A crescente produção de resíduos sólidos urbanos e a escassez de áreas para uma destinação final tecnicamente adequada, via implantação de aterros sanitários, faz com que tome importância a técnica de tratamento de resíduos sólidos orgânicos através das compostagem/vermicompostagem. Nesta pesquisa, foi realizada a avaliação destes processos, tendo sido observadas principalmente a influência da aeração e da umidade no desempenho destas técnicas de tratamento, em leiras de pequenos e grandes volumes. Nos experimentos, com leiras de pequenos volumes, realizados no IPH (Instituto de Pesquisas Hidráulicas) da UFRGS, utilizou-se resíduos sólidos de poda (resíduos verdes, com alta concentração de carbono) codispostos (misturados em peso) com resíduos vegetais da CEASA (Companhia Estadual de Abastecimento Sociedade Anônima) e lodos provenientes de estações de tratamento de esgotos sanitários. Nos experimentos, com leiras de grandes volumes, realizados na UTC – Unidade de Triagem e Compostagem de Porto Alegre, utilizou-se resíduos orgânicos domiciliares codispostos com os mesmos resíduos utilizados nos primeiros experimentos. Paralelamente aos experimentos de compostagem, avaliou-se os lixiviados produzidos nos sistemas. Na compostagem de grandes volumes, também foi observado o desempenho de banhados construídos de fluxo subsuperficial para o tratamento desses efluentes líquidos. com teores de resíduos verdes menores que 35 %, o que se justifica pela maior concentração de resíduos de característica facilmente biodegradável e de maior palatabilidade para os vermes. Em todos os experimentos de compostagem, verificou-se que o controle efetivo do processo pode ser realizado através da avaliação sistemática das temperatura e umidade das leiras. Evidenciou-se também que para regiões de clima similar ao de Porto Alegre, com elevadas precipitações principalmente no inverno, é necessário adotar dimensões adequadas ao sistema de compostagem “windrow” para áreas descobertas. Comprovou-se também a necessidade de manutenção da umidade na faixa entre 50% e 70 %, inclusive com reposição desta, mesmo na situação de inverno. A avaliação dos lixiviados da compostagem demonstrou que, com os substratos utilizados nos experimentos, as concentrações de DBO5, DQO e de outras variáveis são elevadas ao início do processo de decomposição, devido à solubilização dos compostos orgânicos e inorgânicos presentes na matéria orgânica. Os lixiviados da compostagem possuem baixas concentrações de condutividade, DBO5, NH4 +, entre outros, quando comparados aos lixiviados de aterros sanitários. tratamento destes efluentes. Os resultados obtidos nos banhados construídos para baixas cargas hidráulicas (1cm/d) e concentrações de DBO5 do afluente abaixo de 150 mg/L apontaram uma eficiência média de remoção de 52,02%. No que se refere a nitrogênio (todas as formas), fósforo, metais, potencial redox e sólidos totais, as eficiências foram variáveis, com melhores resultados para nitrogênio amoniacal e fósforo. A compostagem pode ser considerada uma alternativa viável de tratamento de resíduos orgânicos, utilizando-se o processo “windrow” com revolvimento mecânico, mesmo em pátios descobertos em climas subtropicais. Neste caso, sugere-se que os lixiviados gerados nos primeiros dias de compostagem (30 dias aproximandamente) sejam recirculados e o excedente tratado em ETE. Pode-se, também, utilizar o sistema de banhados construídos como complementação, principalmente para a remoção de nitrogênio e fósforo. / The increasing production of municipal solid wastes and the lack of technically appropriate areas for final destination, through landfills implantation, gives a great importance to the organic solid wastes treatment by composting/vermicomposting. It has been made an evaluation of these process on this research, giving a special look at the aeration and humidity influence in the performance of these treatments, in litlle and great piles. In experiments of litle piles, made at IPH (Hydraulic Researches Institute) of UFRGS (Federal University of Rio Grande do Sul), it has been used solid wastes of crops (green wastes, with high concentration of carbon) codisposed (mixed in weight) with vegetable wastes of CEASA (State Company of Supriment Anonymous Society) and sludge of the wastewater treatment stations (WTS). In experiments of great piles, made at UTC - Unit of the Screen and Composting of Porto Alegre, municipal organic wastes codisposed with the same residues were used in the first experiments. Parallely to the composting experiments, the leached produced in the systems were evaluated. In the experiments of great piles, it was also observed constructed wetlands with subsuperface flow for the treatment of those effluents. The results have shown that the vermicomposting was more effective in the wastes (mixtures) with a smaller percentage of the green wastes (approximately 35%), what is justified easily by the major concentration of characteristic biodegradable and of better palete for the worms. Relatively to the pilot and real scales compostig systems, it was verified that the effective control of the process can be accomplished through the systematic evaluation