Os resíduos provenientes do setor Coureiro-Caçadista são classificados como classe I (perigosos), devido à presença de cromo, e constituem um grave problema ambiental devido as restrições cada vez mais rigorosas para a sua destinação final. No Brasil, cerca de 95% dos resíduos gerados por este setor são dispostos em aterros. O tratamento térmico destes resíduos, com o aproveitamento da energia gerada no processo, é uma alternativa para a sua destinação final. As cinzas geradas neste processo são ricas em cromo, contendo aproximadamente 60% (p/p) de óxido de cromo (Cr2O3). A principal matéria-prima usada no processo industrial para a produção de cromato (CrO4 -2) é a cromita. A cromita é um minério que possui de 40 a 50% de Cr2O3. O processo constitui-se basicamente da fusão da cromita, em ambiente oxidante, na presença de Na2CO3 e dolomita, a temperaturas em torno de 1200°C. O cromato é utilizado como matéria prima na produção de diversos compostos, entre eles o trióxido de cromo (CrO3), usado na indústria galvânica, e o sulfato básico de cromo (Cr(OH)SO4), principal sal usado para o curtimento de peles (produção de couro). A cinza utilizada neste trabalho provém de uma planta piloto para a incineração de resíduos de couro, localizada no município de Dois Irmãos – RS, com potência térmica de 350kW, e foi obtida em dois pontos específicos da planta: o ciclone e o reator de gaseificação. A cinza foi coletada após o resfriamento da planta, cominuída (Dp<75mm), seca e armazenada em dessecador até a sua utilização. Este trabalho tem por objetivo a produção de cromato de sódio, a partir das cinzas de resíduos de couro, através da fusão alcalina com hidróxido de sódio (NaOH) em meio oxidante (presença de ar). Na tentativa de reduzir a presença de interferentes na matéria-prima (cinza) foram realizados testes de solubilização. Foi avaliada a solubilização da cinza em água a temperatura ambiente, e em ácido clorídrico com e sem aquecimento. Para a identificação dos componentes solubilizados as amostras foram analisadas por espectrometria de absorção atômica. As cinzas recolhidas no reator de gaseificação apresentaram teor de sólidos solúveis entre 9,6 e 17,2% (p/p). A análise dos resultados da etapa de solubilização de impurezas nas cinzas não demonstraram a eficiência esperada. O teor de ferro, principal componente a ser eliminado, na cinza do reator de gaseificação era de 4,21% e depois da solubilização passou a ser de 3,46% (p/p). Os ensaios para a determinação da conversão (grau de oxidação) do Cr2O3 em CrO4 -2 foram estruturados segundo um planejamento experimental utilizando as técnicas de Planejamento Fatorial 2k, Metodologia de Superfície de Resposta e Análise de Variância, considerando-se como variáveis de estudo a temperatura de reação, o tempo de reação e a vazão de ar. A mistura cinza e NaOH foi fundida em cadinho de alumina. A concentração de cromo foi determinada por iodometria. O grau de oxidação foi determinado a partir da percentagem de Cr III oxidada a Cr VI na reação. Os resultados obtidos estão na faixa de 83% de oxidação do cromo. Os resultados obtidos para basicidade do sulfato básico de cromo são na faixa de 42-56%, este sal pode ser utilizado para curtimento em combinação com outros sais de basicidade mais baixa. As cinzas e o produto de reação foram caracterizados por análises químicas, espectroscopia de absorção atômica, microscopia eletrônica de varredura e difração de raio-X. / The residues of the leather industry are classified as class I (dangerous), because the presence of the chrome. They are a huge environmental problem, given the increasing restrictions to give them a destination. In Brazil, around 95% of the residues generated by this industry are disposed in embankments. The thermal treatment, using the energy created in the process, is one way. The ashes generated in this process are rich in chrome, with approximately 60% (p/p) chrome oxide (Cr2O3). The main raw material used in the industrial process for the production of chromate (CrO4 -2) is the chromite. The chromite is a mineral which has from 40% to 50% of Cr2O3. The process consists basically in the fusion of the chromite, in an oxidizing environment, in the presence of Cr2O3 and dolomite, under temperatures around 1200°C. The chromate is used as raw material in the production of several compounds, among them the chrome trioxide (CrO3), used in the galvanic industry, and the basic chrome sulphate (Cr(OH)SO4), main salt used to the tanning of sking (production of leather). The