Sistrates - Energia elétrica, fertilizante e água de reuso

Um sistema de tratamento de dejetos suínos inova ao combinar processos biológicos e químicos para remover conjuntamente carbono, nitrogênio e fósforo, gerando água que pode ser reutilizada, energia elétrica e fósforo fertilizante. Instalado na Granja Master (SC), o Sistema de Tratamento de Efluentes da Suinocultura (Sistrates) é o resultado de pesquisas iniciadas em 2010 pela Embrapa Suínos e Aves (SC).

Outro diferencial é que o processo pode ser aplicado de maneira modular e adicional, de acordo com as necessidades de tratamento e as condições da propriedade.

“Esse projeto tem como foco o tratamento dos dejetos suínos para utilização em grandes sistemas de produção. E funciona a partir de um conjunto de sistemas modulares resultando em um efluente final de excelente qualidade”, explica o pesquisador da Embrapa Airton Kunz, líder do projeto.

Os efluentes da suinocultura, resultantes de uma produção intensiva, são um grande desafio para as propriedades, especialmente porque muitas não possuem área agrícola para utilizá-los como biofertilizante. Ao serem descartados, os resíduos apresentam um elevado potencial poluidor para o meio ambiente. 

A tecnologia desenvolvida permite obter um alto nível de tratabilidade das águas residuárias, ou seja, a qualidade da água permite que ela seja reutilizada na própria granja ou, se tiver área agrícola próxima, pode ser usada na irrigação. “Esse efluente resultante atende aos padrões exigidos pela resolução 430 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (Conama), que dispõe sobre as condições e padrões de lançamento de efluentes em corpo d´água”, informa o cientista da Embrapa. 

O mercado potencial do Sistrates são granjas de produção intensiva, de grande porte, com limitação de área agrícola para a aplicação de dejetos ou efluentes ou ainda com necessidade de reúso de água. Unidades centralizadas de tratamento em bacias hidrográficas ou usinas centrais de biogás para cogeração de energia elétrica ou térmica também estão entre os potenciais usuários.

A Granja Master em que o sistema está implementado tem capacidade para alojar 9,5 mil matrizes e uma produção anual de 256 mil suínos. De acordo com o diretor-superintendente da granja, Mario Faccin, o Sistrates foi ao encontro do que eles precisavam para resolver o problema dos resíduos da produção e melhorar processos, como o uso da água. 

“A região onde a granja está instalada tem poucas áreas de lavoura para a aplicação dos resíduos como adubo, o que se tornou um desafio para a produção. Também tínhamos um consumo de água muito alto e precisávamos de alternativas para operar com mais sustentabilidade. Hoje produzimos 256 mil suínos ao ano e estamos operando com metade do volume de água que usávamos há sete anos, quando a produção era de 241 mil animais anuais”, comemora. Outro ponto destacado pelo diretor é a preocupação com a sustentabilidade. “A Master sempre teve um grande compromisso com a sustentabilidade da sua atividade e esse projeto nos coloca na vanguarda da questão ambiental com a criação de um sistema de aproveitamento de alta eficiência, cuja tecnologia foi completamente desenvolvida em uma de nossas unidades”, ressalta.

Como funciona

O Sistrates é formado por três módulos distintos: Bio, N e P. O primeiro é formado por biodigestores, o N é responsável pela remoção de nitrogênio e o P remove o fósforo. A primeira fase do processo é a de recebimento de resíduos, na qual os dejetos chegam aos reservatórios e passam por um sistema de separação de sólidos grosseiros, por meio de uma peneira com escovas rotativas. “Os sólidos separados são destinados a um biodigestor de alta taxa e o efluente líquido segue, por gravidade, para os biodigestores de lagoa coberta. Esses dois tipos de biodigestores formam o primeiro módulo, o Bio”, detalha o pesquisador. 

Nesse módulo ocorre a geração de biogás para a produção de energia elétrica. De acordo com o analista da Embrapa Ricardo Steinmetz, o mais importante desse módulo é a obtenção do biogás. “Podemos recuperar o biogás, conduzi-lo a grupos de geradores (motores que geram energia elétrica), condicionar o gás e produzir energia. Assim, nesse módulo temos a remoção de matéria orgânica e a geração de energia”, explica ele. 

O efluente dos biodigestores de lagoa coberta possui elevada concentração de nitrogênio porque o processo de digestão anaeróbia não é capaz de remover o nitrogênio amoniacal. Para essa tarefa, no segundo módulo do Sistrates, N, ocorre a remoção de nitrogênio por meio de processo biológico de nitrificação, seguido de desnitrificação, produzindo gás nitrogênio. Ao fim do processo, o efluente atinge padrões de lançamentos, apresentando concentração de nitrogênio amoniacal inferior a 20 mg/L.

No último módulo do Sistrates é realizada a remoção do fósforo, por meio do processo químico de precipitação. O fósforo é convertido a fosfato de cálcio sólido. Para a reação de precipitação é usada uma suspensão de hidróxido de cálcio, ou cal hidratada, a 10%. O fósforo recuperado ao fim do processo pode ser usado como fertilizante, de acordo com a analista da Embrapa Fabiane Goldschmidt Antes. 

Resultados: energia elétrica, fertilizante e água de reúso 

O resultado de todo o processo do Sistrates está na possibilidade de reúso de água, o que é permitido devido à boa qualidade do efluente tratado. O produtor ainda obtém fósforo que pode ser aplicado na lavoura como fertilizante e energia elétrica gerada por biogás. 

Kunz destaca ainda que, além da validação a campo em escala real, na Granja Master, o objetivo é formar uma rede de Unidades de Referência Tecnológica (URT) nas principais regiões produtoras de suínos para apoiar a transferência da tecnologia, a capacitação continuada de técnicos e viabilizar aperfeiçoamento contínuo do sistema.

Apresentação do Sistrates instalado na Granja Master, Videira (SC)

Acesse o Comunicado Técnico 535 - Fósforo disponível de fosfato extraído de efluentes da suinocultura, Embrapa Suínos e Aves