of the temperature and humidity of the piles. It was observed that in areas with a climate similar to Porto Alegre’s, with high preciptations, mainly in winter, appropriate dimensions of the piles are needed in discovered areas. The experiment also proved that the maintanance of the humidity level between 50-70% is necessary, including its replacement, even in winter situations. The evaluation of the composting leached demonstrated that, with the substracts used in the experiments, the concentrations of and of other variables are high in the beginning of the decomposition process, due to the solubilization of the organic and innorganic composts present in the organic matter. The composting leached possess low concentrations of conductivity, BDO5, COD, NH4 + and other variables, when compared to the landfills leached. Constructed wetlands have shown to be an alternative solution for treatment of these effluents. The results obtained in the wetlands for low hydraulic loads (1cm/d) and concentrations of BDO5 of influent below 150 mg/L pointed a medium efficiency of removal of 52,02%. In relation to nitrogen (all forms), phosphorus, metals, potential redox and total solids, the efficiencies were variable, with better results for ammoniacal nitrogen and phosphorus. The composting can be considered an attractive alternative of treatment of organic solid wastes by "windrow" process with mechanical revolvement, even in areas without cover in subtropical climates. In this case, the leached generated during the first days (thirty days, approximately) may be recirculated and the excess treated to a WTS. Constructed wetlands also can be used as a additional treatment specially for nitrogen and phosphorus removal.

A crescente produção de resíduos sólidos urbanos e a escassez de áreas para uma destinação final tecnicamente adequada, via implantação de aterros sanitários, faz com que tome importância a técnica de tratamento de resíduos sólidos orgânicos através das compostagem/vermicompostagem. Nesta pesquisa, foi realizada a avaliação destes processos, tendo sido observadas principalmente a influência da aeração e da umidade no desempenho destas técnicas de tratamento, em leiras de pequenos e grandes volumes. Nos experimentos, com leiras de pequenos volumes, realizados no IPH (Instituto de Pesquisas Hidráulicas) da UFRGS, utilizou-se resíduos sólidos de poda (resíduos verdes, com alta concentração de carbono) codispostos (misturados em peso) com resíduos vegetais da CEASA (Companhia Estadual de Abastecimento Sociedade Anônima) e lodos provenientes de estações de tratamento de esgotos sanitários. Nos experimentos, com leiras de grandes volumes, realizados na UTC – Unidade de Triagem e Compostagem de Porto Alegre, utilizou-se resíduos orgânicos domiciliares codispostos com os mesmos resíduos utilizados nos primeiros experimentos. Paralelamente aos experimentos de compostagem, avaliou-se os lixiviados produzidos nos sistemas. Na compostagem de grandes volumes, também foi observado o desempenho de banhados construídos de fluxo subsuperficial para o tratamento desses efluentes líquidos. com teores de resíduos verdes menores que 35 %, o que se justifica pela maior concentração de resíduos de característica facilmente biodegradável e de maior palatabilidade para os vermes. Em todos os experimentos de compostagem, verificou-se que o controle efetivo do processo pode ser realizado através da avaliação sistemática das temperatura e umidade das leiras. Evidenciou-se também que para regiões de clima similar ao de Porto Alegre, com elevadas precipitações principalmente no inverno, é necessário adotar dimensões adequadas ao sistema de compostagem “windrow” para áreas descobertas. Comprovou-se também a necessidade de manutenção da umidade na faixa entre 50% e 70 %, inclusive com reposição desta, mesmo na situação de inverno. A avaliação dos lixiviados da compostagem demonstrou que, com os substratos utilizados nos experimentos, as concentrações de DBO5, DQO e de outras variáveis são elevadas ao início do processo de decomposição, devido à solubilização dos compostos orgânicos e inorgânicos presentes na matéria orgânica. Os lixiviados da compostagem possuem baixas concentrações de condutividade, DBO5, NH4 +, entre outros, quando comparados aos lixiviados de aterros sanitários. tratamento destes efluentes. Os resultados obtidos nos banhados construídos para baixas cargas hidráulicas (1cm/d) e concentrações de DBO5 do afluente abaixo de 150 mg/L apontaram uma eficiência média de remoção de 52,02%. No que se refere a nitrogênio (todas as formas), fósforo, metais, potencial redox e sólidos totais, as eficiências foram variáveis, com melhores resultados para nitrogênio amoniacal e fósforo. A compostagem pode ser considerada uma alternativa viável de tratamento de resíduos orgânicos, utilizando-se o processo “windrow” com revolvimento mecânico, mesmo em pátios descobertos em climas subtropicais. Neste caso, sugere-se que os lixiviados gerados nos primeiros dias de compostagem (30 dias aproximandamente) sejam recirculados e o excedente tratado em ETE. Pode-se, também, utilizar o sistema de banhados construídos como complementação, principalmente