Submitted by Silvana Teresinha Dornelles Studzinski (sstudzinski) on 2015-10-28T11:05:04Z No. of bitstreams: 1 Alice Riehl_.pdf: 2348993 bytes, checksum: 95fcca0c01f78903ae530fdf7b721e31 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-10-28T11:05:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Alice Riehl_.pdf: 2348993 bytes, checksum: 95fcca0c01f78903ae530fdf7b721e31 (MD5) Previous issue date: 2015-07-22 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A indústria de couro e calçado gera grande volume de resíduos contendo cromo, cuja potencialidade de transformação do Cr3+, tóxico, em Cr6+ genotóxico, classifica estes resíduos como Classe I - perigosos. Com o crescente consumo de recursos naturais, crescem também os desafios de um desenvolvimento mais sustentável, bem como de um melhor gerenciamento nos processos de geração e descarte dos resíduos. Quando a geração de um resíduo é inevitável, a prática de disposição destes em aterros industriais é comum e acarreta numa série de fatores negativos, que podem causar danos ambientais e à saúde, além dos custos para disposição e ocupação de áreas de aterros industriais. A reciclagem se torna uma alternativa de minimização destes impactos, no entanto, as alterações nas características destes resíduos em função de diferentes tecnologias e produtos aplicados, e as modificações em suas propriedades causadas pela prática de disposição destes em aterros são pouco conhecidas. Nesse contexto, o objetivo geral desse trabalho foi caracterizar os resíduos de couro de um aterro industrial, através de diferentes tipos de análises. A caracterização do resíduo (aparas moídas e cinzas geradas em laboratório) contemplou análises imediata, elementar, pH e de elementos químicos, poder calorífico, termogravimetria, DRX e MEV/EDS. Após avaliação dos resultados, foi observado que nos resíduos estocados há mais tempo, o cromo, elemento de maior concentração e interesse, foi o que sofreu maiores alterações, chegando a uma redução de 3% nas aparas e 15% nas cinzas. Parâmetros de análises que possibilitam a utilização destes resíduos como nutrientes para o solo ou para processos de tratamento térmico mantiveram-se semelhantes. Demais variações nas concentrações de elementos químicos podem estar relacionadas à diferenciação de processos e não ao tempo da disposição no aterro. De maneira geral verificou-se que não ocorreram alterações consideráveis nas características dos couros, no tempo avaliado e local amostrado. A estabilidade dos parâmetros pode ter relação com a disposição destes resíduos em local apropriado, sem contato com o solo e protegido de intempéries. / The leather and footwear industries produce large amounts of waste containing chromium, which potential for transformation from Cr3+, toxic, to Cr6+, genotoxic, is classified as Class I - hazardous. Along with the growing use of natural resources, there is also an increase in the number of challenges concerning a more sustainable development and a better management of waste generation and disposal processes. When generation of waste is unavoidable, its disposal in landfills is common and involves a series of negative factors, which can cause environmental and health damage, in addition to involving costs of disposal and land usage of industrial landfills. Recycling is an alternative to reduce these impacts. However, changes in the characteristics of these wastes due to several technologies and chemical treatments, and changes in their properties caused by the practice of placing these wastes in landfills, are poorly known. In this way, the aim of this study was to characterize the leather waste from an industrial landfill, through different analysis. The waste characterization (scraps and ashes of leather generated in laboratory) included proximate and ultimate analysis, pH, chemical elements; heating value, thermogravimetry, XRD and SEM/EDS. After evaluating the results, it was observed in the waste disposal that were stored for a longer period, the chromium, element of highest concentration and interest, suffered modifications, reaching a percentage 3% lower in the scraps and 15% on ashes than other in the other evaluated periods. The analysis parameters which enable the use of this waste as soil nutrients or in thermal treatment remained similar. The other variations in the concentration of chemical elements can be related to different processes, but cannot be connected with the disposal time in the landfill. In general, it was found that there were no significant changes in the characteristics of the leather waste, in the evaluated period and place where it was sampled. The stability of the parameters may be related to the disposal of this waste in an appropriate place, without contact with the ground and protected from weather changes.

