Desempenho de processo anaeróbio em dois estágios (reator compartimentado seguido de reator UASB) para tratamento de águas residuárias de suinocultura

Avaliou-se o efeito das águas residuárias de suinocultura com concentrações de sólidos suspensos totais em torno de 6.000 mg L-1 (DQOtotal variando de 7.557 a 11.640 mg L-1) no desempenho de processo anaeróbio em dois estágios compostos por reator compartimentado (ABR) e reator de fluxo ascendente com manta de lodo (UASB), instalados em série, em escala-piloto (volumes de 530 e 120 L, respectivamente), submetidos a tempos de detenção hidráulica (TDH) de 56 a 18 h no primeiro reator e de 13 a 4 h no segundo reator. As eficiências médias de remoção de DQOtotal variaram de 71,1 a 87,5% no reator ABR e de 41,5 a 50,1% no reator UASB, resultando em valores médios de 86,8 a 94,9% para o sistema de tratamento anaeróbio em dois estágios com carga orgânica volumétrica (COV), na faixa de 5,05 a 10,12 kg DQOtotal (m³ d)-1, no reator ABR, e de 2,83 a 9,63 kg DQOtotal (m³ d)-1, no reator UASB. As eficiências de remoção de SST e SSV foram da ordem de 95,6%. O teor de metano no biogás manteve-se acima de 70% para os dois reatores. A produção volumétrica de metano máxima de 0,755 m³ CH4 (m³ d)-1 ocorreu no reator 1, com COV de 10,12 kg DQOtotal (m³ d)-1 e TDH de 18 h. Os valores médios de pH variaram na faixa de 7,2 a 8,0 para os efluentes dos reatores 1 e 2. Os ácidos voláteis totais mantiveram-se estáveis com concentrações abaixo de 200 mg L-1. Com variações abruptas e acentuadas de concentrações de SST e DQOtotal do afluente, os reatores mantiveram as eficiências de remoção de DQO e sólidos suspensos, em torno de 70%, e a qualidade do biogás, com 80% de CH4.

Tratamento anaeróbio de águas residuárias do beneficiamento de café por via úmida em reatores UASB em dois estágios

Neste trabalho, avaliou-se a eficiência do tratamento de águas residuárias do beneficiamento de café por via úmida em reatores anaeróbios de fluxo ascendente com manta de lodo (UASB), em dois estágios, em escala de bancada, submetidos a tempos de detenção hidráulica (TDH) de 4,0; 5,2 e 6,2 dias e cargas orgânicas volumétricas (COV) de 5,8; 3,0 e 3,6 g DQO total (L d)-1, no primeiro reator (R1), e TDH de 2,0; 2,6 e 3,1 dias e COV de 5,8; 0,5 e 0,4 g DQO total (L d)-1, no segundo reator (R2). Os valores médios de DQO do afluente variaram de 15.440 a 23.040 mg O2 L-1. As eficiências médias de remoção de DQO total e SST foram de 66 a 98% e de 93 a 97%, respectivamente, nos reatores UASB, em dois estágios. O teor médio de metano no biogás variou de 69 a 89%, no reator R1, e de 52 a 73%, no reator R2. A produção volumétrica máxima de metano de 0,708 L CH4 (L reator d)-1 foi obtida com COV de 3,6 g DQO (Ld)-1 e TDH de 6,2 d, no reator R1. Os valores médios de pH variaram de 4,7 a 7,7 e de 4,9 a 8,0 nos efluentes dos reatores R1 e R2, respectivamente. As concentrações de ácidos voláteis totais nos efluentes mantiveram-se estáveis com valores inferiores a 100 mg L-1, com TDH de 5,2 e 6,2 dias, no reator R1, e TDH de 2,6 e 3,1 dias, no reator R2. As concentrações médias de fenóis totais no afluente variaram de 80 a 97 mg L-1 e as eficiências médias de remoção nos reatores UASB, em dois estágios, foram de 72 a 90%.

