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O grande volume de resíduos de construção e demolição (RCD) gerados no país levou o Governo Federal a desenvolver algumas ações; entre elas, pode-se citar a criação da Resolução n° 307 do CONAMA, que estabelece diretrizes, critérios e procedimentos para a gestão dos resíduos da construção civil nos municípios. Com o objetivo de auxiliar os municípios de pequeno porte no atendimento a essa legislação, desenvolveu-se um sistema de apoio ao gerenciamento desses resíduos, implementado por meio de um programa computacional (software). O sistema, composto de três estágios, com uma interface interativa e acessível, fornece primeiramente ao usuário as informações referentes aos RCDs necessárias para sua utilização. No segundo estágio, com base nessas informações, o usuário realiza a coleta de dados em campo e alimenta o sistema, que fornece um diagnóstico da situação atual dos RCD no município. No terceiro e último estágio o sistema fornece ao usuário alternativas/propostas de gestão dos RCD tais como a previsão da quantidade de pontos de entrega voluntária a ser instalado no município, possíveis destinações finais dos RCD de acordo com a classe e a quantidade gerada, caracterização do programa de informação ambiental e base, textos técnicos, entre outros. Nesse momento, o referido sistema encontra-se em processo de avaliação/atualização para implementação e disponibilidade de utilização. The large amount of construction and demolition (C&D) waste generated in the country led the federal government to develop some actions, among them, it is possible to quote the creation of the resolution 307 of CONAMA, that establishes guidelines, criteria and procedures for the management of civil construction waste in the cities. With the goal of assisting the small cities in the attention to the legislations it has been developed a system of support to the management of the wastes implemented by means of a software. The system, composed by three stages, starting with a interactive and accessible interface, gives the user the informations about RCD needed to the utilization of it. In the second stage, with those informations, the user makes the collection of data in the field and feeds the system that gives a situation diagnosis in the RCD's of the city. In the third and last stage the system provides the user alternatives/proposals of management of the RCD's such as delivery points quantity predicition to be installed in the city, possible final destinations of the RCD'S in agreement with the class and generated quantity, characterization of the environmental information program and base, technical texts, and others. In this point, the referred system finds in process of evaluation/update for implementation and availability of utilization.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2021. Para que a governança do gerenciamento de resíduos sólidos seja pautada sobre técnicas adequadas que proporcionem a melhor tomada de decisão de longo prazo é preciso a compreensão adequada das soluções disponíveis para lidar com esses materiais. Esse trabalho reuniu e caracterizou diferentes arranjos operacionais de gerenciamento de resíduos sólidos domiciliares em evidência no Brasil e no cenário internacional para então desenvolver uma ferramenta de apoio à decisão que, incorporando as diferentes especificidades de cada arranjo, permite modelar e mensurar os fluxos quanti-qualitativos de resíduos ? desde a geração, tratamento, até disposição final ? e assim avaliar a performance econômica, social, energética e ambiental da cadeia operacional integrada dos sistemas de manejo, reais e potenciais, servindo de subsídio à gestão de resíduos sólidos domiciliares no contexto brasileiro e em países em desenvolvimento. A ferramenta de apoio à decisão, nomeada de TOTAL waste, foi aplicada em diferentes arranjos operacionais para um município-alvo de aproximadamente 500 mil habitantes. Os resultados da aplicação da ferramenta permitiram quantificar, em cada cenário analisado, o impacto em 20 anos de diferentes estratégias de gerenciamento de resíduos sólidos sobre diferentes critérios, tais como: despesas operacionais e de investimentos; número de pessoas necessárias para operação dos serviços; emissões equivalentes de dióxido de carbono, produção e consumo energético, entre outros. Pode-se concluir que a tomada de decisão deve estar devidamente instruída quanto aos resultados positivos e negativos de cada estratégia analisada, já que nenhum cenário analisado mostrou o melhor desempenho em todos os critérios. O melhor cenário mostrou ser aquele em que seus resultados estão alinhados aos atributos a serem preferencialmente adotados em uma tomada de decisão. Tal preferência não pode ser definida sem que se conheça as condições econômicas regionais, as demandas legais ambientais e as condições de emprego e renda. Abstract: The governance of solid waste management must be guided by appropriate techniques that provide the best long-term decision-making, for this it is necessary to have an adequate understanding of the available solutions to deal with these materials. This work characterized different operational arrangements for the management of household solid waste in evidence in Brazil and in the international scenario to then develop a decision support tool that, incorporating the different specificities of each arrangement, allows to model and measure the quantitative and qualitative flows of waste - from generation, treatment, to final disposal - and it allows to evaluate the economic, social, energy and environmental performance of the integrated operational chain of management systems, real and potential, serving as a subsidy to the management of household solid waste in the Brazilian context and in developing countries. The decision support tool, called TOTAL waste, was applied in different operational arrangements for a target municipality of approximately 500 thousand inhabitants. The results of the application of the tool made it possible to quantify, in each scenario analyzed, the impact over 20 years of different solid waste management strategies on different criteria, such as: operating and investment expenses; number of people needed to operate the services; equivalent carbon dioxide emissions, energy production and consumption, among others. It is concluded that the decision making must be properly aware of the positive and negative results of each analyzed strategy, since no analyzed scenario showed the best performance in all criteria. The best scenario proved to be one where its results are aligned with the attributes to be preferentially adopted in a decision making. This preference cannot be defined without knowing the local economic conditions, the legal environmental demands and the conditions of employment and income.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2021. O tratamento e disposição final dos resíduos sólidos urbanos (RSU) é um problema preocupante tanto do ponto de vista ambiental quanto do social. Na busca por tecnologias de tratamento do RSU a digestão anaeróbia desponta como uma tecnologia estratégica de tratamento e conversão do resíduo sólido orgânico em energia. Sistemas anaeróbios convencionais, de uma fase, colocam dois grupos de microrganismos (acidogênicos e metanogênico) com constantes cinéticas, restrições termodinâmicas e ambientais bastante distintas em um mesmo ambiente, quando aplicadas altas cargas de material orgânico, pode ocorrer desequilíbrio no meio. Deste modo, a digestão anaeróbia em duas fases (DADF) vem a ser uma alternativa para a DA de resíduos alimentares. Nestes contextos, esta pesquisa tem como ponto de partida a busca por alternativas de tratamento do resíduo alimentar e a produção de energia renovável utilizando a tecnologia de DADF. Com o objetivo de avaliar a conversão de resíduo alimentar em biogás e a relação com a comunidade microbiana em cada fase, foi realizado o tratamento anaeróbio dos resíduos alimentares do restaurante universitário da UFSC utilizando a co-digestão com resíduos de poda e jardinagem (RPJ), alimentação semi-contínua, temperatura mesofílica (35°C) e aumento gradativo das cargas orgânicas. Foram avaliados 2 TDH e 4 COA. No TDH de 2 dias foram estudadas as COA de 4, 6 e 8 KgSTV.m-3.d-1, para o TDH de 3 dias foram estudadas as COA de 4, 6 e 10 KgSTV.m-3.d-1 No reator acidogênico, em todas as COA aplicadas o ácido acético predominou em relação aos demais AGV no TDH de 2 dias. No TDH de 3 dias houve predomínio do ácido valérico. No reator metanogênico os ácidos butírico e acético se sobresairam ao demais no TDH de 2 dias. No TDH de 3 dias houve o predomínio do ácido valérico. O resultado mais expressivo do sistema de DADF encontrado foi para o TDH de 2 dias e COA de 6 KgSTV.m-3.d-1, no qual foi observado uma remoção de 76% de STV e 69% da DQO, foi o ensaio que apresentou maior produção e consumo de ácido acético e apresentou produção específica de metano de 228 Lmetano/kgSTVadicionado. A CCA mostrou que os AGVs e o pH são os principais parâmetros ambientais correlacionados a comunidade bacteriana e arquea de sistemas anaeróbios. Abstract: The treatment and final disposal of municipal solid waste (MSW) is a worrying problem both from an environmental and social point of view. In the search for MSW treatment technologies, anaerobic digestion emerges as a strategic technology for treating and converting solid organic waste into energy. Conventional, single-phase anaerobic systems place two microorganisms groups (acidogenic and methanogenic) with very different kinetic constants, thermodynamic and environmental restrictions in the same environment, when high loads of organic material are applied, an imbalance in the environment can occur. Thus, the two-phase anaerobic digestion (TPAD) becomes an alternative for food waste AD. In these contexts, this research has as its starting point the search for food waste alternative treatment and the renewable energy production using TPAD technology. In order to evaluate the conversion of food waste into biogas and the relationship with the microbial community at each stage, the food waste anaerobic treatment from the university restaurant at UFSC was carried out using co-digestion with gardening waste (GW) , semi-continuous feeding, mesophilic temperature (35°C) and gradual increase of organic loads. Two HRT and four OLR were evaluated. In the 2-day HRT, the OLR of 4, 6 and 8 KgSTV.m-3.d-1 were studied, for the 3-day HRT the OLR of 4, 6 and 10 KgSTV.m-3.d-1 were studied In the acidogenic reactor, in all the OLR, acetic acid predominated in relation to the other VFAs in the 2-day HRT. In the 3-day HRT there was a predominance of valeric acid. In the methanogenic reactor, butyric and acetic acids stood out over the others in the 2-day HRT. In the 3-day HRT there was a predominance of valeric acid. The most expressive result of the TPAD dystema found was for HRT of 2 days and OLR of 6 KgSTV.m-3.d-1, in which a removal of 76% of VS and 69% of COD was observed, was the test which presented higher production and consumption of acetic acid and presented specific methane production of 228 Lmethane/kgSTVadded. CCA showed that VFAs and pH are the main environmental parameters correlated with bacterial and archaeal communities in anaerobic systems.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2021. No Brasil, os resíduos sólidos urbanos, após sua geração, normalmente são encaminhados para aterros sanitários e lixões, representando um desafio frequente para os municípios visto o crescimento da necessidade de áreas para disposição final. Para aproveitar boa parte dos resíduos gerados uma alternativa é o seu envio à coleta seletiva, que contribui para que os materiais retornem ao ciclo produtivo ao mesmo tempo que proporcionam renda para catadores de materiais recicláveis. O processo funcionaria sem falhas se todos os materiais que chegassem até as organizações de catadores fossem, de fato, aproveitados. Entretanto o que se observa é uma grande quantidade de rejeitos que necessitam ser encaminhados para aterros sanitários. Com a edição da Portaria Interministerial nº 274, em 2019, e da norma ABNT 16.849/2020 que disciplina a recuperação energética de resíduos sólidos urbanos, uma alternativa ao aterramento de resíduos está em foco, os chamados Combustíveis Derivados de Resíduos - CDR. Neste contexto, a presente pesquisa tem por objetivo avaliar a viabilidade da produção de CDR a partir dos rejeitos de Associações de Catadores de Materiais Recicláveis para utilização em fornos de produção de clínquer. Para isso foram obtidas amostras de rejeitos através de amostragem aleatória simples para determinação das suas características físicas e químicas. Além disso, foram estimadas as emissões atmosféricas evitadas ao substituir o combustível convencional de cimenteiras pelo CDR e a determinação dos custos para implantação de uma planta de produção de CDR. Como principais resultados foi possível observar que dos rejeitos das Associações de Catadores do município de Florianópolis 60,27% podem ser utilizados para fins de recuperação energética. Dos materiais elegíveis para a produção de CDR, 75,26% são compostos por embalagens de macarrão e biscoitos, embalagens de bolo e papel. A granulometria dos materiais apresenta-se principalmente entre 150 e 300 mm, indicando a necessidade de etapas de trituração antes da utilização direta dos rejeitos em fornos de cimenteiras. Todos os dados de poder calorífico, teor de cloro e teor de mercúrio puderam ser comparados com a NBR 16.849/2020, gerando CDR classificado como P2 C3 H1, como P1 C3 H3 e P1 C3 H3 nos três locais analisados. Dentre os metais analisados, cromo e cádmio não foram identificados. Para as emissões atmosféricas observou-se que a utilização de CDR proporciona uma diminuição de 4,83%, 14,73% e 13,37% nas emissões de toneladas de CO2 equivalente nos cenários avaliados. Com relação aos custos estima-se um preço de R$30,27 por tonelada de CDR, representando uma economia de 35 vezes com relação ao coque de petróleo. Desta forma, conclui-se a viabilidade ambiental e econômica da utilização de CDR proveniente dos rejeitos das Associações de Catadores. Abstract: In Brazil, municipal solid waste, after its generation, is normally sent to sanitary landfills and dumps, representing a frequent challenge for municipalities, given the growing need for areas for final disposal. To take advantage of much of the waste generated, an alternative is to send it to selective collection, which contributes to the materials returning to the production cycle while providing income for waste pickers. The process would work flawlessly if all the materials that reached the waste picker organizations were, in fact, used. However, what is observed is a large amount of rejected fractions that need to be sent to landfills. With the issuance of Interministerial Ordinance No. 274, in 2019, and ABNT 16.849/2020, which governs the energy recovery of municipal solid waste, an alternative to waste landfill is in focus, the so-called Solid Recovered Fuel - SRF. In this context, this research aims to evaluate the feasibility of producing SRF from waste from Associations of Waste Pickers for use in cement kilns. For this purpose, samples were obtained through simple random sampling to determine their physical and chemical characteristics. In addition, the avoided atmospheric emissions by replacing conventional cement fuel with SRF were estimated, as well as the determination of costs for the implementation of a SRF production plant. As main results, it was possible to observe that 60.27% of the waste from Waste Pickers Associations in the city of Florianópolis can be used for energy recovery purposes. Of the materials eligible for the production of SRF, 75.26% are made up of plastic packaging and paper. The particle size of the materials is mainly between 150 and 300 mm, indicating the need for crushing steps before the direct use of SRF in cement kilns. All data on calorific value, chlorine content and mercury content could be compared with NBR 16.849/2020, generating CDR classified as P2 C3 H1, as P1 C3 H3 and P1 C3 H3 in the three analyzed locations. Among the analyzed metals, chromium and cadmium were not identified. For atmospheric emissions it was observed that the use of SRF provides a decrease of 4.83%, 14.73% and 13.37% in the emissions of tons of CO2 equivalent in the evaluated scenarios. With regard to costs, a price of R$30.27 per ton of SRF is estimated, representing a savings of 35 times compared to petroleum coke. In this way, the environmental and economic viability of the use of SRF coming from the waste from Collectors Associations is concluded.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2020 O tratamento de resíduos sólidos orgânicos por digestão anaeróbia é eficaz na degradação da matéria orgânica, e gera subprodutos que podem ser aproveitados. Entre estes o biogás, que pode ser aplicado para diversos usos, e o material digerido ou digestato, que pode ser aproveitado na agricultura. Esta pesquisa teve como objetivo avaliar o uso do digestato resultante da digestão anaeróbia de resíduos alimentares como biofertilizante. Previamente à sua aplicação na agricultura, o digestato foi coletado do digestor metanogênico e acumulado entre abril e julho de 2019. Ainda, uma parte desde digestato acumulado foi mantido armazenado e inalterado até dezembro de 2019. Outra parte foi seca em estufa de laboratório a 65ºC. Também foram realizados três ensaios de germinação para avaliar a toxicidade do digestato utilizando sementes de alface (Lactuva sativa). As concentrações de digestato testadas, em que foi feita diluição com água destilada, foram de 5%, 10%, 25%, 50% e 100% (puro). Foram testados o digestato acumulado entre abril e julho, o digestato seco em estufa e ainda dois digestatos coletados em dois períodos distintos, em que o sistema de metanização operava com carga orgânica volumétrica de 6 e 8 kgSTV.m-3.dia-1. Para avaliação da ecotoxicidade, foi realizado um teste agudo com o microcrustáceo Dapnhia Magna. Por fim, o digestato foi aplicado na cultura da alface em dois experimentos diferentes, sendo um iniciado em julho de 2019 e outro em outubro, com duração média de 60 dias e aplicando-se os seguintes tratamentos: DS - digestato sólido seco em estufa a 65ºC; 100% DL - digestato líquido; MIN - fertilizante mineral (NPK); MIN+DL - digestato líquido na proporção 1:1 com fertilizante mineral; MIN+DS - digestato sólido misturado na proporção 1:1 com fertilizante mineral; Controle, sem fertilização; e 50% DL - digestato líquido diluído em água na proporção 1:1. Em termos de avaliação do digestato, observou-se que este sofreu variações de acordo com a carga orgânica volumétrica aplicada no sistema de metanização, apresentando valores maiores dos nutrientes para uma carga mais elevada. Ainda, os diferentes tratamentos aplicados modificaram os parâmetros físico-químicos do digestato, com destaque para o digestato seco em que o pH se elevou consideravelmente e ocorreu concentração de nutrientes. Nos ensaios de germinação com o digestato líquido, de forma geral, o digestato menos diluído (diluições de 50% e 100%) causou toxicidade para as sementes de alface, mas para as maiores diluições (5%, 10% e 25%), o resultado foi positivo com crescimento das sementes. O digestato foi avaliado como muito tóxico no ensaio agudo com Dapnhia Magna. Em relação ao experimento em vasos, observou-se que o aumento da temperatura no segundo experimento provocou maior crescimento das alfaces. Para a maior parte dos parâmetros não foram verificadas diferenças estatísticas entre os tratamentos MIN e MIN+DL, em ambos os plantios. O digestato líquido (100% DL) e o sólido (DS) também elevaram o pH do solo em ambos os experimentos. De forma geral, ambos os digestatos, líquido e sólido, apresentaram boa performance quando misturados com fertilizante mineral, ou seja, é possível a minimização do uso destes fertilizantes e o aproveitamento do digestato na agricultura. Abstract: The treatment of organic solid waste by anaerobic digestion is effective in decomposing organic matter, and generates by-products that can be used. Biogas, which can be applied for different uses, and digestate, which can be used in agriculture. This research aims to evaluate whether the digestate resulting from anaerobic digestion of food waste can be used as an organic fertilizer. Prior to its application in agriculture, the digestate was collected from the methanogenic digester and accumulated between April and July 2019. In addition, part of the accumulated digestate was kept stored and unchanged until December 2019. Another part was dried in a laboratory oven at 65ºC. Three germination tests were also carried out to evaluate toxicity of digestate for lettuce seeds. The dilutions tested were 5%, 10%, 25%, 50% and 100%. It was tested the digestate accumulated between April and July, the dried digestate and also two digestate collected in different periods: when the metanization system operated with organic loading read of 6 kgTVS.m-3.dia-1 and 8 kgVTS.m-3.dia-1. To assess ecotoxicity, an acute test was also carried out with the microcrustacean Dapnhia Magna. Finally, the digestate was applied for lettuce crops in two different experiments, one starting in July and the other in October, with an average duration of 60 days and applying the following treatments: DS - oven-dried solid digestate at 65ºC; 100% DL - liquid digestate; MIN - mineral fertilizer; MIN + DL - liquid digestate mixed in a 1: 1 ratio with mineral fertilizer; MIN + DS - solid digestate mixed in a 1: 1 ratio with mineral fertilizer; Control, without fertilization; and 50% DL - liquid digestate diluted in water in a 1: 1 ratio. In terms of digestate evaluation, it was observed that its characteristics changed according to the OLR applied in the methanization system, presenting higher values of nutrients for a higher load. Still, the different treatments applied modified the physical-chemical parameters of the digestate, with emphasis on the dry digestate, in which the pH increased considerably and there was a concentration of nutrients. In the germination tests with liquid digestate, in general, less diluted digestate (dilutions 50% and 100%) caused toxicity to the lettuce seeds, but more diluted digestate (5%, 10% and 25) had a positive result, with seeds growth. The digestate was evaluated as very toxic in the acute trial with Dapnhia Magna. Regarding the pot experiment, the higher temperature at the second caused greater growth of lettuces. For most parameters, no statistical differences were found between the MIN and MIN + DL treatments, in both plantations. The liquid digestate (100% DL) and the solid (DS) also raised the soil pH in both experiments. In general, both digestates, liquid and solid, performed well when mixed with fertilizing minerals, so it is possible to minimize the use of these fertilizers and enhance the use of digestion in agriculture.

