Die stetig wachsende Abfallerzeugung und -bewirtschaftung stellt insbesondere Städte in aufstrebenden und schnell wachsenden Volkswirtschaften wie Indien, die sich dynamischen Transformationen gegenübersehen, vor große Herausforderungen. Dies gilt auch für die städtische Behörde in Delhi, da der Mangel an finanziellen Mitteln und technischem Wissen zu einer stark eingeschränkten Infrastruktur und begrenzten Kapazitäten in den betroffenen Gemeinden führt. Das Siedlungsabfallmanagement bietet traditionell Einkommensmöglichkeiten für Stadtbewohner, die informell arbeiten und wesentliche Dienstleistungen für die Stadt Delhi erbringen. Über viele Jahre hinweg haben die Entwicklungen im institutionalisierten Rahmen den Wettbewerb zwischen den informellen und formellen Abfallwirtschaftsakteuren um den Zugang zu Siedlungsabfällen verschärft. Dies hat die Grundlage für das Konfliktverhältnis zwischen den formellen Akteuren des Privatsektors und dem öffentlichen Sektor einerseits sowie den informellen Akteuren andererseits geschaffen. Das zentrale Ziel dieser Doktorarbeit ist es, zum einen die in den letzten drei Jahrzehnten veröffentlichten Strategien, Programme und Richtlinien für die Abfallbewirtschaftung in Indien und zum anderen die Akteure der Siedlungsabfallwirtschaft in Delhi zu analysieren. Auf diese Weise soll herausgearbeitet werden, welche Akteure oder Elemente Veränderungen im Kontext der Siedlungsabfallwirtschaft antreiben oder verhindern. Zentrale Annahme der Dissertation ist, dass die Entwicklungen in der Siedlungsabfallbewirtschaftung Indiens, die maßgeblich von einem investitionsintensiven und technologiebasierten Ansatz angetrieben werden, erhebliche Lücken zwischen Politik und Umsetzung aufzeigen. Die Analyse findet vor dem Hintergrund statt, dass der im Übermaß vorhandene Abfall sowohl eine Managementherausforderung für die Kommunen in Delhi, als auch eine wirtschaftliche Chance für die städtischen Armen sowie für Akteure des Privatsektors darstellt. / The continually increasing generation of waste and its management pose one of the biggest challenges for cities across the world, which is especially true for emerging and fast growing economies like India that are facing dynamic transformations. The growing generation of municipal solid waste (MSW) and the management thereof are an increased challenge particularly for urban authorities, as is the case in Delhi, since the lack of financial means, skills and knowledge leads to a severely constrained infrastructure and limited capacities of the municipalities involved. Traditionally, MSW management provides income opportunities for the urban poor working in informality. Waste workers provide essential services to the city of Delhi. However, over many years, developments in the institutionalised framework have increased the competition for access to waste between the informal and formal economies in the city. This has laid the ground for a conflicted relationship between formal private sector actors and the public sector on the one hand and informal private actors on the other. The two central objectives of this PhD research are, first, to analyse Indian MSW management policies, programmes and guidelines that were published over the past three decades, and, second, to analyse Delhi’s MSWM stakeholders to identify underlying actors’ dynamics, and who and what drives, shapes or prevents change in the context of MSWM. At the centre of the overarching argument lies the assumption that the developments of India’s MSWM over the last thirty years, which are driven by an investment-heavy and technology-based approach, reveal major gaps between policy and implementation. The research attempts to move between two poles: At one end, waste as something excessive and expandable is a management challenge for Delhi’s municipalities; at the other end, waste as something productive and profitable is an economic opportunity for informal as well as formal private sector actors.

