fecais (maturação)
Foto: Embrapa
24
21/03/2019
13
3. Lagoas de Estabilização
Fazenda Miunça, DF - Fonte: https://www.youtube.com/watch?v=bbVZAiMiSzU&t=54s 
*Obs.!!!
25
3. Lagoas de Estabilização
 Problemas:
- Dimensionamento
- Grande área para o sistema de tratamento
- Odor, patógenos, metano ...
- Baixo custo (implantação e manutenção)
- Estratégia eficaz
- Poucos equipamentos
Foto: Embrapa
- Mais utilizada
26
21/03/2019
14
4. Composteiras
PRIMÁRIA SECUNDÁRIA
 Sequência de tanques:
FASE DE 
ABSORÇÃO
FASE DE 
MATURAÇÃO
10 a 15 d m = 45 d
27
4. Composteiras
PRIMÁRIA SECUNDÁRIA
DEJETOS + 
MATERIAL (maravalha)
1 m³ maravalha = 800 
litros de dejetos
Obs: 
Peso específico da maravalha aproximadamente 250 kg/m³ 
MATURAÇÃO
(Biomassa)
Adubação
28
21/03/2019
15
4. Composteiras
 Compostagem:
Composição (kg/m³) de nitrogênio, fósforo e potássio dos dejetos líquidos e do composto de dejetos de suínos.
Elementos (kg/m³) Composto
Nitrogênio 11,60
Fósforo 9,30
Potássio 7,80
Fonte: Embrapa Milho e Sorgo - Dezembro/2005
29
Biodigestores são estruturas hermeticamente fechadas nas quais podem ser
acumuladas grandes quantidades de dejetos orgânicos.
5. Biodigestores
Digestão 
anaeróbica
Biogás e 
Biofertilizante
- Contínuo
- Batelada
 Frequência de operação:
30
21/03/2019
16
5. Biodigestores
 Batelada:
Ciclos: Com uma grande quantidade de
matéria orgânica.
40 a 60 d 
MO decomposta
- Descarregado
Obs: 80%
 Contínuo:
- Alimentado sucessivamente por meio
de dutos de alimentação.
- Cargas diárias ou periódicas.
- Indiano
- Chinês
- Canadense
31
5. Biodigestores
 Indiano:
Fonte: Fonseca et al., 2009.
32
21/03/2019
17
5. Biodigestores
1- CAMPÂNULA 
MÓVEL/Gasômetro
[Biogás]
TUBO GUIA
Fonte: https://www.youtube.com/watch?v=RxDQJ6wzh40
 Indiano:
2- Pressão op. 
constante
33
5. Biodigestores
- Fácil construção;
- Obs:
Metal encarece o custo final do
equipamento;
- Entupimento tubulações.
- Gás produzido não precisa ser
consumidoimediato.
 Indiano:
Fonte: Google Imagens
34
21/03/2019
18
5. Biodigestores
 Indiano/
Construção:
Fonte: EvangelaGielow/biodigestor-na-suinocultura
35
5. Biodigestores
 Chinês:
Fonte: Fonseca et al., 2009. 36
21/03/2019
19
5. Biodigestores
- Quase totalmente em alvenaria
- Pressão no biodigestor variável
Fonte: Fonseca et al., 2009.
37
5. Biodigestores
Representação tridimensional em corte do biodigestor 
modelo chinês.
Representação tridimensional em corte do biodigestor 
modelo indiano.
Fonte: Deganutt et al., 2002
Obs: 
Vazamento 
do biogás.
38
21/03/2019
20
5. Biodigestores
 Canadense:
Fonte: Google Imagens
39
5. Biodigestores
 Canadense:
- Horizontal;
- Tecnologia mais 
utilizada;
- Manta: PVC
40
21/03/2019
21
5. Biodigestores
Maior exposição à radiação solar;
30-50 m de distância de
qualquer fonte de água.
Fonte: http://www.revistaea.org/artigo.php?idartigo=1248
41
5. Biodigestores
 Canadense:
Google Imagens
42
21/03/2019
22
5. Biodigestores
43
5. Biodigestores
44
21/03/2019
23
5. Biodigestores
45
5. Biodigestores
46
21/03/2019
24
5. Biodigestores
47
5. Biodigestores
48
21/03/2019
25
Arquivo Pessoal Arquivo Pessoal
74
Grupo 
“Animais para Agroecologia”
UFV
Divino – MG
5. Biodigestores
49
Arquivo Pessoal
73
Grupo 
“Animais para Agroecologia”
UFV
(Divino – MG)
5. Biodigestores
50
21/03/2019
26
5. Biodigestores
CH4; CO2; 
H2S; N2O
6. Produto: Biogás
 Gás resultante da fermentação
anaeróbica da degradação da
matéria orgânica.