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No. of bitstreams: 1 PDF - Tales Abreu Tavares de Sousa.pdf: 8958039 bytes, checksum: 95404137ccd85fc71b6a8679878de60d (MD5) Previous issue date: 2019-02-22 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES Chemical solubilization is a non-physical sludge treatment technology which combines several techniques that have in common the addition of an organic or inorganic species able to degrade the microbial aggregates, structured and protected by extracellular polymeric substances (EPS), through depolymerization. This action directly implies the polymeric structure disruption causing cell lysis. It reduces the inner floc mass and increases the fraction of microbial products solubilized. In this research three different strategies of chemical solubilization were investigated: 1) acid and alkaline, using NaOH and HCl the pH was adjusted to 2, 10, 11 and 12 units, and neutralized after the solubilization process; 2) enzymatic with hydrolytic enzymes such as protease and lipase; and 3) solubilization by Dowex® Marathon™ C cation exchange resin in sodium form (Na+), a technique aimed at de-structuring the polymeric substances by changing their electrical charges, it disturbs the attractiveness and repulsion of the flocs constituents. For the three strategies were investigated its effects on the sludge, influence of chemical species concentrations, pH, activity limitation, reaction time and total solids (TS) concentration. Each technique has very particular factors, such as increase in salinity, its purely biological properties, flocculation by protonation and/or deprotonation. Thus, the depolymerization process was confirmed using physico-chemical parameters such as dissolved organic carbon, COD, phosphorus, NTK, TS, proteins and carbohydrates. The microbial products release in the soluble fraction was also confirmed by biological tests with a significant increase of metabolized fraction. Among these parameters, the COD tests associated with respirometry, as well as the analyzes of proteins and carbohydrates, are the ones that best make possible a comparison between the methods. However, it is important to notice that the investigation of TS concentrations (5 mg.L^-1, 10 mg.L^-1, 15 mg.L^-1, 20 mg.L^-1, 25 mg.L^-1 e 30 mg.L^-1), relative to the chemical species dosages, enabled an unpublished conclusion, remotely discussed among the articles in the area, however it is important that the treatment plants are aware that they can increase the concentrations of solids while maintaining the same chemical dosages. The alkaline solubilization efficiency was 456% for filtered COD (DQOf) and 858% for COD used (DQOu), while the enzymatic was 174% DQOf and 874% DQOu, and using resin was 63% DQOf and 134% DQOu. The increase in the recalcitrant soluble fraction was registered for all, the organic chemical species presented superiority in the increase of the fraction metabolized in the biological tests. However, the increase in protein concentration in the soluble fraction gave an efficiency of 3991%, 75% and 236%, for alkaline, enzymatic and cationic solubilization, respectively. Regarding carbohydrates, the efficiency was 1716%, 90% and 283%, respectively for alkaline, enzymatic and cationic. Despite the remarkable alkaline superiority, the enzyme registered a smaller remaining recalcitrant fraction, but it needed to be combined with another treatment to improve its efficiency. The use of the resin was discrete, although the increase of its concentration allows superiority, but its high cost makes this technology unfeasible. A solubilização química é uma tecnologia de tratamento de lodo, sem ação física, que reúne variadas técnicas que tem em comum a adição de uma espécie, orgânica ou inorgânica, capaz de degradar os agregados microbianos, estruturados e protegidos pelas substâncias poliméricas extracelulares (SPE), através da despolimerização. Essa ação implica diretamente no rompimento da estrutura polimérica provocando a lise celular. O que reduz a massa intraflocular e aumenta a fração dos produtos microbianos solubilizados no meio. Nesta pesquisa foram investigadas três diferentes estratégias de solubilização química: 1) ácida e alcalina, utilizando NaOH e HCl no ajustar o pH para 2, 10, 11 e 12 unidades, e neutralizado após o processo de solubilização; 2) enzimática, que consistiu na utilização de enzimas hidrolíticas, tais como protease e lipase; e 3) solubilização através de resina de troca catiônica do tipo Dowex® Marathon™ C na forma sódica (Na+ ), uma técnica que visa desestruturar as substâncias poliméricas alterando suas cargas elétricas, o que perturba a capacidade de atração e repulsão dos constituintes do meio. Para as três estratégias foram investigados seus efeitos no lodo, influência das concentrações das espécies químicas, pH, limitação da atividade, tempo de reação e a concentração dos sólidos. Cada técnica possui fatores bem particulares, como aumento da salinidade, suas propriedades puramente biológicas, a ruptura flocular por protonação e/ou desprotonação. Assim, o processo de despolimerização foi confirmado utilizando parâmetros físico-químicos como COD, DQO, fósforo, NTK, sólidos totais (ST), proteínas e carboidratos. A liberação dos produtos microbianos na fração solúvel também foi confirmada pelos testes biológicos que também obtiveram aumento significativo. Entre todos esses parâmetros adotados, os ensaios de DQO associados à respirometria, bem como as análises de proteínas e carboidratos são os que melhor viabilizam uma comparação entre os métodos. Porém, é importante constar que a investigação quanto as concentrações de ST (5 mg.L^-1, 10 mg.L^-1, 15 mg.L^-1, 20 mg.L^-1, 25 mg.L^-1 e 30 mg.L^-1) relativas às dosagens das espécies químicas possibilitaram uma conclusão inédita, remotamente discutido dentre os artigos na área, no entanto é importante que as indústrias de tratamento tenham conhecimento que podem aumentar as concentrações de sólidos mantendo as mesmas dosagens químicas. A eficiência da solubilização alcalina foi 456% para DQO filtrada (DQOf) e 858% para DQO utilizada (DQOu), enquanto que a enzimática foi 174% DQOf e 874% DQOu, e utilizando resina foi 63% DQOf e 134% DQOu. O aumento da fração solúvel recalcitrante foi registrado para todos, a espécie química orgânica apresentou superioridade no aumento da fração metabolizada nos testes biológicos. No entanto, o aumento da concentração de proteínas na fração solúvel proporcionou uma eficiência de 3991%, 75% e 236%, para a solubilização alcalina, enzimática e catiônica, respectivamente. No que concerne a carboidratos, a eficiência foi de 1716%, 90% e 283%, respectivamente para alcalino, enzimático e catiônico. Apesar de notável superioridade alcalina, a enzimática registrou menor fração recalcitrante remanescente, porém necessitou de ser combinado com outro tratamento para melhorar sua eficiência. A utilização da resina foi discreta, muito embora o aumento de sua concentração possibilita superioridade, porém seu elevado custo inviabiliza essa tecnologia.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2019. Os lixões a céu aberto são locais onde os resíduos sólidos urbanos são descartados diretamente no solo, sem os controles ambientais adequados, podendo causar sérios impactos ambientais e prejuízos à saúde pública. No ano de 2010 a Política Nacional de Resíduos Sólidos brasileira foi criada, determinando a eliminação e remediação dos lixões em nível nacional, estabelecendo prazo de quatro anos para os municípios entregarem seus planos de resíduos sólidos contendo informações sobre a eliminação e remediação dos lixões, o que não aconteceu devido às dificuldades encontradas. Entre os anos de 2011 a 2016 a destinação dos resíduos sólidos urbanos em lixões variou entre 19% e 29% do total gerado no país, indicando que os lixões ainda não foram encerrados e remediados por completo. Por isso, o objetivo deste trabalho foi desenvolver uma ferramenta para auxiliar a remediação de lixões, sem considerar os custos do processo. A ferramenta foi transformada em um software chamado ReLix, que permite fazer um diagnóstico do lixão, estabelecendo seu nível de impacto, classifica os cenários e indica as respectivas técnicas de remediação. A ferramenta trabalha com três possíveis cenários: 1) confinamento dos resíduos, 2) conversão em aterro sanitário e 3) remoção dos resíduos. As técnicas de remediação são técnicas de cobertura, de remoção direta ou por mineração, de tratamento térmico, instalação de aterro sanitário, controle da área, controle da água subterrânea, coleta e tratamento de lixiviado e tratamento de gases. O software foi testado e avaliado por especialistas em seis lixões brasileiros e quatro lixões na República de Cabo Verde. Oito lixões foram classificados com impacto ambiental médio e dois lixões foram classificados com impacto ambiental alto. O cenário de remediação predominante entre os lixões foi a remoção dos resíduos. Os especialistas avaliaram o ReLix como de fácil entendimento e uso, fornecendo um diagnóstico apropriado, classificando os cenários e indicando as técnicas de remediação de forma adequada, portanto, sendo capaz de auxiliar as partes interessadas na tomada de decisão quanto ao estabelecimento das prioridades de remediação e na escolha do cenário de remediação para lixões de resíduos sólidos urbanos. Abstract : Open dumpsites are places where municipal solid waste is disposed of directly in the soil, without adequate environmental controls, which can cause serious environmental impacts and damage to public health. In 2010, the Brazilian National Solid Waste Policy was created, determining the elimination and remediation of the dumps at the national level, establishing a four-year deadline for municipalities to submit their solid waste plans containing information on the disposal and remediation of the dumps, which did not happen because of the difficulties encountered. Between 2011 and 2016, the disposal of municipal solid waste in dumps varied between 19% and 29% of the total generated in the country, indicating that the open dumps have not yet been closed and completely remedied. Therefore, the objective of this work was to develop a tool to assist the remediation of open dumps, without considering the costs of the process. The tool was transformed into a software called ReLix, which allows a diagnosis of the dumpsite, establishing its impact level, classifying the scenarios and indicating the respective remediation techniques. The tool works with three possible scenarios: 1) confinement of waste, 2) conversion to sanitary landfill and 3) removal of waste. The techniques of remediation are techniques of coverage, direct removal or mining, heat treatment, sanitary landfill installation, area control, groundwater control, leachate collection and treatment and gas treatment. The software was tested and evaluated by experts in six Brazilian dumps and four open dumps in the Republic of Cabo Verde. Eight open dumps were classified with medium environmental impact and two open dumps were classified with high environmental impact. The predominant remediation scenario among the open dumps was the removal of the waste. The experts evaluated ReLix as easy to understand and use, providing an appropriate diagnosis, classifying scenarios and indicating remediation techniques accordingly, thus being able to assist stakeholders in decision-making on setting remediation priorities and in the choice of the remediation scenario for municipal solid waste open dumps.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2019. Esta pesquisa tem como objetivo principal modelar sistema dinâmico para apoio à decisão no planejamento de resíduos sólidos urbanos recicláveis secos. Para o alcance do objetivo geral se estabeleceu três objetivos específicos, dos quais: 1) Construir a arquitetura do modelo de sistema dinâmico baseada na rota tecnológica de resíduos sólidos recicláveis secos de SC e nos fluxos de massa destes materiais, de origem pré-consumo e pós-consumo; 2) Modelar sistema dinâmico para resíduos sólidos recicláveis secos de SC; 3) Avaliar a simulação do sistema dinâmico pelo uso do modelo para diferentes cenários de planejamento. Os principais resultados alcançados foram: o diagrama da rota tecnológica de resíduos sólidos recicláveis secos de Santa Catarina, um diagnóstico sobre os resíduos recicláveis secos pós-consumo e pré-consumo de SC, construção do modelo de sistema dinâmico com suas equações e parâmetros adotados, cenários de simulação, a simulação para os diversos cenários em um horizonte de planejamento de 2019 a 2038 com resultados em massas de resíduos recuperadas e encaminhadas para aterro sanitário e uma avaliação das incertezas do modelo. Transversalmente aos resultados, compreendeu-se o processo de construção do modelo como emergência capaz de apoiar à decisão no planejamento dos resíduos sólidos urbanos recicláveis secos e a efetivação dos diversos planos e metas municipais, estaduais e nacionais pelo o que preconiza a Política Nacional de Resíduos Sólidos, na busca pela valorização dos resíduos sólidos recicláveis secos no Brasil com a inclusão socioprodutiva de catadores de materiais recicláveis. Abstract: The main objective of this research is to model a dynamic system for decision support in the planning of dry recyclable municipal solid waste. In order to reach the general objective, three specific objectives were established: 1) To build the dynamic system model architecture based on the technological roadmap of dry recyclable solid waste from Santa Catarina state and the mass flows of these materials, from pre-consumer and post-consumption origins; 2) Model dynamic system for dry recyclable solid waste of Santa Catarina state; 3) Evaluate dynamic system simulation by using the model for different planning scenarios. The main results were: the diagram of the technological roadmap of dry recyclable solid waste from Santa Catarina, a diagnosis of post-consumer and pre-consumption dry recyclable waste from Santa Catarina, construction of the dynamic system model with its equations and parameters, simulation scenarios, the simulation for the various scenarios on a planning horizon from 2019 to 2038 with results in masses of waste recovered and sent to landfill and an evaluation of model uncertainties. Crosswise to the results, the process of building the model was understood as an emergency capable of supporting the decision in the planning of dry recyclable solid urban waste and the implementation of various municipal, state and national plans and by what the National Solid Waste Policy advocates, in the search for recovery of dry recyclable solid waste in Brazil with the socio-productive inclusion of waste pickers.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2019 A destinação de resíduos sólidos orgânicos para aterros sanitários demanda altos custos financeiros de gerenciamento e tratamento devido à geração de gases de efeito estufa e lixiviado. Sistemas anaeróbios apresentam-se como alternativas ambientalmente adequadas para o tratamento e recuperação energética desses resíduos devido aos importantes produtos finais (biogás e digestato). Sistemas operados em dois estágios permitem a separação das fases da digestão anaeróbia, possibilitando o controle das condições ótimas requeridas em cada etapa. Esta pesquisa tem como objetivo avaliar a influência do tempo de detenção hidráulica (TDH) e da carga orgânica volumétrica (COV) na performance da fase hidrolítica-acidogênica de um sistema de metanização de dois estágios que utiliza como substrato a mistura de resíduo alimentar (RA) e resíduo de jardinagem (RJ). O experimento foi realizado em um reator acidogênico piloto completamente agitado em temperatura mesofílica (35º C), regime de alimentação semi-contínuo (1 vez ao dia) e sem controle de pH. A realização de um ensaio em bancada determinou condições operacionais iniciais de TDH 2 dias e COV 1 Kg.STV.m-3.d-1. Durante a operação do reator piloto, foram avaliadas as COV: 1 e 1,5 Kg.STV.m-3.d-1 para TDH 2 dias; e 2, 3 e 4 Kg.STV.m-3.d-1 para TDH 2 e 3 dias. A maior concentração de ácidos graxos voláteis (AGV) totais (12957 mg.L-1) foi obtida no menor TDH (2 dias) e maior COV (4 Kg.STV.m-3.d-1) avaliados. O nitrogênio total Kjeldahl (NTK) apresentou influência direta na produção de ácido valérico em relação aos demais AGV. No TDH 2 dias, (concentração NTK máxima de 196 mg.L-1), o percentual de ácido valérico diminuiu de 38 para 27% e percentual do ácido acético aumentou de 2 para 11%, com o aumento da COV de 1 para 4 Kg.STV.m-3.d-1. No TDH 3 dias (concentração NTK máxima de 196 mg.L-1), o percentual de ácido valérico aumentou de 50 para 60% e o percentual do ácido acético permaneceu menor que 1%. Apesar da alta concentração de NTK, a concentração máxima de nitrogênio amoniacal foi baixa (19 mg.L-1) e não apresentou toxicidade ao sistema. O rendimento de hidrólise apresentou resultado máximo (51%) no menor TDH e maior COV, concordando com a produção de AGV totais obtidos nas análises de cromatografia gasosa. O grau de acidificação foi influenciado principalmente pelo TDH, sendo o maior resultado (31%) obtido para o menor TDH e menor COV. Os ácidos valérico, butírico, propiônico e, em menor concentração, o acético foram comumente produzidos. O reator acidogênico apresentou-se como uma boa alternativa para o controle e seleção dos AGV gerados durante a primeira etapa da digestão anaeróbia de RA e RJ. Abstract: The allocation of organic solid waste to landfills requires high management and treatment costs due to the greenhouse gases and leachate generation. Anaerobic systems are presented as environmentally adequate alternatives for the treatment and energy recovery of these residues due to the important end products (biogas and digestate). Two stage sistems allow the anaerobic digestion phases separation, providing the optimum conditions control required in each stage. The aim of this research was to evaluate the influence of hydraulic detention time (HRT) and organic loading rate (OLR) on the hydrolytic-acidogenic phase performance of two-stage anaerobic system using the mixture of food waste (FW) and gardening waste (GW) as substrate. The experiment was developed in a completely stirred pilot acidogenic reactor in mesophilic temperature (35ºC) and semi-continuous feeding regime (once daily). A bench test determined initial operating conditions of HRT 2 days and OLR 1,0 Kg.TVS.m-3.d-1. During the operation of the pilot reactor, the OLR were evaluated: 1 and 1,5 Kg.TVS.m-3.d-1 for HRT 2 days, and 2, 3 and 4 Kg.TVS.m-3.d-1 for HRT 2 and 3 days. The highest concentration of Total Volatile Fatty acids (VFA) (12957 mg.L-1) was obtained in the lowest HRT (2 days) and highest OLR evaluated (4 Kg.TVS.m-3.d-1). The Total Kjeldahl Nitrogen (TKN) had a direct influence on the valeric acid production comparing with others VFA. In HRT 2 days (TKN concentration 196 mg.L-1) valeric acid percentage decreased from 38 to 27% and acetic acid increased from 2 to 11%, with an increase in OLR from 1 to 4 Kg.TVs.m-3.d-1. In TDH 3 days (maximum concentration TKN 196 mg.L-1) valeric acid percentage increased from 50 to 60% with an increase in OLR from 2 to 4 Kg.TVS.m-3.d-1 and acetic acid percentage remained below 1%. Despite the high concentration of TKN, the maximum ammoniacal nitrogen concentration obtained was low (19 mg.L-1) and did not represented toxicity to the system. The hydrolysis degree presented a maximum result (51%) in the lowest HRT and higher OLR, agreeing with the total VFA production obtained in the gas chromatographic analyzes. The acidification degree was influenced mainly by HRT, and the highest result (31%) was obtained for lower HRT and lower OLR. Valeric, butyric, propionic and, in a lesser proportion, acetic acids were commonly produced. The acidogenic reactor was presented as a good alternative to the control and selection of the VFA generated during the first stage of the FW and GW anaerobic digestion.