O líquido denominado “lixiviado”, formado pela disposição de resíduos em aterros sanitários e lixões, apresenta composição complexa, dada principalmente pela presença de compostos orgânicos extremamente recalcitrantes. O tratamento consorciado deste efluente com esgotos domésticos em ETE’s municipais carece de estudos, tendo em vista que são líquidos com características diferentes. Neste trabalho foi avaliado o desempenho de um processo biológico de tratamento de efluentes, composto por 3 sistemas de banhados construídos (B1, B2 e B3) operados em paralelo, tratando a combinação de esgoto doméstico (90%) + lixiviado de aterro sanitário (10%), no que diz respeito a remoção de matéria orgânica de lenta degradação. Cada sistema foi composto por 4 leitos cultivados com as macrófitas emergentes Luziola peruviana e Typha latifolia, recebendo afluente proveniente de diferentes níveis de pré-tratamento, nomeadamente: B1 - processo biológico anaeróbio (UASB) seguido de aeróbio (CBR); B2 - processo biológico aneróbio (UASB) e B3 - sem prévio tratamento. Para tal, além das análises da matéria orgânica pelos parâmetros não específicos, foi também empregada análise de absorbância e fluorescência para analisar a presença de substâncias húmicas e o uso da respirometria para avaliação da DQO lentamente biodegradável. As eficiências médias de remoção dos sistemas B1, B2 e B3 foi de 97,4, 96,1 e 96,6 % para DBO5, 66,9, 70,9 e 80,6% para DQOT, 61,9, 69 e 62,8 % para DQOFil e de 60,3, 72,8 e 72 % para COT, respectivamente. A avaliação destes parâmetros permitiu inferir que o nível de pré-tratamento não influenciou na eficiência de remoção pelos sistemas de banhados. Os espectros de absorbância foram marcados por maior absorbância na região λ < 400 nm, com diminuição progressiva até 700 nm. A aplicação de coeficientes de absortividade indicaram a predominância de matéria orgânica dissolvida proveniente de esgoto doméstico, com pouca influência de SH’s. Nos espectros de emissão de fluorescência, o aparecimento de bandas na região de 450 nm indicou a presença de substâncias húmicas no afluente e efluente do sistema de banhados construídos, sem diferença significativa entre a intensidade de fluorescência emitida em 450 nm nas amostras analisadas, indicando que a substância em questão passou pelo tratamento sem ser degradada. Os resultados observados pela análise de fluorescência sincronizada do B1 apresentaram contribuição positiva do pré-tratamento (menor concentração de DQOFil) para o desempenho do banhado, devido a menor presença de ácidos húmicos no efluente. / The liquid known as "leachate", produced by the disposal of waste in landfills and dumps, has a complex composition, characterized mainly by the presence of recalcitrant organic compounds. Currently, there is a lack of knowledge regarding the co-treatment of leachate with municipal wastewater in WWTP's, considering that these are effluents with different characteristics. This study evaluated the performance of a biological treatment process of wastewater consisting of 3 constructed wetlands systems (B1, B2 and B3), operated in parallel, treating a combination of domestic sewage (90%) + landfill leachate (10 %). Each system was comprised of four beds cultured with emerging macrophytes Luziola peruviana and Typha latifolia receiving affluent from different levels of pre-treatment, namely: B1 - anaerobic biological process (UASB) followed by aerobic biological process (CBR); B2 - anaerobic biological process (UASB). B3 received the untreated effluents. The content of organic matter and humic substances was analyzed by non-specific parameters, absorbance and fluorescence methods. Respirometry test were conducted to evaluate the content of slowly biodegradable COD. The average removal efficiencies of systems B1, B2 and B3 was of 97.4, 96.1 and 96.6% for BOD5, 66.9, 70.9 and 80.6% for CODT, 61,9, 69 and 62.8% for CODFil and 60.3, 72.8 and 72% of TOC, respectively. The evaluation of these parameters allowed to infer that the level of pre-treatment did not influenced the removal efficiency by wetland systems. Absorbance spectra were marked by greater absorbance in the region λ = <400 nm with progressive decrease up to 700 nm. Absorptivity coefficients indicated the predominance of domestic sewage, with little influence of SH's. In the fluorescence emission spectra, the appearance of bands in the 450 nm region indicated the presence of humic substances in the influent and effluent of the constructed wetland systems without a significant. This indicates that the substance in question went through the treatment without being degraded. The results obtained by synchronous fluorescence analysis showed a positive contribution of the B1 pretreatment (lowest concentration DQOFil) to the observed performance due to less presence of humic acids in the effluent. The authors did not have success during evaluation of the slowly biodegradable COD using the method proposed before.