ashes used in this experiment came from a pilot plant to the incineration of residues of leather, located in Dois Irmãos – RS, with the thermal power of 350kW, and was obtained at two specific points in the plant: the cyclone and the gasification reactor. The ashes were collected after the plant’d cooled down, triturated (Dp<75mm), dried and stocked in a desiccator until their usage. The objective of this experiment is to produce sodium chromate from the ashes of leather residues, through the alkaline fusion with sodium hydroxide (NaOH) in an oxidizing environment (in the presence of air). In an attempt to reduce the presence of interferents in the raw material (ashes), solubilization tests were cond ucted. Were evaluated the solubility of the ashes in water under ambient temperature, and in chloridric acid with and without heating. To identificate the solubilised compounds, the samples were analysed by spectrometry of atomic absorption. The ashes collected in the gasification reactor showed amounts of soluble solids ranging from 9.6% to 17,2% (p/p). The results of ash solubilization showed a low efficiency. For example: the iron, main component to be eliminated, in the ashes from gasification reactor was 4,21% and after this changed for 3,46% (weight/weight). The testes to determine the conversion (oxidation degree) of Cr2O3 in CrO4 -2 were structured according to an experimental plan it was utilized techniques of 2k factorial designs, Response Surface Methodology and Analysis of Variance, using as study variables the temperature of the reaction, the duration and the air outflow. The mixture of ashes and NaOH was ustulated in alumina crucible. The concentration of chrome was determined by iodimetry. The oxidation degree was determined using the amount of Cr III oxidated to Cr VI in the reation. The results obtained are in the 83%-band for the chrome oxidation. The results obtained for basicity of basic chromium tanning liquors are in range of 42-56%, this salt can be used in combined tanning with others low basicity salts. The ashes and reaction product were characterized by chemical analysis, atomic absorption spectroscopy (AAS), scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction (XRD).

Orientador: Rubens Maciel Filho / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-04T00:14:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Souza_EduardoThomazInglezde_D.pdf: 8130248 bytes, checksum: a68c3d77428869ae4d5d04c15a99a4c6 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: Esta Tese de Doutorado está comprometida com a aplicação de técnicas computacionais que permitam auxiliar a integração de processos químicos contínuos em tempo real. Para tal faz-se necessário um estudo de caso, que para este trabalho foi adotado um fomo rotativo para incineradores de resíduos sólidos, cujas características são simuladas por meio de um modelo matemático. O objetivo principal é estudar o comportamento do processo em camadas, uma de controle avançado e outra para otimização. Sendo que a de otimização dividi-se em duas: processo e produção. Os controladores utilizados foram os tradicionais DMC (dynamic matrix control) e GPC (generalized predictive control), mais duas versões não lineares baseadas nestes. O primeiro destes controladores não lineares usa a estrutura do DMC, entretanto o modelo preditivo da dinâmica do processo dá-se por uma rede neural, a qual incorporou o comportamento não linear do modelo matemático do processo. O outro controlador não linear usa uma rede neural para predizer os parâmetros de um modelo de primeira ordem com tempo morto. Uma vez que estes parâmetros são atualizados tem-se um modelo dinâmico preditivo não linear. Com a finalidade de comparar a performance destes controladores avançados, um controlador PID é usado como referência, já que é o padrão para este tipo de processo. As leis de controle, que são problemas de otimização linear e não linear, são resolvidas com um algoritmo S.Q.P. A otimização da produção refere-se ao planejamento e controle, sendo que a modelagem obtida resulta em um problema linear com restrições também deste tipo. Sua resolução dá-se por meio de um algoritmo SIMPLEX. Quanto ao processo tem-se um problema de otimização não linear, cuja meta é calcular as vazões de combustível e ar secundário a partir de variações na vazão de alimentação do resíduo sólido, e seu respectivo poder calorífico. O otimizador visa minimizar o consumo do combustível auxiliar, respeitando restrições ambientais e operacionais, explicitadas