In conjunction with Atlantic Pacific Engineering and the Henry County Public Service Authority, Virginia Tech’s Environmental Engineering program measured the emissions from an experimental scrap tire incinerator/wastewater treatment plant sludge dryer. This report recounts the techniques used and the results obtained during this testing. The Virginia Department of Environmental Quality supplied a list of pollutants of permitting interest which included a variety of criteria pollutants, toxics, and metals. Sampling for all the listed compounds required adherence to EPA Methods 5, 201A, 29, 0010, 0011, 0030, 6, 7D, 26A, and 18. Emissions testing transpired during the incinerator’s 72-hour test burn: 0800 October 30th to 0800 November 2nd, 1995. Due to time constraints, only part of one nonpotable water sampling series was completed rather than the proposed duplicate testing using both drying agents: nonpotable water and sludge. High particulate (57 lb/hr) and metal (21.4 lb/hr total) emissions indicate a fairly significant amount of air pollution control equipment will be necessary for a commercial plant. Both nitrogen oxides and sulfur dioxide had low emission rates: 1.73 lb/hr and 0.64 lb/hr, respectively, due to the nonpotable water spray acting as a fairly efficient scrubber removing a great deal of nitrogen oxides, sulfur dioxide, and some metals. Because of sample analysis preparation problems, no organics results were obtained. Commercial development of this incinerator will have to include a sizable quantity of air pollution control equipment: a $5 million plant will need approximately $1 million worth of control equipment. / Master of Science

Este trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de uma tecnologia para a atenuação do impacto provocado pelo passivo ambiental gerado por pneus inservíveis, conjuntamente ao desenvolvimento de novos materiais compostos para uso na construção.Os pneus têm uma estrutura física especial, com grande resistência e durabilidade, mesmo ao término de sua vida útil e, por isso, sua deposição em aterros sanitários é inadequada, já que eles não permitem compactação, tornando-se favoráveis para a criação de agentes causadores de enfermidades e oferecem grandes riscos de incêndios, o que acarreta sérios danos ao meio ambiente. A tecnologia desenvolvida utilizou a borracha de pneus inservíveis, após serem picados por processo mecânico, segundo diferentes tamanhos, para a composição de produtos de baixo custo e utilizáveis na construção civil em elementos construtivos, placas de amortecimento sonoro e de revestimento de pisos para edificações, sinalização horizontal em vias públicas, absorvedores de impacto em estradas,etc. O agente de aglomeração utilizado foi a resina poliuretânica derivada do óleo de mamona (Ricinus communis), uma fonte renovável, que também apresenta estabilidade física e química, e um excelente desempenho como aglomerante. O composto obtido foi testado com relação à durabilidade, às propriedades mecânicas como resistência à compressão e tração, módulo de elasticidade e fluência por meio da termo análise, demonstrando resultados satisfatórios e confirmada sua aplicação em vários campos da construção civil. / The objective of this work is to develop a technology for the impact attenuation caused by the passive environmental generated by scrap tires, jointly to the development of new composites for being used in construction. The tires have a special physical structure, with great resistance and durability, also in the term of their useful life, therefore, their deposit in landing fields are inadequate, once they do not allow compacting, becoming favorable for the creation of causes of diseases and they offer great fires risks, what causes serious damages to the environment. The developed technology used the rubber of useless tires, after being fragmented by mechanic process, according to different sizes, for the composition of products of low cost to be used in the civil construction in constructive elements, noise reduction plates and lining of floors for constructions, horizontal signaling in public ways, impact insulating in highways, and so on. The agent of mass used was the polyurethane resin, derived of the castor oil (Ricinus communis), a renewable source that also presents physical and chemical stability, and a good bonding behavior. The obtained composite was tested in relation to durability behavior, mechanical properties which the compression forces and tension, and also its modulus of elasticity and creep by use of thermo analisys, demonstrated satisfactory results and confirmed its application in a many fields of the civil construction.

