Estudos físico-químicos do efluente produzido por fossa séptica biodigestora e o impacto do seu uso no solo

The generation of effluent from the sewage treatment is daily increasing then its final disposition represents a mandatory question to be answered. An alternative is its agricultural utilization such as organic fertilizer as a partial substitute of mineral fertilizer. This practice, beyond inherent benefits due to nutrients recycling promotes agricultural water reuse, which is responsible of around 70% of the total water consumption in Brazil. It was developed a research following the stages of the domestic sewage treatment in the anaerobic system called Septic Cesspool Biodigester , developed by Embrapa Agricultural Instrumentation, and also the impact observed in the soil after the application of the treated effluent. Three samplings were done in the different biodigestion chambers which were inoculated with either ovine or bovine manure. These effluents were analyzed according to its original state (liquid), regarding to the determination of some parameters such as conductivity, pH, OBD, OCD and solids content. Other analyses of the effluent were done in the solid obtained after freeze drying of the raw treated effluent. There were determined the mineral composition of the effluent, using the ICP-OES technique. The effluent organic matter was characterized by FTIR, 13C-NMR and EPR spectroscopies and, elemental analysis. The effluent presented alkaline character and significant salts concentration for both systems, high quantity of NNH4 + and low content of N-NO3 -, characteristic of anaerobic systems. The elemental analysis of the solid obtained after the liquid freeze drying, showed that there was not a variation tendency in the percentages of C, H and N during biodigestion process. These values were similar to the either ovine or bovine inoculated systems, and to the different samplings. The effluent presented a quantity of macro e micro nutrients. Through the spectroscopic characterization of the organic matter present in the freeze dried material, it was possible to observe that there were not noticeable variations in the FTIR spectra in the course of the process monitoring. The 13C NMR supplied information about aromatic and aliphatic groups, showing that the effluent presented a high aliphatic content. The soil, classified as Yellowredish Lattosoil with sandy phase, was submitted to the effluent application during three years and was used for the goiaba orchard. Thus, there were compared the effects effluent in comparison of the NPK mineral fertilization as well as the soil of the native forest at the side of the orchard. Determinations of pH, conductivity, macro and micro nutrients content, TOC and LIF were done for the intact soil. Soil HA were extracted and characterized according to their elemental composition, FTIR, 13C NMR, EPR and solution fluorescence. The application of the treated effluent produced an increment in the pH value, mainly in the superficial layer. There was observed nutrients increment in soil submitted to the effluent application when compared with the NPK fertilized soil. Alterations in the humic fraction of the analyzed soil (after effluent application) were observed when compared with the forest and NPK samples. Results obtained by 13C NMR and EPR detected a general diminution of the aromaticity and the humification degree of organic matter, as a consequence of the aliphatic character of the organic matter present in the effluent. The humification degree of HA extracted from the applied effluent soil, determined by LIF and solution, were very similar to the ones observed in the mineral fertilized soil. The effluent supplied macro e micro nutrients in significant quantities to the soil, and it was not observed salinization effect in the analyzed depths. These results show the benefic effect of the utilization of Septic Cesspool Biodigester effluent regarding to the soil fertility.Universidade Federal de Sao CarlosA geração de efluente a partir do tratamento de esgoto vem se incrementando, e sua disposição final representa uma questão a ser resolvida. Assim uma das alternativas encontradas é sua utilização na agricultura como adubo orgânico, podendo substituir parte da adubação mineral. Essa prática, além de benéfica do ponto de vista da reciclagem de nutrientes, representa uma economia de água no setor agrícola, que é cerca de 70% do consumo total no Brasil. Este trabalho visou conhecer as características do efluente produzido pela Fossa Séptica Biodigestora, um sistema anaeróbio de tratamento de esgoto desenvolvido pela Embrapa Instrumentação Agropecuária, bem como de avaliar o impacto da aplicação do efluente no solo. Foram feitas três coletas do material das caixas das diferentes câmaras biodigestoras, em sistemas inoculados com esterco ovino e bovino. Este material foi analisado em seu estado bruto (líquido) em algumas análises para a determinação de parâmetros como condutividade, pH, DBO, DQO e teores de sólidos. Para as demais análises utilizou-se o sólido obtido após liofilização do líquido. As concentrações de macro e micronutrientes presentes no efluente foram estimadas usando a técnica de ICP OES. A matéria orgânica presente no efluente foi caracterizada segundo as espectroscopias de FTIR, RMN de 13C e RPE além da análise elementar. O efluente produzido apresentou caráter alcalino e concentrações significativas de sais nos dois sistemas analisados. Também foram observadas quantidades elevadas de N-NH4 + e baixas de N-NO3 -, típico de sistemas anaeróbios. A análise elementar do sólido, obtido após liofilização do líquido, mostrou que não há uma tendência na variação da composição elementar (C, H, N) ao longo do processo de biodigestão, os quais foram semelhantes tanto para o sistema inoculado com esterco ovino quanto bovino, assim como nas diferentes coletas. O efluente apresentou quantidade significativa de nutrientes em sua composição mineral. Através da caracterização espectroscópica da matéria orgânica do material liofilizado foi possível notar que não ocorreram muitas variações nos grupamento funcionais observados através dos espectros de FTIR, no decorrer do processo de biodigestão. A RMN de 13C possibilitou informações à cerca dos grupamentos aromáticos e alifáticos das amostras, mostrando que o efluente possui caráter bastante alifático. O efluente foi aplicado no solo durante três anos, sendo este solo classificado como Latossolo Vermelho-Amarelo fase arenosa utilizado no cultivo de goiaba. Foram comparados os efeitos da adubação pelo efluente com adubação mineral do tipo NPK. Também foi analisado o solo de mata da região. Foram feitas análises de pH, condutividade, macro e micronutrientes, COT e FIL utilizando o solo intacto. Fez-se a extração dos AH dos solos. Os AH foram caracterizados segundo a composição elementar, FTIR, RMN de 13C, RPE e Fluorescência em solução. A adição do efluente proporcionou um aumento no pH do solo, observado principalmente na camada superficial. Foi observado um incremento nas concentrações de nutrientes no solo sob uso do efluente em comparação com o solo com adubação mineral NPK. Alterações na fração húmica do solo com efluente em relação aos solos com adubação NPK e de mata foram observadas. Através das técnicas de RMN de 13C e RPE foi possível notar diminuição na aromaticidade e no grau de humificação da matéria orgânica, respectivamente, devido à incorporação da matéria orgânica do efluente, de caráter bastante alifático. Nas técnicas de FIL e Fluorescência em solução, o grau de humificação para as amostras do solo com efluente foram muito similares à do solo com adubação mineral, não sendo observados, através destas técnicas, efeitos da adição do efluente. O efluente também forneceu macro e micronutrientes em quantidades significativas ao solo, não sendo observado efeito de salinização nas profundidades analisadas. Os resultados indicam o efeito benéfico do uso do efluente tratado pela Fossa Séptica Biodigestora na fertilidade do solo