A geração de energia a partir do biogás do lixo em aterros sanitários é uma maneira de produzir energia elétrica renovável e limpa, reduzindo os impactos globais provocados pela queima dos resíduos sólidos urbanos. A contribuição ambiental mais relevante é a redução de emissões dos gases de efeito estufa (GEE), por meio da conversão do metano em dióxido de carbono, visto que o metano possui um potencial de aquecimento global cerca de 21 vezes maior, quando comparado ao dióxido de carbono (através da combustão do mesmo). De acordo com o Mecanismo de Desenvolvimento Limpo (MDL), os países ricos podem comprar créditos de carbono (CERs) dos países em desenvolvimento (que possuam projetos sustentáveis) para cumprir suas metas ambientais. O objetivo é transformar um passivo ambiental (destinação final dos resíduos sólidos urbanos) em um recurso energético, além do estudo da alternativa de obtenção de recursos financeiros através dos CERs. São analisadas as tecnologias de conversão energética (tecnologia de gás de lixo, incineração, entre outras), com a seleção da melhor alternativa para a geração de energia através do biogás de lixo em aterros sanitários. A metodologia utilizada é a recomendada pela Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos - USEPA (2005). Serão apresentadas outras duas metodologias de cálculo da geração de metano: a do Banco Mundial e a do IPCC (Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas). São apresentados estudos comparativos demonstrando quando as turbinas a gás, motores de combustão interna (ciclos Otto ou Diesel) ou outras tecnologias de conversão energética serão viáveis na área técnica e econômica para implantação de Unidades Termoelétricas a biogás. No caso do Aterro de Gramacho, o projeto é viável com a utilização de motores a combustão interna e a obtenção de receitas com a venda da produção de energia e créditos de carbono. Por fim, será apresentada a alternativa do uso do biogás como substituto do gás natural para fins energéticos ou outros fins industriais. / The power generation through Biogas from wastes in landfill is a way to generate renewable and clean electric energy, reducing the global impacts provoked by the burning of urban solid wastes. The more important environmental contribution associated to this project is the reduction of greenhouse gases emissions (GHG), by means of the conversion of methane in carbon dioxide, since the methane has a potential of global warming about 21 times higher than carbon dioxide (through the combustion of the same). In accordance with the clean development mechanism (CDM), the industrialized countries can buy carbon credits from the developing countries (if they possess sustainable projects) to achieve their ambient goals. The objective is to transform environmental liability (final destination of the urban solid wastes) in an energetic resource, beyond the study of the alternative for obtaining financial resources through the CERs, that also is object of the present study. The technologies of energy conversion are analyzed (landfill gas, incineration, among others) with the selection of the best solution for the power generation through biogas from wastes in landifills. The methodology used is the recommended by the United States Environmental Protection Agency - USEPA (2005). Others two methodologies of calculation of the methane generation are presented: from World Bank and from IPCC (Intergovernamental Panel on Climatic Changes). Comparative studies are presented demonstrating when gas turbine, internal combustion engines (Otto or Diesel cycles) or other technologies for energy conversion have technical and economical feasibility for implantation of the power plant. In the case of Gramachos Landfill, the project is feasible with the use of internal combustion engines and incomes obtained with energy sales and carbon credits. Finally, they are presented the alternative of the use of biogas as substitute of the natural gas for energetic uses or other industrial ends.

A forma de tratamento e destinação final ainda mundialmente preponderante para os resíduos sólidos urbanos é o aterro sanitário, método que gera, além de uma massa sólida residual, parcialmente estabilizada, subprodutos finais líquidos e gasosos. O efluente líquido, conhecido como lixiviado, necessita tratamento específico, devido a sua elevada nocividade ao meio ambiente, em função, principalmente, de suas elevadas concentrações de nitrogênio amoniacal e de matéria orgânica, em elevado percentual, recalcitrante. O presente trabalho avaliou em escala de bancada o tratamento, via processo físico-químico, através de coagulação-floculação, de lixiviado bruto proveniente de aterro sanitário Central de Resíduos do Recreio (operado pela Companhia Riograndense de Valorização de Resíduos), desprovido de qualquer tratamento prévio, e de lixiviado pré-tratado biologicamente em reatores sequenciais em batelada (RSB). Para o processo de coagulação-floculação foram testados os coagulantes policloreto de alumínio (PAC), cloreto férrico, sulfato férrico e tanino. Sucessivas etapas foram planejadas para a determinação de dosagem e ajuste de pH ótimos, para cada coagulante empregado, e para a verificação da influência de tempos e gradientes de misturas, bem como foi testada a aplicação de polímeros auxiliares de floculação. As variáveis resposta utilizadas para o monitoramento e a avaliação de eficiências foram a cor verdadeira, turbidez (com e sem prévia filtração), DQO, volume de lodo gerado e pH. O uso de reator sequencial em batelada objetivou nitrificação/desnitrificação convencional das elevadas concentrações de nitrogênio amoniacal e eventual oxidação de matéria carbonácea. Verificou-se que os diferentes tempos e gradientes de mistura testados, assim como a utilização de polímeros auxiliares, não produziram impactos nos resultados. Os coagulantes inorgânicos apresentaram elevadas eficiências de remoção, com destaque para o cloreto férrico, o qual na dosagem de 1102 mgFe+3/L e ajuste inicial de pH em 6,2 removeu 98% da cor verdadeira e da turbidez filtrada, 63% da DQO, 40% da DBO5, e 88% de turbidez não filtrada do lixiviado bruto. Apesar da recalcitrância de considerável fração da matéria orgânica do lixiviado, o RSB2 removeu 40% da DQO e 60% da DBO5 originais. A coagulação-floculação do efluente do RSB2 necessitou inferiores dosagens dos coagulantes em relação ao processo com lixiviado bruto. O cloreto férrico, em dosagem ótima de 826 mgFe+3/L e ajuste de pH em 6,3, removeu 95% da cor, 77% da DQO, 82% da DBO5, 94% da turbidez filtrada e 92% da turbidez não filtrada. Concluiu-se por elevada viabilidade técnica do processo de coagulação-floculação para o lixiviado com e sem pré-tratamento, a partir da otimização das condições de contorno