A presente pesquisa teve como objetivo a avaliação do uso da banda de rodagem de pneus inservíveis triturada (BPIT) como suporte ao desenvolvimento de biofilmes em um reator anaeróbio de leito expansível (RALEx), em escala plena, com volume de 32m3, empregado no tratamento de esgoto sanitário. A utilização desse material como suporte apresentou-se como proposta inovadora, com grande potencial de aplicação. Para partida do sistema foram utilizados 6,0m3 de lodo proveniente do reator UASB da Estação de Tratamento de Esgoto Jardim das Flores de Rio Claro – SP, tendo sido alcançado o equilíbrio dinâmico aparente após 80 dias de operação. A BPIT mostrou-se eficiente como recheio do RALEx, tendo em vista que promoveu remoção média de 70% de matéria orgânica, em termos de DBO (amostras não filtradas), quando operado com tempo de detenção hidráulico médio de 3,2h, velocidade ascensional média de 5,7m/h (sem recirculação do efluente), e carga orgânica volumétrica média de 5,4kgDQO/m3.dia. A remoção média de sólidos em suspensão no sistema foi de 65% (com teor residual no efluente de 95mg/L) e a porcentagem de metano no biogás manteve-se próxima a 65%. Assim como os demais reatores anaeróbios, verificou-se que a remoção de nitrogênio e fósforo no RALEx foi relativamente baixa, com valores inferiores a 10%. Avaliou-se também a perda de carga no leito de BPIT, obtendo-se valores extremamente baixos para todas as granulometrias testadas, em torno de 4cm/m de leito, e determinou-se a velocidade mínima de fluidificação em 39m/h. Nos ensaios preliminares, verificou-se que o diâmetro equivalente das partículas de BPIT foi de 4,3mm, com coeficiente de desuniformidade de 1,61 e massa específica de 1,14g/cm3. A BPIT mostrou-se competitiva também no aspecto econômico, tendo em vista que o custo de aquisição foi 12,8 vezes inferior ao do carvão ativado granular e 1,6 vezes superior ao da areia (materiais comumente utilizados como recheio de RALEx). / The present research had as objective the assessment of granulated tread of scrap tires (GTST) as support for the development of biofilms in an expanded bed anaerobic reactor (EBAR), in full scale, with a total volume of 32m3, employed for wastewater treatment. The use of this material as support was presented as an innovating proposal, with a high application potential. To start up the system 6.0m3 of sludge coming from the UASB reactor from Jardim das Flores Wastewater Treatment Plant, Rio Claro – SP, were used. The apparent dynamic equilibrium was reached 80 days after operating start up. GTST showed itself as efficient in the packing of the EBAR, where it removed an average of 70% of organic matter, in terms of BOD (non-filtered samples), when operated with hydraulic detention time of 3.2h, mean ascension velocity of 5.7m/h (without effluent re-circulation), and mean volumetric organic load of 5.4kgCOD/m3.day. The mean suspended solids removal in the system was of 65% (with 95mg/L of residual content in the effluent) and the percent of methane in biogas was close to 65%. Likewise in other anaerobic reactors, it was seen that nitrogen and phosphorous removal in the EBAR was relatively low, with values below 10%. Headloss was also assessed in the bed of the GTST, where extremely low values were obtained for all tested granulometry, around 4cm/m in the bed. In the preliminary essays, it was verified that the equivalent diameter of GTST particles was of 4.3mm, with disuniformity coefficient of 1.61 and specific mass of 1.14g/cm3. GTST was also competitive in the economical aspect, where the acquisition cost was 12.8 times lower than granular activated carbon and 1.6 times higher than sand (materials commonly used as EBAR packing material).