Aterro sanitário é uma forma de destinação final de resíduos sólidos que gera lixiviado durante e após sua operação. O lixiviado é um líquido de elevada carga orgânica e poder poluidor. A presente pesquisa objetivou estudar a remoção da matéria orgânica presente em lixiviado de aterro sanitário bruto ou pré-tratado por air-stripping por meio de processos oxidativos avançados. Avaliou-se a influência do pré-tratamento na eficiência da remoção de matéria orgânica, a possibilidade do uso do conceito de número médio de oxidação do carbono como indicativo de oxidação e a ocorrência de processos sinérgicos na remoção dos parâmetros DQO, COT e cor proveniente da aplicação combinada de oxidantes. Os tratamentos propostos foram: ozônio apenas, ozônio/peróxido de hidrogênio e peróxido de hidrogênio/radiação ultravioleta. As doses de ozônio variaram entre 0,5 e 6 g/L. As doses de peróxido de hidrogênio variaram entre 0,2 e 7,2 g/L. Os tempos de contato de radiação ultravioleta variaram entre 40 e 200 minutos. O pré-tratamento por air-stripping, que visava à remoção de amônia, reduzia carga orgânica e a cor do lixiviado. A eficiência de remoção da DQO e COT foi baixa para todos os tratamentos propostos, alcançando valor máximo de 44%. As baixas eficiências podem ser decorrentes das interferências causadas por alcalinidade, nitrogênio amoniacal e sólidos fixos. O tratamento baseado em ozônio apenas apresentou as maiores eficiências de remoção de matéria orgânica. A remoção de cor foi elevada em todos os tratamentos, e os melhores resultados foram no tratamento baseado em ozônio/peróxido de hidrogênio. O pré-tratamento não alterou significativamente a oxidação da matéria orgânica. O conceito de número médio de oxidação do carbono não foi adequado para a indicação do processo oxidativo. A limitação do uso desse conceito está relacionada, provavelmente, à presença de DQO referente a substâncias inorgânicas, compostos nitrogenados e clorados. O efeito sinérgico do uso combinado de oxidantes não é dominante para a remoção da DQO e COT, e é em se tratando da remoção de cor. / Sanitary landfills are a method for solid waste disposal that generates leachate when operating and after their closure. Leachate is a pollutant liquid with a high concentration of organic constituents. The aim of this study was the application of advanced oxidative processes for organic matter removal from raw and pre-treated leachate by air-stripping. This research evaluated the influence of pre-treatment on the organic matter removal efficiency; the possibility of using the concept of mean oxidation number of carbon, as indicative of organic matter oxidation; and the occurrence of synergic processes in the removal of COD, TOC and color, when combined oxidants were used. The proposed treatments were ozone only, ozone/hydrogen peroxide and hydrogen peroxide/ultraviolet radiation. Ozone concentrations varied from 0.5 to 6 g/L. Hydrogen peroxide concentrations varied from 0.2 to 7.2 g/L. Ultraviolet radiation contact time were between 40 and 200 minutes. Air-stripping pre-treatment, which aimed ammonia removal, caused organic and color reduction. The removal efficiency of COD and TOC was low for all treatments, reaching a maximum of 44%. The low efficiencies may result from interference caused by alkalinity, ammonia nitrogen and fixed solids. When ozone only was used, the highest organic matter removal efficiencies were achieved. Color removal was high for all the systems, and the best option for its removal was ozone/hydrogen peroxide system. The pre-treatment did not improve significantly the organic matter oxidation. The concept of mean oxidation number of carbon was not appropriate as indicator of oxidation process. The limitation of this concept is probably related to the presence of the inorganic COD, nitrogen and chlorine compounds. The synergic effect of combined oxidants was only dominant for color removal, which was not observed for COD and TOC removal.

Este trabalho apresenta uma análise dos possíveis impactos ambientais negativos decorrentes da instalação do aterro sanitário industrial e dos lagos de resíduos de bauxita do Parque Industrial do Consórcio do Alumínio do Maranhão - ALUMAR, em termo de contaminação das águas superficiais e subsuperficiais das bacias hidrográficas envolvidas, baseado em um grupo de atributos, considerando um modelo exploratório. A partir de dados espaciais (ensaios laboratoriais e de campo) e mapas elaborados pela ALUMAR, nas escalas 1:10.000 e 1:20.000, foram selecionados, analisados e sintetizados todos os atributos de interesse em um conjunto de 12 documentos cartográficos. Num passo seguinte, foram investigados os aspectos do meio físico (colapsividade, erosão, afundamento, estabilidade do maciço e infiltração) e as características físicas do aterro sanitário industrial e do lagos de resíduos de bauxita (posição em relação ao nível de água, posição em relação ao substrato rochoso, aspectos construtivos e técnicas de impermeabilização), os quais podem gerar condições de instabilização no sistema e nas fontes, provocando vazamento. Frente à análise dos dados obtidos, os acidentes na área do aterro sanitário industrial e dos lagos de resíduos de bauxita, podem ser ocasionado por infiltração e erosão. A contaminação decorrente de vazamentos nesta região não atingirá níveis profundos devido à presença de material silte arenoargiloso da Formação Alter do Chão, pouco permeável, que impedirá o deslocamento dos contaminantes em profundidade, promovendo o espalhamento lateral controlado pelas camadas que comportam-se como drenos, e assim os contaminantes poderão ser interceptados pelos canais de drenagem, poluindo as águas superficiais e subsuperficiais e, por conseqüência, todos os componentes do meio ambiente. / This work presents an analysis of the possible negative environmental impacts associated to the installation of industrial sanitary landfill and of lakes of bauxite residues at the Industrial Park of Aluminum Consortium in Maranhão - ALUMAR, in terms of contamination of superficial waters and groundwater, based on a group of attributes, and considering an exploratory model. From laboratories, field data and maps elaborated by ALUMAR, at scales 1:10,000 and 1:20,000, the attributes were put into 12 cartographic documents. The analyses were done considering collapsible, erosion, settlement, slope stability and infiltration conditions of the areas, technological characteristics o f industrial sanitary landfill of the bauxite waste lakes and spacial position in relation to groundwater level and rocky substratum. According to the analysis of the data obtained, the accidents in the area of industrial sanitary landfill and of the lakes of bauxite residues can be caused by infiltration, due to both a deficiency in its impermeabilization system and erosion. The current contamination in this area will not reach deep levels due to the presence of clayey sand silt layers of the Alter do Chão Formation, and low permeability, which impede the movement of pollutants in depth. On the other hand, this layer should promote the lateral dispersal controlled by the layers which behave as drains. The pollutants can be intercepted by the drainage channels, polluting the superficial waters and groundwater and, as a consequence, all the components of the environment.