Tesis por compendio / [ES] La estrategia de la Unión Europea para la gestión de residuos se articula a través de una serie de directivas que toman como punto de partida la Directiva 2008/98/CE. En ella, se establece un marco jurídico para el tratamiento de los residuos diseñado para preservar el medio ambiente, poniendo el foco en la importancia del empleo de las mejores técnicas disponibles para la gestión, recuperación y reciclado de residuos, reduciendo así el uso de los recursos naturales. Ello ha derivado en diferentes normativas que obligan a las economías a ser más sostenibles, priorizando la minimización de residuos y, cuando no sea posible, favoreciendo su reutilización y reciclado. En España, todo ello ha sido traspuesto al ordenamiento jurídico a través de la reciente Ley 7 /2022, de 8 de abril, de residuos y suelos contaminados para una economía circular, en la que el papel protagonista recae en los municipios. La ciudad de Castelló de la Plana es una ciudad mediterránea de tamaño medio que dispone de un sistema completo de gestión de residuos sólidos urbanos y que, como todo sistema, presenta oportunidades de mejora. El objetivo fundamental de esta Tesis Doctoral es, por tanto, la mejora del sistema de gestión de residuos actual partiendo de un análisis detallado de sus principales dimensiones. Concretamente, se ha analizado la evolución histórica de las principales fracciones de residuos de la ciudad observando cómo los factores externos pueden afectar a su tendencia; se ha estudiado la composición de los biorresiduos recogidos selectivamente para ayudar al dimensionamiento de los servicios de recogida y de nuevas instalaciones de valorización provinciales; se ha propuesto la mejor tecnología de motorización disponible para la renovación de la flota de vehículos recolectores y se ha desarrollado una metodología para priorizar los planes de acción incluidos en el Plan Local de Residuos de la ciudad, a través de un análisis de sus principales indicadores. Estas propuestas de mejora están encaminadas al cumplimiento de los Objetivos de Desarrollo Sostenible fijados para el año 2030 y atienden, por tanto, a demandas de sostenibilidad y circularidad. En cuanto a la forma de presentación de este trabajo, debe reseñarse que ha sido elaborado mediante el compendio de publicaciones en las que se han evaluado las cuatro dimensiones del sistema citadas anteriormente. Para ello, se han analizado investigaciones anteriores y, utilizando los datos propios del municipio, se han realizado análisis estadísticos y de decisión multicriterio para obtener resultados que facilitan los procesos de toma de decisiones estratégicas, tácticas y operativas que mejorarán la gestión de los residuos sólidos urbanos. De estos análisis, se han extraído importantes conclusiones que permitirán manejar mejor futuras situaciones extraordinarias (como la reciente crisis sanitaria), realizar acciones encaminadas a la mejora en la separación en origen, mejorar las flotas de vehículos de recogida de residuos y optimizar los recursos municipales mediante la priorización de planes de acción. Estos resultados pueden suponer una aportación muy útil para los responsables municipales en gestión de residuos ya que, mediante el uso de los métodos aquí definidos, se proporcionan aportaciones teóricas y prácticas para la toma de decisiones, así como para el desarrollo de futuros trabajos de investigación. / [CA] L'estratègia de la Unió Europea per a la gestió de residus s'articula a través d'una sèrie de directives que prenen com a punt de partida la Directiva 2008/98/CE. En ella, s'estableix un marc jurídic per al tractament dels residus dissenyat per a preservar el medi ambient, posant el focus en la importància de l'ús de les millors tècniques disponibles per a la gestió, recuperació i reciclatge de residus, reduint així l'ús dels recursos naturals. Això ha derivat en diferents normatives que obliguen les economies a ser més sostenibles, prioritzant la minimització de residus i, quan no siga possible, afavorint la seua reutilització i reciclatge. A Espanya, tot això ha sigut transposat a l'ordenament jurídic a través de la recent Llei 7 /2022, de 8 d'abril, de residus i sòls contaminats per a una economia circular, en la qual el paper protagonista recau en els municipis. La ciutat de Castelló de la Plana és una ciutat mediterrània de grandària mitjana que disposa d'un sistema complet de gestió de residus sòlids urbans i que, com tot sistema, presenta oportunitats de millora. L'objectiu fonamental d'aquesta Tesi Doctoral és, per tant, la millora del sistema de gestió de residus actual partint d'una anàlisi detallada de les seues principals dimensions. Concretament, s'ha analitzat l'evolució històrica de les principals fraccions de residus de la ciutat observant com els factors externs poden afectar la seua tendència; s'ha estudiat la composició dels bioresidus recollits selectivament per a ajudar al dimensionament dels serveis de recollida i de noves instal·lacions de valorització provincials; s'ha proposat la millor tecnologia de motorització disponible per a la renovació de la flota de vehicles recol·lectors i s'ha desenvolupat una metodologia per a prioritzar els plans d'acció inclosos en el Pla Local de Residus de la ciutat, a través d'una anàlisi dels seus principals indicadors. Aquestes propostes de millora estan encaminades al compliment dels Objectius de Desenvolupament Sostenible fixats per a l'any 2030 i atenen, per tant, a demandes de sostenibilitat i circularitat. Quant a la forma de presentació d'aquest treball, ha de ressenyar-se que ha sigut elaborat mitjançant el compendi de publicacions en les quals s'han avaluat les quatre dimensions del sistema citades anteriorment. Per a això, s'han analitzat investigacions anteriors i, utilitzant les dades pròpies del municipi, s'han realitzat anàlisis estadístiques i de decisió multicriteri per a obtindre resultats que faciliten els processos de presa de decisions estratègiques, tàctiques i operatives que milloraran la gestió dels residus sòlids urbans. D'aquestes anàlisis, s'han