na temperatura da câmara de combustão. Esta camada hierárquica faz uso do mesmo algoritmo S.Q.P mencionado acima e uma alternativa baseada em programação genética, para se obter os resultados desejados. O otimizador tem duas possibilidades para simular o processo: um modelo determinístico e uma rede neural baseada neste modelo. Os resultados mostraram que os controladores lineares (DMC e GPC) são robustos, estáveis e com tempo de processamento numérico mais que suficientes para integra-los em tempo real. Os controladores não lineares ficam restritos a processos cujas dinâmicas não sejam muito rápidas, na ordem de 30 segundos, após perturbação. Estas afirmações estão baseadas em controladores monovariados. A otimização da produção por ser linear, não apresentou problemas de convergência, tão pouco no tempo de processamento computacional. A otimização do processo também não foi problemática, excesso quando se usava o algoritmo genético com o modelo determinístico para a otimização. A integração das partes envolvidas funcionou com muita robustez, fornecendo uma ferramenta valiosa para o desenvolvimento de processos químicos contínuos em tempo real / Abstract: This Ph.D. Thesis has been committed in applying computational techniques that allow helping continuous chemical processes integration on-line. Thus, a case study has been necessary and for this work rotary kiln incineration process was selected, which characteristics are simulated by a mathematical model. The main goal is to understand the behavior of the process in layers, one for advanced control strategies and other for optimization. Being the optimization layer divided in two: process and production planning. The applied controllers have been the traditional DMC (dynamic matrix control) and GPC (generalized predictive control), plus two extra nonlinear versions based on those. The former nonlinear controller uses the DMC framework, however the predictive model has been obtained by means of neural network, which has incorporated the nonlinear behavior of the numerical model. The latter nonlinear controller uses a neural network to predict the parameters of a first order mo de! with time delay. Since these parameters are updated online one has a nonlinear dynamic predictive model. In order to compare the performance of these advanced controllers, a PID is used as a reference, because it has been the industrial standard for this kind of process. The control laws, that can be linear and nonlinear optimization problems, have been solved with a S.Q.P (sequential quadratic programming) algorithm. The production optimization is referred to the production planning of the unit, being the resulting model a linear problem, as well as its constraints. Its resolution has been carried out by a SIMPLEX algorithm. Concerning the process one has a nonlinear optimization problem, which goal is to compute fuel and air flow rates starting from solid residue inlet flow rate and its calorific power. The optimizer seeks to minimize the fuel consumption, respecting environmental and operational constraints, expressed by the combustion chamber temperature. This layer makes use of the same aforementioned S.Q.P, and a second strategy based on genetic algorithms. The optimizer has two possibilities to simulate the process: a deterministic and a neural network model. The results have shown that the linear controllers (DMC and GPC) are robust, stables and with processing time fast enough to be used online. The nonlinear controllers are restricted to process with dynamics not to quick, because a few seconds are sometimes necessary to complete then numerical computations. Such statements have been based on monovariate controllers. Since the production optimization has a linear framework, it has not presented convergence difficulties, as well as long numerical processing time. The process optimization has not shown problems, except when the genetic algorithm was applied with the deterministic model to optimize the process. The integration has worked robust1y, supplying a precious tool to continuos chemical process development online and in real time / Doutorado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Doutor em Engenharia Química