A Política Nacional dos Resíduos Sólidos (PNRS) instituída em 2010 previa a destinação final ambientalmente adequada dos resíduos, no entanto, o prazo venceu em 2014 e o objetivo não foi alcançado. O aterro sanitário, na hierarquia da gestão integrada de Resíduos Sólidos Urbanos (RSU), é a última opção, mas não a menos importante dentre as possibilidades de destinação final ambientalmente adequada, pois é a infraestrutura de tratamento e destino final que pode receber uma gama variada de RSU de forma ambientalmente segura. O Consórcio Público é um instrumento previsto na PNRS para que os municípios possam se associar, obtendo economia de escala viabilizando a operação de aterros sanitários de forma compartilhada. Porém, com o compartilhamento dos aterros sanitários surge a questão do custo de transporte do RSU, uma vez que os municípios depositarão seus resíduos fora do seu território. Dessa forma este trabalho objetivou identificar áreas adequadas para a localização de aterros sanitários, considerando os aterros sanitários já existentes na Unidade de Gerenciamento de Recursos Hídricos (UGRHI) 5 e, utilizar modelos matemáticos que minimizem os custos de transporte de RSU e operação dos aterros sanitários. Para alcançar os objetivos propostos utilizou-se do método de seleção de áreas adequadas para a localização de aterros sanitários, desenvolvido em ambiente SIG e composto pelo estabelecimento de critérios ambientais, sociais e econômicos que foram classificados de acordo com níveis de adequação e ponderados através de Análise de Decisão Multicritério (MCDA), resultando em um mapa de adequação, que foi cruzado com o mapa de áreas de restrição, gerado em cenários de escalas diferentes, obtendo assim, o mapa final de adequação - cenário 1 e 2. A esses cenários, foram sobrepostos os aterros sanitários existentes. A otimização da rede de transporte de RSU consistiu em um modelo matemático de estrutura de Programação Quadrática Inteira Mista (MIQP). Na função objetivo foram incorporadas as distâncias para a obtenção da localização ótima dos aterros sanitários existentes em áreas adequadas, estando sujeita as restrições de ordem física e comportamental. No cenário 1, identificou-se que 62% da área da UGRHI 5 é classificada como adequada para a localização de aterros sanitários, 15% como de média adequação e 23% como de restrição e, dos 18 aterros sanitários existentes, 14 estão localizados em áreas adequadas. No cenário 2, identificou-se que 30% da área é considerada adequada, 5% como de média adequação e 65% como de restrição e, apenas 7 aterros sanitários estão localizados em áreas adequadas. A aplicação do modelo de otimização para o cenário 1, resultou em 5 aterros sanitários como solução ótima, já no cenário 2 a solução ótima é de 4 aterros. Considerando que o cenário 2 possui características mais restritivas que o 1; que o aumento do custo total diário do cenário 1 para o 2 é de apenas 7,56% e que a capacidade total atual dos aterros sofreria uma redução de apenas 1,5%, pode-se concluir que o cenário 2 é o mais apropriado para a formação de consórcios públicos na UGRHI 5. / The National Policy of Solid Waste (NPSW) established in 2010 provided for the environmentally suitable final destination of waste, however, the deadline expired in 2014 and the goal was not achieved. The landfill, in the hierarchy of the integrated management of Municipal Solid Waste (MSW), is the last option, but not the least important one amongst the possibilities for environmentally suitable final destination, because it is the infrastructure of treatment and final destination which can receive a varied range of MSW in an environmentally safe way. The Public Consortium is an instrument provided for in the NPSW so that the cities can join in, achieving scale economy allowing the shared landfill operation. However, with the share of landfills comes the problem of MSW transportation costs, since the cities will deposit their waste outside their territories. Thus, this study aimed to identify appropriate areas for the setting of landfills, considering the landfills already existing in the Water Resources Management Units (WRMU) 5, and use mathematical models that minimize the MSW transportation costs and landfill operation. To achieve the proposed goals it was used the selection method of suitable areas for landfill setting, developed in GIS environment and consisting of the establishment of environmental, social and economic criteria which were classified according to the adequacy levels and considered by the Multi Criteria Decision Analysis (MCDA), resulting in an adequacy map, which was cross-checked with the restriction area map generated at different scale scenarios, thereby obtaining the final adequacy map - scenarios 1 and 2. On these scenarios, the existing landfills were overlapped. The