extret importants conclusions que permetran manejar millor futures situacions extraordinàries (com la recent crisi sanitària), realitzar accions encaminades a la millora en la separació en origen, millorar les flotes de vehicles de recollida de residus i optimitzar els recursos municipals mitjançant la priorització de plans d'acció. Aquests resultats poden suposar una aportació molt útil per als responsables municipals en gestió de residus ja que, mitjançant l'ús dels mètodes ací definits, es proporcionen aportacions teòriques i pràctiques per a la presa de decisions, així com per al desenvolupament de futurs treballs de recerca. / [EN] The European Union's strategy for waste management is articulated through a series of directives that take Directive 2008/98/EC as a starting point. It establishes a legal framework for waste treatment designed to preserve the environment, focusing on the importance of using the best available techniques for waste management, recovery and recycling, thus reducing the use of natural resources. This has led to different regulations that oblige economies to be more sustainable, prioritizing waste minimization and, when this is not possible, favouring its reuse and recycling. In Spain, all this has been transposed into the legal system through the recent Law 7 /2022, of April 8, on waste and contaminated soils for a circular economy, in which the leading role falls to the municipalities. The city of Castelló de la Plana is a medium-sized Mediterranean city that has a complete system of solid urban waste management and that, like any system, presents opportunities for improvement. The main objective of this Doctoral Thesis is, therefore, the improvement of the current waste management system based on a detailed analysis of its main dimensions. Specifically, the historical evolution of the main waste fractions of the city has been analysed, observing how external factors can affect their trend; the composition of bio-waste collected selectively has been studied to help the sizing of collection services and new provincial recovery facilities; the best available motorization technology has been proposed for the renewal of the fleet of collection vehicles and a methodology has been developed to prioritize the action plans included in the Local Waste Plan of the city, through an analysis of its main indicators. These improvement proposals are aimed at meeting the Sustainable Development Goals set for the year 2030 and therefore address sustainability and circularity demands. With regard to the presentation of this work, it should be noted that it has been prepared by means of a compendium of publications in which the four dimensions of the system mentioned above have been evaluated. For this purpose, previous research has been analysed and, using the municipality's own data, statistical and multi-criteria decision analyses have been carried out to obtain results that facilitate the strategic, tactical and operational decision-making processes that will improve the management of urban solid waste. From these analyses, important conclusions have been drawn that will make it possible to better manage future extraordinary situations (such as the recent health crisis), carry out actions aimed at improving separation at source, improve waste collection vehicle fleets and optimize municipal resources by prioritizing action plans. These results can be a very useful contribution for municipal waste management managers since, by using the methods defined here, theoretical and practical contributions are provided for decision making, as well as for the development of future research work. / Moreno Solaz, H. (2023). Análisis y mejora del sistema integral de gestión de resíduos sólidos urbanos en la ciudad de Castellón de la Plana respondiendo a demandas de sostenibilidad y circularidad [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/199548 / Compendio

The UK buries about 100 million tonnes of waste a year, of which 25% is municipal solid waste (refuse). The environmental impacts from gas and leachate releases are known and direct risks to health from landfill are reported. Europe has agreed to a Landfill Directive which has set targets for the stepwise reduction in biodegradable municipal waste going to landfill. The anaerobic digestion of municipal solid waste in controlled bioreactors is an area that could play an important role in overall evolution towards sustainability by recovering biogas and organic matter. Separated hydrolysis and subsequent anaerobic codigestion was demonstrated from the literature review to have the best potential for biodegradable municipal waste diverted from landfill. The rate of hydrolysis of solids wastes remains an outstanding problem. In this research, firstly the codigestion of industrial effluent (coffee wastewater), food wastes and garden wastes were investigated for their impact on hydrolysis and digestion. The results show that there were no treatability problems for coffee wastes up to 37.5% of volume feed per day at the HRT of 9 days. The results supported the view that dilute biodegradable streams such as coffee waste may improve digestion by promoting mixing. Fruit and vegetable wastes were highly biodegradable and can have a major improvement in biogas production of the whole codigestion process, whereas garden waste was not as successful as a cosubstrate, probably because of the predominant celluloses and lignocelluloses with a low biodegradability. The literature review also revealed that washing or elutriation can remove organic matter from municipal waste. This is an important hydrolytic process in which a solubilised acidic organic matter is obtained. The codigestion of refuse hydrolysate with sewage sludge was therefore studied. A control digester treating sewage sludge only was compared with an experimental reactor fed mixed refuse hydrolysate with sewage sludge. It was possible to add the solubilised hydrolysate to existing anaerobic digesters designed at a standard sludge solids loading rate without causing overloading. (Continues...).