A vinhaça é o principal resíduo da produção de etanol de cana-de-açúcar e, no Brasil, são gerados aproximadamente 250 milhões de m3 de vinhaça por safra. Atualmente, este efluente é usado para fertirrigação dos canaviais em sua forma in natura, ou seja, sem tratamento prévio. Devido à sua grande quantidade de matéria orgânica e de sais, a disposição inadequada no meio ambiente pode ser causa tanto de impactos no solo e na água, como de emissões de gases de efeito estufa. O objetivo geral deste estudo é comparar diferentes alternativas de processamento para o aproveitamento energético da vinhaça, em busca daquela com maior desenvolvimento tecnológico, que mitigue os possíveis impactos ambientais da fertirrigação com vinhaça in natura e que esteja associada a um menor custo. Para esta finalidade, foram configurados cinco cenários que representam as tecnologias mais estudadas atualmente. Como cenário de referência, foi estabelecido a fertirrigação com vinhaça in natura e, como suas alternativas, consideraram-se: 1.concentração, 2.biodigestão e 3.incineração com produção de energia elétrica, bem como 4.combinação da biodigestão com a concentração e com o uso veicular do biogás. Uma vez feita a avaliação, concluiu-se que todas as alternativas melhoram o desempenho ambiental da gestão do resíduo e, ao mesmo tempo, permitem o aproveitamento e a economia de energia. Entretanto, o sistema de concentração é a única opção que se mostra viável economicamente na situação atual. Para ser atrativo o investimento nas demais tecnologias, seria necessária a introdução de medidas que premiem monetariamente os serviços ambientais, tais como a mitigação de emissões de gases de efeito estufa, a redução do consumo de água e a produção de energia a partir de fontes renováveis. A combinação da biodigestão com a posterior concentração pode ser a opção que reúne o maior número de vantagens com respeito ao cenário de referência. Com esta combinação, o biogás produzido é utilizado para suprir o consumo de energia do processamento e para substituir o diesel na frota usada na produção da cana-de-açúcar. Relativo aos impactos ambientais, esta configuração tecnológica diminui o volume da vinhaça, facilita sua distribuição a longas distâncias, evita a concentração de nutrientes no entorno das usinas, elimina o odor da decomposição da vinhaça e as emissões de metano, possibilita a reutilização da água e permite a substituição de combustíveis fósseis. Além disso, a vinhaça biodigerida e concentrada tem boas qualidades como fertilizante. / The vinasse is the main residue of ethanol production from sugarcane. In Brazil, around 250 million m3 of vinasse are generated per harvesting season. Currently, this effluent is used in natura, ie, without previous treatment, for sugarcane fertirrigation. Due to its large amount of organic matter and salts, inadequate disposal in the environment may cause impacts on soil and water, as well as greenhouse gases emissions. This study aims to compare different alternative process for vinasse energy recovery, searching which ones have the highest technological development nowadays, mitigate the possible environmental impacts of fertirrigation using in nature vinasse and involve the lowest cost. For this purpose, five scenarios were configured, representing the most widely studied technologies. As the baseline scenario it was established fertirrigation using in nature vinasse and, as alternatives scenarios, the following ones were considered: 1. concentration, 2. digestion and 3. incineration with electricity generation, and 4. digestion plus concentration with vehicular use of biogas. It was concluded that all the alternatives improve the environmental performance of vinasse management since they also allow energy recovery and savings. However, only vinasse concentration system is economically feasible nowadays. For the other technologies to become an attractive investment, it would be necessary to include an economic valuation of environmental services, such as greenhouse gas emissions mitigation, reduction of water consumption and renewable energy production. The combination of digestion and subsequent concentration may be the option that brings together the largest number of advantages comparing to the baseline scenario. In this solution, the biogas produced is used to supply the process power consumption and to replace diesel in the fleet used for sugarcane production. Regarding the environmental impacts, this technology configuration reduces vinasse`s volume, facilitates its distribution to long distances, prevents nutrient concentration around mills, eliminates decomposition odor and methane emissions, enables water reuse and allows fossil fuels replacement. Furthermore, digested and concentrated vinasse has good qualities as fertilizer.