do processo. O pré-tratamento em RSB, quando utilizado controle de pH, demonstrou grande potencial para nitrificação/desnitrificação e oxidação de significante parcela da matéria carbonácea do lixiviado bruto. / The form of treatment and disposal still prevalent worldwide for solid waste is the landfill, a method that generates, in addition to a solid mass residual partially stabilized, liquid and gas end products. The effluent liquid, known as leachate, requires specific treatment, due to its high harmfulness to the environment, due mainly to its high concentrations of ammonia nitrogen and organic matter in high percentage, recalcitrant. This study evaluated the treatment on bench scale, via physico-chemical process, by coagulation-flocculation, of raw leachate from Central de Resíduos do Recreio landfill (operated by Companhia Riograndense de Valorização de Resíduos), devoid of any previous treatment, and biologically pretreated leachate reactors in sequential batch reactors (SBR). For the process of flocculation-coagulation were tested polyaluminum chloride (PAC), ferric chloride, ferric sulfate and tannin. Successive stages were designed for determining dosage and optimum pH adjustment for each coagulant employed and for verifying the influence of times and gradients mixtures, as well as tested in the application of polymers flocculation auxiliaries. The answers used for parametric monitoring and evaluation of efficiencies were the true color, turbidity (with and without prior filtration), COD, sludge volume and pH. The use of sequential batch reactor aimed conventional nitrification/denitrification of the high concentrations of ammonia nitrogen and eventual oxidation of carbonaceous matter. It was found that the different gradients and mixing times tested, as well as the use of auxiliary polymers, did not produce impact on the results. The inorganic coagulants showed high removal efficiencies, especially ferric chloride, which at a dose of 1102 mgFe+3/L and initial pH adjusted to 6.2, removed 98% of the true color and filtered turbidity, 63% of COD, 40% of BOD5 and 88% of unfiltered turbidity. Despite the considerable fraction of the recalcitrance of organic matter in the leachate, the SBR2 removed 40% of COD and 60% of BOD5 of the original. The coagulation-flocculation of the effluent from SBR2 required lower dosages of coagulants in relation to the similar process with raw leachate. Ferric chloride in optimum dosage of 826 mgFe+3/L and adjusting pH to 6.3, removed 95% of color, 77% of COD, 82% of BOD5, 94% of the filtered turbidity and 92% of unfiltered turbidity. It was concluded by high technical feasibility of the process of flocculation-coagulation for the leachate with and without pre-treatment, based on the optimization of the boundary conditions of the process. The pre-treatment with SBR, when pH control, demonstrated high potential for nitrification/denitrification and oxidation of a significant portion of the carbonaceous of the raw leachate.

Duas questões da sociedade do século XXI podem ser destacadas: a grande geração de resíduos; a carência por sistemas de tratamento adequado desses resíduos; e a crescente demanda por energia. A busca por alternativas para lidar com essas questões vem mobilizando os setores público e privado no sentido de explorar soluções ainda não praticadas na maior parte do mundo em desenvolvimento. A Política Nacional de Resíduos Sólidos (PNRS), instituída pela Lei nº 12.305/2010, estabeleceu um novo paradigma na gestão de resíduos sólidos no Brasil. Entre as mudanças apresentadas, uma das mais relevantes é a exclusividade de destinação de apenas rejeitos aos aterros sanitários, sendo os rejeitos entendidos como os resíduos que não mais apresentam possibilidade de tratamento. O cumprimento dessa lei irá requerer o estudo de alternativas de tratamento de resíduos gerados na fase anterior à sua disposição final. Entre as soluções possíveis está o seu aproveitamento energético, também previsto na PNRS. Nesse contexto, esta dissertação busca analisar duas tecnologias de tratamento de resíduos digestão anaeróbia e incineração e verificar suas respectivas viabilidades econômicas, tendo como objeto o cenário brasileiro, com foco especial no estado de São Paulo. Os resultados obtidos indicam que, respeitando-se as diretrizes da PNRS, entre os métodos de tratamento de resíduos sólidos urbanos analisadas, a digestão anaeróbia se mostrou mais viável do que a incineração para as regiões estudadas. Tais resultados tomaram como pressuposto que a PNRS é uma lei que deverá ser cumprida e exigida tal como se apresenta, e seu cumprimento implicará numa mudança significativa do modo como é feita a gestão de resíduos sólidos no país. Adicionalmente, as análises realizadas apontaram que, além dos aspectos econômicos, aspectos ambientais, sociais e culturais também são de fundamental importância na tomada de decisão por uma opção tecnológica adequada dos RSU. / Three issues of the XXI century society can be pointed out: The increasing volume of waste generation, the lack of adequate waste treatment systems and the increasing demand of energy. The search for alternatives to deal with these issues is calling the attention of both public and private agents who are engaged in exploring solutions not yet in place in most part of developing countries. The National Policy on Solid Waste (PNRS), established by the Law # 12,305/2010, set a new paradigm for the solid waste management in Brazil. Amongst the proposed changes, one of the most relevance is the destination of the so-called \"rejects\" to landfill, in which \"rejects\" stands for the residues that can no longer be processed. To abide by this law will require the analysis of alternatives for treating the residues prior to their final disposal. Amongst the possible solutions, there is the utilization of residues to generate electric energy. In this context, this master\'s thesis examines the two of the most used technologies in the developed world anaerobic digestion and incineration and evaluation their economic feasibility in the Brazilian scenario, particularly in the State of São Paulo. The analysis took as an assumption that the PNRS is a law that shall be enforced as it was stated, and that its compliance will require in a significant change in the way the solid waste management is done within the country. For the regions analyzed, our results showed that, under the PNRS requirements, the anaerobic digestion appeared to be more feasible than the incineration technology. Additionally, our work also indicates that, beyond the economic aspects, other issues such as environmental, social and cultural ones are fundamental for the decision making regarding the best technology applied in urban solid waste process.