Remoção de matéria orgânica, de nutrientes e de coliformes no processo anaeróbio em dois estágios (reator compartimentado seguido de reator UASB) para o tratamento de águas residuárias de suinocultura

Neste trabalho, avaliou-se o efeito das águas residuárias de suinocultura, com concentrações médias de sólidos suspensos totais variando de 4.591 a 13.001 mg L-1, no desempenho de processo anaeróbio, em dois estágios, compostos por reator compartimentado (ABR) e reator de fluxo ascendente com manta de lodo (UASB), instalados em série, em escala- -piloto (volumes de 530 e 120 L, respectivamente), submetidos a tempos de detenção hidráulica (TDH) de 60; 36 e 24 h no primeiro reator, e de 13,6; 8,2 e 5,4 h no segundo reator. As eficiências médias de remoção de DQOtotal variaram de 69 a 84% no reator ABR e de 39 a 58% no reator UASB, resultando em valores médios de 87 a 94% para o sistema de tratamento anaeróbio em dois estágios, com carga orgânica volumétrica (COV) na faixa de 11,5 a 18,0 g DQOtotal (L d)-1 no reator ABR, e de 4,2 a 13,4 g DQOtotal (L d)-1 no reator UASB. A produção volumétrica máxima de metano de 0,227 m³ CH4 (m³ reator d)-1 ocorreu no reator UASB, com COV de 10,6 g DQOtotal (L d)-1 e TDH de 5,4 h. As maiores eficiências de remoção de coliformes totais e termotolerantes (99,7%), DQOdiss (94%), SST (96%), NTK (71%), P-total (61%) e outros nutrientes, no sistema de tratamento anaeróbio em dois estágios, foram obtidas com o TDH de 73,6 h e temperatura climatológica média de 24,6 °C, aplicando-se a menor COV (de 11,5 g DQOtotal (L d)-1 no reator ABR, e de 4,2 g DQOtotal (L d)-1 no reator UASB) com a maior concentração de SST do afluente (13.001 mg L-1).

Qualidade do ar, ambiente térmico e desempenho de suínos criados em creches com dimensões diferentes

Em uma suinocultura, a fase de creche é considerada crítica, na qual o animal fica exposto às condições ambientais do recinto onde está alojado, sem a proteção da matriz e inserido em um meio social coletivo e desconhecido. Essa fase requer ambiente térmico mais aquecido e, por isso, em período de inverno, os abrigos são mantidos mais fechados, o que pode ser agravante em termos de renovação do ar. Este trabalho teve como objetivo avaliar duas creches de dimensões diferentes, em período de inverno, levando-se em consideração o ambiente térmico, a qualidade do ar e o desempenho dos animais alojados nessas instalações. Foram utilizadas duas creches com dimensões diferentes (I e II), ambas sem nenhum tipo de aquecimento. Foram feitas medições de concentrações instantâneas de NH3 (ppm), CO (ppm) e CO2 (ppm). Dados relativos ao conforto térmico ambiente (temperatura e umidade) foram coletados continuamente. Concluiu-se que a concentração dos gases CO2 e NH3, mensurados em ambas as creches, não atingiram níveis que possam causar danos à saúde dos animais; não houve concentração mensurável do gás monóxido de carbono em nenhuma das mesmas; o ambiente térmico nas creches, no período estudado, esteve em condições consideradas confortáveis.

Ambiência aérea em maternidade e creche de suínos

A suinocultura brasileira é uma atividade importante para o agronegócio do País. Embora o uso de tecnologia nos vários segmentos dessa atividade envolva a substituição do trabalho humano pela automatização de tarefas, o uso da mão de obra humana ainda é significativo. O trabalhador no setor suinícola está exposto a uma série de fatores de risco na execução de suas atividades, dentre os quais a exposição a gases nocivos. O presente trabalho teve por objetivo avaliar a qualidade do ar em instalações de maternidade e creche suinícolas, em duas granjas, com diferentes características (G1 e G2). Para tanto, foram avaliadas concentração de gases (NH3, CO2 e CO) e poeira respirável durante o período de atividades dos trabalhadores. As concentrações dos gases avaliados estiveram dentro dos limites recomendados pela NR-15 (1978) e ACGIH (2001). O gás que apresentou maior concentração foi NH3 no galpão de creche, que atingiu a concentração de 10 ppm, não ultrapassando os limites recomendados. As concentrações de poeira respirável mantiveram-se dentro dos limites estabelecidos pelas normas ACGIH (2001), NR-15 (1978) e NIOSH (1994), não havendo diferença significativa entre os galpões avaliados.

