douglas murilo fábio s. monteiro gustavo h. g. costa maibi alves mireli cristina da usina...
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CONGLOMERADOS E SUBPRODUTOS PARA
COMPOSTAGEM
Douglas MuriloFábio S. MonteiroGustavo H. G. CostaMaibi AlvesMireli Cristina
DA USINA SUCROALCOOLEIRA
Prf.ª Rita de Cassia V. MAcei
25/03/2010
BIOCOMBUSTÍVEIS
COMPOSTAGEM GERAL O QUE É ?
Conjunto de técnicas visando produção de adubo orgânico, através da decomposição bioquímica de resíduos orgânicos (restos vegetais, industriais, urbanos, animais, excrementos, etc).
M.O degradam matéria orgânica extraindo energia, nutrientes minerais e carbono (processo aeróbio) gerando adubo = nutrientes para planta e qualidade do solo.
MAIORES BENEFÍCIOS Uso de resíduos cujo descarte causaria
impactos ambientais, a adição de matéria orgânica melhora:
Redução do processo erosivo; > disponibilidade de nutrientes as plantas; > retenção de água; < diferença de temp solo (durante o dia e
noite); Estimulação da ativ. biológica; > agregação de partículas do solo; Aumento taxa de infiltração.
CONDIÇÕES IDEAIS PARA COMPOSTAGEM
USO DOS SUBPRODUTOS INDUSTRIAIS PARA COMPOSTAGEM
- São materiais secundários gerados no processo de industrialização de variados tipos.
- Preocupação: repercussão na saúde humana e meio ambiente.
- Compostagem industrial surge cada vez mais como forma de tratar resíduos orgânicos aproveitando-os para solos agrícolas.
EXEMPLO DE COMPOSTAGEM
ALGUNS SUBPRODUTOS DA USINA E POTENCIAL PARA COMPOSTAGEM
Palhiço cana de açucar; Águas de lavagem e esgoto; Bagaço e bagacilho; Torta de filtro; Cinzas e cinzas residuais; Fuligem da chaminé; Vinhaça e flegmaça; Resíduos de laboratório e orgânico
(lixo).
NECESSIDADE NUTRICIONAL DA CANA-DE-AÇÚCAR
N P K B Cu Fe Mn Mo ZnKg/ha mg/kg
120 30-150 90-120 10-30 6-15 40-250 25-250 0,05-0,2 10-50
Faixas de teores adequados de macro e micronutrientes na cana-de-açúcar
Fonte: RAIJ et al., 1996
Deficiência Fósforo
Deficiência Magnésio
Deficiência Nitrogênio
Deficiência Potássio
Deficiência Manganês
Deficiência Boro
Deficiência Cálcio
ESGOTO DOMÉSTICO
"O efluente foi retirado da estação de tratamento de esgoto da cidade. A irrigação com o líquido propiciou uma melhor produtividade da cultura, em relação ao manejo tradicional em que normalmente a plantação é adubada. A produção foi superior em cerca de 50%“ - Engenheiro Agrônomo Rafael Marques Pereira Leal (29/09/2009)
Trabalho realizado em uma área de 6 mil metros quadrados no município de Lins-SP (2005-2009)
Esgoto Doméstico: Origem:
Usina -> Banheiros, Chuveiros e Repartições
Côlonias -> Residenciais de Familiares. Bueiros e bocas de lobo nas ruas da colônia
Constituintes: Matéria Orgânica; Partículas insoluveis (terra e areia); Produtos de limpeza, Produtos automotores
(óleos e graxas); Shampoo; Sabonetes, cremes, remédios; Desinfectantes; Materiais: pilhas, eletrônicos (brinquedos) e
várias outros arrastados para o bueiro. Etc.
Composição:Compostos químicos médios encontrados no lodo seco de esgotos domésticos digeridos anaerobicamente conforme
Fonte - SABESP
Tabela – Composição química média do lodo de esgoto digerido. Fonte: Chiba (2008)
Fonte: Chiba, 2008
Lodo de esgoto obtido na Companhia de Saneamento de Jundiaí (SP) e produzido a partir de um sistema de tratamento biológico e aeróbio.
Compostagem do Esgoto Uso Direto: pouca vantagem usa-se
pouco por uma grande demanda.
Uso Indireto: digestor anaeróbico (biogás?) e com o lodo compostagem com a torta de filtro.
Obs.: Acumulo de metais pesados Ni, Pb, Cádmio, Cromo, Bromo etc. Monitoramento ambiental.
Necessidade do Solo para Aplicação Tanto o solo como o lodo devem
ser analisados:
Solo para verificar necessidade.
Lodo para verificar concentração de nutrientes
para compor a compostagem.
CONCLUSÕES
1. A aplicação do lodo de esgoto não causou efeitos deletérios na qualidade do solo, mesmo com sua reaplicação em anos sucessivos, em termos de contaminação com metais pesados.
2. A aplicação do lodo de esgoto no solo resultou em aumento nos teores de Zn e Cu disponíveis no solo, porém em níveis abaixo dos valores de referência encontrados na legislação ambiental.
