Pirólise orientada de lodo de esgoto para aplicação em solos agrícolas

• Autor(a) principal: Fogaça, Alisson Marcos
• Data de Publicação: 2023
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UEPG
• Texto Completo: http://tede2.uepg.br/jspui/handle/prefix/4039
• topic: CNPQ::CIENCIAS AGRARIAS::AGRONOMIA; Termoconversão; Resíduos; Valorização; Disponibilidade hídrica; Química de superfície; Thermoconversion; Waste; Valorization; Water availability; Surface chemistry.

O tratamento do esgoto sanitário gera o lodo de esgoto, que é de difícil destinação por conter patógenos, elementos potencialmente tóxicos e poluentes. A presente pesquisa sugere a destinação deste resíduo aos solos agrícolas na forma de biochar, o qual é o produto sólido da pirólise, sendo baseada na decomposição térmica em atmosfera inerte com temperatura selecionada conforme as características. Então, objetivou-se i) construir um pirolisador em escala piloto, ii) selecionar um solo alvo para aplicação de biochar orientando a pirólise através das propriedades dos seus coloides, iii) executar um experimento de incubação de biochar para quantificar os efeitos na disponibilidade hídrica e nutricional do solo alvo, iv) implementar experimentos de doses de biochar em solos sob plantio direto para determinar a dose ótima que melhore suas funções em disponibilizar água e nutrientes para as plantas e que sequestre carbono. Foi desenvolvido um pirolisador em escala de protótipo que possibilitou controlar a temperatura com acurácia e precisão e um processo de pirólise seguro ao operador e que inicia desde o pré-tratamento do lodo de esgoto até o controle da variabilidade de produção. As temperaturas finais de pirólise de 300 °C, 400 °C e 500 °C foram testadas e os efeitos nas características do biochar foram avaliados. A pirólise à 300 °C resultou na maior capacidade de troca de cátions e teor de C através da manutenção do material volátil e dos grupos funcionais de superfície, conferindo ao biochar maior carga elétrica superficial, maior retenção hídrica, menor resistência hidrofóbica e maior solubilidade de metais em relação ao biochar obtido nas demais temperaturas. Ao incubar o biochar obtido neste estudo e outro proveniente de Brasília em um Cambissolo com coloides de baixa reatividade química na dose equivalente a 10 Mg ha-1 , obtiveram-se resultados promissores do biochar obtido à 300 °C, ocasionando aumentou médio de 20% da água facilmente disponível para as plantas e aumento do P do solo. Ao realizar dois experimentos em campo utilizando doses de biochar obtido à 300 °C, houve efeito na produtividade de trigo quando o biochar foi aplicado em um Neossolo com 87% de teor de areia na dose de 5 Mg ha-1 , superando a adubação química utilizada como padrão da fazenda. Já quando o biochar foi aplicado em campo no mesmo Cambissolo utilizado no teste de incubação, não houve influência na produtividade vegetal, possivelmente devido a calagem e adubação de orgânica recém realizada neste solo. Conclui-se que o protótipo e o processo de pirólise apresentam alta reprodutibilidade, permitindo a recuperação de voláteis com potencial biocombustível, que o biochar produzido a partir do lodo de esgoto apresentou características promissoras para ser aplicado aos solos agrícolas com baixo potencial de impactos ambientais, que a pirólise orientada do biochar permitiu obter efeitos benéficos na disponibilidade de água do solo e no seu teor de P e que no campo foi possível observar resultados expressivos quando utilizado biochar como substituto da adubação em um solo altamente dependente da utilização de insumos para sustentar a produção vegetal e ainda sequestrar carbono.