Estudou-se o efeito da adição de oxigênio puro ao processo de incineração de resíduos industriais perigosos como meio de reduzir emissões poluentes para a atmosfera. Deu-se ênfase especial à emissão de Material Particulado (MP) pois este é freqüentemente o fator limitante dos processos de incineração e o mais difícil de controlar. O trabalho experimental foi desenvolvido em uma unidade industrial com fornalha rotativa, câmara de pós combustão e sistema de tratamento de gases. Foram utilizados percentuais de oxigênio na vazão de oxidante do resíduo variando de 21% (ar atmosférico) até 55% (ar com adição de O2). Os resíduos de teste, sólidos e líquidos, foram materiais e misturas de materiais escolhidos por apresentarem diferentes propriedades físicas e químicas. Os teores de cloro destes materiais foram de até 26%, o de nitrogênio até 6,5%, a umidade até 33,5% e o poder calorífico inferior variou entre 13,6 e 50,5 MJ/kg. Sais metálicos foram adicionados em testes especiais destinados à detecção deste tipo de emissão. Os resultados mostraram, para a maioria dos casos, redução expressiva na emissão de particulados, no volume de escórias e na emissão de gases ácidos. O tempo de combustão de uma carga típica caiu para 1/3 daquele obtido como o uso de ar atmosférico apenas. Por outro lado a emissão de NOx subiu, mas não ultrapassou o limite estabelecido pela legislação. A operação com a mistura de alto teor de cloro (26%) e nitrogênio (6,5%) mostrou comportamento diferente das demais, produzindo aumento da emissão de MP e gases ácidos, e acentuando a emissão de NOx. A maior emissão de MP parece decorrente da operação do sistema de tratamento de gases e não do processo de incineração em si. Um modelo matemático baseado em rede neural foi desenvolvido para a previsão das emissões de MP e NOx, mostrando resultados razoáveis para o número de testes disponíveis, 27 ao todo. No geral o processo mostrou-se exequível e técnica, econômica e ambientalmente atraente. / The addition of pure oxygen to a process of incineration of industrial hazardous wastes was investigated as a mean to reduce atmospheric pollutants. Special attention was given to the emission of particulate matter (PM), once this is often the lirniting and most difficult factor to control in the incineration processes. The experimental work was developed in an industrial plant comprised by a rotary kiln incinerator equipped with a post combustion chamber and a gas treatment system. Oxygen percentage in the waste oxidant flow was varied from 21% (atmospheric air) to 55% (air plus pure O2). The wastes, liquid and solid, were materiaIs and mixtures of materials specifically chosen to present a range of physical and chemical properties. In them chlorine content were up to 26%, nitrogen up to 6.5%, humidity up to 33.5% and net calorific value from 13.6 to 50.5 MJ/kg. Metallic saIts were added in tests designed to detect this kind of emission. The resuIts show for the majority of the tests an expressive reduction in the emissions of PM, bottom ash, and acid gases. The combustion time of a typical load was decreased to 1/3 of its usual value (atmospheric air) when O2 was added. On the other hand, emissions of NOx have increased, although they remained bellow legislation limits. The operation with a mixture containing high levels of chlorine (26%) and nitrogen (6.5%) showed a different behavior increasing PM and acid gases emissions and accentuating the NOx emissions. The increase in PM seems to be a resuIt of the cleaning gas plant operational characteristics, rather than of the incineration process itself. A mathematical model based on neural networks was developed to predict PM and NOx emissions, showing reasonable agreement with experimental data for the 27 tests carried out. In general the process showed to be feasible and technical, economical end environmentally attractive.

Busca-se a minimização da emissão de material particulado em incinerador industrial de resíduos perigosos através do controle operacional de algumas variáveis de processo. Essas variáveis, que afetam diretamente a qualidade da queima, são: intervalo de tempo de alimentação, modo de introdução de pequena quantidade de resíduo líquido no forno rotativo e excesso de oxigênio na saída dos gases de combustão. Todos os testes têm a mesma taxa de resíduos incinerados (kg/h). Na faixa estudada, o controle operacional mostrou resultados expressivos: em todos os casos, para cada variável estudada, a emissão de material particulado na melhor condição foi aproximadamente 2,5 vezes menor o valor da emissão de material particulado, se comparado com a pior condição de operação. / The minimization of particulate matter emissions in hazardous industrial waste incinerator was sought through operational control of some specific variables of the process. These variables, which have direct interference in the combustion quality, are: mean time between semi-batch feedings, mode of fedding of small amounts of liquid waste, and oxygen excess in the off-gas. All tests have been performed with the same feeding rate (kg/h). In the range studied, operational control showed expressive results: for each variable tested, the particulate matter emission in the worst operational point was around 2,5 times that obtained within the best condition.