3. Os teores de P, K, Ca, Mg, Cu e Zn nas plantas que receberam lodo de esgoto estavam em níveis adequados, e a utilização desse lodo não resultou em aumento nos teores de Cd, Cr, Ni e Pb no solo e na planta.
DESSA FORMA A COMPOSTAGEM ADICIONADA A CANA, VISA
SUPLEMENTAR SUAS NECESSIDADES
VINHAÇAVinhaça é o resíduo da destilação do vinho na coluna de
destilação (A)Cor: Amarelo Âmbar – Pardo Escuro
Açúcares não fermentáveis;
Dextrinas;
Traços Etanol;
Alta temperatura;
Alta DQO;
Alta DBO;
Consideráveis teores de nutrientes.
Parâmetros Concentrações Padrão
g ou ml L-1
álcool
Mínimos Médios Máximos
pH 3,50 4,15 4,90Temperatura (ºC) 65,00 89,16 110,50
DBO (DBO5) (mg/L) 6680,00 16949,76 75330,00 175,13gDQO (DQO) (mg/L) 9200,00 28450,00 97400,00 297,60g
Sólidos Totais (ST) (mg/L) 10780,00 25154,61 38680,00 268,90g
Cálcio (mg/L CaO) 71,00 515,25 1096,00 5,38g
Cloreto (mg/L Cl) 480,00 1218,91 2300,00 12,91gCobre (mg/L CuO) 0,50 1,20 3,00 0,01g
Ferro mg/L Fe2o3 2,00 25,17 200,00 0,27g
Fósforo total mg/L P2O5 18,00 60,41 188,00 0,65g
Magnésio (mg/L MgO 97,00 225,64 456,00 2,39g
Manganês (mg/L MnO) 1,00 4,82 12,00 0,05g
Nitrogênio (mg/L N) 90,00 356,63 885,00 3,84gPotássio Total (mg/L K2O) 814,00 2034,89 3852,00 21,21g
Sódio (mg/L Na) 8,00 51,55 220,00 0,56
Sulfato (mg/L SO 4) 790,00 1537,66 2800,00 16,17g
Zinco (mg/L ZnO) 0,70 1,70 4,60 0,02g
Etanol (mg/L) 0,10 0,88 119,00 9,10mLGlicerol (mg/L) 2,60 5,89 25,00 62,10mL
Levedura (mg/L) 114,01 403,56 1500,15 44,10g
Fonte: Dinardo-Miranda, L.L. et al., 2008
Composto pH H20 % M.O.%
C% N% C/N P% K% Ca% Mg% Znppm
Cuppm
Mnppm
1 4,5 61 61 33,8 1,29 26 0,375 0,032 0,745 0,147 0,02 0,01 0,32
2 7,9 71 62 34,4 1,16 29 0,299 0,165 0,195 0,05 0,02 0,01 0,17
3 6,7 56 60 33,3 1,28 26 0,239 0,202 0,981 0,401 0,04 0,03 0,27
Composto 1 – 25 m3 bagaço de cana, 0 m3 de bagaço hidrolisado e umidificado com vinhaça
Composto 2 – 20 m3 de bagaço de cana, 10 m3 de bagaço hidrolisado e umidificado com vinhaça
Composto 3 - 15 m3 de bagaço de cana, 5 m3 de bagaço hidrolisado, 5 m3 de Resíduo de Algodão, 2,5 m3 de Casca de Café e umidificado com vinhaça
Fonte: Fernandes, F. e Júnior, M.S.S., 1992
PALHADA
Parte da biomassa remanescente após uma operação de colheita da matéria-prima, ou seja, as folhas e ponteiros com baixo teor de umidade
PALHIÇO Constituinte remanescente de qualquer
sistema de colheita, são eles : plantas daninhas, colmos, bainha, terra.