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2019. Os resíduos sólidos urbanos (RSU) descartados diariamente devem ser depositados e tratados de maneira ambientalmente segura. O aterro sanitário é uma alternativa para tal destino apropriado, onde os resíduos são acumulados continuamente contando com princípios de engenharia, que garantem segurança ambiental e social, aliada a um bom custo benefício. Nessa deposição, ocorrem processos físicos, químicos e biológicos, que culminam na biodegradação de resíduos sólidos urbanos. A degradação anaeróbia ocorre impulsionada por processos microbianos realizados por um consórcio complexo de micro-organismos, integrada por fases onde se destacam diferentes processos. Os produtos finais de degradação em aterros sanitários são basicamente biogás e lixiviados, que podem ser caracterizados e trazer informações sobre as fases biodegradativas. As nanopartículas vêm aparecendo de maneira crescente em novos produtos, o que atrai a atenção da comunidade científica devido as propriedades desconhecidas destes materiais, tais como o ciclo de vida e a interação com os organismos do meio. Os residuos sólidos urbanos, por exemplo, podem apresentar essas nanopartículas, que, aterradas em aterros sanitários, se comportam ainda de maneira pouco conhecida na ciência, podendo influenciar os processos de biodegradação. As nanopartículas de prata (NPAg) já são citadas em outros estudos por seus efeitos microbicidas, mas ainda existe falta de investigações da influencia do seu comportamento em resíduos em decomposição. O objetivo desse trabalho foi verificar o comportamento da biodegradabilidade dos resíduos e as possíveis relações com a interferência ou não de diferentes concentrações das nanopartículas de prata, dentro de reatores pilotos simuladores de aterro sanitário. Para isso, foram realizados testes preliminares de atividade metanogênica e a posterior instalação, operação e monitoramento de lisímetros simuladores de aterro sanitário (2 m de altura x 200 mm de diâmetro), com composição de resíduos sólidos urbanos seguindo padrões nacionais. Além disso, foram realizados testes de toxicidade com Daphnia magna e testes de dissolução de nanoprata em lixiviados sintéticos. Para os reatores pilotos, as concentrações de 50, 150 e 450mg NPAg/kg sólidos foram adicionadas além de um branco. Foram feitas coletas semanais e quinzenais do lixiviado e biogás resultante, com avaliação de parâmetros físicos, químicos e biológicos. Os resultados evidenciaram a instabilidade das nanopartículas de prata, a elevada toxicidade desses lixiviados e a diminuição da diversidade microbiológica com o aumento da concentração adicionada. A remoção da matéria orgânica ocorreu para todos os pilotos, bem como a produção de AGV na fase intermediária, e a correlação dos demais parâmetros físico-químicos não foi proporcional ou estatisticamente significativa entre os diferentes reatores com diferentes concentrações de nanoprata. Em um aspecto geral, concluiu-se que os reatores pilotos em 18 meses não atingiram a metanogênese (não houve produção de metano > 10%), com características predominantemente encontradas em lixiviados novos, em fases de fermentação e acidificação, independentemente da concentração de NPAg adicionada. Abstract: The municipal solid waste discarded daily must be disposed and treated in an environmentally safe manner. Landfill is an appropriate alternative, in which the solid waste is continuously accumulated using engineering principles that guarantee environmental and social safety, allied with a good cost-benefit. In this deposition, physical, chemical and biological processes occur, culminating in the biodegradation of municipal solid waste. Anaerobic degradation is driven by microbial processes performed by a complex consortium of microorganisms, separated by phases where different processes emerge. The final products of degradation in landfills are biogas and leachates, which can be characterized, giving information about the biodegradable phases. Nanoparticles have been increasingly appearing in new products, attracting the attention of the scientific community due to the unknown properties of these materials, such as their life cycle and their interaction with environmental organisms. Solid urban waste, for example, can contain these nanoparticles, but their long-term behavior in landfills is still largely unknown, as well as their influence in the biodegradation processes. Silver nanoparticles (NPsAg) have already been mentioned in other studies due to their microbicidal effects, but there is still a lack of investigation of their influence on decaying solid waste. The aim of this work was therefore to verify the behavior of urban solid waste biodegradation and its interaction with different concentrations of silver nanoparticles in pilot reactors simulating landfill. For this, preliminary tests of methanogenic activity and subsequent installation, operation and monitoring of landfill simulator lysimeters (2 m high x 200 mm diameter) were carried out, with the composition of urban solid waste following national standards. In addition, Daphnia magna toxicity tests and nanoprate dissolution tests were performed on synthetic leachates. For the pilot reactors, concentrations of 50, 150, and 450 mg NPsAg / kg solids were added, and compared to a control test (no NPAg addition). Leachate and biogas samples were collected either weekly or biweekly and physical, chemical, and biological parameters were evaluated. The results showed instability of the silver nanoparticles, high toxicity of the leachates, and decrease of the microbiological diversity with the increase of the added concentration. The removal of organic matter occurred for all pilots, as well as the production of volatile fatty acids (VFA) in the intermediate phase. The correlation of the other physic-chemical parameters was not proportional or statistically significant between the pilot reactors with different concentrations of nanosilver. In general, it can be concluded that the pilot reactors did not reach methanogenesis (no methane production > 10%) during the 18 months of operation, with characteristics predominantly found in new leachates, on fermentation and acidification phases, despite of the concentration of NPAg added.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2019 A complexidade da composição do lixiviado de aterro sanitário, a rápida redução de sua biodegradabilidade, a dificuldade de remoção de poluentes refratários e os problemas relativos à sua toxicidade impõem a necessidade de métodos de tratamentos combinados que confiram ao efluente final características de qualidade que atendam aos padrões de lançamento em corpos d?água estabelecidos pela legislação. Este estudo objetivou otimizar o processo oxidativo avançado (POA) UV/H2O2 aplicado ao tratamento de lixiviado de aterro sanitário pré-tratado biologicamente em lagoas de estabilização e em sistema de lodos ativados, encontrando condições operacionais que fornecessem o melhor valor de comprometimento na remoção conjunta de cor e matéria orgânica recalcitrante desejável, e que viabilizassem a redução da toxicidade aguda. Para tanto, foi aplicada a Metodologia de Superfície de Resposta (MSR) integrada ao Planejamento Box-Behnken (PBB) e a função desirability de Derringer, além de modelos de regressão cinética, para a otimização estatística do processo UV/H2O2. O POA UV/H2O2 aplicado em lixiviado de aterro sanitário pré-tratado biologicamente em sistema de lagoas anaeróbias (LA) conferiu a maior eficiência de remoção de cor e DQO recalcitrante, simultaneamente, com valor de desejabilidade igual a 0,984, nas seguintes condições operacionais: pH igual a 2,6; Fator ([H2O2]/DQO) correspondente a 1,35; e Potência da lâmpada UV de 400 W. Quando aplicado em lixiviado de aterro sanitário pré-tratado biologicamente em sistema sequencial de lagoas anaeróbias e lodos ativados, o POA UV/H2O2 conferiu a maior eficiência de remoção de cor, DQO recalcitrante e turbidez, associada ao menor consumo de peróxido de hidrogênio, simultaneamente, com valor de desejabilidade máximo (1,000), nas seguintes condições operacionais: pH igual a 2,1; Fator ([H2O2]/DQO) correspondente a 0,8; e Potência da lâmpada UV de 400 W. Reagindo por 26 minutos com o efluente das lagoas anaeróbias e por 22 minutos com o efluente do sistema de lodos ativados, o POA UV/H2O2 atingiu valores de cor, turbidez, DBO e fósforo seguramente inferiores ao estabelecido pela legislação brasileira e do Estado de Santa Catarina para os corpos d?água receptores de classe 2. Em ambas as aplicações, o POA UV/H2O2 reduziu a toxicidade aguda do lixiviado, cujos efluentes atingiram o Fator de Diluição igual a 8, e, portanto, estão dentro do limite estabelecido na legislação para fins de lançamento no corpo d?água receptor. Por fim, o Planejamento Box-Behnken (PBB), a Metodologia de Superfície de Resposta (MSR) e a função desirability de Derringer integradas demonstraram ser ferramentas robustas e eficazes para a otimização estatística do processo oxidativo avançado UV/H2O2 aplicado em lixiviado de aterro sanitário pré-tratado biologicamente. Abstract: The complexity of the composition of landfill leachate, the rapid reduction of its biodegradability, the difficulty of removing refractory pollutants and the problems related to its toxicity require the need for combined treatment methods that give the final effluent quality characteristics that meet the standards laid down by legislation. The aim of this study was to statistically optimize the UV/H2O2 advanced oxidative process (AOP) applied to the treatment of biologically pretreated landfill leachate in stabilization ponds and activated sludge system, finding operational conditions that would provide the best compromise in removal color and desirable recalcitrant organic matter, and which would enable the reduction of acute toxicity. To that end, the Response Surface Methodology (RSM) integrated to the Box-Behnken Planning (BBP) and Derringer's desirability function, as well as kinetic regression models, were applied to the statistical optimization of the UV/H2O2 process. The UV/H2O2 POA applied in biologically pretreated landfill leachate in the anaerobic lagoon system (LA) conferred the highest color removal efficiency and recalcitrant COD, simultaneously, with a desirability value of 0.984, under the following operating conditions: pH = 2.6; Factor ([H2O2] / COD) corresponding to 1.35; and UV lamp wattage of 400 W. When applied in biologically pre-treated landfill leachate in a sequential system of anaerobic ponds and activated sludge, UV/H2O2 POA conferred the highest color removal efficiency, recalcitrant COD and turbidity, associated to the lowest consumption of hydrogen peroxide, simultaneously, with a maximum desirability value (1,000), under the following operating conditions: pH equal to 2.1; Factor ([H2O2]/COD) corresponding to 0.8; and UV lamp power of 400 W. Reacting for 26 minutes with effluent from anaerobic lagoons and for 22 minutes with the effluent from the activated sludge system, UV/H2O2 POA surely reached lower values of color, turbidity, BOD and phosphorus than the ones established by Brazilian and State of Santa Catarina legislation for class 2 water bodies. In both applications, the UV/H2O2 POA reduced the acute toxicity of the leachate, whose effluents reached the Dilution Factor equal to 8, and, therefore, are within the limit established in the legislation for release purposes in the receiving water body. Finally, the Box-Behnken Planning (BBP), the Response Surface Methodology (RSM) and the integrated Derringer desirability function proved to be robust and efficient tools for the statistical optimization of the UV/H2O2 advanced oxidative process applied in landfill leachate biologically pre-treated.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2018. Os avanços técnicos, legais e na difusão de informações sobre a problemática dos resíduos sólidos parecem ainda não se refletir na transformação de hábitos necessária para uma efetiva Gestão dos Resíduos Sólidos (GRS) na realidade brasileira. Diante disso, a promoção da consciência da população e da participação comunitária na GRS são recomendadas pela literatura, devendo ser acompanhadas da superação do pensamento tecnicista, rumo a um pensamento complexo. Nesse sentido vem atuando o projeto de extensão Escola Lixo Zero, do Núcleo de Educação Ambiental da Universidade Federal de Santa Catarina (NEAmb-UFSC), inspirado pelo potencial de as escolas serem incubadoras de transformações culturais necessárias à sociedade. Surgido em 2014 com o objetivo de implementar a GRS no Colégio de Aplicação da UFSC (CA), o projeto deu origem à pesquisa que resultou no desenvolvimento da metodologia do Desafio Lixo Zero em 2015. O sucesso no CA motivou a realização do Desafio em duas escolas municipais de Florianópolis em 2016, momento em que se situou a presente pesquisa de mestrado, que explora os aspectos da abordagem que contribuem para o envolvimento da comunidade escolar e a transformação de hábitos. Isso é feito através de uma metodologia do tipo pesquisa-ação, assemelhando-se a um estudo comparativo de casos ao avaliar a experiência em diferentes escolas. A orientação epistemológica alinhada a um paradigma relacional, que inclui a perspectiva dos Processos Responsivos Complexos, busca manter-se próxima à experiência de estar em relação com as pessoas no decorrer do projeto, utilizando-se de técnicas como a observação-participante, narrativas reflexivas, e entrevistas qualitativas a outros envolvidos. Como resultado, a prática do projeto passa a ser compreendida para além da aplicação de ferramentas de educação ambiental e governança previstas na metodologia do Desafio, destacando-se a necessidade de improvisação e adaptação das propostas em diálogo com a realidade da escola. Diante da compreensão das dinâmicas relacionais que sustentam a problemática dos resíduos na escola, a abordagem do projeto passa a centrar-se na atenção às relações pessoais tecidas ao passar a habitar o território existencial da escola durante o projeto. É da qualidade dessa participação que torna-se possível cultivar outras formas de relação que produzam o envolvimento e a transformação de hábitos necessários a uma efetiva GRS na escola. Abstract : Improvements in technical and legal instruments and in the diffusion of information around the solid waste issue have not yet implied in the transformation of habits necessary for an effective Solid Waste Management (SWM) in Brazil. The literature advises the promotion of public awareness and community participation, which must be accompanied by a shift away from reductionist technical thinking towards a more complex approach. Sharing this aim, the Environmental Education Group of the Federal University of Santa Catarina (NEAmb UFSC) has been developing the Zero Waste School project, inspired by the potential of turning the schools into incubators of the cultural changes necessary in the wider society. Started in 2014 with the goal of implementing the SWM in the University s school - Colégio de Aplicação da UFSC (CA) the project originated a research that led to the development of the Zero Waste Challenge methodology in 2015. The success of the initiative motivated the implementation of the Challenge in two municipal schools in 2016, when this Masters research took place, exploring the aspects of the approach that contributed to the engagement of the school community and the transformation of habits. This is done through an Action-Research methodology, which, evaluating the experience in different schools, acquires a comparative case study style. Furthermore, the epistemological orientation of the research is aligned with a relational paradigm, largely based on the Complex Responsive Process perspective, which seeks to develop an investigation that stays in the experience of relating during the project. Participant-observation, reflexive narratives and qualitative interviews with other practitioners involved are some of the techniques used. As a result, the understanding of the approach of the project is taken beyond the use of environmental education and governance tools, included in the Challenge methodology, highlighting the need for improvisation and adaptation of the proposals in dialogue with the school context. With a new understanding of the relational dynamics that sustain the solid waste issue in the school, the practice around the project directs the attention to the human relations developed as one starts to live the existential territory of the school during the project. It is in the quality of this participation that lies the possibility of cultivating other forms of relation that may produce the engagement and the transformation of habits necessary for an effective SWM in the school.