Objetivou-se avaliar o efeito da aplicação de lodo de esgoto, com ou sem adubo nitrogenado e, ou, fosfatado, sobre os atributos químicos do solo e o crescimento e nutrição de plantas de eucaliptos até aos 46 meses após aplicação do resíduo. Em dezembro de 2004 foi estabelecido um experimento de campo com quatro doses de lodo de esgoto (0; 7,7; 15,1 e 23,1 t ha-1, base seca, equivalentes a 0, 50, 100 e 150% do recomendado, com base no critério do N), nitrogênio (0; 46,9; 95,1 e 142 kg ha-1, equivalentes a 0, 33, 67 e 100% do N recomendado) e fósforo (0; 27,7; 53,6 e 84 kg ha-1, equivalentes a 0, 33, 67 e 100% do P2O5 recomendado), em esquema fatorial 4x4x4, com confundimento e duas repetições. Devido ao baixo teor de potássio no lodo, foi aplicado 188 kg ha-1 de K2O (100% do recomendado) em todas as parcelas. Foram realizadas coletas de solo aos 4, 14, 21 e 34 meses após a aplicação do lodo, nas camadas de 0-0,10; 0,10-0,20 e 0,20-0,40 m de profundidade, exceto aos 4 meses que foi feita até 90 cm de profundidade. Nas amostras coletadas aos 4 e aos 34 meses foram realizadas análises de pH em CaCl2, N-total, P (resina), Ca, Mg e K trocáveis, acidez total e matéria orgânica. Aos 14, 21 e 34 meses foram determinados o N-amoniacal e N-nitrato pelo método Kjeldahl. Teores extraíveis de Cu, Fe, Mn, Zn foram obtidos pelo método do DTPA e teores semitotais, por solubilização ácida (HNO3 + HCl), em forno microondas, sendo os elementos quantificados por espectrometria de massa com plasma (ICP-MS). Análises de amostras de folhas foram feitas aos 4 e 43 meses, de amostras de folhedo, trimestralmente e de amostras de serapilheira, aos 46 meses após aplicação do lodo, para determinar macro e micronutrientes. A decomposição do folhedo (método de bolsas de decomposição) foi avaliada aos 45, 90, 160, 230 e 300 dias. A altura e o diâmetro na altura do peito das árvores foram medidos aos 6, 9, 12, 18, 24, 33 e 44 meses após plantio, e, então, determinado o volume de madeira. Os resultados obtidos foram avaliados por modelos de superfície de respostas, em função das doses de lodo, nitrogênio e fósforo. As doses de lodo promoveram melhorias nos atributos de fertilidade do solo. Os teores de C-orgânico e de P, K, Ca e Mg trocáveis aumentaram na camada de 0 a 10 cm de profundidade. Os teores de Cu, Fe, Mn e Zn, extraíveis e semitotais, aumentaram nas camadas até 40 cm de profundidade. Os teores de C-orgânico aos 34 meses foram superiores aos teores obtidos aos 4 meses, enquanto que os valores de pH diminuíram. Os teores de N total e amoniacal aumentaram com as doses de lodo e de fertilizante nitrogenado, com maior acúmulo na camada de 0-10 cm. Não foi observado potencial de lixiviação de N-NO3-. As doses de lodo aumentaram os teores de N e de P nas folhas do eucalipto, assim como o adubo nitrogenado e fosfatado, respectivamente, mantendo teores adequados nas folhas recém-maduras do eucalipto. Os teores de Cu, Mn, Fe e Zn nas folhas de eucalipto foram aumentadas com as doses de lodo e se correlacionam com teores desses metais extraídos do solo com DTPA. O estudo de superfície de resposta, permitiu constatar que a aplicação de lodo, com base na dose recomendada pelo critério do N, pode propiciar a redução de 33% no uso do adubo fosfatado e 100% do adubo nitrogenado, sem prejuízos ao crescimento e à nutrição do eucalipto, com aumento da produtividade de madeira / This study aimed to evaluate the effect of sewage sludge, with or without mineral nitrogen and phosphate fertilizer on the soil chemical properties, nutrition and growth of Eucalyptus plants up to 46 months after sewage sludge application. Therefore, in December 2004 was established a field experiment with four doses of sewage sludge (0, 7.7, 15.1 and 23.1 t ha-1, dry base), N (0, 46.9; 95.1 and 142 kg ha 1) and phosphorus (0, 27.7, 53.6 and 84 kg ha-1 P2O5), in a randomized block design in factorial design 4x4x4 with two repetitions. Due to low content of potassium (K) in the sewage sludge was applied 188 kg ha-1 K2O in all plots. Samples of soil were collected at 4, 14, 21 and 34 months after sludge application, from the 0-0.10, 0.10-0.20 and 0.20-0.40 m layers, except at 4 months which was made up to 0.90 m depth. Samples collected at 4 and 34 months were analyzed for pH in CaCl2 0.01 mol L-1, total N, available P (resin), Ca, Mg and K contents, total acidity and organic matter. At 14, 21 and 34 months were determined ammonia-N and nitrate-N by the Kjeldahl method. Extractable Cu, Fe, Mn and Zn were obtained using the DTPA solution, and semi-total levels dissolution by acid (HNO3 + HCl), in a microwave oven, and analyzed by ICP-MS (inductively coupled plasma mass spectrometer. Analysis of leaf samples were made at 4 and 43 months, samples of leaf litter, quarterly and litter at 46 months after sludge application, to determine macro and micronutrients. The decomposition of leaf litter (method of decomposition bags) was evaluated at 45, 90, 160, 230 and 300 days. The height and diameter at breast height (DBH) of trees were measured at 6, 9, 12, 18, 24, 33 and 44 months after planting, and then determined the volume of wood. The results were evaluated by surface models of responses, depending on the sludge doses, nitrogen and phosphorus. The growth of the plants was adjusted by growth curves. The sludge application promoted improvements in the attributes of soil fertility. The content of organic C and P, K, Ca and Mg increased in the 0 to 10 cm depth. The contents of Cu, Fe, Mn and Zn, extractable and semitotals increased in layers up to 40 cm depth. The levels of organic C to 34 months were higher than levels found at 4 months, while the pH decreased. The levels of total N and ammonia increased with doses of sludge and fertilizer, with higher accumulation at 0-10 cm. There was no potential leaching of N-NO3-. Both the sludge as fertilizer applied increases the levels of N and P of eucalyptus leaves, maintaining appropriate levels in recently matured leaves. The Cu, Mn, Fe and Zn in eucalyptus leaves were increased with sludge doses and are correlated with concentrations of DTPA metals extracted from soil. The response surfaces study, allowed to prove that the application of sludge, based on the recommended dose by the N criterion, can provide a 33% reduction in the phosphate fertilizer and 100% of nitrogen fertilizer, without damage to the eucalyptus nutrition and growth, with increase wood productivity.

