RESUMEN
RESUMO O uso de lodo de esgoto na agricultura se tornou prática corrente em diversos países, sendo atrativa em muitos aspectos, principalmente no fornecimento de matéria orgânica e nutrientes ao solo. Embora os benefícios ambientais e agrícolas do uso de lodo sejam consideráveis, tal prática deve ser realizada de forma sanitariamente segura. Nesse contexto, o objetivo deste estudo foi avaliar a eficiência de um processo de higienização térmica de lodo de esgoto utilizando energia solar. O lodo era aquecido através de um trocador de calor, construído com tubos de cobre e instalado dentro do reator, no qual circula água aquecida em coletores solares planos. Foram realizados 16 ensaios experimentais em diferentes condições de irradiação solar. A inativação térmica da Escherichia coli foi avaliada através do modelo cinético de primeira ordem em condições não isotérmicas. O processo mostrou-se eficiente em ensaios realizados com irradiação solar média do período acima de 500 W.h.m-2, com redução de E. coli entre 4,2 e 7,1 log10 e de coliformes totais entre 4,8 e 7,4 log10. Os ensaios realizados em dias com menores índices de irradiação solar tiveram a eficiência de higienização comprometida, devido às baixas temperaturas atingidas pelo lodo.
ABSTRACT The application of sewage sludge in agriculture has become a common practice in many countries, which is attractive in many aspects, especially for the input of organic matter and nutrients in the soil. Despite the benefits of sludge use in agriculture and for the environment , this practice needs to be conducted considering safety aspects regarding sanitary conditions. In this context, the aim of this study was to evaluate the efficiency of a thermal disinfection process of sewage sludge using solar energy. The sludge was heated through a heat exchanger built with copper pipes and installed inside the reactor, in which water heated in flat plate solar collectors circulates. Sixteen experimental tests were performed under different solar irradiation conditions. The thermal inactivation of Escherichia coli in the reactor was evaluated using the first order kinetic model in non-isothermal conditions. The process proved effective in those tests with an average solar irradiation period above 500 W.h.m-2, and the reduction of E. coli was between 4.2 and 7.1 units log10; and between 4.8 and 7.4 units log10 of total coliforms. When tests were conducted in days with lower levels of solar irradiation, the efficiency of sanitisation was compromised, due to the low temperatures reached by the sludge.
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ABSTRACT Although it is known that alkalinized sewage sludge raises the pH of acid soils, there is limited knowledge regarding its effects on other soil fertility indicators, such as P and K availability and soil organic C content. Thus, the goal of this study was to evaluate how the application of alkalinized sewage sludge affects the fertility of acid soil. Twenty sewage treatment plants were selected throughout Paraná State (Brazil), and samples of alkalinized sewage sludge and samples of the most representative agricultural soil of the region were collected (covering soils with medium, clayey or very clayey texture). Each soil was incubated for 60 days with doses of sewage sludge (0, 10, 20, 40, and 80 Mg ha-1) from its region and equivalent doses of limestone. The alkalinized sewage sludge was superior to limestone in the correction of soil acidity (pH, Al3+, and H + Al3+) and P and Ca2+ availability. The sludge also increased Mg2+ availability in all soils, K+ in seven soils and organic C in three soils. The very clayey soils (higher buffering capacity) supported higher sludge doses than did clayey and medium texture soils. The alkalinized sewage sludge application in acid soils proved to be an interesting alternative to recycling this type of waste, because it improved soil fertility and could reduce costs associated with soil management and crop fertilization.
RESUMO Embora seja conhecido a capacidade do lodo de esgoto alcalinizado em elevar o pH de solos ácidos, tem-se um limitado conhecimento sobre o efeito em outros indicadores da fertilidade do solo, como disponibilidade de P e K e, teor de C orgânico no solo. Assim, o objetivo do estudo foi avaliar como a aplicação de lodo de esgoto alcalinizado afeta a fertilidade de solos ácidos. Foram selecionadas vinte estações de tratamento de esgoto ao longo do Paraná (Brasil), onde foram coletadas amostras de lodo de esgoto alcalinizado e amostras do solo agrícola mais representativo da região (abrangendo solos com textura média, argilosa ou muito argilosa). Cada solo foi incubado por 60 dias com doses de lodo de esgoto (0, 10, 20, 40, e 80 Mg ha-1) da sua região e com doses equivalentes de calcário. O lodo de esgoto alcalinizado foi superior ao calcário na correção da acidez do solo (pH, Al3+ e H+Al3+) e na elevação da disponibilidade P e Ca2+. O lodo também aumentou a disponibilidade de Mg2+ em todos os solos, K+ em sete solos e C orgânico em três solos. Os solos muito argilosos (alta poder tampão) suportam maior dose de lodo em comparação aos solos de textura argilosa e média. A aplicação de lodo de esgoto alcalinizado em solos ácidos demonstrou ser uma interessante alternativa para reciclar esse tipo de resíduo, pois melhorou a fertilidade dos solos e pode vir a reduzir custos com manejo do solo e adubação das culturas.