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2017. Por conta da diversidade de resíduos sólidos urbanos (RSU) e as diferentes fases de decomposição, o lixiviado resultante é uma mistura química complexa e com potencial toxicológico. Muitos RSU são considerados perigosos por apresentarem metais traço ou nanopartículas em sua composição, potencializando sua periculosidade, já que esses efeitos são intensificados pela dispersão nanométrica. O tamanho das nanopartículas facilita o seu transporte na atmosfera, em águas e em solos e dificulta a sua remoção por técnicas convencionais de filtração. As nanopartículas de prata (NPAg) já têm sido estudadas por seus efeitos microbicidas, mas ainda falta investigações da influência do seu comportamento em resíduos em decomposição. O objetivo deste trabalho foi verificar a toxicidade do RSU contendo diferentes concentrações de NPAg. Para isso, foram realizados testes de toxicidade aguda com a Daphnia magna em resíduos contendo 50, 150 e 450 mg NPAg/Kg, além de um branco para controle. Os microcrustáceos se mostraram apropriados para este estudo. Os testes de toxicidade aguda, realizados com Daphnia magna, confirmaram a toxicidade dos lixiviados, assim como confirmaram que as nanopartículas de prata são tóxicas, apresentando CE50,48h variando entre 0,041% e 5,51%. A variável pH demonstrou grande correlação com a CE50, sugerindo que o pH é a principal variável química indicadora de toxicidade, para as condições do experimento. Os resultados podem trazer benefícios para a gestão dos RSU, a partir do pré-tratamento dos mesmos, afim de eliminar potenciais riscos ambientais. Abstract: Due to the diversity of Municipal Solid Waste (MSW) and the different stages of decomposition, the resulting leachate is a complex chemical mixture with toxicological potential. Many MSW are considered dangerous because they present metals or nanoparticles in their composition, increasing their dangerousness, since these effects are intensified by the nanometric dispersion. The size of nanoparticles facilitates their transport in the atmosphere, water and soil and makes it difficult to remove them by conventional filtration techniques. Silver nanoparticles (AgNPs) have already been studied for their microbicidal effects, but investigations of the influence of their behavior on decomposing residues are still lacking. The objective of this work was to verify the toxicity of MSW containing different concentrations of AgNPs. For this, acute toxicity tests with Daphnia magna was performed on residues containing 50, 150 and 450 mg AgNPs/kg, as well as a blank, in addition to a blank for control. The microcrustaceans were appropriate for this study. The acute toxicity tests performed with Daphnia magna confirmed the toxicity of the leachates, as well as confirming that the silver nanoparticles are toxic, presenting CE50,48h ranging from 0,041% to 5,51%. The pH variable showed a high correlation with CE50, suggesting that pH is the main chemical indicator of toxicity, for the conditions of the experiment. The results can bring benefits to the management of solid urban waste, from the pre-treatment of them, in order to reduce potential environmental risks.

Dissertação (mestrado profissional) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2016. Este estudo busca descrever a gestão e o tratamento de resíduos sólidos (GTRS) de uma empresa do setor automotivo; e o conjunto de ações normativas, operacionais, e de planejamento. Medidas adotadas pela empresa de segregação, coleta, acondicionamento, armazenamento temporário, transporte, reciclagem, minimização, tratamento e disposição final dos resíduos sólidos gerados nos processos de fundição de alumínio, injeção, rebarbação, jateamento, usinagem, embalagem e expedição das peças de alumínio fabricadas pela empresa. As metodologias adotadas neste trabalho foram: levantamento de dados técnicos do processo de fundição, rebarbação e usinagem de peças e levantamentos qualitativos e quantitativos dos resíduos sólidos gerados, sua classificação conforme a norma ABNT NBR 10.004/2004 e sobre as diretrizes relativas à gestão integrada e ao gerenciamento de resíduos sólidos conforme a LEI Nº 12.305, de 2 de agosto de 2010 Política Nacional de Resíduos Sólidos. Como resultado do trabalho, foi realizada uma análise comparativa dos resultados do antes e depois da implantação da gestão de resíduos sólidos industriais, praticado pela organização em estudo. Abstract : This study aims to describe the management and treatment of solid waste (GTRS) of an automotive company; and the set of normative, operational and planning. Measures adopted by the segregation of business, collection, packaging, temporary storage, transportation, recycling, minimization, treatment and final disposal of solid waste generated in the aluminum casting process, injection, grinding, sandblasting, machining, packaging and shipment of aluminum parts manufactured by the company. The methodologies used in this study were: collection of technical data of the casting process, grinding and machining parts and qualitative and quantitative surveys of solid waste generated, their classification according to ABNT NBR 10.004 / 2004 and on the guidelines for the integrated management and solid waste management according to Law No. 12,305, of August 2, 2010 National Policy on solid waste. As a result of the work was carried out a comparative analysis of the results before and after the implementation of management of industrial solid waste, practiced by the organization under study.

Dissertação (mestrado profissional) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2016. Seguindo a tendência da maioria dos municípios brasileiros, a cidade de Belo Horizonte, em pleno desenvolvimento, tem fomentado o crescimento da indústria da construção civil. Consequentemente, há um progressivo aumento da geração de resíduos. Algo que pode ser caracterizado como um problema, ainda que possua um sistema de manejo já implantado pelo município. Dentro deste contexto, este trabalho busca compreender a forma como os resíduos da construção civil são geridos no município de Belo Horizonte, por meio do levantamento da situação atual dos Resíduos da Construção Civil (RCC) da cidade e das iniciativas de manejo do mesmo já implantadas no município mineiro. Para a elaboração do presente trabalho, a metodologia utilizada quanto ao tipo de abordagem é a de característica qualitativa e quanto aos fins, a pesquisa é classificada como descritiva, uma vez que os dados são apresentados e analisados sem interferência do pesquisador, caracterizando-se assim como estudo de caso. Como forma de identificar os impactos causados pelos resíduos da construção civil, são apresentadas a origem, o volume gerado e as características dos resíduos de construção civil, bem como elencadas propostas para a redução, reutilização e reciclagem desses materiais. Com fulcro no levantamento realizado, este trabalho se propõe a diagnosticar o cenário encontrado para então propor as bases para um Plano de Gestão Integrada de Resíduos da Construção Civil para o município de Belo Horizonte, estabelecendo prioridades de curto, médio e longo prazo com ênfase na Redução, Reutilização e Reciclagem dos Resíduos da Construção Civil. Abstract : Following the trend of most municipalities, the city of Belo Horizonte, in full development, has fostered the growth of the construction industry. Consequently, there is a progressive increase in waste generation. Something that can be characterized as a problem, although it has a management system already deployed by the municipality. Within this context, this study seeks to understand how the construction waste are managed in the city of Belo Horizonte, through the survey of the current situation Waste Construction (RCC) of the city and management initiatives of the same already implemented in the mining town. For the preparation of this work, the methodology used for the type of approach is the qualitative characteristic and about the purposes, the research is classified as descriptive, since the data are presented and analyzed without interference from the researcher, characterizing so as a case study. In order to identify the impacts of construction waste, the source is displayed, the generated volume and characteristics of construction waste and listed proposals to reduce, reuse and recycling of these materials. With fulcrum in conducted survey, this study aims to diagnose the scenario and then propose the foundation for a Management Plan Construction Integrated Waste for the city of Belo Horizonte, setting short, medium and long term priorities with emphasis on reduce, Reuse and Recycling of Waste of Construction.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2016 O excesso de resíduos gerados pela população mundial aliado à escassez de local apropriado para o seu tratamento e destinação final faz do resíduo sólido urbano (RSU) um grande problema para o meio ambiente assim como para as entidades governamentais. Uma opção ao tratamento do RSU é a utilização de reatores anaeróbios. A finalidade dos biodigestores é criar um ambiente ideal para o desenvolvimento da cultura microbiana para que a fração orgânica seja degradada, sendo os resultados da fermentação anaeróbia o biofertilizante e o biogás. Com o objetivo de beneficiar as características de funcionamento de um biodigestor, foi realizado o tratamento anaeróbio dos resíduos orgânicos (RSO) do restaurante universitário da UFSC utilizando a co-digestão com resíduos de jardinagem (RJ), alimentação semi-contínua, temperatura mesofílica (35°C) e cargas orgânicas de 1,0, 2,0 e 4,0 Kg de STV/m3/dia. Dentre os principais resultados verificou-se a máxima eficiência de conversão de sólidos em biogás (6,4%), concentração de 64% de metano no biogás, PEM de 0,45LCH4/g STVremovido e remoção de DQO superior a 60% para a carga de 2,0 Kg de STV/m3/dia. Ocorreu a acidificação do meio (pH = 4) quando a carga aplicada subiu para 4,0 Kg de STV/m3/dia assim como o aumento da concentração de CO2 (máximo de 74%) no biogás. Devido à heterogeneidade do substrato e ineficiência do sistema de agitação, através do balanço de massa, foi constatado o acúmulo de ST, STV e DQO no biodigestor piloto. Quando operado com a carga orgânica aplicada de 2,0 Kg de STV/m3/dia o sistema se mostrou eficiente para o tratamento de resíduos sólidos orgânicos, atingindo valores superiores a 90% de remoção de sólidos e produção média de biogás de 9,8L/d. Abstract: The excess of municipal solid waste (MSW) generated by the world population combined with the lack of an appropriate place for their treatment and disposal is a major problem for government entities. One option for the treatment of the organic fraction of MSW is the use of anaerobic reactors. The purpose of these digesters is to create an ideal environment for the development of microbial cultures where the organic fraction is completely degraded, and the results of anaerobic fermentation are biofertilizer and biogas. In order to optimize the operating characteristics of a biodigester, this study attempts to make the anaerobic treatment of organic wastes from the UFSC's restaurant leftovers using co-digestion with garden waste (GW), and applying a semi-continuous feeding system, mesophilic temperature conditions (35°C) and organic loads of 1.0, 2.0 and 4.0 kg VS/m3/day. The main results of the study indicate that the maximum conversion efficiency of solids into biogas (6.4%), the highest concentration of methane (64%), SPM of 0,45LCH4/g STVremoved and the maximum COD removal( 60%) were reached for the load of 2.0 Kg VS/m3/day. It occurred the acidification of the medium (pH = 4) when the applied load increased to 4.0 kg VS/m3/day, also increasing CO2 concentration from biogas. Due to the heterogeneity of the substrate and inefficiency of the agitation system, TS, VTS and COD (obtained by mass balance) accumulated in the pilot-scale digester. When operated with the organic load of 2.0 kg VS/m3/day, the system proved to be efficient for the treatment of organic solid waste, reaching values greater than 90% removal of solids and average production of biogas 9,8L / d.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2015. Os processos de degradação biológica ocorridos nos aterros sanitários resultam na geração de efluentes líquidos e gasosos. A emissão gasosa dos aterros, resultado da ação de microrganismos metanogênicos responsáveis pela fermentação do ácido acético e gás hidrogênio em metano e gás carbônico, é conhecida como biogás. Este gás devido sua considerável concentração em metano (45-75%) é apontado como um dos principais atores do efeito estufa antropogênico. No entanto, o metano apresenta elevado poder calorífico, podendo ser aproveitado energeticamente. Em virtude disso é importante estudar as emissões deste gás para verificar a viabilidade econômica de seu aproveitamento. Este estudo se propôs à realização de um levantamento do potencial energético de biogás no aterro sanitário de Brusque, para a geração de energia. A metodologia consistiu na análise das emissões de biogás dos drenos de captação, em conjunto com a aplicação de um modelo matemático, e com ensaios laboratoriais de atividade metanogênica BMP. Os resultados finais de caracterização do biogás, nos drenos, apresentaram uma vazão média de 117,9 Nm³/h, com concentração média de CH4 de 48,6%, para um intervalo de confiança de 95%. Já os ensaios de BMP apresentaram resultados médios de 190,6 NmlCH4, para o período de incubação de 11 dias, inferindo um valor de Lo de aproximadamente 102,54 m³CH4/TSTV, ou 20,61 m³CH4/T. Com os resultados do ensaio de BMP, se fez possível a realização de uma modelagem matemática através do software LandGEM. Como resultado da modelagem verificou-se que desde a inauguração até o ano de 2137, o aterro terá gerado 115.538.228 m³CH4, tendo como pico máximo o ano de 2032 (3.635.384 m³CH4), exatamente um ano após o encerramento do aterro e chegando ao ano 2104 , com vazão anual já próxima da vazão de metano gerada no primeiro ano de operação (aproximadamente 70.000 m³CH4), podendo abastecer cerca de 100 residências de classe média. Abstract : Biological degradation processes taking place in landfills result in the generation of liquid and gaseous effluents. The gaseous emissions from landfills as a result of the action of methanogenic microorganisms responsible for the fermentation of acetic acid and hydrogen gas into methane and carbon dioxide, is known as biogas. This gas because of its considerable concentration of methane (45-75%) is named as one of the main actors of the anthropogenic greenhouse effect. However, methane has a high calorific value and can be recovered for energy production. It is important to study landfill methane emissions to check the economic feasibility of its use. This study aimed to carry out a survey of the energy potential of biogas in a landfill located at Brusque, to generate energy. The methodology consisted of the analysis of biogas emissions from drains in conjunction with the application of a mathematical model, and laboratory tests of methanogenic activity (BMP). The final results of characterization of biogas sampled in drains had an average flow of 117.9 Nm³ / h, with an average concentration of CH4 48.6%, for a 95% confidence interval. Since BMP test results presented mean of 190.6 NmlCH4 for the 11 day incubation period, resulting in a low value of approximately 102.54 m³CH4 / TSTV or 20.61 m³CH4 / T. Results of BMP test were used to perform a mathematical model using the software LandGEM. As a result of modeling it was found that since the opening by the year 2137, the landfill will have generated 115,538,228 m³CH4, with the peak year 2032 (3,635,384 m³CH4), exactly one year after closure of the landfill and reaching the year 2104, with annual output already close to the methane flow generated in the first year of operation (approximately 70,000 m³CH4).