Este trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de uma tecnologia para a atenuação do impacto provocado pelo passivo ambiental gerado por pneus inservíveis, conjuntamente ao desenvolvimento de novos materiais compostos para uso na construção.Os pneus têm uma estrutura física especial, com grande resistência e durabilidade, mesmo ao término de sua vida útil e, por isso, sua deposição em aterros sanitários é inadequada, já que eles não permitem compactação, tornando-se favoráveis para a criação de agentes causadores de enfermidades e oferecem grandes riscos de incêndios, o que acarreta sérios danos ao meio ambiente. A tecnologia desenvolvida utilizou a borracha de pneus inservíveis, após serem picados por processo mecânico, segundo diferentes tamanhos, para a composição de produtos de baixo custo e utilizáveis na construção civil em elementos construtivos, placas de amortecimento sonoro e de revestimento de pisos para edificações, sinalização horizontal em vias públicas, absorvedores de impacto em estradas,etc. O agente de aglomeração utilizado foi a resina poliuretânica derivada do óleo de mamona (Ricinus communis), uma fonte renovável, que também apresenta estabilidade física e química, e um excelente desempenho como aglomerante. O composto obtido foi testado com relação à durabilidade, às propriedades mecânicas como resistência à compressão e tração, módulo de elasticidade e fluência por meio da termo análise, demonstrando resultados satisfatórios e confirmada sua aplicação em vários campos da construção civil. / The objective of this work is to develop a technology for the impact attenuation caused by the passive environmental generated by scrap tires, jointly to the development of new composites for being used in construction. The tires have a special physical structure, with great resistance and durability, also in the term of their useful life, therefore, their deposit in landing fields are inadequate, once they do not allow compacting, becoming favorable for the creation of causes of diseases and they offer great fires risks, what causes serious damages to the environment. The developed technology used the rubber of useless tires, after being fragmented by mechanic process, according to different sizes, for the composition of products of low cost to be used in the civil construction in constructive elements, noise reduction plates and lining of floors for constructions, horizontal signaling in public ways, impact insulating in highways, and so on. The agent of mass used was the polyurethane resin, derived of the castor oil (Ricinus communis), a renewable source that also presents physical and chemical stability, and a good bonding behavior. The obtained composite was tested in relation to durability behavior, mechanical properties which the compression forces and tension, and also its modulus of elasticity and creep by use of thermo analisys, demonstrated satisfactory results and confirmed its application in a many fields of the civil construction.

A presente pesquisa teve como objetivo a avaliação do uso da banda de rodagem de pneus inservíveis triturada (BPIT) como suporte ao desenvolvimento de biofilmes em um reator anaeróbio de leito expansível (RALEx), em escala plena, com volume de 32m3, empregado no tratamento de esgoto sanitário. A utilização desse material como suporte apresentou-se como proposta inovadora, com grande potencial de aplicação. Para partida do sistema foram utilizados 6,0m3 de lodo proveniente do reator UASB da Estação de Tratamento de Esgoto Jardim das Flores de Rio Claro – SP, tendo sido alcançado o equilíbrio dinâmico aparente após 80 dias de operação. A BPIT mostrou-se eficiente como recheio do RALEx, tendo em vista que promoveu remoção média de 70% de matéria orgânica, em termos de DBO (amostras não filtradas), quando operado com tempo de detenção hidráulico médio de 3,2h, velocidade ascensional média de 5,7m/h (sem recirculação do efluente), e carga orgânica volumétrica média de 5,4kgDQO/m3.dia. A remoção média de sólidos em suspensão no sistema foi de 65% (com teor residual no efluente de 95mg/L) e a porcentagem de metano no biogás manteve-se próxima a 65%. Assim como os demais reatores anaeróbios, verificou-se que a remoção de nitrogênio e fósforo no RALEx foi relativamente baixa, com valores inferiores a 10%. Avaliou-se também a perda de carga no leito de BPIT, obtendo-se valores extremamente baixos para todas as granulometrias testadas, em torno de 4cm/m de leito, e determinou-se a velocidade mínima de fluidificação em 39m/h. Nos ensaios preliminares, verificou-se que o diâmetro equivalente das partículas de BPIT foi de 4,3mm, com coeficiente de desuniformidade de 1,61 e massa específica de 1,14g/cm3. A BPIT mostrou-se competitiva também no aspecto econômico, tendo em vista que o custo de aquisição foi 12,8 vezes inferior ao do carvão ativado granular e 1,6 vezes superior ao da areia (materiais comumente utilizados como recheio de RALEx). / The present research had as objective the assessment of granulated tread of scrap tires (GTST) as support for the development of biofilms in an expanded bed anaerobic reactor (EBAR), in full scale, with a total volume of 32m3, employed for wastewater treatment. The use of this material as support was presented as an innovating proposal, with a high application potential. To start up the system 6.0m3 of sludge coming from the UASB reactor from Jardim das Flores Wastewater Treatment Plant, Rio Claro – SP, were used. The apparent dynamic equilibrium was reached 80 days after operating start up. GTST showed itself as efficient in the packing of the EBAR, where it removed an average of 70% of organic matter, in terms of BOD (non-filtered samples), when operated with hydraulic detention time of 3.2h, mean ascension velocity of 5.7m/h (without effluent re-circulation), and mean volumetric organic load of 5.4kgCOD/m3.day. The mean suspended solids removal in the system was of 65% (with 95mg/L of residual content in the effluent) and the percent of methane in biogas was close to 65%. Likewise in other anaerobic reactors, it was seen that nitrogen and phosphorous removal in the EBAR was relatively low, with values below 10%. Headloss was also assessed in the bed of the GTST, where extremely low values were obtained for all tested granulometry, around 4cm/m in the bed. In the preliminary essays, it was verified that the equivalent diameter of GTST particles was of 4.3mm, with disuniformity coefficient of 1.61 and specific mass of 1.14g/cm3. GTST was also competitive in the economical aspect, where the acquisition cost was 12.8 times lower than granular activated carbon and 1.6 times higher than sand (materials commonly used as EBAR packing material).