Gás Símbolo Concentração no biogás (%)
Metano CH4 50 - 80
Dióxido de carbono CO2 20 - 40
Hidrogênio H2 1 - 3
Nitrogênio N2 0.5 - 3
Gás Sulfídrico e Outros H2S, CO, NH3 1 - 5
O biogás é uma mistura gasosa 
combustível de alto poder 
calorífico.
Fonte: Embrapa, Bionergia/2016
52
21/03/2019
27
6. Produto: Biogás
Motor originalmente a gasolina/diesel 
adaptado para biogás
+ Gerador Energia elétrica
Obs: Quadro de comando para monitorar 
o seu funcionamento.
Conj. Moto-Gerador
53
6. Produto: Biogás
Motor originalmente a gasolina/diesel 
adaptado para biogás
+ Bomba d'águaacionada por um motor elétrico
Conj. Motor Bomba
 Biofertilizante
54
21/03/2019
28
6. Produto: Biogás
Sistema de Produção de Suínos
BIODIGESTOR (Biogás e Biofertilizante)
MOTO-GERADOR: Energia elétrica
MOTOR BOMBA: Biofertilizante
1.
2.
3.
4.
55
6. Produto: Biogás
 Fundamentos bioquímicos
para produção do biogás:
COMPLEXOS 
ORGÂNICOS
ORGÂNICOS 
SIMPLES
ÁCIDOS 
ORGÂNICOS
Acetato, 
H2 + CO2
CH4 + CO2
Bactérias 
Hidrolíticas
HIDRÓLISE ACIDOGÊNESE
Bactérias 
Acidogênicas
ACETOGÊNESE
Bactérias 
Acetogênicas
METANOGÊNESE
Bactérias 
Metanogênicas
AGV:
Propionato, Butirato...
Fonte: Bitton (2005) - Adaptado
56
21/03/2019
29
6. Produto: Biogás
 Parâmetros importantes 
para a produção do biogás:
1. TEMPERATURA/
pH
Influencia a velocidade do processo
de biodigestão anaeróbia, atuando
diretamente na taxa de crescimento
dos microrganismos.
- MESOFÍLICA¹ (+): 30 a 35°C
- TERMOFÍLICA¹: 50 a 55°C
 pH:
Influencia as bactérias envolvidas no
processo de fermentação anaeróbica.
Faixa²: 6,8 a 7,2
Fonte: (1) Chernicharo, 1997; (2): Sreekrishnan et al., 2004 
57
6. Produto: Biogás
2. TRH
 Ocorra a digestão;
 Usualmente: 30 – 45 dias
Obs:
É possível produzir biogás logo na
primeira semana.
3. CONCENTRAÇÃO de NUTRIENTES/
TEOR de ÁGUA
 Relação C/N: 20:1 ou 30:1
Obs: Biomassa que carrega o biodigestor.
 Excesso ou falta de água¹:
Obs: Prejudicial à produção de biogás.
Excesso: Comprometimento hidrólise;
Falta: Entupimento.
Fonte: (1) Neves, 2010.
58
21/03/2019
30
6. Produto: Biogás
4. SUBSTÂNCIAS 
TÓXICAS
- Fatal para as bactérias,
- Retarda o processo e digestão.
Desinfetantes;
Antibióticos;
Bactericidas ...
59
 Produção 
de biogás:
Animal (PV) m³ biogás/animal/dia
Bovino (500kg) 0,36
Suínos (90kg) 0,24
Aves (2,5kg) 0,014
6. Produto: Biogás
Fonte: Oliveira, 1993.
Quanto vale 1 m³ de 
biogás?
1,5 m³ de gás natural
0,8 litros de gasolina
1,3 litros de álcool
0,6 litros de óleo combustível
Fonte: Ross et al., 1996.
60
21/03/2019
31
6. Produto: Biogás
Biogás
Energia
elétrica
- Por que 
essa variação?
1 kWh 
- 1,43 m³
- 0,70 m³
- 0,62 m³
- 1,54 m³
FONTE: 
Casagrande/2003; Lucas Jr. E Silva/2005); Gaspar/2003; 
Palhares/s.d.
61
6. Produto: Biogás
RECICLAGEM DOS 
NUTRIENTES
APROVEITAMENTO 
ENERGÉTICO
AGREGAÇÃO DE 
VALOR À CARNE
Suinocultura: Atividade 
sustentável
62
21/03/2019
32
6. Produto: Biogás/Curiosidades
Estima-se que a população brasileira de suínos 
gere dejetos suficientes para se produzir cerca 
de 4 milhões de m³/dia de biogás.
Esse biogás poderia gerar, aproximadamente, 2 milhões 
de kWh de energia elétrica por dia = 60 milhões de kWh 
por mês.
Admitindo consumo médio mensal de 170 kWh, 
a energia elétrica produzida a partir da suinocultura 
brasileira poderia atender mais de 350 mil 
residências.
