Balanço de massa de reatores anaeróbicos de fluxo ascendente com manta de lodo (UASB) tratando águas residuárias de suinocultura

Foi obtido o balanço de massa, a partir dos valores médios das determinações de demanda química de oxigênio (DQO) e produção de metano (CH4), em dois reatores UASB de bancada com volume de 10,5 L tratando águas residuárias de suinocultura, submetidos a condições operacionais distintas no que diz respeito às concentrações de sólidos suspensos totais do afluente (SST de 500; 1.000; 1.500 e 2.000 mg L-1), tempo de detenção hidráulica (TDH de 30; 20; 12 e 8 h), taxas de carregamento orgânico volumétrico (TCOV de 0,8 a 8,0 kg DQO total (m³ d)-1) e temperatura (ambiente e controlada a 25º e 30ºC). Verificou-se que a DQO total removida convertida em CH4 variou de 28 a 51% e a relação DQO-CH4 por DQO dissolvida removida de 0,94 a 2,07; indicando alta participação da remoção física dos sólidos do afluente, de 49 a 72%, na remoção de DQO total nos reatores, a qual variou de 75 a 92%. A concentração de SST do afluente, a temperatura, o TDH e a TCOV influenciaram nesse desempenho dos reatores UASB.

Locais de implante de microchips de identificação eletrônica de leitões: seleção e validação por análise de imagem

Nas últimas décadas, a produção de suínos, pressionada por uma crescente demanda por alimentos, tem-se caracterizado pela maior concentração de animais em grandes unidades de produção, dificultando o registro dos dados individuais. Os sistemas automáticos de identificação eletrônica podem auxiliar a detecção de doenças, a avaliação de respostas fisiológicas, o controle de ingestão de alimentos, a atividade física e ainda o impacto ambiental causado pelo sistema de produção, promovendo melhor controle da propriedade. Transponders injetáveis, brincos eletrônicos e o monitoramento por meio da análise de imagem estão sendo utilizados no processo de identificação. O objetivo desta pesquisa foi avaliar os diferentes locais de implante subcutâneo de microchips em leitões, verificando-se possíveis infecções e/ou rejeições, migrações dos microchips em relação ao local de implante e sua validação em relação à análise de imagem.

Biodigestão anaeróbia de dejetos de suínos sob efeito de três temperaturas e dois níveis de agitação do substrato: considerações sobre a partida

Neste trabalho, avaliou-se a biodigestão anaeróbia de dejetos de suínos. Para isso, foi utilizado esquema laboratorial, constituído de 24 digestores com volume total de 14 L, sendo cada um abastecido com dejetos de suínos em fase de terminação, diluídos em água, perfazendo 10 L de volume útil de substrato com concentração inicial de sólidos totais de 6%. Três grupos formados por oito desses biodigestores foram expostos a três temperaturas (25; 35 e 40 ºC) e a dois níveis de agitação (com e sem) do substrato. A análise da fase de partida foi feita com base na produção média acumulada de biogás, num período de 71 dias. Os resultados demonstraram que a agitação não interferiu e que o melhor desempenho, inclusive o menor tempo gasto para atingir determinado nível de produção de biogás, foi verificado na temperatura de 35 ºC.

Desempenho de reatores anaeróbios de fluxo ascendente com manta de lodo em dois estágios tratando águas residuárias de suinocultura

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

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.

Uniformidade de distribuição superficial e subsuperficial de água e de água residuária de suinocultura com irrigação por aspersão em malha

A irrigação por aspersão em malha está sendo bastante utilizada em café, pastagem, cana forrageira e capineiras, por ser sistema de baixo custo, de fácil instalação e manejo e por permitir fertirrigação com água residuária de suinocultura e de bovinocultura. Para determinar a uniformidade de distribuição de água e de água residuária de suinocultura nesse sistema de irrigação, foi conduzido um experimento na Fazenda-Escola da Universidade de Uberaba, empregando-se pluviômetros eqüidistantes, entre quatro aspersores de duas linhas laterais. O coeficiente de uniformidade de Christiansen (CUC) e o coeficiente de uniformidade de distribuição (CUD) foram superiores aos valores mínimos recomendados, mesmo com 200 m³ de água residuária de suinocultura por hectare por ano.

Reatores anaeróbios operados em batelada sequencial, seguidos de lagoas de polimento, para o tratamento de águas residuárias de suinocultura. Parte I: produção de metano e remoção de DQO e de sólidos suspensos

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Reatores anaeróbios operados em batelada sequencial seguidos de lagoas de polimento para o tratamento de águas residuárias de suinocultura. Parte II: remoção de nutrientes e coliformes

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

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.

Potencial de produção de biogás remanescente nos efluentes de biodigestores abastecidos com dejetos de suínos, com e sem separação da fração sólida, e conduzidos sob diferentes tempos de retenção hidráulica

O objetivo foi avaliar o potencial poluidor remanescente dos efluentes de biodigestores abastecidos com dejetos de suínos com separação da fração sólida (CSFS) e sem separação da fração sólida (SSFS), e conduzidos sob diferentes tempos de retenção hidráulica (TRH). Os efluentes utilizados eram de biodigestores semicontínuos manejados com TRH de 15; 22; 29 e 36 dias, com e sem separação da fração sólida. Foram utilizados biodigestores batelada, que permaneceram em operação por todo o tempo em que houve produção de biogás (60 dias). Foram avaliadas a produção e a qualidade do biogás, bem como os potenciais de produção por kg de sólidos totais e sólidos voláteis, e as demandas química e bioquímica de oxigênio. Utilizou-se do delineamento inteiramente casualisado, em esquema fatorial 2x4, com três repetições por tratamento. Foram encontrados potenciais de produção de 385 e 117 litros de CH4kg-1 de SV adicionados no material SSFS e CSFS, respectivamente, no menor TRH (15 dias), e potenciais de produção de 74 e 18 litros de CH4kg-1 de SV adicionados no material SSFS e CSFS, respectivamente, no maior TRH (36 dias).