Made available in DSpace on 2017-07-21T14:32:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Simone Gomes.pdf: 2006569 bytes, checksum: 26d7655af3d07495e23fe51c50863feb (MD5) Previous issue date: 2014-02-25 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A major challenge, present in most Brazilian cities, it is the sustainable management of municipal solid waste (MSW). The final disposal of this waste, the way they are, i.e., without undergoing any form of treatment, brings a lot of problems, not just environmental but also social and mainly economic, because occurs loss of feedstock and also waste of the energy on this residues. One way to reuse this energy and reducing environmental impacts is the treatment of solid waste using the technology of controlled incineration with energy recovery. In this study was evaluated the energy potential of MSW of the Ponta Grossa/PR city from the incineration technology, being performed for that, two collections, the first producing a pattern residue and the second held at the municipal landfill. The dependent variables analyzed were the gravimetric characterization, proximate analysis and heating value. The gravimetric waste characterization of the second collection showed values close to the national average for recyclable waste (30% and 31.9%, respectively), values below the national average for organic matter and above for the tailings. In the immediate analysis, the content of fixed carbon was 0.03 to 0.09 kg kg-1, the volatile material of the samples of second collection ranged from 0.75 to 0.81 kg kg-1. And from the higher heating value of waste from both collections, 18,313 kJ kg-1 and 19,807 kJ kg-1, was estimated energy recovery. The electrical energy from MSW, in the current state, of the first collection would supply 51,534 homes in the city and the second collection, 55,500 residences. Considering the ideal scenario, with 100% of recycling, the energy recovered would still significant (18,199,095 MJ month-1), allowing the supply of 30,997 homes, 28% of the total households of Ponta Grossa. / Um grande desafio, presente na maior parte dos municípios brasileiros, é a gestão sustentável dos resíduos sólidos domiciliares (RSD). A disposição final destes resíduos da forma como se apresentam, ou seja, sem passar por nenhuma forma de tratamento, traz inúmeros problemas, não só ambientais, mas também sociais e principalmente econômicos, pois ocorre desperdício de matéria-prima e também da energia contida nestes resíduos. Uma forma de reaproveitamento desta energia e de redução dos impactos ambientais é o tratamento dos resíduos sólidos utilizando a tecnologia de incineração controlada com aproveitamento energético. Neste estudo foi avaliado o potencial energético dos RSD do município de Ponta Grossa/PR a partir da tecnologia de incineração, sendo realizado para isso, duas coletas, a primeira produzindo um resíduo padrão e a segunda realizada no aterro do município. As variáveis dependentes analisadas foram a composição gravimétrica, análise imediata e o poder calorífico. A caracterização gravimétrica dos resíduos da segunda coleta apresentaram valores próximos da média nacional para os resíduos recicláveis (30% e 31,9%, respectivamente), valores abaixo da média nacional para a matéria orgânica e acima para os rejeitos. Na análise imediata, os conteúdos de carbono fixo foram de 0,03 a 0,09 kg kg-1, o de materiais voláteis das amostras da segunda coleta variaram de 0,75 a 0,81 kg kg-1 e o de cinzas de 0,10 a 0,18 kg kg-1. A partir do poder calorífico superior dos resíduos de ambas as coletas, 18.313 kJ kg-1 e 19.807 kJ kg-1, foi estimado a recuperação energética. A energia elétrica proveniente dos RSD, no estado atual, provenientes da primeira coleta abasteceria 51.134 residências do município e da segunda coleta, 55.500 residências. Considerando o cenário ideal, com 100% de reciclagem, a energia recuperada ainda seria significativa (18.199.095 MJ mês-1), permitindo o abastecimento de 30.997 residências, 28% do total de residências do município de Ponta Grossa.