As Políticas Públicas são as diretrizes de ação do poder público, que estabelecem as regras de como se dará a mediação entre os atores da sociedade e do Estado. Elas respondem a demandas da sociedade, que chegam até o governo através de seus vários grupos, e criam programas de ação que em sua execução destinam-se a atingir seus objetivos. Em seu processo de elaboração, as políticas públicas refletem as formas de exercício do poder político. Nesta relação de poder estão envolvidos diversos atores com interesses diferenciados, inclusive contraditórios. É neste contexto de conflitos de interesses que se inserem as legislações e ações públicas sobre resíduos no Brasil. Atualmente, a gestão de resíduos é um dos principais desafios ambientais da humanidade. A produção limpa é cada vez mais procurada pelas entidades privadas. No entanto, no setor público do Brasil, a disposição final do lixo em aterros controlados ou lixões continua a ser uma realidade. Esta pesquisa analisou a gestão de resíduos sólidos urbanos do Município de Piracicaba-SP, com enfoque especial nos resíduos sólidos domiciliares e de serviços de saúde, sob o ponto de vista da formulação de políticas e ações municipais, identificando a dinâmica deste sistema e os fatores e forças sociais preponderantes para a tomada de decisão. Entender o que direciona o desenvolvimento da gestão de resíduos é importante para compreender os fatores e mecanismos que levaram a esta forma de gestão, bem como oferecer subsídios para o avanço desta de maneira sustentável. O gerenciamento de resíduos sólidos urbanos em Piracicaba passa por uma reestruturação com a constituição de um Plano e a tentativa de construção de um novo aterro para a cidade, estas mudanças buscam criar um sistema integrado de gestão de resíduos sólidos. Para isto, foi realizada uma pesquisa documental de leis, editais, notícias e documentos oficiais e também entrevistas semi-estruturadas com os principais atores envolvidos nesta gestão municipal. Foram identificados seis grupos e fatores de influência: a saúde pública, a gestão da Prefeitura, a legislação e a fiscalização, empresas e sociedade organizada, o enfoque na disposição final e os fatores econômicos. Juntas estas influências atuam na gestão conformando o sistema de limpeza urbana. / Public policies are the guidelines for action from public authorities, which set rules on how to give the mediation between social actors and the state. They respond to society\'s demands, which reach the government through its various groups, and create programs that will run in its aim to achieve their goals. In their development process, public policies reflect the ways of exercising political power. In this relationship of power many actors are involved with different interests, even contradictory. It is in this context of conflict of interests where they fall laws and public actions on waste in Brazil. Currently, waste management is a major environmental challenge of humanity. The search for clean production by private entities is increasingly. However, the public sector in Brazil, trash disposal in controlled landfill or uncontrolled dump remains a reality. This research examined the management of solid waste in the city of Piracicaba-SP, with particular focus on solid waste and health services from the point of view of policy and municipal actions, identifying the dynamics of this system and the factors and prevailing social forces for decision making. Understanding what drives the development of waste management is important to understand the factors and mechanisms that led to this form of management as well as provide support for the development of a sustainable way. The management of municipal solid waste in Piracicaba goes through a restructuring with the establishment of a plan and attempt to build a new landfill for the city, these changes seek to create an integrated solid waste management. For this, we conducted a documentary research of laws, proclamations, news and official documents as well as semi-structured interviews with key actors involved in municipal management. Six groups and factors were of influence: public health, management of Municipality, legislation and enforcement, business and organized society, with focus on the final disposal and economic factors. Together these influences work in shaping the management system of urban sanitation.