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2015. A propriedade pozolânica do resíduo industrial de lã de rocha (RWP), bem como sua incorporação em matrizes de cimento Portland foi analisada nesta pesquisa. A lã de rocha é um material isolante muito utilizado por diversas indústrias. Inicialmente caracterizou-se o resíduo através das técnicas: difratometria de raios X (DRX), fluorescência de raios X (FRX), análise térmica de Calorimetria Diferencial de Varredura e Termogravimetria (DSC/TG) na amostra comercial e no resíduo; classificação do resíduo segundo NBR 10.004 (2004), moagem, granulometria a laser e massa específica. Posteriormente, avaliou-se o potencial de atividade pozolânica do resíduo moído em 1 e 2 horas em pastas produzidas com RWP e hidróxido de cálcio, e identificou-se os compostos formados pela análise térmica (DSC/TG), (DRX) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) para as idades de 28 e 90 dias, também para efeitos comparativos executou-se o ensaio de acordo com a NBR 5752 (2014) - Índice de atividade pozolânica Cimento Portland e NBR 15895 (2010) - Determinação do teor de hidróxido de cálcio fixado - Método Chapelle modificado. Os objetivos específicos desta pesquisa foram; caracterizar o resíduo de lã de rocha com intenção de sua valorização como material pozolânico. Obter o índice de atividade pozolânica para as duas curvas granulométricas do resíduo em estudo. Investigar o efeito da substituição do cimento Portland por resíduo de lã de rocha em argamassas. Pode-se concluir que, a utilização do resíduo industrial de lã de rocha como material pozolânico não foi conclusiva, o resíduo apresentou um potencial desenvolvimento de pozolanicidade em idade avançadas. No efeito fíler a incorporação dos resíduos de lã rocha trouxe efeitos benefícios, como aumento da resistência a compreensão. Os resultados encontrados mostram que o resíduo de lã de rocha utilizado nesta pesquisa pode ser classificado como classe II A - não inerte (não perigoso), possui característica de sólido amorfo e se enquadra como material pozolânico conforme estabelecido pela norma NBR 12653 (2014). Nas análises térmicas da amostra resíduo e comercial, apresentou contaminação por ferro no resíduo. A incorporação do resíduo nas pastas de hidróxido de cálcio, e nas argamassas aumenta a resistência à compressão, esta propriedade melhorada é o resultado da estrutura densa obtida pelo efeito de enchimento realizado pelas partículas do resíduo. Supostamente, os produtos da reação pozolânica começam a ser formados após 90 dias de idade conforme observações realizadas pelo MEV. O ensaio de Chapelle modificado não apresentou atividade pozolânica. Abstract : The pozzolanic property of industrial waste rock wool (RWP) as well as its incorporation in Portland cement was analyzed in this research. The rock wool is an insulating material widely used by several industries. Initially, the residue was characterized by the techniques: X-ray diffraction (XRD), X-ray fluorescence (XRF), thermal analysis Differential Scanning Calorimetry and Thermogravimetry (DSC/TG) in commercial sample and its residue; classification of waste according to NBR 10004 (2004), grinding, laser granulometry and specific weight. Subsequently, we assessed the potential ground waste pozzolanic activity in 1 and 2 hours on ground produced by RWP and calcium hydroxide, and identified the compounds formed by thermal analysis (DSC / TG), (XRD) and (MEV ) to the ages of 28 and 90 days. Also for comparative purposes, it was executed the test according to NBR 5752 (2014) - pozolância Portland cement activity level and NBR 15895 (2010) - Determination of fixed calcium hydroxide content - modified Chapelle method. The objectives specific of this research were; characterize the rock wool waste with intention of upgrading them pozzolanic material. Get the pozzolanic activity index for the two size distribution curves of the residue in the study. To investigate the effect of replacing Portland cement for rock wool waste in mortars. It can be concluded that the use of industrial waste rock wool as a pozzolanic material was not conclusive, the residue showed a potential development of advanced age pozzolanic. In effect fillers the incorporation of rock wool waste brought beneficial effects, such as increase the compressive strength. The results show that the rock wool waste used in this study can be classified as class II A - not inert (non-hazardous) has amorphous solid feature and fits as pozzolanic material as established by NBR 12653 (2014). In the thermal analysis of the sample waste and commercial, showed contamination with iron in the waste. The incorporation of the waste on calcium hydroxide pastes, mortars and increases the compressive strength of this improved property is the result of dense structure obtained by filling effect achieved by the particulate waste. Supposedly of the pozzolanic reaction products begin to be formed after 90 days of age, according to observations made by SEM. The modified Chapelle test showed no pozzolanic activity.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2015 Nesta pesquisa avaliou-se o desempenho de um sistema de tratamento biológico para lixiviado de um aterro sanitário em escala real com foco em duas lagoas anaeróbias operadas em série, seguidas por um sistema de lodos ativados e uma lagoa facultativa. O objetivo do estudo foi avaliar a eficiência deste sistema biológico através do monitoramento de variáveis físico-químicas, ensaios de toxicidade e ensaios moleculares das frações líquidas afluentes e efluentes durante dois anos. As coletas foram realizadas ao longo de quinze dias, seguidas de análises laboratoriais para caracterização dos diferentes pontos de coleta ao longo de duas lagoas anaeróbias. A eficiência de remoção de matéria orgânica observada para as lagoas anaeróbias foi de 50% para DBO5,47% para DQOTotal, 49% para COT, com valores residuais médios de 1446 ± 458, 2415 ± 750 e 897 ± 1020 mg.L-1, respectivamente ao final do tratamento anaeróbio. O melhor desempenho do sistema anaeróbio ocorreu no verão quando apresentou eficiência máxima de 38 e 60%para remoção de nitrogênio amoniacal e fósforo, com conteúdos residuais de 537 ± 252 e 9 ± 6 mg.L-1, respectivamente. Observou-seque em média o sistema anaeróbio apresentou concentrações de zinco(0,08 ± 0,06 mg.L-1), níquel (0,19± 0,25 mg.L-1) e Chumbo (0,07 ± 0,05mg.L-1) sempre abaixo dos padrões estabelecidos pela legislação brasileira. Verificou-se uma diminuição de apenas 41% da toxicidade na saída do tratamento anaeróbio, com valores médios de CE50,48 horas de 7%para final da lagoa anaeróbia 1(muito tóxico) e de 11% para o final do tratamento anaeróbio (lixiviado tóxico). Os ensaios nictemerais revelaram variações horárias distintas para as duas lagoas anaeróbias e o aumento da temperatura e do pH influenciou diretamente nos maiores valores do componente NTK dos diferentes estratos. Nos ensaios moleculares revelou-se que os principais agrupamentos de amplicons ocorreram nos meses de temperaturas elevadas, sendo observadas ainda diferenças na estrutura da comunidade microbiana entre os pontos de cada lagoa anaeróbia. A diversidade de espécies encontradas foi maior para as amostras obtidas no verão e no inverno e menor naquelas obtidas no outono. Os filos predominantes no presente estudo foram: Procariota, Bacteroidetes e Firmicutes. A Lagoa Anaeróbia 2 apresentou maior diversidade de espécies identificadas e os grupos encontrados estão associados à mineralização e depuração de componentes do lixiviado em processos anaeróbios. No presente estudo concluiu-se que as lagoas de estabilização anaeróbias do tratamento não foram suficientes para a depuração do lixiviados do aterro sanitário, o que justifica a adição de unidades de tratamento complementares. Abstract : This study evaluated the performance of areal-scale biological treatment system of leachate at a sanitary landfill with a focus on two anaerobic ponds operated in series, followed by a system of activated sludge and a facultative pond. The objective of the study was to evaluate the efficiency of this biological system by monitoring physical-chemical variables and conduct toxicity and molecular testing. Collections were made every two weeks, followed by laboratory analyses to characterize the different leachates. The organic material removal efficiency for the anaerobic ponds was 50% for BOD5, 47% for CODTotal and 49% for TOC, with average residual values of 1446 ± 458, 2415 ± 750 e 897 ±1020 mg.L-1 , respective to the final anaerobic treatmento. On average, in the summer, the anaerobic system had a maximum efficiency of 38% and 60% for removal of ammoniacal nitrogen and phosphorus, with residual contents of 537 ± 252 e 9 ± 6 mg.L-1, respectively. It was noted that on average the anaerobic system had concentrations of zinc (0,08 ±0,06 mg.L-1), nickel (0,19± 0,25 mg.L-1) and lead (0,07 ± 0,05 mg.L-1), always below the standards permitted by the Brazilian law. A decrease of only 41% of the output of the anaerobic treatment, was found, with average values of EC50,48hours of 7% for SLA1 (highly toxic) and of 11%for (toxic leachate). The nycthemeral tests revealed distinct hourly variations for the two anaerobic ponds and the influence of temperature and pH in the seasonality and increase of the NTK component of the different extracts. The results of the molecular DGGE tests revealed that the groupings of amplicons had greater similarity and intensity in the sample of the hotter months, with differences in the structure of the microbial community between the collection points of the anaerobic ponds influenced by the changes in season and environmental variables. The results of DNATotal sequencing also demonstrated that the change in the structure of the microbial communities and the diversity of the species found was higher in the summer and winter and lower in the autumn. The predominant phylogenetic types were: Prokaryote, Bacteroidetes and Firmicutes. Anaerobic pond 2 had a greater diversity of species identified and the groups found are associated to mineralization and depuration of leachate components present in the anaerobic processes. In this study it was concluded that the anaerobic stabilization ponds treatment were not sufficient for the clearance of leachate from the landfill, which justifies the addition of complementary treatment units .

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2014. A coleta seletiva de resíduos sólidos urbanos é uma ferramenta integrante do mecanismo de gerenciamento dos resíduos sólidos urbanos. Atualmente, os catadores de materiais recicláveis são importantes agentes de coleta que excluídos do mercado formal de trabalho passaram a trabalhar e sobreviver dessa profissão (MAGERA, 2005). Entretanto, esta classe de trabalhadores ainda sofre de muitas carências, sendo indispensável à promoção de ações que contribuam para sua inclusão social, além do desenvolvimento de mecanismos que melhorem suas condições de trabalho. O objetivo da pesquisa foi avaliar as funcionalidades de um modelo computacional de otimização e planejamento de rotas de coleta para catadores de materiais recicláveis. Participaram do estudo membros de associações de catadores de materiais recicláveis localizadas no município de Curitiba ? PR. Acompanharam-se as rotas de coleta realizadas por eles, que por sua vez foram otimizadas pelo modelo proposto e então aplicadas em campo, o que permitiu analisar a eficiência do sistema em relação aos parâmetros tempo e distância. Concomitantemente a estas ações, o modelo foi submetido a testes baseados nos conceitos da engenharia de software. Verificou-se que o tempo médio para a realização do percurso correspondente a uma rota de coleta realizada pelos catadores é de 1h28min33s. Ao analisar as rotas em termos da distância percorrida, obteve-se uma média de 5,33 km. Na otimização de rotas obteve-se como principal resultado a redução de 6,95% do tempo e 8,44% na distância de uma rota de coleta de materiais recicláveis, antes realizada empiricamente por um catador, resultados estes condizentes com a aplicação de outros modelos de roteirização encontradas na literatura. No planejamento de rotas obteve-se como principal resultado a redução de 13,77% do tempo e 31,70% na distância, demonstrando que a visualização em mapa da rota atual, aliada a um olhar crítico de um planejador, pode ser um grande diferencial para o trabalho do catador, o que representa uma importante aplicação do modelo. Por fim, tem-se um modelo computacional em estado satisfatório para implantação em associações e cooperativas de catadores, a ser utilizado em conjunto com outras ações no gerenciamento integrado de resíduos sólidos urbanos. Abstract : Selective collection of municipal solid waste is a part of the solid waste management mechanism. Currently, the waste pickers are important collection agents, which were excluded from the formal labor market and began to work and survive with this profession (MAGERA, 2005). However, these workers still suffer from many needs, being necessary to promote actions that contribute to their social inclusion and improve their working conditions. The aim of this research is to evaluate the functionalities of a computational model of optimization and planning collection routes for waste pickers. Members of associations of waste pickers located in Curitiba - PR participated in the study. First of all, the collection routes made by them were followed, then were optimized in the computational model developed, and finally applied in the field, allowing to analyze the efficiency of the system based on distance and time parameters. Concurrent with these actions, the proposed model was tested based on the concepts of software engineering. The results showed that the average time of a route collection made by pickers is one hour, twenty eight minutes and thirty three seconds. Analyzing the routes in terms of distance, we obtained an average of 5.33 km. In route optimization was obtained as main result a reduction of 6.95% of the time and 8.44% of the distance of a route for collecting recyclable materials by a waste picker. In route planning was obtained as main result the reduction of 13.77% of the time and 31.70% of the distance, showing that the view of the current route in a map combined with a critical eye of a planner can be a great advantage for the work of the waste pickers, which is an important application of the proposed model. At last, there is a suitable computational model for deployment in waste pickers associations and cooperatives, to be used in conjunction with other actions in the integrated management of municipal solid waste.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2014. Este trabalho tem por objetivo o monitoramento da geração de resíduos de serviços de saúde e o desenvolvimento de uma ferramenta de avaliação de planos de gerenciamento de resíduos de serviços de saúde através de um conjunto de indicadores de desempenho, tomando por base o Hospital Universitário da UFSC (HU). O trabalho iniciou com monitoramento da geração de resíduos no HU com pesagem diária, que teve duração de um ano (365 dias consecutivos). Paralelo à isto fez-se levantamento bibliográfico buscando levantar e criar indicadores relevantes ao processo de gerenciamento de RSS, os quais foram submetidos ao julgamento de especialistas e aplicados em estudo de caso no HU. O objetivo geral desta pesquisa foi alcançado, uma vez que a metodologia desenvolvida possibilitou monitorar a geração de resíduos de serviços de saúde no HU, bem como, conhecer e quantificar os diferentes tipos de resíduos gerados no estabelecimento. Ademais, a planilha de indicadores proposta incorpora os parâmetros legais e reflete o desempenho ambiental do estabelecimento de saúde. Sua utilização evidenciou as questões mais críticas do sistema de gerenciamento dos RSS no HU, permitindo direcionar estrategicamente as ações de melhoria. A segregação dos indicadores em categorias permitiu organizar as informações partindo de questões amplas às específicas, contemplando todas as etapas do sistema. A planilha pode ser aplicada em qualquer estabelecimento gerador de RSS, e permite comparar diferentes estabelecimentos de saúde. Abstract : This research aims to monitor the generation of waste of health services (WHS) and the development of a tool for evaluating plans for waste management of health services through a set of performance indicators services, based on the University Hospital of the UFSC (HU). The study started with monitoring of waste generation at HU with daily weighing with duration of one year (365 consecutive days). During that time is also conducted literature survey, intending to find and create new performance indicators relevant to waste management programs, which were submitted to the judgment of experts and applied on a case study at HU. The main objective of this research was achieved once the methodology developed allowed to monitor the generation of wastes from healthcare services in HU as well, know and quantify the different types of waste generated in the setting. In addition, the proposed indicators worksheet incorporates the parameters of the law and reflects the environmental performance of the health facility. Using of the tool revealed the most critical issue of the waste management program in UH, allowing taking strategic actions to improve the whole system. Segregation of indicators into categories allowed organize information starting from broad to specific questions, covering all stages of waste management. The spreadsheet can be applied to any establishment that generates WHS, and allows the comparison of different health facilities.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2013. A utilização de aterros sanitários para o tratamento e disposição de resíduos sólidos urbanos traz inúmeras vantagens, entretanto, apresenta como desvantagem a produção de lixiviado, líquido proveniente da degradação da matéria orgânica presente nos resíduos, bem como da água de infiltração que percola nas camadas de resíduos do aterro sanitário. Em geral, o lixiviado é constituído de poluentes orgânicos, inorgânicos, metais-traço e grupos microbianos, sendo necessário seu tratamento antes de ser lançado em corpos hídricos receptores e/ou ser disposto no solo. O tratamento dos lixiviados pode ser realizado através de processos biológicos ou físico-químicos, ou ainda uma combinação destes dois processos, tendo como objetivo a redução do potencial poluidor deste líquido. No que diz respeito à redução da quantidade de lixiviado a ser tratada, existem, dentre outras técnicas, a recirculação do líquido no próprio aterro sanitário e, mais recentemente, a evaporação da água presente neste efluente. Este trabalho teve como objetivo estudar o processo evaporativo, em escala piloto, utilizando-se uma torre de resfriamento ajustada para a evaporação de lixiviado. Foram avaliadas, através de análises estatísticas, as eficiências de evaporação obtidas, a partir da variação de parâmetros operacionais e, ainda, verificada a influência das condições meteorológicas no processo. No que diz respeito à avaliação ambiental, foi verificada a qualidade do concentrado, produto resultante da evaporação, por meio da caracterização físico-química do lixiviado bruto e do residual do processo ao longo do período de experimentação, assim como determinado o perfil das populações bacterianas dos diferentes extratos de análise, através de técnicas morfológicas e de biologia molecular. A eficiência de evaporação na unidade piloto foi afetada pelas condições meteorológicas analisadas ? radiação solar, velocidade do vento, umidade relativa e temperatura média do ar. Através da avaliação da influência da massa inicial, da vazão de recirculação de lixiviado e da velocidade do ar aplicada ao sistema pode-se verificar que apenas a vazão de lixiviado influenciou as taxas evaporativas. A velocidade do ar foi significativa quando analisadas, somente, altas (5,5 e 6,0 m.s-1) e baixas velocidades (0,5 e 1,0 m.s-1). O processo evaporativo concentrou a maior parte dos poluentes presentes no líquido remanescente (sólidos, matéria orgânica, nitrato, etc.), enquanto que as concentrações de NTK e de nitrogênio amoniacal foram reduzidas. Pelas análises de PCR e DGGE, em amostras de lixiviado bruto e concentrado, observou-se a seleção de grupos filogeneticamente similares, quando os mesmos foramsubmetidos ao processo evaporativo. Foram observados, através da análise de BOX-PCR, cinco agrupamentos distintos nas amostras de ar, coletadas no entorno da unidade piloto. No duto de saída da unidade experimental houve maior número de UFC.m-3, em relação aos outros locais de amostragem, sugerindo que ocorreu a emissão de bactérias durante o processamento do lixiviado na unidade experimental. Abstract : The use of landfills for the treatment and disposal of municipal solid waste brings numerous advantages, however, has the disadvantage of producing leachate, which is the liquid generated from the degradation of organic matter present in the waste and due to infiltration water that percolates through layers of waste in the landfill. In general, leachate contains organic and inorganic pollutants, heavy metals and microbial groups, requiring treatment before being released into receiving water bodies and/or be disposed in the ground. The leachate treatment can be accomplished through biological or physico-chemical processes, or a combination of these, with the objective of reducing its pollution potential. In regard to the reduction of the quantity of leachate to be treated, there are, among other techniques, recirculating liquid in the landfill itself, and more recently the evaporation of water contained in this effluent. This work aimed to study the evaporative process in a pilot plant scale, using a cooling tower adapted for leachate evaporation. Evaporation efficiencies were evaluated through statistical analysis, taking into account the variation in operating parameters, and also via the influence of the weather conditions. Regarding environmental evaluation, it was verified the quality of the concentrate material from evaporation, done by physico-chemical characterization of raw and residual product over the experimental period, and determined the profile of bacterial populations by morphological and molecular biology techniques. Evaporation efficiencies in the pilot plant were affected by weather conditions ? solar radiation, wind speed, relative humidity and air temperature. The initial leachate mass, recirculation flow rate and the air speed applied to the system influenced only on the flow of the leachate evaporation rates. The airspeed had a significant effect only when analyzed on the highest (5,5 and 6,0 m.s-1) and lowest (0,5 and 1,0 m.s-1) speeds. The evaporative process concentrate most of the pollutants present in the remaining liquid (solids, organic matter, nitrate, etc.), while the concentrations of ammonia and NTK has been reduced. The PCR and DGGE techniques carried out for the raw leachate and concentrated samples recovered phylogenetically similar groups during the evaporative process. Five different bacterial grouping were identified by BOX-PCR in air samples collected in the vicinity of the pilot unit. A greater number of CFU.m-3 was identified in the outlet duct of the experimental unit compared to other sampling sites, suggesting that these microorganisms may have come from the processing of the leachate in the pilot plant.