This research analyzed environmental and economic factors associated with municipal solid waste (MSW) management of select high growth Planning District Commissions (PDCs) of Virginia. Current MSW management scenarios were compared to future hypothetical scenarios utilizing a regional landfill or waste-to-energy (WTE) combustion facility. Life-cycle inventory and full cost accounting methods of the Municipal Solid Waste Decision Support Tool, developed by the Environmental Protection Agency (EPA), were utilized to estimate annualized environmental emissions and economic costs. Model results and analysis indicate that a regional landfill would be the least cost intensive MSW management strategy in comparison to current management methods; however present the greatest environmental burden with respect to methane emissions. It was also inferred that a WTE facility would represent the least environmental burden with respect to energy offsets via MSW combustion while being the most cost intensive option. The study supports the anecdotal view that a regional-based approach to MSW management of high-growth PDCs would help reduce costs and potential environmental impacts.

RESUMO CARDOSO, Marco Tsuyama. Regulação em Aproveitamento Energético de Resíduos: proposições para o Brasil com base no estudo de caso Sueco, 2019, 219p. Tese de Doutorado, Programa de Pós-Graduação de Energia da Universidade de São Paulo, São Paulo, Brasil. A Suécia alcançou níveis de excelência tanto na reciclagem quanto na recuperação energética de resíduos. De cada 100% de resíduos sólidos gerados no país, apenas 1% não são aproveitados, tendo como destino final o aterramento. Os demais 99% são utilizados tanto na reciclagem quanto na geração de energia. Esse desempenho reflete-se também na descarbonização bem-sucedida da sua economia que, de 1990 a 2016, cresceu 75%, enquanto suas emissões caíram 26% no mesmo período. Essas foram as razões pelas quais a Suécia foi tomada como paradigma de excelência para a presente tese, cujo objetivo consistiu em identificar fatores de sucesso que pudessem inspirar a evolução da regulação e das políticas públicas voltadas ao aproveitamento dos resíduos sólidos urbanos no Brasil. As visitas técnicas a nove plantas de recuperação energética por incineração e seis plantas de digestão anaeróbica suecas e as entrevistas com especialistas do país forneceram clara dimensão do estágio dessas tecnologias e das diferenças culturais, econômicas e regulatórias com relação ao Brasil. A partir das informações empíricas obtidas in situ e do respaldo da análise da literatura pertinente ao tema, foram identificados 15 fatores de sucesso destacados neste trabalho. Tais fatores foram usados para verificar sua potencial replicabilidade no Brasil. Dentre eles, os que mais se destacaram foram: (i) a abordagem integrada das políticas voltadas ao aproveitamento dos resíduos; (ii) o potencial de associação entre a atividade de reciclagem e de recuperação energética, muitas vezes vistas como atividades não-integráveis; e (iii) a utilização de instrumentos econômicos, como impostos e taxas, para desincentivar ações que causem prejuízo à sociedade. As lições aqui identificadas a partir do exemplo sueco representam uma inovação para o Brasil. Ademais, elas podem ser úteis a tomadores de decisão na formulação de uma estratégia de abordagem no sentido de melhorar o desempenho brasileiro, tanto na destinação adequada dos resíduos sólidos urbanos, como na sua utilização para gerar energia num contexto de descarbonização da economia. Palavras-chave: Resíduos Sólidos Urbanos. Planejamento Energético. Regulação. Energia Renovável. Biomassa. Brasil. Suécia. / Sweden has reached prominent figures both in recycling and energy recovering from residues. Less than 1 percent of its municipal solid waste is landfilled, and the other 99 percent is harnessed by either recycling or producing energy. This performance has been also reflected in its economy decarbonization rate: as noticed, the countrys GDP raised 75% while its emission decreased 26% during the period 1990-2016. This is why the Sweden was chosen as benchmark in this thesis, which main objective was to identify key success factors that could inspire better practices in regulation and public policies regarding the energy and material recovering from municipal solid waste in Brazil. To achieve this objective, 9 incineration plants and 6 anaerobic digestion facilities were visited. Additionally, several Sweden experts were interviewed. Those visits and interviews delivered a clear outlook of the stage of excellence of Sweden regarding not only the technologies applied to energy recovery from waste, but also outlined the cultural, economic and regulatory differences between Sweden and Brazil. Nonetheless, supported by the pertinent literature along with the in situ empirical observations, 15 success factors were outlined. Additionally, those success factors were analyzed to check their potential applicability to Brazil. Among them, three were highlighted: (i) the integrated policy approach; (ii) the recycling and energy recovery from waste integration; and (iii) the use of economic instruments (such as taxes and tariffs) in order to discourage practices that negatively impact the whole society. The lessons learned from the Swedish example are novelty to Brazil. These lessons can also be useful to decision and opinion makers to advocate actions and formulate strategies that can contribute to improve the Brazilian performance regarding proper waste destination in the economy decarbonization.