A Resolução nº 258/99 do Conselho Nacional do Meio Ambiente - CONAMA, em vigor desde janeiro de 2002, obriga a destinação ambientalmente correta de pneumáticos inservíveis. Os pneus são considerados inservíveis devido ao desgaste e quando não há possibilidade de reaproveitamento para uso veicular e nem para processos de reforma. Entretanto, preservam propriedades físicas com potencial de aproveitamento na engenharia civil. Nos últimos anos surgiram várias iniciativas no Brasil, desde pesquisas acadêmicas à execução de obras, para a utilização de pneus, sobretudo em pavimentação asfáltica e aterros reforçados. Este trabalho analisa outras alternativas de aplicação de pneus inservíveis em obras geotécnicas e rodoviárias. Apresenta a caracterização dos pneus, suas propriedades físicas, parâmetros geotécnicos e geomecânicos e são realizadas análises paramétricas para cada tipo de aplicação estudada, isto é, muros de gravidade, reforço do subleito de pavimentos e aterros leves. / The Resolution nº 258/99 of the Brazilian Council for the Environment - CONAMA, in vigour since January of 2002, compels the environmentaly correct destination of scrap tires. The tires are considered used when there is no possibility of vehicle utilization or renew process. However, they preserve physical properties with potential of utilization in civil engineering. In the last years, for instance, several options were considered in Brazil, from academic researches to the execution of works, particularly in the asphalt paving industry and in reinforced embankments. This work analyzes anothers alternatives for scrap tires in geotechnical and transportation applications. It presents the characterization of tires, their physical properties and geotechnical and geomechanics parameters. It also presents parametric analyses carried out for each type of studied application, that is, gravity walls, reinforcement of road subgrades and lightweigth fill for road embankment.

Made available in DSpace on 2016-08-10T10:40:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MARINA MEIRELES PEREIRA.pdf: 5021994 bytes, checksum: 7b9170817bc15d6c6c8810e83ac1330e (MD5) Previous issue date: 2016-02-15 / This research aims to apply a prediction model to a tire closed-loop supply chain to estimate the volume returned of scrap tires, through the variables that influence the amount and time that these tires are returned to destination. The methodological approach applied in this research is the modeling by applying the Transfer Function Model. It starts with the analysis that the tire closed-loop supply chain of Goiás and the Federal District is structured and there is a direct relationship between sales of tires with the amount returned. Were adopted as model input variables the amount of tires placed on the market for after-market and the size of the current fleet of these places, representing the amount of tires entered the market for new cars sold. For the output variable was considered the quantity of scrap tires collected and sent for disposal. The data for the survey were collected in the organization s databases adopted as an object of study, IBAMA, DENATRAN, ANIP and AliceWeb considering a period of 54 months. Data were analyzed by the transfer function model and the results showed that the lag time after the tires were entered on the market was around 12 months for all input variables, the return probability of the after-market are greater than the return probability of the tire fleets, and the behavior of the predicted return showed an approximate behavior of the real return with a percentage deviation of 3.4%. Therefore, this study enabled us to identify the variables that influence the return of scrap tires and scale the amount of returned volume tires and the time of this return to facilitate the planning of the tires of closed-loop supply chain. / Esta pesquisa visa aplicar um modelo de previsão a uma cadeia de suprimentos de ciclo fechado de pneus, para estimar o volume de pneus inservíveis retornados, por meio das variáveis que influenciam na quantidade e no tempo que estes pneus retornam para serem destinados. A abordagem metodológica aplicada nessa pesquisa se situa na Modelagem, aplicando o Modelo de Função de Transferência. Parte-se da análise de que a cadeia de suprimentos de