Após vinte e um anos de tramitação em processo legislativo, no Brasil, a Lei da Política Nacional de Resíduos Sólidos (PNRS) foi aprovada em 2 de agosto de 2010. Apesar do arcabouço regulatório da importância deste marco legal, ainda há muito a evoluir com relação ao tratamento e destinação dos resíduos sólidos no país. Em 2016, foram gerados aproximadamente 71,3 milhões de toneladas de resíduos sólidos urbanos em todo o território nacional, dos quais 41% foram dispostos em locais inadequados como lixões, terrenos baldios ou aterros controlados. Por volta de 50% deste resíduo gerado é constituído por resíduo orgânico (restos de alimento, cascas de frutas e hortaliças), material reconhecido como reciclável, pela Política Nacional de Resíduos Sólidos. No entanto, menos de 1% do resíduo orgânico é transformado em composto orgânico, isso significa que ao invés de os seus nutrientes retornarem à cadeia produtiva e à terra, geram impacto ambiental e problemas sanitários. Este cenário se repete no município de São Paulo e em todas as grandes cidades brasileiras. A presente dissertação, neste contexto, tem por objetivo avaliar diferentes inóculos que aceleram o processo de degradação dos resíduos orgânicos, bem como os parâmetros do processo de compostagem para o desenvolvimento de um equipamento de compostagem automatizado, compacto, eficiente e de simples operação, para uso em centros urbanos. O percurso metodológico de investigação considerou: levantamento dos principais inóculos para compostagem do mercado e desenvolvidos de forma artesanal; produção dos inóculos para teste; construção de protótipos de equipamentos de compostagem com diversas características para se avaliar os principais parâmetros físicos que interferem no processo de compostagem; realização de análises laboratoriais de composição microbiana, pH, umidade, Carbono/Nitrogênio e respiração microbiana; pesquisa de patentes nacionais e internacionais de equipamentos de compostagem automatizados; realização de testes de bancada com os inóculos e equipamentos desenvolvidos; visitas a diversos centros de compostagem; e construção de protótipo final, conforme parâmetros levantados na pesquisa. Como resultados pôde-se identificar os inóculos EM (microrganismos eficientes) e serapilheira como os mais adequados ao sistema de compostagem proposto, com a melhor composição de fungos e bactérias, bem como o desenvolvimento de protótipos com as características e controles necessários para a produção de um composto de qualidade, dentro dos padrões exigidos por lei e nas condições de tempo e área demandadas pelo mercado nacional. / After twenty-one years in the legislative process in Brazil, the National Policy on Solid Waste was approved on August 2nd, 2010. Despite the importance of this legal framework, there is still much to be done in relation to treatment and disposal of solid waste in the country. In 2016, approximately 71.3 million tons of municipal solid waste were generated throughout the country, of which 41% were disposed of in unsuitable places such as dumps, \"wastelands\" or controlled landfills. About 50% of this waste is composed of organic waste (leftovers, fruit peels and vegetables), a material recognized as recyclable by the National Solid Waste Policy. However, less than 1% of the organic waste is transformed into organic compost, which means that instead of its nutrients returning to the production chain and to the land, they generate environmental impact and sanitary problems. This scenario is repeated in the City of São Paulo and in all the major Brazilian cities. The aim of this dissertation is to evaluate different inoculums that accelerate the degradation process of organic residues, as well as the parameters of the composting process for the development of an automated, compact, efficient and simple operation of composting equipment, used in urban centers. The methodological course of investigation considered: survey of the main market inoculants for composting and produce and test our own inoculants; production of inocula for testing; construct a composting equipment with several characteristics to evaluate the main physical parameters that interfere in the composting process; laboratory analysis of microbial composition, pH, humidity, Carbon / Nitrogen and microbial respiration; research of national and international patents of automated composting equipment; performing bench tests with inocula and equipment developed; visits to various composting centers; and final prototype construction, according to the parameters raised in the research. As a result of it was possible to identify that the inoculum EM (efficient microorganisms) and litter (\"Serapilheira\") as the most suitable to the proposed composting system, with the best composition of fungi and bacteria, as well as the development of prototypes with the necessary characteristics and controls for the production of a quality fertilizer, within the standards required by law and in the time and area conditions demanded by the national market.

A forma de tratamento e destinação final ainda mundialmente preponderante para os resíduos sólidos urbanos é o aterro sanitário, método que gera, além de uma massa sólida residual, parcialmente estabilizada, subprodutos finais líquidos e gasosos. O efluente líquido, conhecido como lixiviado, necessita tratamento específico, devido a sua elevada nocividade ao meio ambiente, em função, principalmente, de suas elevadas concentrações de nitrogênio amoniacal e de matéria orgânica, em elevado percentual, recalcitrante. O presente trabalho avaliou em escala de bancada o tratamento, via processo físico-químico, através de coagulação-floculação, de lixiviado bruto proveniente de aterro sanitário Central de Resíduos do Recreio (operado pela Companhia Riograndense de Valorização de Resíduos), desprovido de qualquer tratamento prévio, e de lixiviado pré-tratado biologicamente em reatores sequenciais em batelada (RSB). Para o processo de coagulação-floculação foram testados os coagulantes policloreto de alumínio (PAC), cloreto férrico, sulfato férrico e tanino. Sucessivas etapas foram planejadas para a determinação de dosagem e ajuste de pH ótimos, para cada coagulante empregado, e para a verificação da influência de tempos e gradientes de misturas, bem como foi testada a aplicação de polímeros auxiliares de floculação. As variáveis resposta utilizadas para o monitoramento e a avaliação de eficiências foram a cor verdadeira, turbidez (com e sem prévia filtração), DQO, volume de lodo gerado e pH. O uso de reator sequencial em batelada objetivou nitrificação/desnitrificação convencional das elevadas concentrações de nitrogênio amoniacal e eventual oxidação de matéria carbonácea. Verificou-se que os diferentes tempos e gradientes de mistura testados, assim como a utilização de polímeros auxiliares, não produziram impactos nos resultados. Os coagulantes inorgânicos apresentaram elevadas eficiências de remoção, com destaque para o cloreto férrico, o qual na dosagem de 1102 mgFe+3/L e ajuste inicial de pH em 6,2 removeu 98% da cor verdadeira e da turbidez filtrada, 63% da DQO, 40% da DBO5, e 88% de turbidez não filtrada do lixiviado bruto. Apesar da recalcitrância de considerável fração da matéria orgânica do lixiviado, o RSB2 removeu 40% da DQO e 60% da DBO5 originais. A coagulação-floculação do efluente do RSB2 necessitou inferiores dosagens dos coagulantes em relação ao processo com lixiviado bruto. O cloreto férrico, em dosagem ótima de 826 mgFe+3/L e ajuste de pH em 6,3, removeu 95% da cor, 77% da DQO, 82% da DBO5, 94% da turbidez filtrada e 92% da turbidez não filtrada. Concluiu-se por elevada viabilidade técnica do processo de coagulação-floculação para o lixiviado com e sem pré-tratamento, a partir da otimização das condições de