Recentemente passou a ser aceito por amplos segmentos da sociedade as conclusões de cientistas de que o homem vem provocando a mudança climática global em curso por meio da emissão de gases de efeito estufa. E espera-se, se nada for feito, por um agravamento do aquecimento global, em função do aumento da população mundial e do desenvolvimento econômico, para os próximos anos. O resíduo gerado pela sociedade, quando em decomposição, é forte emissor de metano, um dos gases mais maléficos nesse processo. Organismos internacionais liderados pela ONU participam do esforço de limitar as emissões com a negociação de créditos de carbono do Protocolo de Kyoto, o que pode contribuir para viabilizar a adoção de novas tecnologias de tratamento de resíduos. Esta pesquisa traz aos gestores municipais, e aos empreendedores do setor, um modelo de decisão para escolha estratégica das tecnologias mais recentes para tratamento de resíduos sólidos urbanos. Usando a técnica de abordagem sistêmica (system analysis), com o apoio da teoria de ciclo de vida do produto e do conceito de eco-eficiência, foram traçadas tendências. O modelo de decisão usou a técnica do pensamento focado no valor (Value-Focused Thinking) pertencente à teoria da decisão multiatributo. A partir da percepção de importantes formadores de opinião, aponta-se que as tecnologias de aterro sanitário, incineração e de processamento por plasma térmico, acompanhadas da coleta seletiva, da recuperação energética, da separação e da reciclagem, têm cada uma importante parcela de contribuição na solução do problema ambiental. Também é apontado que a combinação da coleta seletiva, seleção do lixo para aumento do seu potencial energético, processamento por plasma térmico acompanhado da geração de energia, é a mais efetiva para ser adotada num município de porte médio do Estado de São Paulo, para os próximos vinte anos. Ao final da pesquisa, as soluções estudadas foram apresentadas a gestores públicos para validação do modelo. / Recently it became accepted, by large segments of society, the conclusions of several scientists that man has been causing a global climatic change through the emission of greenhouse gases. If nothing is done, an increase in global warmth is expected in the years to come, due to the growth of world population as well as economic growth. The waste generated by society, while decomposing, is a strong methane emitter, one of the gases that contribute the most to the global warmth. International organisms, led by UN, have joint efforts in order to limit the emissions of greenhouse gases with the negotiation of carbon credits, mechanism created by the Kyoto Protocol, which may turn the adoption of new technologies of waste treatment economically feasible. This research brings to the public managers and entrepreneurs of this sector a decision-making model to strategically choose the most recent technologies for the treatment of municipal solid waste. Using the system analysis technique, supported by product?s life cycle theory and the concept of eco-efficiency, some tendencies of this sector have been mapped. The decision-making model uses the Value-Focused Thinking technique, which belongs to the multi-attribute decision theory. From of the gathering opinions of important stakeholders, some technologies may be pointed as the most important contributors to solving this environmental problem: landfill technologies, incineration and plasma process, accompanied also by energy recovery, waste sorting and recycling. It is also suggested that a solution of waste sorting, a process of generating refused derived fuel, and plasma process followed by energy recovery is the more effective combination to be adopted by a medium-size city in the near future. At the end of the research works, the studied solutions were presented to public managers to validate the model.

The pursuit towards an alternative solution to fossil fuel has facilitated science investigation initiatives that compare various options leading to biodiesel production. Besides conventional feedstock derived from vegetable oils, alternative sources that could be produced in large scale at competitive costs are the main scope of research in this field. This dissertation investigates the financial feasibility using organic solid waste as a feedstock, which results in the production of biodiesel through the conversion of volatile fatty acids (VFA) into lipids. As a result, based on existing references of: (i) capital and operating costs; (ii) internal rate of return; (iii) production and extraction yields for volatile fatty acids and lipids, we concluded that biodiesel production is competitive compared to subsidized biodiesel traded in regions of Europe and the United States. The sensitivity analysis took into consideration independent variables associated with: (i) investments in the plant; (ii) selling price of the biodiesel; (iii) costs of feedstock; and (iv) production yield. The results of such analysis showed the feasibility of using organic solid waste as a feedstock in 86.4% of the total 10,000 simulations, at the required internal rate of return. These results encourage research aims to examine this technology at a larger scale. The adoption of public policies for the urban wastes disposal and collection is also important for the implementation of such technologies. / A busca por soluções alternativas aos combustíveis fósseis tem impulsionado as iniciativas de pesquisa científica que comparam várias opções para a produção de biodiesel. Além das tradicionais fontes de matéria-prima provenientes de óleos vegetais, fontes alternativas, que possam ser produzidas em grande escala a custo competitivo, figuram como o principal escopo nesse campo de pesquisa. Essa dissertação investiga a viabilidade financeira da utilização de resíduo sólido orgânico como matéria-prima para a produção de biodiesel, através da conversão de ácidos graxos voláteis em lipídios. Como resultado, baseando-se em dados sobre: (i) investimentos e custos de operação; (ii) taxa interna de retorno requerida; (iii) taxas de extração e produção de ácidos graxos voláteis e de lipídios, conclui-se que a produção de biodiesel é competitiva quando comparada ao biodiesel subsidiado, que é negociado em regiões dos Estados Unidos e da Europa. A análise de sensibilidade realizada levou em consideração variáveis independentes tais como: (i) investimentos na planta; (ii) preço de venda do biodiesel, (iii) custos da matéria-prima e (iv) produtividade. O resultado de tal análise mostrou a viabilidade da utilização de ácidos graxos voláteis para a produção de biodiesel em 86,4% das 10.000 simulações, assumindo a taxa interna de retorno requerida. Esses resultados encorajam pesquisas adicionais para teste da tecnologia em maior escala. A adoção de políticas públicas para o descarte e coleta adequados dos resíduos sólidos urbanos também é importante para o desenvolvimento dessa tecnologia.