Avaliação de parâmetros da biodigestão anaeróbia de dejetos de suínos alimentados com dietas à base de milho e sorgo

O objetivo deste trabalho foi avaliar a interferência da dieta à base de sorgo em substituição à de milho na composição e no tratamento dos dejetos. Foram utilizados 24 biodigestores batelada de bancada, dos quais 12 foram abastecidos com dejetos de suínos alimentados com dieta á base de milho, e o restante, com dieta á base de sorgo. A cada 30 dias foram esvaziados três biodigestores dentro de cada dieta, em um total de quatro tempos de retenção hidráulica (TRH) 30; 60; 90 e 120 dias. Para avaliar a eficiência do processo de biodigestão anaeróbia, foram avaliadas as reduções de sólidos totais, sólidos voláteis totais, demanda química de oxigênio, demanda bioquímica de oxigênio, número mais provável (NMP) de coliformes totais e termotolerantes, além dos potenciais de produção do biogás e metano. Os resultados mostraram que os dejetos dos suínos alimentados com dietas à base de sorgo apresentaram menor eficiência no processo, principalmente nos potenciais de produção de biogás e metano. em média, os potenciais foram 8,6% menor (P<0,01) que os potenciais obtidos em biodigestores abastecidos com dejetos de suínos alimentados com dieta à base de milho. Com relação ao NMP de coliformes totais e termotolerantes, apenas foram observadas reduções significativas conforme aumentou TRH.

Tratamento de águas residuárias de suinocultura em reatores anaeróbios de fluxo ascendente com manta de lodo (uasb) em dois estágios seguidos de reator operado em batelada sequencial (RBS)

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

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%.

Simulation of the energy performance of maize production integrated to pig farming

Foi avaliado o desempenho energético da suinocultura integrada à produção de milho em grão em sistema de plantio direto mecanizado. Nesta concepção de integração proposta, os dejetos suínos são utilizados como fertilizantes na produção de milho. O sistema foi delimitado envolvendo as atividades associadas ao manejo dos suínos e de produção do milho (manejo do solo, cultivo e colheita). O período de análise considerado foi de um ano, o que possibilita a produção de três lotes de suínos e duas safras de milho. Para avaliar o desempenho energético, foram criados três indicadores: eficiência energética, eficiência de uso de fontes não renováveis e o custo de energia não renovável para a produção de proteína. As entradas energéticas são compostas pelos insumos e pela infraestrutura, utilizados na criação dos suínos e na produção de milho, e pela radiação solar incidente no agrossistema. Já as saídas são representadas pelos seus produtos (suínos terminados e o milho). Os resultados obtidos nas simulações apontam que a integração melhora o desempenho energético das granjas suinícolas, aumentando a eficiência energética (186%) e a eficiência não renovável (352%), além de reduzir o custo de energia não renovável para a produção de proteína (‑58%).

Simulação da dinâmica operacional de uma linha industrial de abate de suínos

Este trabalho teve como objetivo implementar um modelo computacional para simular a dinâmica operacional de uma linha industrial de abate de suínos. O sistema real modelado pertence à empresa Frigorífico Frimesa, sediada no município de Medianeira (PR). O modelo implementado é tipo dinâmico, discreto e estocástico. Este simula 34 operações unitárias e foi estruturado com o uso da linguagem de simulação EXTEND TM. Para validação do modelo foram coletados dados relativos a cinco dias de operação, em que foram abatidos 1.346, 1.630, 1.360, 1.585 e 1.550 suínos, respectivamente. Como parâmetros de comparação entre os dados obtidos a partir do sistema e gerados pelo modelo foram selecionadas as seguintes variáveis: (i) tempo de duração da operação; (ii) tempo de deslocamento da insensibilização até a depiladeira; (iii) tempo deslocamento da insensibilização até a câmara fria; (iv) número de carcaças re-inspecionadas; e (v) número final de carcaças. Na validação do modelo, foi constatado que, para a variável tempo de duração da operação por meio do teste Tukey a 1% de significância, não foram detectadas diferenças estatísticas entre os valores obtidos do sistema real e os gerados pelo modelo. Considerando-se esta e outras análises, foi concluído que o modelo aplica-se à finalidade para a qual foi implementado. Sendo assim, foram realizadas duas análises de sensibilidade. Na primeira, ao alterar o número de suínos a abater de 1 mil para 2 mil, foi determinado que os tempos de duração da operação variariam de 6,20 a 10,10 h, respectivamente. Para a segunda, ao abater 1.340 suínos e alterar a velocidade das nórias de 300 para 600 animais por hora, o tempo de duração da operação passou de 8,10 para 7,40 h, respectivamente.