INTRODUÇÃO
A produção de ovos no Brasil apresentou um crescimento considerável nos últimos anos, ultrapassando o valor de 44 bilhões de ovos e uma matriz de postura de 1,37 milhões de cabeças em 2018, o que representa aumento de 26 % em relação ao ano anterior (ABPA, 2019). A expansão da avicultura de postura proporciona o aumento no descarte dos dejetos das aves, material orgânico rico em nutrientes fertilizantes para a agricultura. Entretanto, a aplicação direta dos dejetos nas culturas agrícolas apresenta alto potencial poluidor, podendo acarretar problemas ambientais como eutrofização das águas superficiais, contaminação por patógenos e emissão de gases do efeito estufa (BAYRAKDAR et al., 2019; SAGULA, COSTA e JUNIOR, 2017).
O tratamento dos resíduos da avicultura de postura de forma racional, ambiental e econômica, objetivando o aproveitamento energético e a minimização dos impactos ambientais, pode ser realizada pela digestão anaeróbia (DA). Este processo proporciona a degradação do material orgânico por meio da ação de bactérias anaeróbias, reduzindo o potencial poluidor dos dejetos a partir da produção de biogás e biofertilizante (AMARAL et al., 2019a; WANG et al., 2018). O biogás pode ser utilizado como biocombustível ou transformado em eletricidade e calor nas propriedades rurais (BAYRAKDAR et al., 2019). O biofertilizante pode ser comercializado ou aplicado nos plantios locais como fertilizante (NICOLOSO et al., 2019; SAGULA et al., 2017).
A eficiência da DA pode ser afetada por diversos fatores intrínsecos ao processo, tais como: disponibilidade de oxigênio, temperatura, pH, alcalinidade, acidez, nutrientes e composição química (KUNZ et al., 2014). Dentre estes, constata-se a existência de poucos estudos acerca da influência da concentração de sólidos voláteis (SV) nos resíduos da avicultura de postura, bem como da razão entre os SV e os sólidos totais (ST), na eficiência deste bioprocesso. Tal fato expõe uma oportunidade para o desenvolvimento de trabalhos nesta área, uma vez que estes parâmetros estão associados à fração biodegradável e ao conteúdo em compostos orgânicos do material utilizado (KUNZ et al., 2014; WANG et al., 2016).
Neste contexto, este trabalho teve como objetivo avaliar a eficiência do uso de biodigestores anaeróbios na redução da concentração da matéria orgânica presente nos resíduos de galinhas poedeiras e da coturnicultura, por meio da análise da redução do teor de SV do afluente.
METODOLOGIA
Os resíduos submetidos ao tratamento por DA, compostos por excretas, penas, ovos quebrados e restos de ração, foram coletados nos Setores de Galinhas Poedeiras e de Coturnicultura da Fazenda Experimental Professor Hamilton de Abreu Navarro (FEHAN), localizada no Instituto de Ciências Agrárias da Universidade Federal de Minas Gerais, Campus Montes Claros-MG.
O processo de DA foi realizado por regime batelada, em biodigestores construídos em tambor de polietileno, com capacidade útil de 120 litros, tampa removível, e saídas para o biofertilizante e biogás (DEGANUTTI et al., 2002). Foram adicionados ao biodigestor 30 litros de água de torneira e 30 litros de resíduos (aproximadamente 14 kg), o que equivale a 50% do volume do biodigestor, seguido de homogeneização e fechamento do sistema. Foi utilizado um biodigestor para cada tipo de tratamento, sendo: (i) BioG – biodigestão dos resíduos do setor de galinhas poedeiras e, (ii) BioC – biodigestão dos resíduos do setor de coturnicultura.
Os biodigestores foram monitorados durante 60 dias, no período de agosto a outubro de 2019, por meio das análises de ST, SV, fósforo total (P) (APHA, 2012) e razão SV/ST, e pela determinação da temperatura e pH. As análises de ST e SV foram realizadas no início do processo e após 30 e 60 dias de digestão. A temperatura e o pH foram determinadas semanalmente, ao passo que a concentração de P foi determinada no afluente e no biofertilizante final.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
A temperatura dos biodigestores variou entre 26 e 34° C durante os 60 dias de experimento (FIGURA 1), mantendo-se em temperaturas inferiores à mínima recomendada para as bactérias mesófilas durante a maior parte do experimento (37° C). Tal fato provavelmente interferiu na velocidade do metabolismo bacteriano e, consequentemente, no processo de DA (KUNZ et al., 2014; MAO et al., 2015).
Figura 1 – Temperatura dos biodigestores durante a digestão anaeróbia de resíduos de galinhas poedeiras (BioG) e resíduos de codornas (BioC).