O composto de lodo de esgoto, classificado como fertilizante orgânico Classe D (MAPA, 2009) é um material rico em nutrientes, especialmente nitrogênio (N) e fósforo (P), e possui elevado conteúdo de matéria orgânica. Contudo, ainda não há relatos na literatura brasileira sobre o uso do composto de lodo de esgoto na cultura da cana-de-açúcar. Assim como, faltam pesquisas para adequar as doses de adubos nitrogenado e fosfatado a serem aplicadas em área agrícola tratada com composto. O objetivo do presente trabalho foi avaliar os efeitos de aplicação e reaplicação de doses de composto de lodo de esgoto e de adubos minerais nitrogenado e fosfatado sobre as propriedades químicas do solo e a produtividade, características tecnológicas e os teores de N e P na folha, caldo e colmo da cana-soca de segundo e terceiro corte. Na aplicação do composto, segunda soca, foram aplicadas quatro doses de composto de lodo de esgoto (0; 27; 54 e 82 t ha-1, base seca), quatro de N (0; 32,3; 64,7 e 98 kg ha-1) e duas de P2O5 (0 e 30 kg ha-1) e na reaplicação, terceira soca, foram aplicadas quatro doses decrescentes do composto (0; 7,8; 15,5 e 23,3 t ha-1, base seca), quatro de N (0; 44,6; 89 e 135 kg ha-1) e duas de P2O5, (0 e 54 kg ha-1) em delineamento em blocos casualizados, em esquema fatorial, com três repetições. Na aplicação do composto, segunda soca, cujo requerimento de N foi considerado como 98 kg ha-1, a produtividade de colmos (TCH) aumentou de 77 a 104 t ha-1 em função das doses do composto. A aplicação do composto pelo critério do nitrogênio promoveu valores de TCH, produtividade de açúcar (TAH), açúcares redutores (AR), açúcar total recuperável (ATR) e açúcares redutores totais (ART) semelhantes aos do tratamento com adubo mineral convencional. Na reaplicação do composto, terceira soca, cujo requerimento de N foi considerado como 135 kg ha-1, a TCH aumentou de 59 a 80 t ha-1 em função das doses do composto. Porém, a maior dose do composto, cuja taxa de mineralização do N foi considerado de 30%, deve ser complementada com 89 kg ha-1 de N mineral para produzir valores de TCH, TAH, AR e ATR semelhantes aos do tratamento com adubo mineral. As doses do composto de lodo de esgoto resultou em incrementos nos teores de N total, C-orgânico, P, pH, Ca, K, soma de bases e capacidade de troca catiônica do solo, em relação ao controle absoluto. Quanto aos teores de N e P nas soqueiras, de modo geral, não houve efeito dos tratamentos, exceto quanto ao teor de N na terceira soca que foi crescente em função das doses de N mineral. Conclui-se, com base no estudo de superfície de resposta, que: 1) a aplicação do composto de lodo de esgoto no cultivo da cana-soca, considerando taxa de mineralização do N de 10% e o requerimento agronômico de N, pode substituir de forma adequada a aplicação dos adubos minerais nitrogenado e fosfatado, e 2) o uso de dose de composto inferior a da dose estabelecida pelo critério do N deve ser proporcionalmente complementada com nitrogênio mineral, seja em condições da primeira e, ou, da segunda aplicação sucessiva / The sewage sludge compost classified as an organic fertilizer Class D (MAPA, 2009) is a material rich in nutrients, especially nitrogen (N) and phosphorus (P), and have high content of organic matter. However, there is a lack of research in the Brazilian literature about the use of the sewage sludge compost on the sugar cane crop. There is also a lack of research to adequate the nitrogen and phosphate fertilizer doses to be applied in agricultural fields treated with compost. The objective of this study was to evaluated effect of levels of sewage sludge compost and mineral sources of nitrogen and phosphorus on the soil chemical proprieties, productivity and technological characteristics and the content of N and P on leaves, juice and stalks of the second and third ratoon cane. On the first application of compost, second ratoon cane, were applied four doses of sewage sludge compost (0; 27; 54 and 81.7 t ha-1, dry base), four of N (0; 32.3; 64.7 and 98 kg ha-1) and two of P2O5 (0 and 30 kg ha-1) and in the reapplication of the compost, third ratoon, the compost was applied in decreased levels 0; 7,8; 15,5 e 23,3 t ha-1, dry base, four of N (0; 44,6; 89 and 135 kg ha-1) and four of P2O5, (0 and 54 kg ha-1) in randomized block design, in factorial design, with three replications. In the first application, second ratoon, which N requirement was considered as 98 kg ha-1, the stalk productivity (TSS) increased from 77 to 104 t ha-1 in function of sewage sludge compost rate. The sewage sludge compost application rate established by nitrogen criteria promoted values of promoted values of stalk