A tecnologia de incineração no gerenciamento de resíduos sólidos urbanos é empregada de maneira intensa em diversos países do mundo. No Brasil, além da sua utilização eventual em resíduos de serviços de saúde, há uma proposta para implantação de duas usinas de grande porte visando ao tratamento térmico de resíduos sólidos domiciliares na cidade de São Paulo. Através de uma revisão bibliográfica sobre o tema, são apresentados os principais parâmetros técnicos e ambientais desta tecnologia, entre eles os mecanismos de combustão e de formação de poluentes, os tipos de equipamentos empregados, as formas de manejo e disposição de cinzas e escórias e os métodos de controle e redução de emissões atmosféricas como gases ácidos, material particulado e metais pesados. Também é feita uma revisão do atual conhecimento técnico-científico sobre dioxinas e furanos relativamente à incineração de resíduos sólidos urbanos. A partir desta base teórica pesquisada e da análise dos Estudos de Impacto Ambiental e dos Relatórios de Impacto Ambiental das usinas de incineração de Santo Amaro e Sapopemba, conclui-se que tais incineradores, na forma como são propostos, não apresentam o nível tecnológico necessário para atender às normas de operação e emissão de poluentes vigentes em países onde há legislação regulando esta atividade. / The incineration technique on the management of municipal solid waste is intensely used in several countries. In Brazil, besides an occasional utilization on medical services waste, there is a proposal for the implantation of two large facilities for the thermal treatment of domestic solid waste in São Paulo city. Through a review on this theme, we present here the main technical and environmental parameters on this technology, including the combustion and the pollutant generation mechanisms, types of equipment, management and disposition of fly and bottom ashes and the main control and reduction methods of atmospheric pollution like acid gases, particulates and heavy metals. The state of the art on the present technical-scientific knowledge on dioxins and furans connected to the incineration of urban solid waste is presented. On this theoretical basis and on the analysis of the environmental impact assessment and environmental impact report on the Santo Amaro and Sapopemba facilities, we conclude that the incineration systems, as in the proposal, do not present the technologic level necessary to obey the operation and pollutant emission rules on the countries where this activities are controlled.

O gerenciamento de resíduos sólidos urbanos (RSU) tornou-se uma tarefa que demanda ações diferenciadas e articuladas, em função da quantidade e diversidade dos mesmos. O grande desafio está em encontrar soluções ambientalmente seguras, socialmente adequadas e economicamente eficientes para equacionar este problema. Todavia, se corretamente gerenciados, estes resíduos podem ser aproveitados do ponto de vista energético. Estimativas realizadas neste estudo apontam para um potencial de geração de energia a partir de resíduos urbanos, para o Brasil, da ordem de 16 GW (utilizando o processo de incineração) ou 5,8 GW (pela digestão anaeróbia em aterros). Outros benefícios da recuperação energética dos resíduos também podem ser destacados tais como: (a) benefícios estratégicos, uma vez que essa ação pode contribuir como fonte alternativa de energia; (b) benefícios ambientais, pois colabora com organização dos aterros e a mitigação de gases de efeito estufa; (c) benefícios sócio-econômicos, devido ao desenvolvimento de tecnologia nacional com o uso de equipamento e insumos nacionais e, sobretudo, (d) emprego de mão-de-obra qualificada e não qualificada nas várias etapas do processo de recuperação energética. O presente trabalho faz uma análise das tecnologias potencialmente aplicáveis no Brasil, para recuperação energética a partir RSU, e propõe uma série de diretrizes para esse aproveitamento, levando em consideração as especificidades da realidade brasileira. / The management of solid waste (MSW) has become a challenge that demands articulated and non-conventional actions because of the quantity and diversity of such wastes. Finding environmentally friendly, socially adequate and economically efficient solutions to overcome this issue is the challenge to be faced. Nevertheless, if properly managed, these wastes can be recovered from the standpoint of energy. Estimates presented in this work highlight a potential power generation from urban waste, in Brazil, around 16 GW (using incineration process) or 5.8 GW (by anaerobic digestion in landfills). Several other advantages of recovering energy from waste could also be rolled as follows: (a) strategic benefits, since it may contribute as an alternative energy source and increase energy supply; (b) environmental benefits, once it contributes to improve waste management and to the mitigation of greenhouse gases; (c) social-economic benefits, due to the development of a Brazilian technology taking advantage of national equipment and materials, and most important, (d) employment of skilled and unskilled labor in the various stages of the energy recovery process. This thesis analyzes though the technologies potentially applicable in Brazil for energy recovery from MSW, and proposes guidelines for such use taking into account the specificities of the Brazilian reality.