Dissertação (mestrado profissional) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engennharia Ambiental, Florianópolis, 2013. Esta dissertação teve como escopo o estudo da logística reversa no gerenciamento de embalagens retornáveis, considerando o processo de exportação de peças pela indústria automotiva mineira. O aumento na demanda por automóveis tem maximizado o fluxo de materiais entre empresas presentes em países distintos, contribuindo com uma maior geração de resíduos no processo. Os objetivos específicos propostos para este trabalho foram: estudar o fluxo de abastecimento, os materiais e tipos de embalagens utilizados e avaliar os ganhos da substituição das embalagens descartáveis pelas recicláveis. Para atingir estes objetivos foram efetuadas pesquisas bibliográficas, mapeamento do processo, análise da documentação interna disponibilizada nos setores envolvidos com a exportação e importação de componentes e também visitas aos fornecedores. Como objeto de análise foi considerado o fluxo de movimentação de materiais no processo de exportação realizado pela indústria automotiva de Minas Gerais no período de 2011 e 2012. Foram ainda consideradas, para efeito de estudo, as embalagens descartáveis utilizadas no processo, prioritariamente as grades de madeira revestidas internamente com proteção adequada ao tipo de material expedido, seguidas do uso de caixas de madeira, e ainda pelo uso dos pallet de madeira. As embalagens retornáveis como as grades de ferro (Ga.fe.r), as caçambas de ferro e as embalagens plásticas pallet / caixas / tampas, apesar do uso, ainda carecem de um emprego mais efetivo. Através da logística reversa, relacionada com as operações de reutilização de materiais e produtos e responsável pelo fluxo reverso dos produtos, através do entendimento da necessidade da mudança visando à sustentabilidade, esperou-se demonstrar, para a empresa, não somente os ganhos financeiros, mas, também, o ganho ambiental decorrente da utilização de contentores retornáveis, levando em conta a questão sustentabilidade, hoje prática comum no setor e parte da estratégia de negócios. A expectativa foi dar uma contribuição efetiva para possibilitar a escolha de materiais mais adequados ao processo de exportação. Abstract : This dissertation studied the reverse logistics on the management of returnable packaging on export process of automotive parts from industry of Minas Gerais. The increase in demand for cars has maximized the flow of materials between companies from different countries, contributing to increase the generation of process waste. The specific objectives proposed for this work were: to study the supply chain flow of supplies, materials and kinds of packaging used and evaluate the gains from the replacement of returnable packaging for disposable packaging, The results were achieved through literature researches, process mapping, analysis of available internal documentation into the stakeholders involved at the export and import of components and also visiting the packaging suppliers. As an object of analysis was considered the flow of materials handling in the export process conducted by the automotive industry of Minas Gerais between 2011 and 2012. Were also considered for purposes of study, disposable packaging used in the process. Firstly, wooden crates lined internally with adequate protection to the material submitted, followed by the use of wooden boxes, and further the use of the wood pallet. The returnable packaging as iron railings (Ga.fe.r), the iron buckets and plastic packaging pallet / boxes / covers, despite the use still require a more effective use. Through reverse logistics linked to the reuse of materials and products and responsible for the reverse flow of products through the understanding of the need for change aimed at sustainability, we did hope to demonstrate for the company, not only financial gain but also the environmental advantages concerning the use of returnable containers, taking into account the sustainability question today common practice in the industry and part of the business strategy. The expectation was to effectively contribute to enable the choice of the most suitable materials export process.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, florianópolis, 2013. Devido à natureza diversa dos resíduos sólidos urbanos (RSU) e às diferenças das fases de decomposição, o lixiviado formado resulta em uma mistura química complexa com potencial tóxico. Esses compostos químicos podem causar problemas ambientais como contaminação de águas superficiais ou subterrâneas, interferindo no equilíbrio de ecossistemas aquáticos. Este trabalho tem como principal objetivo determinar a taxa de transferência dos elementos-traço (Cr, Cu, Pb, Ni e Cd) contidos nos RSU para o lixiviado, além de avaliar a toxicidade aguda para Daphnia magna e Vibrio fischeri, e identificar as principais variáveis físico-químicas que influenciam na toxicidade dos lixiviados de aterros sanitários, produzidos em reatores com simulações pilotos. Para a realização deste estudo, foram construídos três reatores que simulam a produção de lixiviados de aterro sanitário. Os reatores pilotos possuíam diferentes composições de massas de preenchimentos, codificados como: 1- preenchido exclusivamente com material orgânico, 2 - preenchido com RSU sintético (RSU-S), uma mistura de material orgânico e inorgânico e 3 - preenchido RSU provenientes da coleta municipal. Foram coletadas amostras de lixiviados a cada 7 dias durante um período de 17 meses. Os resultados das análises das variáveis físico-químicas indicam que as amostras dos lixiviados são misturas complexas, compostas por substâncias orgânicas e inorgânicas, contendo consideradas concentrações de micro e macro nutrientes. As concentrações destes compostos encontradas no lixiviado evidenciam o transporte dessas substâncias da matriz sólida para o meio aquoso. Os testes de toxicidade aguda, realizados com Daphnia magna e Vibrio fischeri, mostraram que os lixiviados produzidos no interior dos reatores são tóxicos, apresentando para Daphnia magna CE50 < 1% e para Vibrio fischeri CE50 < 12% em média indica que os microcrustáceos são mais sensíveis a estes compostos, sendo mais apropriados para o estudo. A variável pH foi a que demonstrou maior correlação com a CE50, sugerindo que o pH é a principal variável química indicadora de toxicidade, para as condições do experimento. Utilizou-se da modelagem matemática (modelos de regressão não linear com ajuda do programa estatístico Minitab 16, a função exponencial foi à que melhor se ajustou) baseados em modelos compartimentais para determinar e descrever a taxa de transferência dos elementos-traço dos RSU para o lixiviado. A análise dos elementos traços no lixiviado dos três reatores pilotos mostrou que o Ni foi o elemento que apresentou a maior taxa de transferência, o que é preocupante devido à alta toxicidade deste elemento. Enquanto o Cd foi o que apresentou a menor taxa de transferência, porém constante. E as menores taxas de transferência foram apresentadas por o Cr, Cu e o Pb. Abstract : Due to the varied nature of Municipal Solid Waste (MSW) and differences of phases of decomposition, the formed leachate results in a complex chemical mix with toxic potential. These chemical compounds can cause environmental problems such as contamination of surface or groundwater, affecting the balance of aquatic ecosystems. This work has the main objective to determine the transfer rate of trace elements (Cr, Cu, Pb, Ni and Cd) contained in MSW for the leachate in addition to evaluate acute toxicity for Daphnia magna and Vibrio fischeri, and identify the principle physicochemical variables that influence the toxicity of landfill leachate, produced in reactors with pilot simulations. For this study three reactors were built to simulate the production of landfill leachate. The pilot reactors had different composition mass fills, encoded as: 1 - exclusively filled with organic material, 2 - filled with synthetic MSW (MSW-S) a mixture of organic and inorganic material and 3 - filled with MSW from municipal collection. Leachate samples were collected every 7 days over a period of 17 months. The results of the analyses of the physicochemical variables indicate that the leachate samples are complex mixtures, consisting of organic and inorganic substances containing considered concentrations of macro and micro nutrients. The concentrations of these compounds found in the leachate showed the transport of these substances of the solid matrix to the aqueous media. The acute toxicity tests conducted with Daphnia magna and Vibrio fischeri, showed that the leachate produced inside the reactors are toxic to Daphnia magna CE50 < 1% e for Vibrio fischeri CE50 < 12% indicating that in average the microcrustaceans are more sensitive to these compounds, being more suitable for the study. The variable pH demonstrated the highest correlation with CE50, suggesting that pH is the principle variable chemical indicator of toxicity, for the conditions of the experiment. Utilizing mathematical modeling (regression models not linear with the help of the statistical program Minitab 16, the exponential function was the best fit) based on compartmental models to determine and describe the transfer rate of the elements traced for RSU to the leachate. The analysis of trace elements in the leachate of the three pilot reactors shows that the Ni was the element that presented the highest transfer rate, which is worrying because of the high toxicity of this element. While the Cd presented the lowest transfer rate, but constant, and the lowest transfer rates were presented by Cr, Cu and Pb.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2013. Este trabalho propõe uma matriz de saúde ambiental que permita valorar os impactos à saúde humana, a ser considerada em um estudo de impacto ambiental. A matriz é composta de quatro dimensões: Política de Saúde, Política Ambiental, Política Socioeconômica e Doenças Ambientais. As três primeiras dimensões caracterizam as condições gerais da área estudada, como suporte para a quarta e última dimensão, que relaciona as doenças ambientais. Na Política de Saúde, é considerada a capacidade instalada e a cobertura da demanda dos serviços de vigilância em saúde e a qualidade dos serviços de informações de saúde. Na Política Ambiental, é considerada a capacidade instalada e a cobertura da demanda dos serviços de controle ambiental. Na Política Socioeconômica, são considerados como indicadores a Taxa de Mortalidade Infantil e o Índice de Desenvolvimento Humano. Nas Doenças Ambientais as doenças estão identificadas de acordo com a Classificação Internacional de Doenças, CID-10, e enquadradas em sete grupos de doenças: de veiculação através da água, do solo, do ar, dos vetores mecânicos e biológicos, as doenças profissionais e do trabalho, as doenças crônicas e as doenças comportamentais. Faz-se a aplicação do Princípio da Precaução no Direito Ambiental para a valoração da potencialidade de doenças na exposição qualitativa ao ambiente adverso à saúde humana. A validação da matriz ocorre com consulta a especialistas e pesquisadores na área de estudo de impacto ambiental e estudo de impacto à saúde. A aplicação dessa matriz com a comprovação da sua eficiência é realizada com o estudo de caso referente ao impacto à saúde no Estudo de Impacto Ambiental nas Usinas Hidrelétricas de Barra Grande e Itá, situadas entre os Estados de Santa Catarina e Rio Grande do Sul. A matriz de saúde ambiental torna-se uma ferramenta importante para se projetar o potencial impacto ambiental na saúde humana na ocorrência de alteração do ambiente. A sua simplicidade de apresentação numa única página facilita sua leitura pela comunidade local, técnicos, administradores e tomadores de decisão. A matriz de saúde ambiental proposta mostra-se fundamental como componente a ser integrado em roteiros de estudo de impacto ambiental. Abstract : This study proposes an environmental health matrix designed to rate the impacts of a new project on human health and to be considered in environmental impact assessments. The matrix comprises four dimensions: Health Policy, Environmental Policy, Socioeconomic Policy, and Environmental Diseases. The three first dimensions characterize the general conditions of the area under study as a support to the fourth and last dimension, which includes the environmental diseases. In the Health Policy, the installed capacity and the coverage of the demand for health surveillance services and the quality of health information services are considered. In the Environmental Policy, the installed capacity and coverage of the demand for environmental control services are considered. In the Socioeconomic Policy, the Infant Mortality Rate and Human Development Index are considered as indicators. In Environmental Diseases, the diseases are identified according to the International Classification of Diseases, ICD-10 and include seven groups: waterborne, airborne, soilborne diseases, diseases transmitted by mechanical and biological vectors, occupational diseases, and chronic and behavioral diseases. The Precaution Principle of the Environmental Law is applied to project the diseases potential as a result of qualitative exposure to an environment that is harmful to human health. The matrix is validated by means of a questionnaire administered to specialists and researches in the field of environmental impact and health impact assessments. The application of the proposed matrix to determine its efficiency is made by a case study relating to the health impact on the Environmental Impact Assessment of the Barra Grande and Itá hydroelectric power plants located between the states of Santa Catarina and Rio Grande do Sul. The environmental health matrix may be an important tool to estimate the potential environmental impact on human health caused by an alterated environment. Its simplicity in a single-page presentation facilitates its understanding by the local community, technicians, managers, and decision makers. The proposed environmental health matrix may be a significant component to be integrated into guidelines for environmental impact assessments.