productivity (TSS), sugar productivity (TSH), reducing sugars (RS), total recoverable sugars (TRS) and total reducing sugars (TRS) similar to the treatment with mineral fertilizer. In reapplication of compost, whose N request was considered 135 kg ha-1, the TSS increased from 59 to 80 t ha-1 in function of compost application rate and the highest mineralization rate was 30%, should be complemented with 89 kg ha-1 of mineral N to produce values of TSS, TSH, AR, Pol cane, Pol juice and similar to conventional mineral fertilizer. The sewage sludge compost application rate increased N total, organic carbon, P, pH, Ca, K, bases sum and cation exchange capacity soil contents in relation to the control treatment. As for the contents of N and P in the ratoon, in general, there was no effect on the treatments, except for the N content in the third ratoon that increased in function of N fertilizer. Concludes, based on the response surface study that: 1) the application of sewage sludge compost in cultivation of ratoon cane, whereas N mineralization rate of 10% and the agronomic application of N, can replace the adequately the application of nitrogen and phosphorus mineral fertilizer; 2) the use of lower dose of sewage sludge compost established by nitrogen criteria should be proportionally supplemented with mineral nitrogen, either in terms of first and second successive application

Este trabalho apresenta um estudo das propriedades de resistência e de deformabilidade dos resíduos sólidos urbanos (RSU). Amostras de resíduo de diferentes idades, obtidas no aterro metropolitano centro (Salvador-BA), foram submetidas a ensaios de compressão triaxial e de compressão confinada em equipamentos de grandes dimensões. Os resultados dos ensaios triaxiais demonstraram que os RSU não apresentam pico ou valor máximo de resistência, mesmo para grandes deformações. Os parâmetros de resistência foram obtidos a partir de níveis específicos de deformação. Não foi possível observar a influência do processo de decomposição na resistência ao cisalhamento do RSU, porém observou-se um aumento de resistência com o acréscimo do peso específico. Dos ensaios em resíduos sem fibras (plásticos, têxteis, etc), verificou-se uma redução nos parâmetros de resistência em comparação com os do resíduo composto, indicando a grande influência do material fibroso no comportamento mecânico do RSU. Ensaios não drenados mostraram grande desenvolvimento de pressão neutra, que provocaram distorções nas envoltórias efetivas, fazendo com que os ângulos de atrito obtidos fossem maiores que aqueles obtidos nos ensaios drenados. Duas amostras de RSU novo foram submetidas a ensaios de compressão confinada. Uma das amostras foi submetida à recirculação de chorume para avaliação do efeito da decomposição nos recalques medidos. Os resíduos apresentaram uma rápida compressão primária e deformações secundárias que se desenvolveram durante todo o ensaio, sem tendência de estabilização. A recirculação de chorume não provocou acréscimos nas deformações secundárias, provavelmente devido ao pequeno volume de chorume utilizado e ao ambiente não favorável à decomposição. / This work deals with the shear strenght and compressibility properties of municipal solid waste (MSW). Four years old end new waste samples recovered from metropolitan center sanitary landfill (Salvador, Brazil) were submitted to triaxial and confined compression tests using large dimension specimens. Triaxial test results showed that a peak or an ultimate shear stress value was not reached even for the largest deformation attained in the tests and thus, shear strength parameters were derived to different strain levels. It was shown that the shear strength was not too much affected by waste decomposition process, but increased with the waste unit weight. The waste without plastic fibres tended to show reduced shear strength as compared to the whole waste, showing the large influence of this materials on MSW mechanical behavior. Undrained tests showed large pore pressures build up and tended to yield effetive shear strength parameters larger than that obtained in drained tests. Confined compression tests were performed using samples of fresh waste with and without leachate recirculation to investigate the influence of the waste degradation on MSW compressibility. It was observed that the waste showed a quick primary compression and secondary compression that extended throughout the test period without reaching equilibrium. The leachate recirculation did not increase secondary defomation probably by the low volume of leachate used during the test and due the ambient conditions not suitable to the degradation.