MSW transportation network optimization consisted of a mathematical model of Mixed Integer Quadratic Programming structure (MIQP). In the objective function the distances were incorporated to obtain the optimal location of the existing landfills in appropriate areas, which are subject to restrictions of physical and behavioral order. In scenario 1, it was identified that 62% of the WRMU 5 area is classified as adequate for the setting of landfills, 15% as average adequate and 23% restricted, and from the 18 existing landfills, 14 are located in suitable areas. In scenario 2, it was identified that 30% of the area is considered adequate, 5% average adequate and 65 % restricted, and only 7 landfills are located in suitable areas. The application of the optimization model for scenario 1 resulted in 5 landfills as an optimal solution, yet, in scenario 2 the optimal solution is of 4 landfills. Considering that scenario 2 has more restrictive characteristics than scenario 1; the total daily cost increase of scenario 1 compared with 2 is only 7.56% and that the total current capacity of the landfills would suffer a reduction of only 1.5%, it can be concluded that scenario 2 is the more suitable for the formation of public consortium in WRMU 5.

[pt] Tendo em vista a diminuição dos impactos ambientais e a necessidade em aproveitar ao máximo as áreas disponíveis para disposição de resíduos, as mineradoras e indústrias de beneficiamento de minério tem investido em técnicas inovadoras procurando a melhoria do comportamento do resíduo gerado. Este estudo experimental relata o comportamento de um resíduo da produção de alumina desaguado por filtro prensa e, também, seu comportamento geotécnico quando estocado de forma densificada. Este trabalho utilizou o Filtro Prensa, que é um dispositivo que retem a parte sólida formando tortas compactas e com elevado teor de sólidos e grau de saturação. Foram feitos estudos das características e do comportamento do resíduo filtrado para encontrar a melhor e mais segura forma de disposição, buscando o melhor aproveitamento das áreas disponíveis. Foi realizado um aterro experimental com o resíduo do filtro prensa com o intuito de estocar o material, colhendo amostras e, assim, testando as condições de compactação em cada camada executada. O Aterro experimental foi dividido em 3 pistas, a pista 1 com 5 camadas de 30 cm, a pista 2 com 4 camadas de 40 cm e a pista 3 com 4 camadas de 50 cm de espessura. As camadas tiveram diferentes combinações de números de passadas e de umidade em relação a umidade ótima. Foram realizados ensaios de laboratório (Caracterização, Compactação Proctor Normal, Triaxial CIU/UU/PN, Adensamento e Permeabilidade) em amostras deformadas do resíduo, coletadas na saída do filtro prensa, e em amostras indeformadas obtidas nas áreas do aterro experimental observou-se que o teor de umidade obtido no resíduo na saída do filtro prensa é menor em 2 porcento ao teor de umidade ótimo do material, sendo favorável para promover sua compactação na disposição. Quando compactado, o resíduo apresenta baixa permeabilidade, da ordem de 10-6 a 10-8 m/s, sendo estes resultados obtidos em corpos de prova moldados variando-se o grau de compactação entre 85 porcento a 100 porcento e o teor de umidade variando -2 porcento a 6 porcento em relação a umidade ótima. Também foram avaliados os parâmetros de resistência por meio de ensaios triaxiais UU (não adensados e não drenados) em amostras não saturadas. Através dos resultados obtidos em campo observou-se que em todos os casos, há sempre um crescimento de peso específico seco e grau de compactação (GC) com o número de passadas. A umidade de 4 porcento acima da ótima é o limite para se ter GC aceitável, para qualquer espessura de camada dentro desta faixa de umidade (-1,0 a 4,0 porcento) o numero minimo de 8 passadas. / [en] Considering the reduction of environmental impacts and the need to make the best use of available waste disposal areas, mining beneficiation industries have invested in innovative techniques to improve the behavior of the waste generated. This experimental study reports the behavior of a residue from the production of alumina dewatered by filter press and also its geotechnical behavior when densified. This work used the Filter Press, which is a device that retains the solid part forming compact and high percentage of solids and saturation degree. Studies of the characteristics and behavior of the filtered residue were made to find the best and most safe form of disposal, seeking the best use of available areas. An experimental landfill with the press filter residue was carried out in order to store the material, collecting samples and, therefore, testing the compaction conditions in each layer performed. The experimental landfill was divided into 3 lanes, lane 1 with 5 layers of 