Dissertação (mestrado profissional) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2012. Esta dissertação estimou os impactos ambientais gerados pelo descarte de sacolas plásticas nos resíduos sólidos urbanos, considerando a produção destes resíduos no município de Belo Horizonte. Fatores como o crescimento demográfico, o desenvolvimento socioeconômico da população e a orientação da população para hábitos consumistas somados às modificações nas características dos resíduos produzidos, trouxeram vários tipos de impactos ambientais, provocando ainda uma séria dificuldade operacional para o correto tratamento dos resíduos sólidos urbanos. O objetivo desta dissertação foi o de estimar a representatividade das sacolas plásticas descartas nos resíduos sólidos domésticos no município de Belo Horizonte, avaliar o ciclo de vida das sacolas plásticas, calcular a significância dos impactos ambientais na produção, utilização e disposição final das sacolas plásticas em um aterro sanitário e analisar a viabilidade ambiental das alternativas para a substituição das sacolas existentes no mercado. Para a consecução destes objetivos utilizou-se as seguintes metodologias: pesquisa bibliográfica, exame da estrutura de coleta e disposição final dos resíduos da cidade através de observações feitas em campo no aterro Macaúbas, verificação da classificação dos resíduos sólidos urbanos domiciliares da cidade a partir de consulta às pesquisas realizadas pela Superintendência de Limpeza Urbana e levantamento de alternativas ecológicas para a substituição das sacolas plásticas convencionais. Desta forma produziu-se como resultados um procedimento para minimizar os impactos ambientais produzidos pelo descarte de sacolas plásticas, bem como alternativas ecológicas viáveis para a redução na geração destes resíduos. Abstract : This paper estimates the environmental impacts caused by disposal of plastic bags in municipal solid waste, considering the production of waste in the municipality of Belo Horizonte. Factors such as population growth, socioeconomic development of its population and orientation of its population consumerist habits added to changes the characteristics of the waste generated, brought several types of environmental impacts, even causing a serious operational difficulties for the proper treatment of municipal solid waste. The aim of this work was to estimate the representativeness of plastic bags disposal in domestic solid waste in the city of Belo Horizonte, evaluate the life cycle of plastic bags, calculate the significance of environmental impacts in the production, use and disposal of plastic bags in a landfill and analyzing the environmental feasibility of the alternatives for replacing the bags on the market. To achieve these objectives, we used the following methodologies: literature, examination of the structure of collection and disposal of the city through field observations in the landfill called Macaúbas, testing for municipal solid waste in city homes, consultation to the research conducted by the Superintendent of Garbage and ecological survey of alternatives for replacing conventional plastic bags. Thus produced results as a procedure to minimize the environmental impacts produced by the disposal of plastic bags, as well as viable environmentally friendly alternatives to reduce the generation of waste.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental O presente trabalho objetiva avaliar o potencial de valorização do lodo proveniente de uma estação de tratamento de esgoto, localizada no município de Florianópolis (SC), através do seu emprego em camadas de cobertura de aterro sanitário. Esta prática ocorre principalmente quando o biossólido não atinge qualidade suficiente para usos mais nobres ou como alternativa estratégica. Além disso, aterros sanitários demandam grande quantidade de material de cobertura ao longo de toda sua vida útil. A metodologia experimental da pesquisa dividiu-se em quatro etapas: 1) caracterização do lodo de ETE; 2) estabilização alcalina do lodo com diferentes percentuais de cal virgem e posterior secagem em estufa agrícola; 3) avaliação geotécnica e micro-estrutural de traços de lodo com solo argiloso; 4) avaliação da influência do lodo de esgoto na qualidade do lixiviado, em um piloto experimental. Os resultados apontaram que o lodo de esgoto in natura possui em média umidade de 87%, pH de 6,5 e relação sólidos voláteis/ sólidos totais de 0,73. Para este lodo atingir padrão Classe B, segundo a Resolução CONAMA n°375 de 2006, além das condições requeridas em coberturas de aterro (umidade de 50% e o teor de SV/ST igual a 0,4), foi necessário adicionar 30% de cal virgem (em base seca) e deixar o lodo secar por aproximadamente 31 dias na estufa, considerando reviramento 3 vezes por semana e uma altura de disposição do lodo igual a 15 cm. O tempo de secagem, no entanto, muda conforme a época do ano e pode chegar até aproximadamente 44 dias entre o inverno e a primavera. A partir dos ensaios geotécnicos recomenda-se aplicar o traço de 1:1 (solo:lodo caleado em 30% - peso) em sistemas de coberturas finais como camadas superficiais (vegetativas) e/ou camadas de proteção. Não se recomenda, porém, sua aplicação em camadas drenantes ou camadas de fundação. Em camadas intermediárias ou diárias, traços 1:2,33 (solo:lodo 30%) seriam os mais recomendados. O lodo aplicado como cobertura pode influenciar no aumento da concentração de alguns parâmetros no lixiviado, nos primeiros dias após sua aplicação, como a DQO, a DBO, amônia, nitrito, fósforo e alguns metais, mas poucas semanas depois esses valores tendem a baixar e a ficar próximos de uma célula normal que não tivesse recebido lodo em sua cobertura. Contudo, em nenhum momento a concentração de qualquer um dos metais monitorados excedeu os limites da Resolução do CONAMA n° 430 de 2011. This study aims to research an alternative way to recycle the sewage sludge from a wastewater treatment plant (WWTP), located in Florianópolis (SC), through its use as landfill cover. This practice is adopted mainly when the sludge does not possess enough quality to be used in nobler end or as a strategic alternative. Furthermore, landfill demand large amounts of soil cover throughout its useful life. The experimental methodology of the research was divided into four steps: 1) characterization of sewage sludge, 2) alkaline stabilization of sludge with different percentages of lime and drying in a greenhouse, 3) geotechnical assessment and micro-structural analysis of mixtures of sludge and clay soil, 4) evaluation of the influence of sewage sludge on the quality of the leachate. The results showed that the raw sewage has 13% of solid content, pH 6.5 and 73% of volatile solids, relative to the total solids (SV/ST). To treat the sludge until the Class B level, according to CONAMA n° 375 de 2006, and to reach the conditions required in landfill covers (50% moisture content and the SV / ST equal to 0.4), it was necessary to add 30% calcium oxide (on dry basis) and dry the sludge in a greenhouse during 31 days, considering revolving period of 3 times a week; form of sludge disposition with 15 cm height. The drying time, however, changes seasonally and between winter and spring can reach about 44 days. The geotechnical tests showed that the best mixture of soil and sludge (treated with 30% CaO) in final cover systems as surface layers (vegetative) and / or layers of protection is with the ratio 1:1 (weight). However, its application in drainage layers or foundation layers is not recommended. To the intermediate or daily cover, the proportion mixture 1:2,33 (soil: sludge 30%) would be most recommended. The sludge used as landfill cover may influence on the increase of the concentration of some parameters of the leachate in the first days after application, such as COD BOD, ammonia, nitrite, phosphorus and some metals. Nevertheless, a few weeks later these values tend to decrease and become close to a normal cell that had not received sludge in its coverage. Besides, at no time the concentration of any metals monitored exceeded the limits established by CONAMA n° 430 de 2011.

Dissertação (mestrado profissional) - Universidade Federal de Santa Catarina, Programa de Pos-Graduaçao em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2012 Os resíduos oriundos de origem industrial, contendo metais pesados em sua composição, ao se acumularem no solo e nas plantas, apresentam o potencial de atingir a cadeia alimentar, trazendo como consequência maior, o comprometimento da saúde humana. Os controles da geração de resíduos nas indústrias despertaram um interesse aos ambientalistas, técnicos e a sociedade incentivada pelas ondas ambientalistas devido a essa pressão externa várias empresas passaram a implementar o Sistema de Gestão Ambiental que controla o efetivo da geração, armazenamento, tratamento, reciclagem e reutilização, transporte, recuperação e depósito de resíduos perigosos. Essas medidas são importantes para a saúde pública, a proteção do meio ambiente, manejo dos recursos naturais e desenvolvimento sustentável do negócio além do cumprimento da legislação que responsabiliza o gerador por todo o seu resíduo produzido. As avaliações da poluição por metal apontam o mercúrio como um dos mais significativos no monitoramento global de poluição antrópica segundo as suas características, tais como: toxidez; comportamento no meio ambiente no qual ele se retém nos sedimentos sendo incorporados na cadeia alimentar, sua extensa utilização nas indústrias, seus riscos e danos causados através do descarte incorretos, entre outros. A dissertação realiza a avaliação do manejo e descarte de resíduos contendo mercúrio em uma grande montadora de veículos com ênfase na minimização de impactos ambientais. Para o desenvolvimento do estudo foi realizada a identificação, na planta industrial, dos pontos de geração de resíduos contendo mercúrio, determinando-se volume, concentração e bem como suas características. Procedeu-se então, a avaliação das formas de descaracterização e tratamento de resíduos contendo mercúrio, disponíveis e utilizados, ambiental e economicamente viáveis para a empresa e para a sociedade. O levantamento dos aspectos legais envolvendo o gerenciamento de resíduos contendo mercúrio foi realizado através de uma extensa pesquisa bibliográfica, buscando sempre apresentar uma contribuição para a discussão de minimização de impactos ambientais no seu descarte, assim também, como na gestão de resíduos contendo mercúrio dentro da empresa abrangendo a parte legal, minimização dos resíduos e o seu manejo correto com uma destinação final mais ecologicamente correta. A metodologia utilizada no trabalho será através de um estudo de caso descritivo e exploratório, investigação da literatura e legislação vigente. Espera-se que, com os resultados desta avaliação da geração de resíduos contendo mercúrio em sua composição, abrangendo os aspectos de manejo dos mesmos, aspectos legais envolvidos no processo de descaracterização e tratamento do mercúrio possa contribuir positivamente tanto para a empresa como para a sociedade, na busca de soluções na minimização dos impactos ambientais produzidos pelo descarte inadequado do mercúrio, bem como de alternativas ambientalmente viáveis para a redução na geração de resíduos desta natureza. Abstract : Waste from industrial origin containing heavy metals in its composition, to accumulate in soils and plants, have the potential to reach the food chain, bringing greater consequence, impairment of human health. The controls of waste generation industries awakened an interest to environmentalists, specialists and society encouraged by environmentalists waves due to external pressure that many companies started to implement the Environmental Management System that controls the effective generation, storage, treatment, recycling and reuse , transport, recovery and disposal of hazardous waste. These measures are important for public health, environmental protection, natural resource management and sustainable development of the business beyond compliance blaming the generator for all your waste produced. Evaluations indicate pollution by metal mercury as one of the most significant global monitoring anthropogenic pollution according to their characteristics, such as toxicity, behavior in the environment in which he retains in sediment being incorporated into the food chain, their extensive use industries, its risks and damages caused by incorrect disposal, among others. The paper performs the assessment of the handling and disposal of mercury-containing waste in a large auto manufacturer with emphasis on minimizing environmental impacts. For the development of the study was the identification in the industrial plant, the points of generation of mercury-containing waste, determining volume and concentration as well as its features. We then performed the evaluation of forms of adulteration and treatment of waste containing mercury, used and available, environmentally and economically viable for the company and for society. The survey of legal issues involving the management of waste containing mercury was conducted through an extensive literature search, seeking always make a contribution to the discussion of minimizing environmental impacts at their disposal, so, as in the management of waste containing mercury within the company covering the cool part, minimization of waste and its proper handling with a more environmentally friendly disposal. The methodology will work through a case study descriptive and exploratory research literature and law. It is hoped that the results of this evaluation of the generation of waste containing mercury in its composition, covering aspects of management of the same, legal aspects involved in adulteration and treatment of mercury can contribute positively to both the company and society , in seeking solutions to minimize the environmental impacts produced by improper disposal of mercury, as well as environmentally viable alternatives to reduce the generation of waste of this nature.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2012 O município de Florianópolis, assim como vários municípios brasileiros, enfrenta dificuldades relacionadas ao financiamento dos custos decorrentes do gerenciamento dos resíduos sólidos, uma vez que a arrecadação através da taxa de coleta de lixo, cobrada junto ao IPTU, é insuficiente para financiar todas as despesas do sistema. Este trabalho tem como objetivo avaliar as relações existentes entre o consumo de água e o consumo de energia elétrica com a geração de resíduos sólidos domiciliares visando uma nova base de cálculo para a determinação do valor da "tarifa de resíduos sólidos domiciliares" para o município de Florianópolis. A metodologia utilizada consistiu na pesagem diária de RSD, leitura do consumo de água e de energia elétrica em dois edifícios residenciais multifamiliares, além da obtenção de dados mensais da geração de RSD e consumo de água e energia elétrica de duas regiões do município. Os resultados encontrados indicam uma taxa de geração per capita de RSD de 0,9 kg/habitante/dia para as regiões estudadas e de 0,6 kg/habitante/dia para os condomínios multifamiliares. Os resultados também mostraram fortes relações entre o consumo de água e o consumo de energia elétrica com a geração de RSD, quando os dados foram tratados de forma agrupada, por faixas de consumo, mostrando ser possível estimar a quantidade de RSD gerada por uma edificação a partir do seu consumo de água ou de energia elétrica. Abstract : The municipality of Florianópolis, as well as many municipalities, is facing difficulties related to financing the costs of solid waste management, since the collection by the garbage collection fee, charged by the property tax, is insufficient to fund all expenses system. This study aims to evaluate the relationship between water and energy consumption with the production of municipal solid waste towards a new basis of calculation for determining the value of "solid waste fee" for the city of Florianópolis. The methodology consisted of daily weighing of RSW, reading of water consumption and electricity in two multifamily residential buildings, in addition to obtaining monthly data of MSW generation and consumption of water and electricity in two regions of the municipality. The results indicate a rate of RSW per capita generation of 0.9 kg / capita / day for the regions studied and 0.6 kg / capita / day for multifamily condominiums. The results also showed a strong relationship between water consumption and electricity consumption with the generation of solid waste, when data were pooled treated for consumption ranges, showing it is possible to estimate the amount of RSD generated by a building from their water or electricity.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2011 Altas concentrações de nitrogênio amoniacal presente nos lixiviados de aterro sanitário podem causar impactos ambientais e à saúde pública. O objetivo deste trabalho foi a remoção de amônia de lixiviado de aterro sanitário pelo processo de air stripping (arraste com ar) e sua recuperação através de absorção em solução ácida. Para issoq foi utilizada uma torre de PVC com 150 mm de diâmetro e 1,95 m de altura útil recheada com anéis tipo "raschig" de 5 cm de comprimento e 2,5 cm de diâmetro. As vazões de lixiviado testadas foram de 9, 18, 20 e 40 L/h, e as vazões de ar foram de 1.800 e 3.600 L/h. As relações entre vazão de ar e vazão de lixiviado foram de 200, 90 e 45. Também foram testados alguns produtos químicos para promover a alcalinização do lixiviado antes do processo de air stripping: hidróxido de cálcio padrão analítico; cal hidratada comercial tipo CHIII e hidróxido de sódio padrão analítico. Para recuperar a amônia foram usados 3 frascos lavadores, de vidro, contendo 2,5 L de solução de ácido fosfórico, com concentrações de 0,12 e 0,24 mol/L. Para as condições avaliadas neste trabalho, foram necessários de 9 a 21 m3 ar para cada grama de nitrogênio amoniacal removido. Os resultados mostraram que é possível remover todo o nitrogênio amoniacal do lixiviado usando air stripping. Além disso, a amônia pode ser recuperada em até 92% utilizando ácido fosfórico, gerando-se assim o fosfato de amônio.