Orientador: Celso Luiz da Silva / Banca: Jorge Hamada / Banca: Odivaldo José Seraphim / Resumo: Neste trabalho realizou-se o levantamento de informações dos resíduos gerados em uma indústria alimentícia, suas formas e custo de tratamento, e o potencial energético que esses resíduos representam. O diagnóstico de todos os resíduos gerados por cada área desta indústria foi feito através do levantamento de aspectos e impactos ambientais, ferramenta esta utilizada por empresas que apresentam um sistema de gestão ambiental. Constatou-se que 97,6% dos resíduos produzidos nesta indústria do segmento alimentício é classificado como não perigoso podendo ter formas de tratamento como aterro sanitário, compostagem e reciclagem. Para resíduos perigosos, 2,4%, foram verificadas outras formas de tratamento, tecnicamente adequadas, que garantissem o mínimo impacto ao meio ambiente como a reciclagem e a incineração. No entanto, sendo perigosos ou não, e em função dos seus sistemas de tratamento pode-se estimar o potencial energético dos resíduos. / Abstract: This research had diagnostic the quantity of waste that is produced in a candy industry, the kind and costs for treatments, and the energy potential insert. First, it was done the research of the waste that it is produced in which area by the aspects and impacts document. After, a study about the kinds of treatment was done to indicate the better one. As a result, non-hazardous waste were the mainly products (97,6%) that a food industry can produce and the treatments can be landfill, composting and recycle. For the hazardous waste (2,4%) other kinds of treatments were evaluated to sure the minimum impact to the environment as recycle and thermal treatment. Althout, being hazardous or non-hazardous, it can be estimate the waste potential energy by the kind of the treatment. / Mestre

Orientador: Celso Luiz da Silva / Banca: Santiago Del Rio Oliveira / Banca: Antonio Moreira dos Santos / Resumo: O presente trabalho tratou de incineração dos Resíduos Sólidos Urbanos (RSU) para fins de geração de energia e como meio de dispor adequadamente dos resíduos sólidos gerados na região de Bauru. Nesse contexto propõe-se a formação de um consórcio intermunicipal como mecanismo para a criação de uma usina de incineração com sistema de cogeração de energia. Para o estudo de viabilidade econômica da implantação e instalação de Usina incineradora com sistema de aproveitamento energético, faz-se uma análise financeira baseada no Fluxo de Caixa. Para tal estudo, consideram-se as receitas provenientes do tratamento do lixo, da venda de energia elétrica dos créditos de carbono gerados. Foram realizadas simulações sobre os custos de capital para a construção e manutenção do incinerador regional, adotaram-se os seguintes métodos de análise: Valor Presente Líquido (VPL), Taxa Interna de Retorno (TIR), Payback e o Benefício/Custo. Os resultados demonstraram que a rentabilidade do projeto depende fortemente dos preços da energia elétrica práticados pelo mercado e dos preços para a disposição do lixo em aterros. Observa-se que o projeto será uma opção atraente considerando a necessidade de espaços cada vez maiores para deposição dos RSU, e que existe uma significativa tendência de que os preços para deposição em aterros sanitários tornem-se elevado. Este fato justifica o investimento no tratamento térmico, visto que o projeto contempla a disposição dos resíduos de forma sustentável tratando a gestão e manejo como uma solução aceitável ao meio ambiente / Abstract: This work deals with the incineration of municipal solid waste (MSW) of energy generation purposes and as a means to dispose properly of solid waste generated in the region of Bauru, In this context was proposing the formation of an inter-municipal consorptium as a mechanism for the creation of and incineration plan with a system of co-generation of energy. For economic feasibiblity study of the implementation and installation of plant incinerator with energy recovery system, it is a financial analysis based on Cash Flow. For this study, was considering the revenue from waste treatment, the sale of electricity and carbon credits generated. Simulations were performed on the capital costs for the construction and maintenance of regional incinerator adopted the following methods of analysis. Net Present Value (NPV), Internal Rate of Return (IRR), Payback and Benefit/Cost. The results showed that the profitability of the project depends heavily on the price of eletricity charged by the market and price for waste disposal in landfills. It is observed that the projects will be and attractive option considering the need forever larger space for disposal of MSW, and that there is a significant trend that prices for disposal in landfills become high. This justifies the investments in heat treatment, since the design involves the disposal of waste in a sustainable manner by treating the management and handling an acceptable solution to the environment / Mestre