Biodigestão anaeróbia de dejetos de suínos com e sem separação da fração sólida em diferentes tempos de retenção hidráulica

O objetivo deste trabalho foi avaliar o processo de biodigestão anaeróbia utilizando dejetos de suínos, com e sem separação da fração sólida, considerando-se diferentes tempos de retenção hidráulica. Para tanto, foram utilizados biodigestores tubulares semicontínuos abastecidos com água residuária de suinocultura, com e sem separação da fração sólida (CSFS e SSFS, respectivamente), manejados com tempos de retenção hidráulica (TRH) iguais a 36; 29; 22 e 15 dias. A eficiência dos tratamentos foi avaliada pela redução dos números mais prováveis de coliformes totais e fecais, teores de fibra em detergentes neutro e ácido, demandas química e bioquímica de oxigênio e dos potenciais de produção de biogás e metano. A qualidade do biofertilizante foi avaliada quanto aos teores de macro e micronutrientes. A separação da fração sólida acarretou decréscimo nos teores de fibra dos afluentes, o que contribuiu para o aumento da eficiência da produção de metano. Foram observados valores de 0,47 e 0,75 m³ CH4 kg-1 SV adicionado para os afluentes SSFS e CSFS, respectivamente, no TRH de 15 dias. Com o aumento do TRH, houve acréscimo médio de 50% no potencial de produção de metano kg-1 de SV adicionado. Não foram observadas diferenças significativas nas reduções de coliformes fecais e totais, sendo a maior redução de 3,6 10(9) para 3,6 10² NMP 100 mL-1 para o TRH de 36 dias CSFS.

Qualidade de águas subterrâneas captadas em fontes em função da presença de proteção física e de sua posição na paisagem

No meio rural, a água de consumo humano é frequentemente captada por meio de sistemas precários. O objetivo do trabalho foi o de monitorar parâmetros físicos, químicos e microbiológicos da qualidade de água subterrânea captada em fontes para uso doméstico, relacionando suas posições na paisagem e à presença de proteção física. Trinta e cinco fontes de água subterrânea, localizadas na pequena bacia hidrográfica-PBH do Arroio Lino, área rural do Município de Agudo - RS, foram amostradas e classificadas quanto à proteção física e à posição na paisagem. Monitoraram-se, de janeiro a agosto de 2002, os seguintes parâmetros da água: pH, cor, carbono orgânico solúvel total (COST), N-NO3, N-NH3 e fósforo total (PT), Escherichia coli e coliformes totais. Em geral, os parâmetros variaram com a época de coleta, ficando ora acima, ora abaixo dos Valores Máximos Permissíveis previstos pelo Ministério da Saúde do Brasil. A posição das fontes nas cotas mais altas da paisagem da PBH mostrou-se determinante unicamente para a cor e o PT. A proteção rudimentar mostrou-se eficaz para o PT nas fontes posicionadas em cotas altas, no entanto apresentou respostas discrepantes na parte baixa da paisagem, considerando-se os parâmetros COST e N-NO3. A fonte drenada coletiva, sistema recomendado pela assistência técnica oficial, mostrou-se a mais eficaz em evitar a contaminação por Escherichia coli, restringindo também coliformes totais, fósforo total e N-NO3 em relação à fonte individual. A posição das fontes na paisagem e a presença de proteção física rudimentar podem ser utilizadas como critério parcial ao uso de fontes para captação de água.

Tratamento de águas residuárias de suinocultura em reatores anaeróbios horizontais seguidos de reator aeróbio em batelada sequencial

Avaliou-se o desempenho de um sistema combinado anaeróbio-aeróbio para o tratamento de águas residuárias de suinocultura, com concentrações médias de sólidos suspensos totais (SST) de 18.624 e 11.395 mg L-1. Foram utilizados quatro reatores anaeróbios horizontais com volume total de 49,5 L cada, um com manta de lodo (RAHML) e três de leito fixo (RAHLF), instalados em série e seguidos de um reator aeróbio operado em batelada sequencial (RBS) com volume total de 339 L e com alimentação contínua. Nos RAHLF, foram utilizados como meios suporte de anéis de bambu, anéis plásticos de eletroduto corrugado e anéis de bucha (Luffa cillyndrica), respectivamente. Os tempos de detenção hidráulica (TDH) e as cargas orgânicas volumétricas (COV) aplicadas no RAHML foram de 12 e 10 h e 53 e 61 g DQO (L d)-1, respectivamente. O RBS foi operado com ciclo de 24 h e COV de 0,34 e 0,50 g DQO (L d)-1. As eficiências médias de remoção de DQOtotal e SST para o conjunto de reatores anaeróbios horizontais, em série, foram de 96 e 99%, e de 96 e 95%, respectivamente. As maiores produções volumétricas de metano ocorreram nos RAHLF, com valores médios de até 0,744 m³ CH4 (m³ reator d)-1. A inclusão do RBS permitiu melhorar a qualidade do efluente e a estabilidade do sistema de tratamento, atingindo eficiências de remoção de DQOtotal e SST de 99 e 99%, e de 98 e 99%, respectivamente. No RBS, ocorreu nitrificação e desnitrificação, com remoções de N-amoniacal de até 65%.