O pH do BioG variou de 5,9 a 6,9 durante os 60 dias de experimento, ao passo que o pH do BioC manteve-se próximo a 4,5 após 20 dias (FIGURA 2). De acordo com Mao et al. (2015), os valores de pH observados no BioG permitem que o processo de digestão ocorra de maneira eficiente. Contudo, segundo Wang et al. (2016), o baixo valor de pH registrado durante a DA no BioC inibe a metanogênese, uma vez que as arqueas metanogênicas desenvolvem-se em pH próximo à neutralidade.
A diminuição do pH no BioC provavelmente foi causada pelo acúmulo de ácidos orgânicos voláteis produzidos pelas bactérias, os quais não foram consumidos na mesma velocidade de produção com consequente inibição da atividade bacteriana (AMARAL et al., 2019b; KAWAI et al., 2014; WANG et al., 2016). Para a continuidade do processo, o pH do digestato foi estabilizado em valores próximos à neutralidade (6,8-7,7) por meio da adição de hidróxido de sódio 80%.
Figura 2 – pH dos biodigestores durante a digestão anaeróbia de resíduos de galinhas poedeiras (BioG) e resíduos de codornas (BioC).
O tratamento BioC apresentou teor inicial de ST e SV superior ao BioG, contudo, os valores da razão SV/ST dos afluentes analisados foram próximos (TABELA 1). Segundo Wang et al. (2016), a relação SV/ST reflete o conteúdo de matéria orgânica presente no resíduo em tratamento, apresentando relação direta com a eficiência de produção de biogás durante a digestão.
Tabela 1 – Sólidos totais (ST) e sólidos voláteis (SV) determinados no afluente e no decorrer (30 e 60 dias) da digestão anaeróbia de aves poedeiras: galinhas (BioG) e codornas (BioC).
O monitoramento dos biodigestores demonstrou que, em 30 dias de processo, a redução dos SV no BioG foi superior ao tratamento BioC, apresentando valores de 42,5 e 14,7%, respectivamente (FIGURA 3). Após 60 dias, o tratamento BioG apresentou redução de 73,8% de SV e razão SV/ST de 0,53, e o tratamento BioC manteve a razão SV/ST superior a 0,70 e redução de 41,1% de SV. A diferença entre os resultados dos dois tratamentos deve-se, provavelmente, ao maior teor de SV do afluente do BioC, proveniente da composição das fezes das aves. Segundo Amaral et al. (2019b), Kawai et al. (2014) e Wang et al. (2016), a elevada disponibilidade de substrato aos microrganismos gera acúmulo de ácidos orgânicos voláteis no biodigestor, e estes causam a inibição da metanogênese.
Figura 3 – Redução de sólidos voláteis (SV) durante a digestão anaeróbia de resíduos de galinhas poedeiras (BioG) e resíduos de codornas (BioC).
O aumento da razão SV/ST observado após 30 dias de digestão (TABELA 1) deve-se aos processos de degradação dos sólidos provenientes dos resíduos utilizados, os quais aumentam a disponibilidade de matéria orgânica durante o processo de digestão (WANG et al., 2016). Por outro lado, após 60 dias observa-se a diminuição de SV/ST e o aumento da redução de SV, refletindo a degradação da matéria orgânica disponível.
O teor de P dos afluentes foi determinado e comparado ao teor obtido nos biofertilizantes resultantes do processo de digestão. O tratamento BioG apresentou aumento de 12 vezes na concentração do composto, com valor inicial de 0,36 g L-1 e final de 4,45 g L-1 , enquanto o BioC apresentou aumento de 15 vezes, com concentração inicial e final de 0,32 e 4,90 g L-1 , respectivamente. Este resultado deve-se à degradação dos constituintes orgânicos dos dejetos das galinhas, que ocasiona a perda de carbono, sobretudo na forma de CO2 e, consequentemente, a concentração dos demais nutrientes, tal como o P (FARIAS et al., 2012).
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Os resultados deste trabalho revelam boas perspectivas para a utilização da digestão anaeróbia no tratamento de resíduos da avicultura de postura, uma vez que foi observada a degradação da matéria orgânica presente no afluente, constatada por meio da redução do teor de sólidos voláteis. O uso de tambores de polietileno mostra-se como alternativa eficaz para utilização do bioprocesso em pequenas propriedades rurais. O tratamento dos resíduos de galinhas poedeiras apresentou maior eficiência na remoção da carga orgânica que o tratamento dos resíduos da coturnicultura e, ainda, melhor estabilidade do pH durante o processo. Os resultados demonstram a necessidade de otimização do teor de sólidos voláteis do afluente para a melhoria da eficiência da digestão anaeróbia dos resíduos da avicultura de postura.
Esse artigo foi originalmente publicado em Rev. Augustus | ISSN: 1981-1896 | Rio de Janeiro | v.29| n. 56|jan.2022/mar.2022| p. 193-201 | https://revistas.unisuam.edu.br/index.php/revistaaugustus/article/view/734/541. Este trabalho está licenciado sob uma licença Creative Commons Attribution 4.0 International License.
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