Desnitrificação em dejetos frescos de suínos com vistas ao reúso de efluentes da suinocultura

Abstract

Os Sistemas de Produção de Animais Confinados (SPACs) têm sofrido fortes pressões, relacionadas aos impactos ambientais causados pelageração de grandes quantidades de efluentes e o consumo elevado deágua. Buscando alternativas para a diminuição desses impactos, o tratamento e o reúso dos efluentes tratados surgem como alternativas para viabilizar, ambientalmente, os SPACs. No entanto, os processos pararemoção de nitrogênio conhecidos, ainda geram efluentes com nitrato (NO3-) residual, e o reúso desses efluentes tratados, na limpeza das instalações suinícolas, causa o encontro do NO3- com o carbono orgânico presente nos dejetos, propiciando condições para que ocorra a redução do NO3- a N2 por micro-organismos desnitrificantes. Todavia, pouco se sabe sobre a bio disponibilidade do carbono orgânico para desnitrificação em dejetos frescos de suínos (DFS) e os reais ganhos e impactos que a prática do reúso desses efluentes pode causar. Com o exposto, buscou se com esse trabalho responder, principalmente, o efeito do aporte deNO3- em DFS e as emissões de gases de efeito estufa (GEE) provenientes dessa prática. Os experimentos foram conduzidos em duas etapas. Inicialmente, foi avaliada a disponibilização do carbono orgânico, através do acompanhamento da formação de Ácidos Carboxílicos de Cadeia Curta (ACCC) na estocagem dos DFS. Na segunda etapa, foram avaliadasas influências da temperatura e da relação C/N na velocidade de consumo de N-NOx e emissão de gases de efeito estufa durante a simulação do reúso em escala de laboratório. Os resultados obtidos apontampara a importância da disponibilização do carbono orgânico no DFS, principalmente, com a formação dos ACCC, ao se realizar a inserção deNO3- no DFS através do reúso dos efluentes. Observou-se também a forte influência da temperatura na formação dos ACCC no DFS, uma vez que imposta a mudança na temperatura de 10 para 18 °C a velocidadede formação dos ACCC aumentou 10 vezes. Além disso, os resultados apresentam um ganho ambiental com a diminuição da emissão de GEE ao promover a desnitrificação heterotrófica com o reúso de efluentes ricos em NO3- na higienização das instalações suinícolas. Observouse que na desnitrificação em DFS com relações COS/N-NOx acima de10 e temperaturas de 18 a 25 °C obteve-se reduções acima de 80% na emissão de GEE durante a estocagem dos mesmos.<br>

Abstract : The Concentrated Animal Feeding Operations (CAFOs) have been under pressure, due to their environmental impacts on water, soil and air, caused by the generation of large amounts of effluents and high water consumption in the farms. Treatment and reuse of treated effluents are an alternative to make feasible environmentally the CAFOs. The conventional effluents management is based on storage and use as biofertilizer. However, in areas where there are nutrients surplus is necessary treat them, aiming the removal of nutrients, e.g. nitrogen. The conventional nitrogen removal process also produces effluents with high concentrations of nitrate (NO3 -). However, by making the reuse of these treated effluents for swine facilities cleaning can provides carbon for heterotrophic denitrification. However, few studies were been conducted about the bioavailability effect of organic carbon on the denitrifying microorganisms in fresh swine manure (FSM). The main objective of this study was to verify the effect of FSM organic carbon degradation and bioavailability on NO3 - and greenhouse gases emissions (GHG) from this practice. The experiments were conducted in two stages, initially was evaluated, by kinetic assays, the organic carbon availability, by monitoring of short-chain fatty acids (SCFA) generation, on FSM storage time. In the second step, were evaluated the influences of temperature and C/N ratio on the NOx-N consumption rate and GHG emissions rate during reuse simulation in laboratory scale. The results pointed out the importance of the organic matter bioavailability in FSM on the NOx-N removal rate and nitrous oxide emissions (N2O) when performing the NO3 - insertion in FSM through the reuse of treated effluent. The results also show the strong temperature influence on the SCFA generation in FSM. When the temperature increased from 10 °C to 18 °C the SCFA generation rate increased 10 times. Furthermore, the results show a significant environmental benefit due to the decreasing of GHG emissions mixing effluents rich in NO3 with raw manure. The kinetic assays with C/N ratio higher than 10 and with the temperatures increasing from 18 °C to 25 °C GHC emission was reduced in 90% during storage.