contorno do processo. O pré-tratamento em RSB, quando utilizado controle de pH, demonstrou grande potencial para nitrificação/desnitrificação e oxidação de significante parcela da matéria carbonácea do lixiviado bruto. / The form of treatment and disposal still prevalent worldwide for solid waste is the landfill, a method that generates, in addition to a solid mass residual partially stabilized, liquid and gas end products. The effluent liquid, known as leachate, requires specific treatment, due to its high harmfulness to the environment, due mainly to its high concentrations of ammonia nitrogen and organic matter in high percentage, recalcitrant. This study evaluated the treatment on bench scale, via physico-chemical process, by coagulation-flocculation, of raw leachate from Central de Resíduos do Recreio landfill (operated by Companhia Riograndense de Valorização de Resíduos), devoid of any previous treatment, and biologically pretreated leachate reactors in sequential batch reactors (SBR). For the process of flocculation-coagulation were tested polyaluminum chloride (PAC), ferric chloride, ferric sulfate and tannin. Successive stages were designed for determining dosage and optimum pH adjustment for each coagulant employed and for verifying the influence of times and gradients mixtures, as well as tested in the application of polymers flocculation auxiliaries. The answers used for parametric monitoring and evaluation of efficiencies were the true color, turbidity (with and without prior filtration), COD, sludge volume and pH. The use of sequential batch reactor aimed conventional nitrification/denitrification of the high concentrations of ammonia nitrogen and eventual oxidation of carbonaceous matter. It was found that the different gradients and mixing times tested, as well as the use of auxiliary polymers, did not produce impact on the results. The inorganic coagulants showed high removal efficiencies, especially ferric chloride, which at a dose of 1102 mgFe+3/L and initial pH adjusted to 6.2, removed 98% of the true color and filtered turbidity, 63% of COD, 40% of BOD5 and 88% of unfiltered turbidity. Despite the considerable fraction of the recalcitrance of organic matter in the leachate, the SBR2 removed 40% of COD and 60% of BOD5 of the original. The coagulation-flocculation of the effluent from SBR2 required lower dosages of coagulants in relation to the similar process with raw leachate. Ferric chloride in optimum dosage of 826 mgFe+3/L and adjusting pH to 6.3, removed 95% of color, 77% of COD, 82% of BOD5, 94% of the filtered turbidity and 92% of unfiltered turbidity. It was concluded by high technical feasibility of the process of flocculation-coagulation for the leachate with and without pre-treatment, based on the optimization of the boundary conditions of the process. The pre-treatment with SBR, when pH control, demonstrated high potential for nitrification/denitrification and oxidation of a significant portion of the carbonaceous of the raw leachate.

Os objetivos desta pesquisa incluem: (i) estudar as características de compactação dos resíduos sólidos urbanos (RSU); (ii) avaliar os mecanismos de compressão dos RSU e o efeito de sobrecarga (aterro experimental) em maciço sanitário existente; (iii) desenvolver programa computacional para previsão de recalques em aterros sanitários. Um aterro experimental com cerca de 24.400 \'M POT.3\' de RSU e altura de até 4 m, distribuído em área aproximada de 8.400 \'M POT.2\', foi construído em São Paulo para estudar os procedimentos de compactação de aterros sanitários. Ensaios in situ de grande dimensão foram executados para avaliar o peso específico do resíduo, após a compactação, em diferentes posições e camadas do experimento. Ensaios de umidade e composição dos resíduos foram realizados, assim como o levantamento das espessuras das camadas para cada etapa construtiva. O aterro experimental foi construído sobre aterro existente, criando a oportunidade para estudar a compressão do resíduo novo e antigo. Rigoroso programa de monitoração de recalques foi implantado, de forma que as deformações do aterro experimental pudessem ser isoladas das do aterro existente. Marcos superficiais foram posicionados interna e externamente à área do experimento, e placas de recalque instaladas na base do aterro experimental. O período de monitoramento envolveu cerca de 3 anos de medidas. A pesquisa resultou em: (i) novos subsídios e relações para a compactação dos RSU, incluindo as influências do equipamento de compactação, número de passadas, espessura das camadas, plano de compactação e teor de umidade, mostrando ser este último o parâmetro de maior impacto no processo de compactação; (ii) dados de peso específico e de sua relação com a profundidade, assim como do efeito da compactação na compressibilidade dos RSU e na geração de líquidos percolados em aterros sanitários; (iii) avaliação do desempenho de modelos de compressibilidade existentes na literatura; (iv) desenvolvimento de modelo compósito para compressibilidade dos RSU, considerando a compressão mecânica primária e secundária e a parcela devido a biodegradação dos resíduos; (v) desenvolvimento do programa MSWSET usando o modelo compósito para cálculo dos recalques de aterros como função do tempo. O modelo e programa desenvolvidos apresentaram elevado desempenho, constituindo importante ferramenta para previsão de recalques de aterros sanitários. / The objectives of this research were to: (i) study the compaction characteristics of municipal solid waste (MSW); (ii) evaluate the compression mechanisms of MSW and its response to a surcharge (waste test fill) over an existing landfill; (iii) develop a computer program for landfill settlement predictions. A waste test fill with a volume of about 24,400 \'M POT.3\' and a height up to 4 m, distributed over an area of approximately 8,400 \'M POT.2\', was constructed in Sao Paulo, to study compaction procedures for sanitary landfills. Large in situ tests were performed to evaluate the unit weight of waste immediately after compaction at several locations for each lift. Water content measurements and composition determinations were carried out, as well as thickness measurements of the waste layers after each construction (compaction) phase. The test fill was constructed over an existing landfill. Thus, the test fill provided opportunities to study the compression of the new and the old waste. A rigorous program of deformation monitoring was implemented in order to separate compression of the test fill from settlement of the underlying landfill. Benchmarks were located inside and outside of the experimental area, and settlement plates were installed at the bottom of the test fill. The monitoring period encompasses around 3 years of measurements. The research provided: (i) new guidelines and relationships for compaction of municipal solid waste, including the influences of compaction equipment, number of passes, lift thickness, water content, and compaction plane. The water content has presented larger response on the compaction process than the other variables; (ii) quantitative data regarding unit weight, the influence of depth on unit weight, water content, compressibility of MSW, and leachate generation; (iii) assessment of the performance of existing MSW compressibility models described in the literature; (iv) development of a composite model of MSW compressibility that considers primary compression, secondary mechanical compression, and compression from biodegradation; (v) development of the computer program MSWSET using the composite model of MSW compressibility to calculate landfill settlement as a function of time. The developed model and program has presented a high performance, being a powerful tool for landfill settlement prediction.