Quali/quantitative characterization of biogas produced in batch digesters supplied with six distinct substrates

The present research was carried out at the DER/FCAV, São Paulo State University - Brazil, with the purpose of analyzing the quantity and quality of biogas produced by six types of substrates. The substrates used in the anaerobic digestion were characterized as: 1- Litter of broiler (LB); 2- Grinded broiler litter (GBL); 3- Broiler litter with wood shavings (BLWS); 4- Grinded broiler litter with wood shavings (GBLWS); 5- Broiler litter with peanut hulls (BLPH); 6- Grinded broiler litter with peanut hull (GBLPH). It was concluded from the collected data that: the (GBL) substrate showed a superior biogas accumulated production in relation to the other substrates, while the BLWS presented an inferior accumulated production; the grinded substrates showed higher quantities of accumulated biogas in relation to the non-grinded substrates, except for GBLPH, with 20.9 m³ inferior than BLPH; the period of maximum biogas production started from 45 to 60 days, declining after 120 days; at 57 days after filling up the digesters the biogas produced had levels of CH4 superior than 53%, and from 99 days all of them produced biogas with levels of CH4 superior than 70%; LB and GBL presented higher concentrations of CH4 in the biogas.

The influence of the season of the year and of dilution on the development of swine manure and wood shaves co-composting

The objective of this research was to study the influence of factors related to the proper management of pig manure (lower dilution) and the season of the year in the progress of the co-composting of pig manure with wood shavings and in the final quality of the compost resulting from the treatments. In the first experiment, two types of swine manure were used: a diluted one (2% Dry Matter - DM), typical from the management usually used in Brazil, and a more concentrated one (6% DM). The manures were incorporated into the wood shavings (6L:1kg) over the course of four weeks. The development of composting was accompanied by monitoring of temperatures inside the piles and the emission of CO2 and CH4 gases during 65 days, including the period of incorporation. The results showed that the diluted manure does not provide the minimum conditions for starting the process. After the incorporation period, any biomass heating was observed and neither the aerobic or anaerobic respiration of the microorganisms, resulting in a compost with low quality. In the second experiment, which evaluated composting in winter and summer during 85 days, it was found that the heat exchange with the environment influences the temperature generated within the piles. The lower temperatures significantly reduced the methanogenesis on the biomass.

Start-up of horizontal anaerobic reactors with sludge blanket and fixed bed for wastewater treatment from coffee processing by wet method

In this study it was evaluated the start-up procedures of anaerobic treatment system with three horizontal anaerobic reactors (R1, R2 and R3), installed in series, with volume of 1.2 L each. R1 had sludge blanket, and R2 and R3 had half supporter of bamboo and coconut fiber, respectively. As an affluent, it was synthesized wastewater from mechanical pulping of the coffee fruit by wet method, with a mean value of total chemical oxygen demand (CODtotal) of 16,003 mg L-1. The hydraulic retention time (HRT) in each reactor was 30 h. The volumetric organic loading (VOL) applied in R1 varied from 8.9 to 25.0 g of CODtotal (L d)-1. The mean removal efficiencies of CODtotal varied from 43 to 97% in the treatment system (R1+R2+R3), stabilizing above 80% after 30 days of operation. The mean content of methane in the biogas were of 70 to 76%, the mean volumetric production was 1.7 L CH4 (L reactor d)-1 in the system, and the higher conversions were around at 0.20 L CH4 (g CODremoved)-1 in R1 and R2. The mean values of pH in the effluents ranged from 6.8 to 8.3 and the mean values of total volatile acids remained below 200 mg L-1 in the effluent of R3. The concentrations of total phenols of the affluent ranged from 45 to 278 mg L-1, and the mean removal efficiency was of 52%. The start-up of the anaerobic treatment system occurred after 30 days of operation as a result of inoculation with anaerobic sludge with active microbiota.

