Biodegradação de fezes de cães pela digestão anaeróbia em diferentes faixas de temperatura

Abstract

As fezes caninas são geradas em elevadas quantidades, em especial pelo aumento do número de animais em canis. A digestão anaeróbia das fezes caninas pode ser uma alternativa interessante para o seu tratamento, com potencialidades de recuperação do biogás e uso do digestato como biofertilizante. O objetivo deste trabalho foi avaliar a biodegradação de fezes de cães pela digestão anaeróbia em diferentes condições de temperatura e relação inóculo/substrato. O estudo compreendeu o monitoramento da geração de fezes caninas em um canil no município de Viçosa (Minas Gerais-Brasil). A quantificação e a caracterização físico-química/microbiológica dos resíduos foram realizadas por um período de 1 mês. Testes de biodegradabilidade (PBM) foram conduzidos para se avaliar os efeitos da relação inóculo:substrato (I:S) de 1:2, 1:1 e 2:1, assim como a influência da temperatura na degradação dos resíduos: (i) ambiente (17°C a 22°C), (ii) mesofílica (35°C), termofílica (55°C), e mista (55°C + 35°C). Estudos cinéticos foram realizados para os modelos de 1° ordem, Gompertz modificado e Cone. Estimou-se o potencial energético do biogás para o canil monitorado. A qualidade do digestato foi avaliada em termos de lançamento em corpos hídricos e atendimento a diretrizes para fertirrigação. A relação I:S que gerou o maior volume de biogás foi a de 1:1 (298,6 mL.g−1SV), sendo utilizada esta relação na segunda etapa dos estudos de biodegradabilidade. O tratamento mesofílico (316,9 mL.g−1SV) gerou um volume de biogás consideravelmente maior que o tratamento termofílico (202,7 mL.g−1SV). Os teores médios de metano produzidos foram semelhantes para os tratamentos mesofílico (48,9%) e termofílico (48,3%). O modelo cinético mais adequado de forma geral para todos os tratamentos foi o Gompertz modificado. Além disso, a produção de energia encontrada para os tratamentos ambiente, mesofílico e termofílico foi de 23,27 MJ.d−1, 39,24 MJ.d−1 , e 25,00 MJ.d−1, respectivamente. A geração de fezes caninas foi de 240 g.animal-1.d-1. A digestão anaeróbia se mostrou vantajosa para o tratamento de fezes caninas em termos de recuperação de recursos e gerenciamento deste resíduo. Palavras-chave: Mesofílica. Termofílica. Fertirrigação.

Dog feces are generated in high quantities, especially due to the increasing number of animals in kennels. Anaerobic digestion can be considered an interesting alternative for the treatment, with potential for biogas recovery and use of the digestate as . The objective of this study was to evaluate the biodegradation of dog feces waste by anaerobic digestion under different conditions (temperature ranges and inoculum/substrate ratio). The study comprised the monitoring of dog feces generation in a kennel in the municipality of Viçosa (Minas Gerais- Brazil). The quantification and the physicochemical/microbiological characterization of the waste was performed for a period of 1 month. In addition, biodegradability tests (PBM) were conducted to evaluate the inoculum:substrate (I:S) ratio (1:2, 1:1 and 2:1), as well as the influence of temperature on waste degradation, namely: (i) ambient (17°C to 22°C), (ii) mesophilic (35°C), thermophilic (55°C), and mixed (55°C + 35°C). Kinetic studies were performed for the 1st order, modified Gompertz, and Cone models, as well as an estimate of the energy potential of the biogas for the monitored kennel. Finally, the quality of the digestate was evaluated in terms of discharge into water bodies and meeting guidelines for fertigation. The I:S ratio that generated the highest volume of biogas was 1:1 (298.6 mL.g−1SV), and this ratio was used in the second part of the biodegradability studies. Both thermophilic and mesophilic anaerobic digestion were shown to be effective methods for biogas generation from canine feces. However, TM (316.9 mL.g−1SV) generated considerably more biogas volume than TT (202.7 mL.g−1SV). At the same time, the average methane contents produced were for TM and TT were similar at 48.9% and 48.3%, respectively. The best-fitting kinetic model overall for all treatments was the modified Gompertz. Furthermore, the energy production found for TA, TM, and TT were 23.27 MJ.d−1, 39.24 MJ.d−1, and 25.00 MJ.d−1, respectively. Finally, the generation of canine feces was 240 g.animal-1.d-1. Anaerobic digestion for canine feces proved advantageous in terms of resource recovery and management of this waste. Keywords: Mesophilic. Thermophilic. Fertirrigation.