30 cm, lane 2 with 4 layers of 40 cm and lane 3 with 4 layers of 50 cm of thickness. The layers had different combinations of numbers of passes and humidity relative to optimal humidity. Laboratory tests (Characterization, Compaction, CIU / UU / PN Triaxial, oedometer and Permeability) were carried out on deformed samples of the residue, collected at the exit of the filter press, and in undisturbed samples obtained in the areas of the experimental landfill it was observed that the moisture content obtained in the residue at the exit of the filter press is 2 percent lower than the optimum moisture content of the material, being favorable to promote its compaction in the arrangement. When compacted, the residue presents low permeability, in the order of 10-6 to 10-8 m / s, these results being obtained in molded test bodies varying the degree of compaction between 85 percent and 100 percent and the moisture content Varying -2 percent to 6 percent in relation to the optimal humidity. Resistance parameters were also assessed by UU triaxial tests (non-densified and non-drained) in unsaturated samples. Through the results showed in the field in all cases a growth of specific dry weight and degree of compaction (GC) with the number of passes. The humidity of 4 percent above the optimum is the limit to have acceptable GC, for any layer thickness within this humidity range (-1.0 to 4.0 percent) the minimum number of 8 passes.

Orientador: João Manoel Losada Moreira / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-graduação em Energia.

Resumo: O estudo objetivou pesquisar a aplicabilidade de métodos alternativos para amenizar o problema da disposição dos resíduos sólidos urbanos. Especificamente nesse trabalho os objetivos foram direcionados no sentido de desenvolver esforços para viabilizar a reciclagem e o reaproveitamento de materiais, medidas essas, que aumentarão a vida útil dos aterros sanitários. Além disso, procuramos fazer um trabalho de Educação Ambiental para a população envolvida, em uma tentativa de incentivar uma mudança de hábitos. Para tanto, foi selecionado um bairro da cidade de Rio Claro (SP), como um projeto-piloto, onde foram observados os obstáculos e os procedimentos acertados, para uma aplicação em futuros projetos. / Abstract: The study aimed to research the applicability of methods to reduce the problem of the arrangement of the urban solids residues. Especially in this research, the objectives were to try hard to turn viable the recycling and the reuse of the materials, step that will extend the useful life of the sanitaries landfills. Moreover, we try to do a work to persuade the envolved population to change of the habits. For this, it's selected a district of the Rio Claro's town, like a pilot plan, wich observed the obstacles and the corrects actions, for a application in futures plans.

Made available in DSpace on 2015-09-25T12:23:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Danuza Costa Campos.pdf: 804335 bytes, checksum: 441982181b951341885ec2d7d4211a38 (MD5) Previous issue date: 2009-07-09 / By the population growth, the production of municipal solid residues is enhancing, and consequently the final disposal of such residues has been one of the major environmental problems faced in large urban centers. Lately the most used form of arrangement is the sanitary landfill, and when the residues are biodegraded inside the landfill cells they produce leachate and biogas. The leachate is a highly liquid pollutant, besides having high concentrations of ammonia nitrogen. Treating leachate is a very difficult task once its composition is very complex. A kind of treatment that is being developed is the stripping of ammonia where this chemical will be removed from the leachate by the mass transfer of the liquid phase to gas. Therefore, this paper addressed to study the ammonia stripping process in leachate liquids using plug-flow reactors in series. In order to accomplish the experimental part four plugflow reactors in series were built, with average height of 50 centimeters, without forced air supplier and without the leachate pH adjustment. The leachate samples used was from the metropolitan landfill of João Pessoa city, Paraiba, which was collected and transported to the EXTRABES laboratory and made the physicalchemical caracterization. The experimental monitoring system consisted of four distinct phases, with applied superficial loads of 450, 500, 600 and 700 kg NH4 +. ha 1.dia 1, hydraulic detention time equal to 65, 60, 50 and 38 days, and it was obtained an average efficiency of ammonia nitrogen removal around 96.1%, 99.7%, 99.5% and 98.5% respectively. At the end of monitoring, the reactor was discharged and made microscopic examinations of the remaining sludge reactor and each can observe the presence of bacteria fototróficas