Performance of UASB reactors in two stages followed by post-treatment with activated sludge in wastewater batch of wet-processed coffee

In this study it was evaluated the efficiency of the treatment of wet-processed coffee wastewater in upflow anaerobic sludge blanket (UASB) reactors in two stages, in bench scale, followed by post-treatment with activated sludge in batch. The first UASB reactor was submitted to an hydraulic retention time (HRT) of 6.2 d and organic loading rates (OLR) of 2.3 and 4.5g CODtotal (L d)-1, and the second UASB reactor to HRT of 3.1 d with OLR of 0.4 and 1.4g CODtotal (L d)-1. The average values of the affluent CODtotal increased from 13,891 to 27,926mg L-1 and the average efficiencies of removal of the CODtotal decreased from 95 to 91%, respectively, in the UASB reactors in two stages. The volumetric methane production increased from 0.274 to 0.323L CH4 (L reactor d)-1 with increment in the OLR. The average concentrations of total phenols in the affluent were of 48 and 163mg L-1, and the removal efficiencies in the UASB reactors in two stages of 92 and 90%, respectively, and increased to 97% with post-treatment. The average values of the removal efficiencies of total nitrogen and phosphorus were of 57 to 80% and 44 to 60%, respectively, in the UASB reactors in two stages and increased to 91 and 84% with the post-treatment.

Impact of different light sources on broiler rearing environment

Broiler production is highly dependent on the use of artificial light. The light source may affect the effectiveness of housing conditions due to increasing ambient temperature and concentration of noxious gases. This research aimed to evaluate the effects of different bulb types on the thermal, aerial, and acoustic environment of broiler aviaries. The experiment was carried out at a commercial broiler farm in Dourados, Mato Grosso do Sul State, Brazil. Three aviaries were used, and two flocks of male broilers from Cobb® genetic strain were reared from the first day to slaughter. Each aviary was equipped with a different light source, comprising the adopted treatments (A1 - incandescent light bulb, control; A2 - sodium vapor light bulb; A3 - fluorescent light bulb). The aviaries were divided into nine quadrants, and the environmental data (ambient dry bulb temperature and relative humidity), litter surface temperature, CO2 and NH3 concentrations, and bird sound pressure behavior were recorded in each quadrant. The aviary with incandescent light presented higher air and litter temperatures, and concentration of gases than the other tested alternatives. It also presented higher level of sound pressure in the second week of the growing period; however, from this period up to slaughter, there was no effect of the light source on the results of broiler sound pressure level.

Control of ammonia emissions in naturally ventilated dairy cattle facilities in Portugal

We conducted a study of the processes associated to NH3 emission in naturally ventilated dairy cattle facilities, having described factors that regulate NH3 emission, as well as methodologies for measuring these emissions at these facilities. Appropriate techniques to mitigate NH3 emission in facilities located in regions with warm climates were also identified. The most effective mitigation techniques with simple implementation include strategies associated to: (i) installation design and flooring, which lead to reduced emissions, (ii) excreta pre-excretion, namely the use of diets with optimized crude protein content and increased milk production at farm level; and (iii) excreta post-excretion, particularly by changing the conditions of environmental monitoring within the premises, practice introduction or additive application in the management of excreta deposited on floors.

Uso da geoestatística na avaliação de variáveis ambientais em galpão de suínos criados em sistema "wean to finish" na fase de terminação

O "wean to finish" é um sistema de criação de suínos que ainda é novo no Brasil, e não existem muitos estudos a respeito do ambiente onde estes animais são criados. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar o ambiente térmico e aéreo por meio da técnica da geoestatística em galpão de suínos criados no sistema "wean to finish", na fase de terminação, nos horários das 09h, 12h e 15h. A variabilidade dos atributos foi baseada na estatística descritiva dos dados de temperatura, umidade relativa, velocidade do ar, concentrações de amônia e dióxido de carbono, obtendo-se: média, mediana, coeficiente de variação, assimetria e curtose, com o teste de normalidade de Kolmogorov-Smirnov, através do programa estatístico Minitab 15. Para a determinação da existência ou não da dependência espacial, utilizou-se do exame de semivariograma, através do programa GS+, e, na elaboração dos mapas de distribuição espacial das variáveis, foi utilizado o programa Surfer. Os atributos de velocidade do ar e as concentrações dos gases NH3 e CO2 apresentaram alto coeficiente de variação devido aos dados serem heterogêneos, pois a instalação apresentava ventilação natural. O uso dos mapas de krigagem permitiu observar a diferença espacial da distribuição das variáveis avaliadas com diferentes números de animais/baia e em diferentes horários.