Nos últimos anos, a preocupação com a poluição e a contaminação do subsolo provocadas pela disposição de resíduos sólidos urbanos ou industriais tem crescido no Brasil, principalmente no que diz respeito aos lixões e aterros controlados em operação ou desativados na maioria das cidades brasileiras de pequeno e médio porte. A tese apresenta os resultados de diversas campanhas de investigação realizadas no aterro de resíduos sólidos urbanos de Bauru, situado no centro do Estado de São Paulo e sobre o aqüífero Bauru, que aflora em cerca da metade de todo o território paulista. O objetivo foi avaliar a poluição e a contaminação do entorno e do subsolo do aterro, através da utilização de diferentes técnicas de investigação. Entre as técnicas utilizadas, incluem-se: geofísica de superfície, poços de monitoramento, piezocone (CPTU), piezocone de resistividade (RCPTU) e amostragem de solo e água. Ensaios de laboratório de caracterização, resistividade elétrica e com percolação de chorume em amostras indeformadas de solo foram realizados para confirmar e entender melhor o caminhamento e a interação das plumas de contaminação com o meio. Uma revisão de todas as informações prévias sobre as características físicas, hidrogeológicas e de operação do aterro, desde sua implantação, em 1992, foi fundamental para a escolha dos locais para realização dos novos ensaios de campo e re-interpretação dos mesmos. As principais contribuições são: a) Aplicação de novas técnicas de investigação em solos tropicais contaminados; b) Desenvolvimento de um sistema em laboratório para estimativa de parâmetros de transporte de poluentes e para medida de resistividade elétrica em solos tropicais; c) Avaliação da resistividade elétrica como uma ferramenta promissora para investigação geoambiental; d) Avaliação da contaminação e da poluição no aterro a partir de diferentes técnicas de investigação; e) Orientação e sugestões para realização de futuras investigações, sejam na área de estudo ou em outros solos tropicais. Os ensaios geofísicos facilitaram a visualização da dimensão espacial e a detecção dos sentidos das plumas de contaminação existentes na área. Os ensaios de piezocone confirmaram essa contaminação em alguns pontos, utilizando-se amostradores especiais de solo e água. As campanhas de coleta de água dos poços de monitoramento permitiram avaliar a evolução da pluma de contaminação com o tempo. As medidas de resistividade em laboratório possibilitaram definir valores de referência para os solos do aterro, confirmando a grande influência exercida pela mineralogia, intemperismo e grau de evolução dos solos tropicais nos valores de resistividade. Os elevados valores de permeabilidade e dispersividade explicam o aparecimento de mais de uma pluma de contaminação na área: uma principal e permanente a oeste; uma ao sul do aterro, na região de disposição dos resíduos hospitalares; uma a leste do sentido do fluxo subterrâneo, que sofria influencia dos elevados níveis piezométricos de chorume dentro da massa de lixo; e pontos de contaminação centrais, que ocorrem abaixo e a grandes profundidades da base do aterro. Os resultados confirmaram a importância de se integrar diferentes técnicas de investigação geoambiental, diretas e indiretas, para melhor avaliar casos de contaminação e poluição em solos tropicais, de gênese e comportamento complexos, e presentes em grande parte do território brasileiro. Propostas para melhoramento e realização de futuros ensaios na área, assim como de ordem prática para recuperação, monitoramento e operação do aterro são apresentadas, a fim de melhorar a qualidade das condições in situ locais. / For the last years, the concern about pollution and contamination of the soil and groundwater caused by the industrial and municipal solid waste disposal sites has increased in Brazil. Due to the non-application of the environmental guidelines for landfill construction and operation, dumps and controlled dumps in operation or deactivated, located in small and medium-size brazilian cities, have called the attention about this problem. This Thesis presents the results of several tests carried out at the Bauru\'s municipal solid waste disposal site, located in the center of São Paulo State and above the Bauru\'s aquifer, which appears at approximately half São Paulo State superficial area. The main objective was to assess the pollution and contamination caused by this landfill, using different techniques for geoenvironmental site investigation. These techniques included: superficial geophysics, monitoring wells, piezocone (CPTU), resistivity piezocone (RCPTU) and soil and water sampling. Laboratory tests including characterization, electrical resistivity measurements and pollutant transport in undisturbed soil samples were conducted to verify and to better understand the contamination plumes pathways and their interaction with the environmental site. A review of all existing data about the site, hydrogeological characteristics and operation of the landfill, since it was idealized in 1992, were also important for a better selection of new in situ tests and (re) interpretation of them. The main contributions are: a) Application of new site investigation techniques in contaminated tropical soils; b) Development of a system in laboratory for pollutants transport parameters estimation and electrical resistivity measurements in tropical soils; c) Evaluation of the electrical resistivity measures as a promising tool for geoenvironmental researches; d) Pollution and contamination assessment of the site based on the different techniques; e) Directions and suggestions for future site investigations at the study site or in other tropical areas. The geophysical tests facilitated the visualization of the spatial distribution and directions of the local contamination plumes. The piezocone tests confirmed this contamination in some local spots, supported by special soil and water samplers. Numerous groundwater samples collected from the permanent monitoring wells allowed the assessment of the contamination plumes evolution as time passed by. The resistivity measurements in laboratory detected background resistivity values for the local soils, confirming the great influence of the mineralogy, weathering and degree of evolution of the tropical soils. The high permeability and dispersivity values explain the occurrence of more than one contamination plume at the site: a principal and permanent plume located to the west side; on the south of the landfill, where medical wastes were disposed; to the east side of the groundwater flow, caused by the high piezometric leachate levels inside the landfill; and some central spots of contamination occurring below and deep inside the landfill. The results confirmed the importance of the integration of different techniques for geoenvironmental site investigation, using direct and indirect methods to better understand the contamination and pollution in tropical soils, which have complex genesis and behavior, and take place in a great part of the brazilian territory. Practical proposals to improve and carry out new tests at the site, as well as for recovering plans, monitoring and operation of the landfill are presented in order to improve the local in situ conditions.