anoxigênicas, cocci, bacilli and algae. Can be found in this study that the higher the applied superficial load, was greater efficiency of removal of ammonia nitrogen, which may be load tested to verify the larger surface of contaminant removal. / Com o aumento populacional, a geração de resíduos sólidos urbanos vem aumentando, e com isso a disposição final desses resíduos vem sendo um dos graves problemas ambientais enfrentados nos grandes centros urbanos. A forma de disposição mais utilizada ultimamente é o aterro sanitário, e quando os resíduos são biodegradados dentro das células dos aterros, esses geram lixiviado e biogás. O lixiviado é um líquido altamente poluidor, haja vista, possuir altas concentrações de nitrogênio amoniacal. Tratar lixiviado é uma tarefa muito difícil devido a sua composição ser muito complexa. Um tratamento que vem sendo desenvolvido é o stripping de amônia, no qual a amônia vai ser removida do lixiviado por transferência de massa da fase líquida para a fase gasosa. Com isso, o presente trabalho tem como objetivo estudar o processo de stripping de amônia em líquidos lixiviados, utilizando reatores em série de fluxo pistonado. Para a realização da parte experimental foram construídos quatro reatores em série de fluxo pistonados, com altura média de 50 centímetros, sem alimentação forçada de ar e sem correção do pH do lixiviado. O lixiviado utilizado foi proveniente do aterro metropolitano de João Pessoa, onde foi coletado e transportado até as dependências físicas do laboratório da Estação Experimental de Tratamento Biológico de Esgoto Sanitário EXTRABES e feito a caracterização físico-química. O monitoramento do sistema experimental constou de quatro fases distintas, com cargas superficiais aplicadas de 450, 500, 600 e 700 kg NH4 +.ha 1.dia 1, tempo de detenção hidráulica igual a 65, 60, 50 e 38 dias, e obteve-se uma eficiência média de remoção de nitrogênio amoniacal em torno de 96,1%, 99,7%, 99,5% e 98,5%, respectivamente. Ao final do monitoramento, os reatores foram descarregados e feitos exames microscópicos no lodo remanescente de cada reator e pode-se observar a presença de bactérias fototróficas anoxigênicas, cocos, bacilos e algas. Pode ser constatado nesta pesquisa que quanto maior a carga superficial aplicada aos reatores, maior foi eficiência de remoção de nitrogênio amoniacal, podendo ainda ser testadas cargas superficiais maiores para verificar a remoção desse contaminante.

As microalgas têm sido objeto de diversos estudos visando-se à produção de biocombustíveis ou outros produtos de interesse dentro do conceito de biorrefinaria. Na produção de biocombustíveis, as microalgas têm sido utilizadas por apresentarem elevada produtividade em lipídeos e carboidratos. Para viabilização de seu uso como matéria prima, é fundamental o desenvolvimento de processos com elevada produção de biomassa. Os fatores que influenciam no crescimento e composição da biomassa microalgal incluem a seleção do biorreator, a concentração e natureza da fonte de nitrogênio e o tipo de cultivo com relação às fontes de carbono e energia (autotrófico, heterotrófico ou mixotrófico). Neste trabalho, a microalga Chlorella minutissima 26a foi cultivada em fotobiorreatores do tipo tanque de bolhas em modo batelada ou airlift de tubos concêntricos em modo contínuo. Em cultivo autotrófico, estes fotobiorreatores foram empregados para avaliação da influência da concentração de nitrato de sódio no meio de cultivo no crescimento microalgal, na composição química da biomassa e na produtividade em lipídeos, carboidratos, proteínas e biomassa seca. Foi analisado também o uso de lixiviado proveniente de aterro sanitário na composição do meio de cultivo em fotobiorreator airlift em processo mixotrófico contínuo, promovendo concomitante biorremediação do lixiviado empregado. Os resultados demonstraram que a concentração de nitrato no meio de cultivo influenciou o crescimento e a composição química da biomassa e, consequentemente, os valores de produtividade obtidos. Nos ensaios usando fotobiorreator de tanque de bolhas em batelada, a variação da concentração de nitrato de sódio no meio de 37,5 mg L-1 para 150 mg L-1 promoveu aumento da produtividade em lipídeos e carboidratos, com valores máximos de 105,2 &#177; 1,7 mg L-1 d-1 e 36,7 &#177; 0,6 mg L-1 d-1, respectivamente, obtidos com a maior concentração de nitrato avaliada. No cultivo usando o fotobiorreator airlift em processo contínuo, o aumento da concentração de nitrato de sódio de 75 mg L-1 para 225 mg L-1 resultou nos maiores valores de produtividade média no estado estacionário para biomassa, lipídeos, proteínas e carboidratos, os quais foram, respectivamente, de 188,6 &#177; 11.2 mg L-1 d-1, 92,8 &#177; 5,5 mg L-1 d-1, 37,7 &#177; 2,2 mg L-1 d-1 e 29,1 &#177; 1,7 mg L-1 d-1. Neste caso, quando a concentração de nitrato de