Corte de cana sem queima Colheita mecanizada sem queima 10 a 20 t ha de matéria seca Com relação C:N próxima a 100 Conteúdo de N entre 40 e 80 kg ha
Impurezas contidas na cana Quantidade Média de Impurezas Vegetais ( folha, palha, ponta, raiz)
variando de 2,5 a 20% com uma média de 5%
Minerais (argila, terra, areia) variando de 0,5 a 5 kg/t cana com uma média de 5 kg/t cana
Constituintes na matéria orgânica:palhada e palhiço Matéria seca (t/ha) = 13,9 Nitrogênio (kg/ha) = 64 Fósforo (kg/ha) = 6,6 Potassio (kg/ha) = 66 Cálcio (kg/ha) = 25 Magnésio (kg/ha) = 13 Enxofre (kg/ha) = 9 Carbono (kg/ha) = 6,255 Hemicelulose (kg/ha) = 3,747 Celulose (kg/ha) = 5,376 Lignina (kg/ha) =1,043 Conteúdo celular (kg/ha) = 3,727 C/N (kg/ha) = 97
USOS Cobertura vegetal Geração de energia Compostagem Fonte de nitrogênio
Fonte de nitrogênio Menor mobilização do solo, Melhorando atividade biológica, Manutenção de íons em solução, Capacidade de retenção de água e Estrutura do mesmo como um todo
BAGAÇO Produção de cerca de 75 milhões de
toneladas por ano no Brasil
É utilizado na fabricação de briquetes, na ração animal, geração de energia, compostagem
BAGAÇO É constituído por três frações
principais:
Hemicelulose: 27,50% Celulose: 48,86% Lignina: 26,27%
Composição do bagaço 0,2% de fósforo, 0,1% de potássio, 6,0% de cálcio, 0,2% de magnésio, 0,3de nitrogênio, pH de 5,3%, 2,3% de ácido húmico do carbono total, 42% de celulose 15% de lignina
BAGAÇO A utilização do bagaço diretamente no
sulco proporciona aumentos nos rendimentos de açúcar com aplicação de 37 a 74 t ha-1 de bagaço decomposto, atribuído, principalmente à melhoria das propriedades físicas o solo, o que permite melhor distribuição do sistema radicular da planta
TORTA DE FILTRO• importante resíduo • proveniente da mistura do lodo da filtração do caldo.
Tonelada de cana moída - 30 a 40 kg de torta de filtro.
1,2 a 1,8% de fósforo e cerca de 70% de umidade.
umidade: garantir a brotação da cana em plantios feitos em épocas de inverno.
alto teor de cálcio e micronutrientes. 50% do fósforo considerado prontamente
disponível. O restante é mineralizado.
A composição da torta de filtro varia de acordo com vários fatores:
variedade, solo, maturação da cana, processo de clarificação do
caldo e outros.
Tabela 2. Composição química aproximada de 100 gramas de torta de filtro
Fonte: Paranhos (1987) e Vitti et al. (2006) adaptado pelo autor.
na compostagem : gesso, cinzas de caldeiras e palhada;
agrega valor à torta de filtro, melhorando sua concentração em nutrientes e reduzindo sua umidade.
Aplicação de torta de filtro no sulco de plantio.Foto: União dos Produtores de Bioenergia
Diferença no desenvolvimento da cana com e sem aplicação de torta de filtro.Foto: Raffaella Rossetto.
CINZA DA CALDEIRA E FULIGEM
Materi
al
Teor SiO2 P2O5 K2O MgO CaO
Cinza - 85 % 0,9% 1,7 % 0,6 % 1,0 %
Fulige
m
70 % 38-72 % 0,5-1 % 0,7-3 % 0,4-0,8% 0,6-1,5%
CINZAS
resultantes da incineração do bagaço.
composição: 85% de SiO2, 0,9% de P2O5; 1,7% de K2O e 0,6% de MgO;
Pode ser utilizada diretamente no solo ou incrementando na compostagem.
FULIGEM
Presentes nas chaminés lavadas normalmente com água de
reuso aproveitada da lavagem da cana. composição : semelhante a das cinzas
qualitativamente e mais diluída quantitativamente, pois apresenta de 30 a 70% de água.
Lagoas de decantação Liquida: Pode ser misturada com a
vinhaça. Sólidas: junto com a cinzas, pode ser
inserida no processo de compostagem.
Considerações finais: Palhiço, Ponteria e Palhada: viável
no solo – transporte geração de energia.
Bagaço e bagacilho: bagaço geração energia – bagacilho usado indiretamente.
Torta de Filtro: Elemento P, mas possui: potássio, cálcio, magnésio, enxofre. Base da compostagem.
Torta de Filtro +: Cinzas da chaminé (Fuligem): areia,
terra, K e Ca. (Tanque de Decantação). Uso principal nas erosões e voçorocas.
Água de Lavagem e Residuárias: uso direto, mas o indireto (lagoa dec/digestão) é o indicado = lodo + terra. Uso principal erosão e voçoroca. Lodo pode ter metais pesados que se acumulam no solo.
Torta de Filtro +: Flegmaça: alto teor alcoólico, retorna
no processo.
Vinhaça: K, mais Na, Ca e Mg. Melhor forma de uso fazer a biodigestão (biogás) e depois utilizar o lodo. Volume enorme.
Outros subprodutos: Matéria Orgânica da Cozinha
Industrial (Lixo): compostagem da materia orgânica rica em todos nutrientes e fibras para consistência.
Esgoto Doméstico: Colônias, cozinha, banheiros da industria, chuveiros etc. Rico em nitrogênio, P e Na. Problemas de acumulo de metais pesados Ni, Cr, Pb, Ar e outros.
Residuos do Laboratório – Estação de Tratamento e Separação Parte amostra: açúcar, mel,
fermento, vinho etc. Material orgânico rico em carboidratos e Nitrogênio. Biodisgestão – Lodo.
Produtos químicos: NaOH, KOH, HCl,Á cido Sulfúrico – Neutralizados gera sais nutrientes
Produtos Químicos: Dicromatos, Aluminio, Bromo – Tóxicos e acumulativos – remoção