Fonte: Lima, 2007
7. Produto: Biofertilizante
Fonte: https://www.dondereciclo.org.ar/blog/biogas-una-alternativa-
ambiental-social-y-economica/esquema-del-biodigestor/
64
21/03/2019
33
7. Produto: Biofertilizante
Biofertilizante: Produto resultante da 
fermentação da matéria orgânica na ausência 
total de oxigênio.
7. Produto: Biofertilizante
 Desempenho de cultivares de pimentão adubados com biofertilizante de dejetos
de suínos. Fonte: SANTOS MR; SEDIYAMA MAN; VIDIGAL SM. Desempenho de cultivares de pimentão adubados com biofertilizante de dejetos de suínos. 2010. HorticulturaBrasileira 28: S2796-S2802.
Obs.* 66
21/03/2019
34
8. Estudo de Caso - “ Projeto Granja Colombari ”
 São Miguel do Iguaçu/PR:
- Gerador de 30 kVA;
Produção diária de 360 kWh: 60% consumo próprio e 40% vendidos para a Copel.
3 mil suínos em 
terminação
25 a 120 kg
Biodigestor 
canandense
67
8. Estudo de Caso - “ Projeto Granja Colombari ”
 São Miguel do Iguaçu/PR¹
R$ 70.000,00
Antes: gastava com energia e diesel 
R$2.200,00/mês
Foto meramente ilustrativa. Foto: Google Imagens
Fonte (1): https://www.youtube.com/watch?v=1KRd349xxCI
21/03/2019
35
8. Estudo de Caso - “ Projeto Granja Colombari ”
Auto abastecimento
Excesso: venda (COPEL)
+ R$ 2.600,00
 MDL:
1 ton de metano 
que não é liberado 
para o meio 
ambiente
= 21 créditos 
de carbono
Protocolo de Kyoto 
1.
2.
69
8. Estudo de Caso - Observação
 MDL:
1 ton de CO2
que não é liberado 
para o meio 
ambiente
1 crédito 
de carbono
=
Valor dos gases:
Ton do gás
Número de créditos 
de carbono
N2O (óxido nitroso) 310
HFCs (hidrofluorcarbonetos) 140 a 11700
PFCs (perfluorcarbonetos) 6500 a 9200
SFe (Hexafluoreto de Enxofre) 23900
Fonte: ecopiniao.wordpress.com
70
21/03/2019
36
- RCE: Redução Certificada de 
Emissão
COMPRA DE CRÉDITO 
DE CARBONO
Sistemas 
Sustentáveis
8. Estudo de Caso - Observação
71
8. Estudo de Caso - Observação
Reputação/Imagem da 
empresa
Engajamento dos 
Funcionários
Diferenciação 
Fonte:
https://carbonosustentavelbrasil.wordpress.com/2014/11/07/por-que-as-empresas-
compram-creditos-de-carbono/
67%
48%
47%
- Mercado de crédito 
de carbono:
2008
705
milhões 
de dólares
7,34 
dólares
Por 
crédito
Fonte:
http://www.sfiec.org.br/portalv2/sites/revista/files/images/dados_mercado_car
bono.jpg
72
21/03/2019
37
9. Alternativas: Cama sobreposta
 Outras alternativas para minimizar 
o impacto dos dejetos na Suinocultura: Criação dos animais em substrato
(maravalha, casca de arroz ou
palha);
Absorve os dejetos dos animais.
- Produto final:
Composto orgânico
73
(1) Martínez-Ramírez, Oliveira e Gracioli (2014)
EXIGÊNCIAS 
NUTRICIONAIS (1,2)
POTENCIAL 
GENÉTICO
IDADE
SEXO
Tempo ou Peso corporal
SUBESTIMADASUPERESTIMADA
(2) Pomar et al., 2009
10. Alternativas: Nutrição de Precisão
 Alimentação 
por fases:
74
21/03/2019
38
(1) Hauschild et al., 2010
Google Imagens
10. Alternativas: Nutrição de Precisão
 Alimentação 
em grupo¹:
75
EXIGÊNCIAS 
NUTRICIONAISFases Diária Grupo Individual (1)
(2) Cedido por Luciano Hauschild, 2018
Peso corporal Consumo de 
alimento
Diet 
A
Diet
B
Intelligente Precision Feeder (2)
(1) Hauschild et al., 2010
10. Alternativas: Nutrição de Precisão
76
21/03/2019
39
11. Observação/Revisão aula
 Verdadeiro ou Falso: Questões 1 e 2 
Obs: Se falso – Indicar o erro
1. ...
2. ...
77
3. ...
4. ...
11. Observação/Revisão aula
78
21/03/2019
40
Alícia Zem Fraga
aliciafraga@outlook.com.br
28/03 – Alini