sódio aumentou de 75 mg L-1 para 150 mg L-1, observou-se aumento no teor de lipídeos e redução no teor de carboidratos da biomassa, sem modificação composicional apreciável quando a concentração de nitrato de sódio foi elevada para 225 mg L-1. O emprego do lixiviado diluído como meio de cultivo da Chlorella minutissima 26a resultou em elevados valores de produtividade em lipídeos, carboidratos, proteínas e biomassa, correspondendo a valores máximos de 232,0 &#177; 7,6, 95,3 &#177; 5,2, 33,4 &#177; 2,1 e 69,2 &#177; 3,0 mg L-1 d-1, respectivamente, dependendo da concentração de lixiviado no meio. O cultivo microalgal em lixiviado diluído resultou ainda em remoção de até 92,8% da demanda química de oxigênio, 90,5% do carbono orgânico total e 100% do nitrato presente no meio. Além disso, metais presentes foram removidos do meio durante o cultivo, resultando na remoção de até 63%, 72%, 100% e 67% para Cr, Fe, Al e Ba, respectivamente. O fotobiorreator airlift de tubos concêntricos demonstrou grande potencial para o cultivo da microalga C. minutissima em processo contínuo, incluindo a possibilidade de uso de lixiviado diluído na composição do meio para cultivo mixotrófico com sua concomitante biorremediação. / Microalgae have been the subject of different studies aimed at the production of biofuels or other products of interest within the concept of biorefinery. In the production of biofuels, microalgae have been used because they present high productivity in lipids and carbohydrates. In order to enable its use as a raw material, the development of processes with high biomass production is fundamental. Variables influencing the growth and composition of microalgal biomass include the selection of the bioreactor, the concentration and kind of the nitrogen source and the type of cultivation with respect to carbon and energy sources (autotrophic, heterotrophic or mixotrophic). In this work, the microalgae Chlorella minutissima 26a was cultivated in photobioreactors of two different kinds: bubble tank in batch mode or airlift of concentric tubes in continuous mode. In autotrophic cultivation, these photobioreactors were used to evaluate the influence of sodium nitrate concentration in the culture medium on microalgal growth, chemical composition of biomass and productivity in lipids, carbohydrates, proteins and dry biomass. The use of landfill leachate was also analyzed as a component of the culture medium in continuous airlift photobioreactor in a mixotrophic process, promoting concomitant bioremediation of the used leachate. The results showed that the concentration of nitrate in the culture medium influenced the growth and chemical composition of the biomass and, consequently, the productivity values obtained. In the assays using batch bubble tank photobioreactor, the variation in the sodium nitrate concentration in the medium from 37.5 mg L-1 to 150 mg L-1 promoted an increase of the productivity in lipids and in carbohydrates, with maximum values of 105.2 &#177; 1.7 mg L-1 d-1 and 36.7 &#177; 0.6 mg L-1 d-1, respectively, obtained with the highest evaluated nitrate concentration. In the cultivation using continuous airlift photobioreactor, the increase in sodium nitrate concentration from 75 mg L-1 to 225 mg L-1 resulted in higher values of average productivity in steady-state for biomass, lipids, proteins and carbohydrates, which were, respectively, of 188.6 &#177; 11.2 mg L-1 d-1, 92.8 &#177; 5.5 mg L-1 d-1, 37.7 &#177; 2.2 mg L-1 d-1 and 29.1 &#177; 1.7 mg L-1 d-1. In this case, when the sodium nitrate concentration increased from 75 mg L-1 to 150 mg L-1, there was an increase in lipid and a reduction in the carbohydrate content of the biomass, with no appreciable compositional modification when the sodium nitrate concentration was increased to 225 mg L-1. The use of diluted leachate as a culture medium of Chlorella minutissima 26a resulted in high productivity values in lipids, carbohydrates, proteins and biomass, corresponding to maximum values of 232.0 &#177; 7.6, 95.3 &#177; 5.2, 33. 4 &#177; 2.1 and 69.2 &#177; 3.0 mg L-1 d-1, respectively, depending on the landfill leachate concentration in the medium. The microalgal cultivation in diluted leachate also resulted in the removal of up to 92.8% of the chemical oxygen demand, 90.5% of the total organic carbono and 100% of the nitrate present in the medium. In addition, present metals were uptake from the medium during cultivation, resulting in a removal of up to 63%, 72%, 100% and 67% for Cr, Fe, Al and Ba, respectively. The airlift photobioreactor of concentric tubes demonstrated great potential for the cultivation of C. minutissima microalgae in a continuous process, including the possibility of using landfill leachate diluted in the medium composition for mixotrophic cultivation with its concomitant bioremediation.