para a remoção de nitrogênio e fósforo. / The increasing production of municipal solid wastes and the lack of technically appropriate areas for final destination, through landfills implantation, gives a great importance to the organic solid wastes treatment by composting/vermicomposting. It has been made an evaluation of these process on this research, giving a special look at the aeration and humidity influence in the performance of these treatments, in litlle and great piles. In experiments of litle piles, made at IPH (Hydraulic Researches Institute) of UFRGS (Federal University of Rio Grande do Sul), it has been used solid wastes of crops (green wastes, with high concentration of carbon) codisposed (mixed in weight) with vegetable wastes of CEASA (State Company of Supriment Anonymous Society) and sludge of the wastewater treatment stations (WTS). In experiments of great piles, made at UTC - Unit of the Screen and Composting of Porto Alegre, municipal organic wastes codisposed with the same residues were used in the first experiments. Parallely to the composting experiments, the leached produced in the systems were evaluated. In the experiments of great piles, it was also observed constructed wetlands with subsuperface flow for the treatment of those effluents. The results have shown that the vermicomposting was more effective in the wastes (mixtures) with a smaller percentage of the green wastes (approximately 35%), what is justified easily by the major concentration of characteristic biodegradable and of better palete for the worms. Relatively to the pilot and real scales compostig systems, it was verified that the effective control of the process can be accomplished through the systematic evaluation of the temperature and humidity of the piles. It was observed that in areas with a climate similar to Porto Alegre’s, with high preciptations, mainly in winter, appropriate dimensions of the piles are needed in discovered areas. The experiment also proved that the maintanance of the humidity level between 50-70% is necessary, including its replacement, even in winter situations. The evaluation of the composting leached demonstrated that, with the substracts used in the experiments, the concentrations of and of other variables are high in the beginning of the decomposition process, due to the solubilization of the organic and innorganic composts present in the organic matter. The composting leached possess low concentrations of conductivity, BDO5, COD, NH4 + and other variables, when compared to the landfills leached. Constructed wetlands have shown to be an alternative solution for treatment of these effluents. The results obtained in the wetlands for low hydraulic loads (1cm/d) and concentrations of BDO5 of influent below 150 mg/L pointed a medium efficiency of removal of 52,02%. In relation to nitrogen (all forms), phosphorus, metals, potential redox and total solids, the efficiencies were variable, with better results for ammoniacal nitrogen and phosphorus. The composting can be considered an attractive alternative of treatment of organic solid wastes by "windrow" process with mechanical revolvement, even in areas without cover in subtropical climates. In this case, the leached generated during the first days (thirty days, approximately) may be recirculated and the excess treated to a WTS. Constructed wetlands also can be used as a additional treatment specially for nitrogen and phosphorus removal.

A crescente produção de resíduos sólidos urbanos e a escassez de áreas para uma destinação final tecnicamente adequada, via implantação de aterros sanitários, faz com que tome importância a técnica de tratamento de resíduos sólidos orgânicos através das compostagem/vermicompostagem. Nesta pesquisa, foi realizada a avaliação destes processos, tendo sido observadas principalmente a influência da aeração e da umidade no desempenho destas técnicas de tratamento, em leiras de pequenos e grandes volumes. Nos experimentos, com leiras de pequenos volumes, realizados no IPH (Instituto de Pesquisas Hidráulicas) da UFRGS, utilizou-se resíduos sólidos de poda (resíduos verdes, com alta concentração de carbono) codispostos (misturados em peso) com resíduos vegetais da CEASA (Companhia Estadual de Abastecimento Sociedade Anônima) e lodos provenientes de estações de tratamento de esgotos sanitários. Nos experimentos, com leiras de grandes volumes, realizados na UTC – Unidade de Triagem e Compostagem de Porto Alegre, utilizou-se resíduos orgânicos domiciliares codispostos com os mesmos resíduos utilizados nos primeiros experimentos. Paralelamente aos experimentos de compostagem, avaliou-se os lixiviados produzidos nos sistemas. Na compostagem de grandes volumes, também foi observado o desempenho de banhados construídos de fluxo subsuperficial para o tratamento desses efluentes líquidos. com teores de resíduos verdes menores que 35 %, o que se justifica pela maior concentração de resíduos de característica facilmente biodegradável e de maior palatabilidade para os vermes. Em todos os experimentos de compostagem, verificou-se que o controle efetivo do processo pode ser realizado através da avaliação sistemática das temperatura