Submitted by Maicon Juliano Schmidt (maicons) on 2015-06-09T13:13:41Z No. of bitstreams: 1 Francine Schulz.pdf: 962288 bytes, checksum: 8db430d0b4154ff34f344ee492cf6bad (MD5) / Made available in DSpace on 2015-06-09T13:13:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Francine Schulz.pdf: 962288 bytes, checksum: 8db430d0b4154ff34f344ee492cf6bad (MD5) Previous issue date: 2015-03-30 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / PROSUP - Programa de Suporte à Pós-Gradução de Instituições de Ensino Particulares / O aproveitamento energético da fração orgânica dos Resíduos Sólidos Urbanos (RSU) para geração de biogás é uma alternativa viável para minimizar os impactos sociais e ambientais causados pelo acúmulo e disposição destes resíduos nos aterros sanitários. A digestão anaeróbia, sob condições controladas, tem por objetivo maximizar o rendimento e a qualidade do biogás produzido. Dentre os parâmetros controlados o pH, a alcalinidade, a concentração dos ácidos graxos voláteis e a temperatura de operação são fundamentais para a otimização do processo. O objetivo do presente estudo foi determinar as condições operacionais adequadas para a obtenção do melhor rendimento na produção de biogás, utilizando como substrato a fração orgânica rejeitada pela operação da central de triagem do aterro sanitário do município de São Leopoldo - RS. O experimento foi executado em um reator anaeróbio de aço inox com volume de 50L, operado em batelada com mistura intermitente. Antes de cada batelada a fração orgânica de RSU foi triturada em um triturador mecânico. Foram realizadas 05 bateladas, utilizando diferentes taxas de carga orgânica e diferentes volumes de inóculo, buscando estabilizar o pH do sistema dentro da faixa ótima de processo e, também aumentar o volume de produção de biogás. Como resultado tem-se que a fração orgânica de RSU demonstrou possuir potencial de degradação e produção de biogás (mínimo de 6,71 e máximo de 22,45 m3 / ton RSU). Os teores de metano ficaram entre 70% e 80% ao final das bateladas, mesmo com pH ácidos (5,5-5,6). A dificuldade de homogeneizar adequadamente as amostras coletadas pode ter influenciado os resultados encontrados para os teores de COT. Os valores desta variável aumentaram ao longo do tempo, não coincidindo com os valores encontrados para os teores de SV, que diminuíram ao longo do tempo. Em todas as bateladas experimentais houveram dificuldades para manter o pH e a temperatura estáveis e dentro da faixa ótima de processo, o que levou a produção de biogás mais baixa do que a encontrada em outros estudos. As taxas de cargas orgânicas aplicadas, quando consideradas isoladamente como variável, não pareceram influenciar substancialmente no volume final de biogás produzido nas bateladas, mas sim na dificuldade de manutenção do pH na faixa ótima para digestão anaeróbia. / The energy use of the organic fraction of municipal solid waste (MSW) for biogas generation is a viable alternative to minimize the social and environmental impacts caused by the accumulation and disposal of these wastes in the landfills. Anaerobic digestion, under controlled conditions, aims to maximize the yield and quality of the biogas produced. Among all the parameters monitored, pH, alkalinity, the concentration of volatile fatty acids and temperature are critical for the process optimization. The aim of this study was to determine the appropriate operational conditions for obtaining the best performance in the production of biogas, using as substrate the organic fraction rejected by the central operation of sorting from the landfill in São Leopoldo - RS. The experiment was performed in an anaerobic reactor of stainless steel with a volume of 50L, operated in batch with intermittent mixing. Before each batch the organic fraction of MSW was ground in a mechanical mill. Five batches were performed using diferent organic loading rates and different volumes of inoculum, in order to stabilize the pH of the system within the optimum range of the process and also increase the amount of biogas. As a result we have that the organic fraction of MSW demonstrated potential for degradation and biogas production (minimum of 6.71 and maximum of 22.45 m3 / ton MSW). The methane concentrations were between 70% and 80% at the end of the batches, even at acid pH (5.5-5.6). The difficulty of properly mix the samples collected may have influenced the results for TOC (Total Organic Carbon). The values of this variable increased over time, not coinciding with that found for the VS (Volatile Solids) levels that decreased over time. In all experimental batches was difficult to maintain the pH and the temperature within the optimum range process, this fact can explain the low production of biogas when compare to other studies. The organic loading rates, when considered alone as a variable, did not seemed to influence the final volume of biogas produced in the batches tested, but it did influence to balance and maintain the pH in the adequate range for the anaerobic digestion.