ciclo fechado do Estado de Goiás e Distrito Federal está estruturada e que há uma relação direta entre as vendas de pneus com a quantidade retornada. Foram adotadas como variáveis de entrada do modelo a quantidade de pneus inseridos no mercado, pelo mercado de reposição e o tamanho da frota circulante destas localidades, representando a quantidade de pneus inseridos no mercado pelos carros novos vendidos. Para a variável de saída foi considerada a quantidade de pneus inservíveis coletados e encaminhados para destinação final. Os dados utilizados na pesquisa foram coletados em bancos de dados da organização adotada como objeto de estudo, IBAMA, DENATRAN, ANIP e AliceWeb, considerando de um período de 54 meses. Os dados foram analisados pelo modelo de função de transferência e os resultados obtidos mostraram que o tempo de defasagem da entrada de pneus no mercado foi em torno de 12 meses para todas as variáveis de entrada, que as probabilidades de retorno do mercado de reposição são maiores que as probabilidades de retorno dos pneus das frotas e que a previsão de retorno apresentou um comportamento aproximado do comportamento real do retorno com um desvio percentual de 3,4%. Portanto, este estudo possibilitou identificar as variáveis que influenciam no retorno de pneus inservíveis e a dimensionar a quantidade de volume de pneus retornados e o tempo desse retorno para viabilizar o planejamento da cadeia de suprimentos de ciclo fechado de pneus.

A Resolução nº 258/99 do Conselho Nacional do Meio Ambiente - CONAMA, em vigor desde janeiro de 2002, obriga a destinação ambientalmente correta de pneumáticos inservíveis. Os pneus são considerados inservíveis devido ao desgaste e quando não há possibilidade de reaproveitamento para uso veicular e nem para processos de reforma. Entretanto, preservam propriedades físicas com potencial de aproveitamento na engenharia civil. Nos últimos anos surgiram várias iniciativas no Brasil, desde pesquisas acadêmicas à execução de obras, para a utilização de pneus, sobretudo em pavimentação asfáltica e aterros reforçados. Este trabalho analisa outras alternativas de aplicação de pneus inservíveis em obras geotécnicas e rodoviárias. Apresenta a caracterização dos pneus, suas propriedades físicas, parâmetros geotécnicos e geomecânicos e são realizadas análises paramétricas para cada tipo de aplicação estudada, isto é, muros de gravidade, reforço do subleito de pavimentos e aterros leves. / The Resolution nº 258/99 of the Brazilian Council for the Environment - CONAMA, in vigour since January of 2002, compels the environmentaly correct destination of scrap tires. The tires are considered used when there is no possibility of vehicle utilization or renew process. However, they preserve physical properties with potential of utilization in civil engineering. In the last years, for instance, several options were considered in Brazil, from academic researches to the execution of works, particularly in the asphalt paving industry and in reinforced embankments. This work analyzes anothers alternatives for scrap tires in geotechnical and transportation applications. It presents the characterization of tires, their physical properties and geotechnical and geomechanics parameters. It also presents parametric analyses carried out for each type of studied application, that is, gravity walls, reinforcement of road subgrades and lightweigth fill for road embankment.

This thesis deals with the issue of fires of municipal and industrial wastes, particularly of rubber and halogenated polymers. When these materials burn, significant amount of harmful substances liberate into environmental compartments. Analysis of samples subjected to thermal decomposition in laboratory conditions explored formation of characteristic compounds in dependence on conditions of combustion. Samples of air, water and soil taken from real fires that occurred between the years 2007 – 2011 in the region of Western Bohemia monitored spreading of these substances into the environment. Majority of these samples were analysed by the means of gas chromatography with mass spectrometric detection. Additionally the effect of extinguishing methods and use of fire extinguishers on formation and spreading of combustion products was studied, especially in soil and in water sources.