Para a viabilização de soluções na pequena propriedade ou pequena vazão, foram avaliadas duas linhas de tratamento, onde o princípio básico é armazenar os dejetos com tempo suficiente para integração no solo, em função da capacidade suporte deste meio, e do tipo de cultura principal a ser utilizada.
O diferencial desta pesquisa consiste do sistema estudado não ter sua concepção em escala piloto. O biodigestor assim como as esterqueiras ou tanques de armazenamento foram projetados em escala real, dimensionados com base em cálculos de engenharia, logo, passando por todas as fases que um projeto executivo necessita, até sua fase de conclusão e início de operação.
Figura 10: Esquema do sistema de tratamento implantado na pequena propriedade.
Para o desenvolvimento desta pesquisa, o sistema de tratamento de efluentes foi dividido em duas linhas independentes, podendo eventualmente ter uma ligação entre si. A primeira linha é constituída por uma esterqueira, cujo dejeto estabilizado é utilizado para aplicação no solo. A segunda linha é composta por um biodigestor seguido de um tanque de armazenamento (esterqueira) que também utiliza o resíduo para aplicação no solo. Nesta, foi construída uma unidade de digestão anaeróbia dos dejetos integrada à produção de biogás, para uso energético, seguida de uma unidade de armazenamento e posterior lançamento do efluente no solo, com a possibilidade de compostagem da massa sólida e reuso da água. Quanto ao excedente dos dejetos, podem ser destinados para centrais de manejo ou manejados em propriedades parceiras. O sistema de tratamento e armazenamento implantado, na pequena propriedade, está representado pelo esquema da Fig. 10 e sua localização está demarcada na fotografia da Fig. 11.
Foi construído, também, uma cerca de mourões de madeira com cinco fios de arame farpado, ao redor das linhas de tratamento 1 e 2, evitando desta forma o acesso de pessoas não autorizadas e animais. Para o acesso as linhas de tratamento 1 e 2, foram construídos dois portões de madeira, com 1,50 m de altura, sendo um de 0,90 m e outro de 3,00 m de largura,
respectivamente. Além disso, para a efetivação deste sistema foi necessário movimentar, aproximadamente, 1.194 m3 de terra, sendo que toda a terra retirada para realização dos tanques foi utilizada para realizar o reaterro, fazendo-se os taludes.
Figura 11: Vista aérea da propriedade do Sr. Valdir Wiggers em Braço do Norte – SC (Fotografia aérea tirada em 25/07/1998), com a área de locação do sistema de tratamento e
armazenamento demarcada em vermelho.
O processo de transição do sistema que existia para o sistema que foi projetado, ou seja, a construção das unidades do sistema de tratamento, assim como algumas reformas necessárias, não interferiram na continuidade das atividades de criação dos suínos na pequena propriedade.
As unidades do sistema de tratamento foram as primeiras a serem construídas. Em seguida, ocorreu a reforma da antiga esterqueira da propriedade, que passou então a se chamar, “unidade de homogeneização”. Esta sofreu uma redução de 50% em seu volume, com isso suas dimensões mudaram para 6,60 m de comprimento, 3,20 m de largura e 1,90 m de altura útil máxima, perfazendo um volume máximo de 40 m3. Esta unidade fica ao lado da unidade de crescimento e terminação dos suínos e é nela que o efluente fica armazenado, antes de ser encaminhado para o sistema de tratamento. Na Fig. 12, a seta indica a unidade de homogeneização depois da reforma.
Durante a reforma da esterqueira, as condições das calhas de coleta de dejetos suínos na unidade de crescimento e terminação foram melhoradas. Elevou-se a parede da calha, em alvenaria, até aproximadamente 40 cm de altura. No interior da mesma, houve
impermeabilização. Antes, parte do efluente da unidade de terminação entrava direto na esterqueira e parte passava por um tanque de mistura de aproximadamente 1,5 m3, depois seguia para esterqueira. Com a reforma da calha, ocorre a confluência dos efluentes para apenas um ponto, e deste a um tubo de PVC coletor de esgotos de 200 mm, para recolher o efluente e encaminhá-lo a atual unidade de homogeneização. Quanto aos efluentes produzidos na unidade de maternidade e creche, estes são encaminhados à parte, através de um tubo de PVC coletor de esgotos de 150 mm para mesma unidade de homogeneização.
Figura 12: Vista da unidade de homogeneização depois de reformada.
No processo todos os efluentes produzidos na unidade de maternidade e creche e na unidade de crescimento e terminação são encaminhados por gravidade para a unidade de homogeneização. Como o tratamento funciona por bateladas, esta unidade opera para equalização do bombeamento e mistura do efluente, porém, sem um sistema mecânico de agitação. A cota do nível mínimo de efluente, nesta unidade, está em 36,30 metros.
Como o efluente produzido pelos suínos é denso, constituído de muitos sólidos, é necessário utilizar um sistema de bombeamento específico para encaminhar o efluente para o tratamento. Sendo assim, da unidade de homogeneização até as duas linhas de tratamento, o efluente é recalcado por um conjunto moto bomba, já existente, de 15,2 CV (modelo FAL 40- 160). Para o transporte do efluente é utilizada uma tubulação de PEAD PN 8 (polietileno) com diâmetro de 100 mm. Este tipo de tubulação evita a utilização de peças como curvas que geralmente causam perdas de carga. A tubulação de recalque possui aproximadamente 152
metros de extensão e segue enterrada ao longo da estrada até o sistema de tratamento. Há um ponto de travessia onde foi feita uma caixa de proteção. Ambas as linhas de tratamento possuem registros individuais para facilitar os ajustes por parte do operador.
Em face da diferença de cotas, cerca de 14,0 metros de altura entre a unidade de homogeneização e as linhas de tratamento, foi necessário instalar junto ao conjunto moto- bomba uma válvula de retenção. Esta válvula tem como finalidade evitar o golpe de aríete. O golpe de aríete é um impacto que ocorre sobre todo o sistema hidráulico do conjunto moto- bomba e é causado pelo retorno da pressão fornecida pela bomba, quando da parada da mesma. Na prática, como neste sistema, o golpe de aríete é resultante do retorno do dejeto bruto de uma cota mais alta para uma mais baixa sobre o conjunto moto-bomba instalado. Este impacto, quando não evitado por válvulas de retenção, danifica tubos, conexões e os componentes do conjunto moto-bomba.
Com a finalidade de controlar a vazão do conjunto moto-bomba, criou-se uma régua para medir o volume de dejetos brutos utilizado para a alimentação diária das duas linhas de tratamento. Esta régua foi feita com um sarrafo de madeira, dividido uniformemente em medidas de 10 cm, com pregos colocados nestas medidas de uma extremidade até o comprimento de 1,90 m. A régua foi instalada na posição vertical dentro da unidade de homogeneização, perto do conjunto moto-bomba, facilitando assim o controle de vazão por parte do operador. Cada 10 cm verticais na régua equivalem a um volume de 2,0 m3 de dejetos dentro da unidade de homogeneização. Portanto, se a vazão for de 2,0 m3/dia, basta que o operador alimente a linha de tratamento, diariamente, recalcando um volume de dejetos equivalente a 10 cm medidos na régua instalada.
Após o tratamento e o armazenamento dos dejetos, tanto na linha de tratamento 1 como na 2, o efluente estabilizado é encaminhado para as plantações da propriedade, que são principalmente de milho.