e umidade das leiras. Evidenciou-se também que para regiões de clima similar ao de Porto Alegre, com elevadas precipitações principalmente no inverno, é necessário adotar dimensões adequadas ao sistema de compostagem “windrow” para áreas descobertas. Comprovou-se também a necessidade de manutenção da umidade na faixa entre 50% e 70 %, inclusive com reposição desta, mesmo na situação de inverno. A avaliação dos lixiviados da compostagem demonstrou que, com os substratos utilizados nos experimentos, as concentrações de DBO5, DQO e de outras variáveis são elevadas ao início do processo de decomposição, devido à solubilização dos compostos orgânicos e inorgânicos presentes na matéria orgânica. Os lixiviados da compostagem possuem baixas concentrações de condutividade, DBO5, NH4 +, entre outros, quando comparados aos lixiviados de aterros sanitários. tratamento destes efluentes. Os resultados obtidos nos banhados construídos para baixas cargas hidráulicas (1cm/d) e concentrações de DBO5 do afluente abaixo de 150 mg/L apontaram uma eficiência média de remoção de 52,02%. No que se refere a nitrogênio (todas as formas), fósforo, metais, potencial redox e sólidos totais, as eficiências foram variáveis, com melhores resultados para nitrogênio amoniacal e fósforo. A compostagem pode ser considerada uma alternativa viável de tratamento de resíduos orgânicos, utilizando-se o processo “windrow” com revolvimento mecânico, mesmo em pátios descobertos em climas subtropicais. Neste caso, sugere-se que os lixiviados gerados nos primeiros dias de compostagem (30 dias aproximandamente) sejam recirculados e o excedente tratado em ETE. Pode-se, também, utilizar o sistema de banhados construídos como complementação, principalmente para a remoção de nitrogênio e fósforo. / The increasing production of municipal solid wastes and the lack of technically appropriate areas for final destination, through landfills implantation, gives a great importance to the organic solid wastes treatment by composting/vermicomposting. It has been made an evaluation of these process on this research, giving a special look at the aeration and humidity influence in the performance of these treatments, in litlle and great piles. In experiments of litle piles, made at IPH (Hydraulic Researches Institute) of UFRGS (Federal University of Rio Grande do Sul), it has been used solid wastes of crops (green wastes, with high concentration of carbon) codisposed (mixed in weight) with vegetable wastes of CEASA (State Company of Supriment Anonymous Society) and sludge of the wastewater treatment stations (WTS). In experiments of great piles, made at UTC - Unit of the Screen and Composting of Porto Alegre, municipal organic wastes codisposed with the same residues were used in the first experiments. Parallely to the composting experiments, the leached produced in the systems were evaluated. In the experiments of great piles, it was also observed constructed wetlands with subsuperface flow for the treatment of those effluents. The results have shown that the vermicomposting was more effective in the wastes (mixtures) with a smaller percentage of the green wastes (approximately 35%), what is justified easily by the major concentration of characteristic biodegradable and of better palete for the worms. Relatively to the pilot and real scales compostig systems, it was verified that the effective control of the process can be accomplished through the systematic evaluation of the temperature and humidity of the piles. It was observed that in areas with a climate similar to Porto Alegre’s, with high preciptations, mainly in winter, appropriate dimensions of the piles are needed in discovered areas. The experiment also proved that the maintanance of the humidity level between 50-70% is necessary, including its replacement, even in winter situations. The evaluation of the composting leached demonstrated that, with the substracts used in the experiments, the concentrations of and of other variables are high in the beginning of the decomposition process, due to the solubilization of the organic and innorganic composts present in the organic matter. The composting leached possess low concentrations of conductivity, BDO5, COD, NH4 + and other variables, when compared to the landfills leached. Constructed wetlands have shown to be an alternative solution for treatment of these effluents. The results obtained in the wetlands for low hydraulic loads (1cm/d) and concentrations of BDO5 of influent below 150 mg/L pointed a medium efficiency of removal of 52,02%. In relation to nitrogen (all forms), phosphorus, metals, potential redox and total solids, the efficiencies were variable, with better results for ammoniacal nitrogen and phosphorus. The composting can be considered an attractive alternative of treatment of organic solid wastes by "windrow" process with mechanical revolvement, even in areas without cover in subtropical climates. In this case, the leached generated during the first days (thirty days, approximately) may be recirculated and the excess treated to a WTS. Constructed wetlands also can be used as a additional treatment specially for nitrogen and phosphorus removal.