Orientadora: Profª. Drª. Ana Maria Pereira Neto / Coorientadora: Profª. Drª. Juliana Tófano de Campos Leite Toneli / Coorientador: Prof. Dr. Fábio Minoru Yamaji / Tese (doutorado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Energia, Santo André, 2018. / O reuso e a reciclagem de produtos encontrados em resíduos sólidos urbanos (RSU) são preferíveis à recuperação energética, no entanto, não é possível reciclar e reutilizar 100% dos produtos. Quando a reciclagem e o reuso são inviáveis, dependendo das propriedades combustíveis dos produtos rejeitados, estes podem ser processados e empregados como combustível derivado de resíduo (CDR). Diante do exposto, este trabalho avaliou o potencial de recuperação energética de RSU oriundos do processo de triagem manual de produtos recicláveis (resíduos sólidos recicláveis descartados) da cidade de Santo André ¿ SP, visando o aproveitamento através do seu uso como CDR. As metodologias deste trabalho contemplaram a caracterização de resíduos descartados e incluíram visitas técnicas ao aterro sanitário do município para adequação da infraestrutura de coleta e processamento dos resíduos, e também o desenvolvimento de metodologia de preparo de amostras para análise elementar de cinzas em microscopia eletrônica de varredura com espectroscopia de energia dispersiva de raios-X. Ressalta-se que a caracterização de resíduos sólidos recicláveis descartados de Santo André nunca fora realizada, o que confere importância das metodologias estabelecidas neste trabalho. Os resultados denotaram que os resíduos avaliados apresentam um excelente potencial de recuperação de energia (PCIbu de 19,86 MJ/kg, 79,70% de materiais voláteis e 8,87% de carbono fixo), com baixo teor de cloro nas cinzas de fundo (11,43%). Além disso, ao avaliar diferentes condições térmicas, observou-se que menores taxas de aquecimento e temperaturas máximas implicaram um maior teor de carvão para duas das condições avaliadas: 5 ºC/min; 400 ºC e 40 ºC/min; 400 ºC. Para as demais condições estudadas de maiores temperaturas máximas de reação (600 ºC), houve uma maior formação de gases e líquidos (óleos) como produtos da pirólise. Com relação à densificação, embora as amostras submetidas à briquetagem não tenham sofrido conformação, o emprego de resíduos sólidos recicláveis descartados como CDR é uma alternativa à destinação de RSU, promovendo recuperação de energia, proporcionando a redução dos passivos socioambientais acarretados pelo acúmulo de resíduos em aterros sanitários. / The reuse and recycling of products found in municipal solid waste (MSW) are preferable than energy recovery, however, it is not possible to recycle and reuse 100% of the products. When recycling and reuse are not feasible, depending on the fuel properties of these rejected products, they can be processed and used as refuse-derived fuel (RDF). Thus, this work evaluated the energy recovery potential of MSW obtained through manual sorting of recyclable products (discarded recyclable solid waste) of Santo André, SP, Brazil, aiming its use as RDF. The methodologies of this work contemplated the characterization of discarded wastes and included technical visits to the municipality landfill, for adjustment of waste collection and processing infrastructure. Also, it was developed a methodology for sample preparation aiming elemental analysis of ash using scanning electron microscopy with energy dispersive X-ray spectroscopy. It is worth mentioning that the characterization of discarded recyclable solid waste of Santo André has never been performed, which gives importance of the methodologies established in this study. Results showed that the evaluated residues presented an excellent potential for energy recovery (LHVwb of 19.86 MJ/kg, 79.70% of volatile matter and 8.87% of fixed carbon), with low chlorine content in the bottom ash (11.43%). In addition, when evaluating different thermal conditions, it was observed that lower heating rates and maximum temperatures imply a higher carbon content for two conditions: 5 ºC/min; 400 ºC and 40 ºC/min; 400 ºC. For the other studied conditions of higher maximum reaction temperatures (600 ºC), there was a higher formation of gases and liquids (oils) as pyrolysis products. Regarding densification, although the samples submitted to briquetting have not undergone conformation, the use of discarded recyclable solid waste as RDF is an alternative to the destination of MSW, promoting energy recovery, and providing a reduction of socioenvironmental liabilities caused by accumulation of wastes in landfills.