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Estágio realizado na LIPOR e orientado pelo Eng.ª Susana Lopes / Tese de mestrado integrado. Engenharia do Ambiente. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Tese de mestrado integrado. Engenharia Industrial e Gestão. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2010

Tese de mestrado. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2004

Tese de doutoramento. Engenharia Civil. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2008

O presente trabalho foi desenvolvido para determinar os parâmetros de operação adequados de um biorreator, reator de aço inox com capacidade para 200 L, para tratamento de resíduos sólidos urbanos (RSU’s) por processo de digestão anaeróbia. Acelerando a degradação da matéria biodegradável presente no RSU, por meio do controle de parâmetros químic os e físicos, forneceu-se ao sistema condições para o desenvolvimento dos microrganismos necessários para a produção de gás (biogás) em um curto período de tempo. Foram realizados vários experimentos para determinação dos parâmetros mais adequados. Foram utilizadas três diferentes quantidades de resíduos de fácil biodegradabilidade (10, 20 e 30 kg) como frutas, verduras, legumes e cascas cortados em pedaços de 5 x 5 cm e acondicionados dentro do biorreator. Lodo anaeróbio granular foi utilizado como inóculo no sistema, e o restante do volume do biorreator foi preenchido com água destilada. O sistema foi tamponado com 3 g L-1 de bicarbonato de sódio (NaHCO3) e a temperatura do sistema foi mantida constante a 38ºC. O chorume gerado foi coletado no vaso coletor de chorume e recirculado para o topo do biorreator, o reciclo foi realizado diariamente a uma taxa de 2 L min-1. Para controle do sistema foram monitorados o pH , a temperatura, a demanda química de oxigênio (DQO), demanda bioquímica de oxigênio com incubação de 5 dias (DBO5), ácidos orgânicos voláteis (AOV’s) e oxigênio dissolvido (OD). No experimento realizado com 30 kg de resíduo orgânico, foram obtidos os resultados mais satisfatórios. Na partida do sistema o pH apresentou valor inicial de 6,99, aumentando para 7,37 no 2º dia de operação, mantendo o valor médio de 7,46 durante os 20 dias de operação. A DQO diminuiu de 5533 mg L-1 para 633 mg L-1 ao final da operação, resultando em uma demanda química de oxigênio removida (DQOR) igual a 4900 mg L-1. Os AOV’s apresentaram um aumento inicial de 86 mg L-1 para 129 mg L-1, e posterior diminuição até atingir a concentração final de 9 mg L-1. A diminuição ocorrida na DQO e nos AOV’s revelou o consumo da matéria orgânica presente no biorreator que resultou na produção total de 1352 L de gás.

Para tentar elucidar os efeitos da codisposição de embalagens de agrotóxico no âmbito de um aterro sanitário, foram monitoradas oito células de aterro, em tamanho reduzido. O resíduo sólido urbano utilizado nas oito células foi proveniente do município de Porto Alegre, tendo sido caracterizado antes da montagem do experimento. Os reatores foram submetidos a regas semanais por água, simulando uma situação média de chuva para a região. Acompanhou-se a degradação do RSU através de análises do percolado até a fase de fermentação metanogênica. A partir do 250o dia, passou-se a introduzir diferentes doses do agrotóxico Manzateâ 800, sendo três diferentes concentrações em duplicata e dois brancos. O acompanhamento estendeu-se então até os 460 dias. Os resultados de análises do percolado das oito células não apresentaram diferenças estatísticas significativas entre si, antes e depois da aplicação do agrotóxico. Também não foram constatadas mudanças no comportamento da degradação anaeróbia do resíduo ao longo do tempo. As análises de metais realizadas no material sólido coletado ao final do experimento mostraram uma maior concentração de manganês e zinco, metais constituintes do agrotóxico utilizado, nas amostras provenientes dos reatores que receberam cargas do mesmo. Adicionalmente ao experimento, testou-se a influência do Manzateâ 800 em percolado proveniente de célula de aterro sanitário de escala real, também de caráter experimental, contendo apenas RSU. Os testes foram feitos em bateladas, com quatro concentrações diferentes do agrotóxico e um branco e compararam-se as concentrações de DBO5. Os valores obtidos apresentaram diferenças estatísticas significativas, sendo maiores as concentrações de DBO5 das amostras com maior concentração de Manzateâ 800. Tais resultados evidenciam a degradação do agrotóxico pelos microrganismos presentes no percolado.