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental. O aterro sanitário, apesar de ser amplamente utilizado como técnica de disposição de resíduos sólidos, gera subprodutos como gases e líquidos que necessitam ser adequadamente tratados. O líquido gerado pelo aterro sanitário, também chamado de lixiviado, é considerado um dos efluentes mais complexos e difíceis de serem tratados. O processo de evaporação como alternativa ao tratamento de lixiviado de aterro sanitário tem sido estudado desde a década de 80 por diversos pesquisadores. No Brasil, o interesse pelo processo de evaporação de lixiviado é recente e tem sido impulsionado pelo atrativo do aproveitamento do biogás produzido no próprio aterro como fonte energética para aquecimento do lixiviado. Este trabalho teve como objetivo avaliar aspectos ambientais do processo de evaporação de lixiviado, mais especificamente a influência dos parâmetros de pressão, temperatura e pH na qualidade dos efluentes (concentrados, condensados e gases). Para isso, realizaram-se vários ensaios de evaporação, utilizando sistemas de evaporação/condensação em escala de laboratório, nos quais foram aplicadas diferentes condições de temperatura, pressão e pH. Ao final de cada ensaio, os efluentes condensados e concentrados foram submetidos a análises físico-químicas de DQO, COT, NH3, Cl- e ST. Para a identificação dos COV, as amostras de lixiviado foram aquecidas a diferentes temperaturas e duas técnicas de extrações foram empregadas: (a) Microextração em Fase Sólida e; (b) Amostragem Ativa em Sólido Adsorvente. Os resultados revelaram que a evaporação como um sistema de concentração de lixiviados de aterro sanitário foi eficiente na retenção de DQO, COT, Cl- e ST nos concentrados, já o Nitrogênio Amoniacal foi quase totalmente transferido para os condensados nos ensaios realizados sem ajuste de pH. Por outro lado, o ajuste de pH para nível 4 nos lixiviados mostrou ser um mecanismo eficiente de controle de emissões de NH3 para a atmosfera. Observou-se que as concentrações de DQO, NH3 e Cl- nos condensados, obtidos ao longo do processo de evaporação, foram elevadas nas primeiras (75%) frações evaporadas/condensadas. Os COV identificados nos gases e vapores liberados pelo aquecimento do lixiviado nas temperaturas de 40 e 85 ºC foram na sua maioria compostos com funções químicas oxigenadas tais como: ésteres, aldeídos, cetonas e alcoóis, também foram identificados hidrocarbonetos aromáticos, aminas, tio-compostos e siloxanos. The sanitary landfill, despite being widely used as a technique for the disposal of the solid waste, generates by-products such as gases and liquids, which need to be appropriately treated. The liquid generated by the landfill, also called leachate, is considered to be one of the most complex and difficult effluent to be treated. The evaporation process as an alternative to the treatment of the landfill leachate has been studying since the 80's by several researchers. In Brazil, the interest in the leachate evaporation process is recent and has been being boosted by the attractive appeal of the use of biogas, generated in the landfill, as an energy source for heating of the leachate. This work aimed to evaluate the environmental aspects of leachate evaporation process, more specifically the influence of pressure, temperature and pH parameters on the quality of the effluents (concentrates, condensates and gas). For that, several evaporation tests were carried out, using evaporation / condensation systems on a laboratory scale, on which different conditions of temperature, pressure and pH have been applied. At the end of each test the condensed and concentrated effluents have been subjected to physical and chemical analyzes of COD, TOC, NH3, Cl- and ST. For the identification of VOCs, the samples of the leachate have been heated at different temperatures and two extraction techniques have been employed: (a) solid phase micro extraction and; (b) Active sampling in solid adsorbent. The results have showed that the evaporation, as a landfill leachate concentration system, was efficient in the retention of COD, TOC, Cl- and ST in the concentrates and, on the other hand, ammoniacal nitrogen has been almost entirely transferred to the condensate in the tests without pH adjustment . Furthermore, the pH adjustment to level 4 in the leachate was shown to be an efficient control of NH3 emission into the atmosphere. It could be noticed that he concentrations of COD, NH3 and Cl- and the condensates obtained during the evaporation process were high in the first ( 75%) fractions evaporated / condensed. VOCs identified in the gases and vapors released by leachate heating at temperatures of 40 and 85 ° C were mostly compounds with oxygenated chemical functions, such as esters, aldehydes, ketones and alcohols, aromatic hydrocarbons, amines, thio-compounds and siloxanes have also been identified.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológco. Programa de Pos-Graduação em Engenharia Ambiental. O lixiviado de aterros sanitários é formado, sobretudo, pela infiltração da água de chuva e corresponde a um dos principais riscos ambientais associados a esse tipo de destinação final de resíduos sólidos urbanos. Logo, surge a necessidade de se capturar e tratar este líquido para que ão infiltre no solo e contamine as águas adjacentes e subterrâneas. Hoje em dia, o tratamento de lixiviados ocorre principalmente através de processos biológicos, como por exemplo, sistemas de lagoas que, apesar de eficientes, demandam uma grande disponibilidade de área física para seu correto funcionamento. Dentre as técnicas emergentes de tratamento está a evaporação, que consiste na diminuição do volume e no aumento da concentração, sob forma de lodo, do lixiviado. Neste trabalho, implementou-se, através de um experimento piloto, uma tecnologia de evaporação natural controlada em sistema fechado, ou seja, simulando diferentes condições climáticas. A unidade experimental foi construída a partir de uma torre de resfriamento utilizada na indústria de trocadores de calor, adaptando seu uso ao projeto de evaporação e às características dos lixiviados de aterro sanitário. O experimento piloto é constituído por tanques de armazenamento, resistências aquecedoras, dutos de entrada e saída de ar, sensores, aspersores e um painel evaporativo de elevada área específica (200m²), ocupando uma área projetada ao solo de 0,36 m². Os resultados obtidos durante os 4 meses de operação do piloto (fevereiro a maio de 2011) foram satisfatórios, com variações de eficiência entre 21,3 e 353,3 L/m².dia para as diversas condições climáticas simuladas. Foi possível concluir que esta tecnologia é eficiente, podendo ser utilizada em diversas condições climáticas, porém em regiões com baixas umidades relativas do ar e temperaturas elevadas a relação custo-benefício poderia ser otimizada The landfill leachate is formed mainly by the infiltration of rainwater, and corresponds to one of the main risks of this type of disposal of waste. Therefore, if the need arises to capture and treat this liquid so it does not seep into the ground and contaminate the surrounding waters and groundwaters, treatment of leachate occurs primarily through biological processes, such as lagoon systems that, although effective, require a large physical area available for its proper operation. Among the emerging techniques of treatment is evaporation, which consists of reducing the volume and increasing the concentration of sludge in the form of leachate. In this work, it was implemented through a pilot experiment, a natural evaporation technology in controlled closed systems, ie, simulating weather conditions. The experimental unit was built from a cooling tower used in the manufacture of heat exchangers, adapting their use to the design of evaporation and the characteristics of landfill leachate, comprising storage tanks, heating elements, inlet and outlet ducts air, sensors, sprinklers and a panel of high evaporative specific area (200m²) over a projected area of 0.36 square meters to the ground. The results obtained during the four months of operation of the pilot (February-May 2010) were satisfactory, with variations in efficiency between 21.3 and 353.3 L / m². Day to different climatic conditions simuladas.O present work aims contribute to an innovative leachate treatment systems through efficient and compact as alternayiva or complement to conventional methods currently used.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2011 Os aterros sanitários são obras que movimentam grandes volumes de terra contribuindo, muitas vezes, para a degradação ambiental, pois utilizam solos provenientes de jazidas naturais. Por outro lado, o gerenciamento dos lodos gerados nas estações de tratamento de água e de esgoto ainda são um grande desafio para as empresas de saneamento. Desta forma, nesta pesquisa, procurou-se avaliar-se o potencial de lodos de estação de tratamento de água e de esgoto a fim de serem aproveitados como material de cobertura de aterros sanitários. A metodologia experimental da pesquisa envolveu a caracterização dos lodos de ETE e ETA utilizados e de uma amostra de solo argiloso usado em cobertura de aterro; a estabilização alcalina como forma de higienizar o lodo antes de torná-lo um produto de cobertura de aterro sanitário, testando diferentes percentuais de mistura de lodo/alcalinizante; posteriormente realizou-se uma avaliação e adequação do ponto de vista geotécnico das misturas viáveis ambientalmente. Finalmente, o material selecionado foi testado em um piloto que simulou uma célula de aterro, a fim de verificar a influência na composição do liquido percolado gerado. Os resultados mostraram que ambientalmente é viável se higienizar o lodo com teores de cal abaixo do que se recomenda para uso como biossólidos. Geotecnicamente, o lodo de ETE e ETA higienizados com 5, 10 e 15% de alcalinizante, não alcança as características necessárias, mas que, adicionando solo argiloso na mistura o comportamento geotécnico assemelha-se aos de um solo natural usado em cobertura de aterro. O uso como material de cobertura intermediaria na proporção de LETA:LETE:CaO:Solo de 0,425:0,425:0,15:1, não altera significativamente a composição do percolado gerado no aterro sanitário. Também foi comprovada sua viabilidade econômica do ponto de vista do empreendedor de aterros. Abstract : The landfill sealing systems are used in order to protect the environment from the wastes landfilled. Those are means that move large amounts of material contributing to the environmental degradation. It occurs because natural deposits of soil are required. On the other hand, the management of sludge from water and wastewater treatment plants (WTP and WWTP) is still a great challenge for sanitations companies because it involves activities of high complexity and high costs as well. Thus, this research proposes to evaluate the potential of using sewage slugde and water sludge as cover material for landfills. In this research it was considered the regulations of using the biosolids in agriculture and in landfills. The methodology of the research involved four steps. The first step: the characterization of WTP sludge, WWTP sludge, and clay soil used in landfill cover. The second step: use the alkaline stabilization as a way to sanitize the sludge before making it a landfill cover product by testing different percentages of sludge / alkaline. The third step: mixtures environmentally viable were evaluated from geotechnical point of view before and after blending with natural soil. Finally, the selected material was tested in a pilot that simulates a landfill cell in order to verify its influence in leachate quality. The results showed that is environmentally feasible to sanitize the sludge with low lime levels, different of literature#s recommendation about biosolids. Geotechnically, the WTP and WWTP sludge stabilized with 5, 10 and 15% CaO are not suitable, but when natural soil were blended, the geotechnical behavior were similar to a natural soil used as landfill cover. The use mixture of intermediate cover material in the proportion of WTP:WWTP:CaO:Soil, respectively, 0,425:0,425:0,15:1, does not significantly change the composition of the leachate from a landfill. It was also proven their economic viability from the standpoint of the entrepreneur landfill.

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Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológco. Programa de Pos-Graduação em Engenharia Ambiental. O aumento da produção de resíduos sólidos urbanos não é compatível com os investimentos públicos nesse setor. Um dos principais problemas relacionados aos resíduos é a falta de destinação adequada em muitos municípios brasileiros, gerando diversos agravantes ambientais, sanitários e sociais. Os resíduos sólidos quando tratados por processo anaeróbio, como ocorrido em aterros sanitários, têm como um de seus produtos o biogás. Este, devido a sua elevada concentração em metano (45-60%) é atualmente apontado como um dos principais responsáveis pelo efeito estufa de origem antropogênica. Porém, devido à presença do metano, o biogás apresenta elevado poder calorífico, podendo ser aproveitado energeticamente. Para isso, faz-se necessário o estudo das emissões deste gás para verificar a viabilidade econômica de seu aproveitamento. Assim, esta pesquisa teve como objetivo principal o estudo das emissões de biogás em aterros de resíduos sólidos urbanos. A metodologia consistiu na análise das emissões de biogás proveniente da degradação dos resíduos sólidos nos poços de captação e na camada de cobertura, sendo aplicada nos aterros sanitários de resíduos sólidos urbanos de Içara e de Tijuquinhas, ambos localizados no Estado de Santa Catarina. Também foi utilizado um modelo para a estimativa teórica da curva de geração de metano nos aterros fazendo a sua comparação com o valor obtido em campo referente ao mesmo ano. Através dos ensaios realizados foi possível estimar para o aterro de Içara uma taxa de geração atual de biogás entre 24,7 Nm3/t.ano e 29,8 Nm3/t.ano com concentração média de 46,9% de CH4. O fluxo total de CH4 obtido pela camada de cobertura correspondeu a 9,5% das emissões totais provindas da degradação dos resíduos dipostos no aterro para o ano de 2008. Já para o aterro de Tijuquinhas, a taxa de geração de biogás esteve na faixa entre 16,72 Nm3/t.ano e 20,46 Nm3/t.ano, para os poços de extração ativa, com concentração média de 53,8% de CH4. O fluxo total de CH4 obtido pela camada de cobertura correspondeu a 6,8% das emissões totais no aterro para o ano de 2008. Para este último aterro encontrou-se através de correlação uma influência negativa moderada da densidade do solo em campo com o fluxo de CH4. Public investments in the disposal of urban solid waste are not compatible with its increasing production. One of the main problems in this area, is the lack of an adequate disposal for the residuals in many of the Brazilian cities, generating various kinds of environmental, sanitary nd social difficulties. The solid wastes when treated by anaerobic pathways, as it occurs in landfills, generate biogas as a product. This gas, due to its high methane concentration (45-60%) is pointed nowadays as one of the principal responsibles for the anthropogenic greenhouse effect. However, also due to methane presence, the biogas has a high calorific power allowing its energetic use. For this, the study of the methane emissions is needed to guarantee the economical viability of its exploration. Thus, this research focused the study of biogas emissions in urban solid waste landfills. The methodology consisted on the analysis of biogas emissions produced by the degradation of the solid waste measured at the wells and at the cover layer, being applied at the landfills of Içara and Tijuquinhas, both located in the State of Santa Catarina, Brazil. It has been also tested a model to theoretically estimate methane generation from the landfills making the comparison between the estimated values and the values obtained in the field for the same year. It was possible to estimate for the landfill of Içara an actual biogas generation tax between 24,7 Nm3/t.year and 29,8 Nm3/t.year with a mean concentration of 46,9% of CH4. The total CH4 flux obtained from the cover layer corresponded to 9,5% of the total emissions came from the degradation of the residuals placed at the landfill in the year of 2008. In what refers to the Tijuquinhas landfill, the biogas generation tax was between 16,72 Nm3/t.year and 20,46 Nm3/t.year, for the wells of active extraction, with a mean concentration of 53,8% de CH4. The total CH4 flux obtined from the cover layer corresponded to 6,8% of the total emissions from the landfill for 2008. For this Tijuquinhas landfill, a moderate negative influence from the soil density in the field into the flux of methane.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental. O lixiviado produzido em aterros sanitários, oriundo principalmente da infiltração da água de chuva nos resíduos, representa um dos principais riscos ambientais deste tipo de empreendimento. Portanto, uma vez drenados para fora da massa de resíduos, surge a necessidade de tratamento dos lixiviados gerados. Atualmente esse tratamento ocorre principalmente através de processos biológicos, como por exemplo, sistemas de lagoas que, mesmo eficientes, demandam uma grande disponibilidade de área física para seu correto funcionamento. Dentre as técnicas emergentes de tratamento está a evaporação, que consiste na transformação da fração líquida dos lixiviados para uma fase sólida, sob forma de lodo, resultado da evaporação da água contida no efluente. No presente trabalho, implementou-se, através de um piloto de campo, uma tecnologia de evaporação natural com o intuito de valorizar as características climáticas do Brasil (principalmente temperatura do ar, radiação solar e velocidade do vento) e com o objetivo de fornecer um tratamento alternativo àquelas realidades onde os sistemas tradicionais não são técnica ou economicamente viáveis. O piloto é constituído por tanques de armazenamento, aspersores e um painel evaporativo de elevada área específica. O painel, que possui uma superfície de contato de 200 m2, ocupa uma área projetada ao solo de 2 m2. O lixiviado é pulverizado sobre o painel, intensificando assim o contato entre o ar e o líquido, favorecendo as condições para que ocorra a evaporação. Os resultados obtidos durante os 9 meses de operação do piloto (janeiro a setembro de 2008) mostram-se encorajadores, com uma taxa de evaporação média no sistema superior a 100 L/dia, ou ainda, 26 L/dia/m2 de painel. Com a presente pesquisa espera-se contribuir com uma tecnologia inovadora de tratamento de lixiviados através de sistemas eficientes, econômicos e compactos, alternativamente ou como complemento aos métodos usuais atualmente utilizados.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológco. Programa de Pos-Graduação em Engenharia Ambiental. A rápida industrialização e urbanização resultaram num incremento do consumo de produtos ou materiais diversos, conseqüentemente, aumentando a geração de resíduos sólidos, principalmente nas grandes cidades e regiões metropolitanas. Uma das alternativas mais utilizadas para dispor os resíduos sólidos são os aterros sanitários. Mas esta técnica requer cuidados na sua execução para que atenda às normas ambientais, como a impermeabilização da camada de base e a cobertura do aterro. Os lixiviados gerados pela degradação biológica dos resíduos contidos no seu interior e pela ação das chuvas que infiltram pelo mesmo podem contaminar os recursos hídricos. Os lixiviados caracterizam-se pela sua composição complexa e sua variabilidade em relação à quantidade e qualidade gerada. Sua composição e a concentração de substâncias poluidoras são influenciadas pelos tipos de resíduos depositados no aterro. Em geral os lixiviados, ou chorume como são comumente denominados, apresentam altas concentrações de contaminantes orgânicos representados pela demanda química de oxigênio (DQO) e demanda bioquímica de oxigênio (DBO), e também com altas concentrações de amônia. Devido às características acima mencionadas e às problemáticas ambientais, esta pesquisa estudou o processo de tratamento físico-químico por coagulação-floculação para o lixiviado gerado no Aterro Metropolitano de Grande Florianópolis, situado em Biguaçú - SC, utilizando cloreto férrico, sulfato de alumínio e tanino como coagulantes. O estudo foi desenvolvido em duas etapas principais, a primeira com o objetivo da otimização dos parâmetros operacionais através dos ensaios de bancada utilizando o equipamento Jar Test, a segunda etapa já com os parâmetros ótimos conhecidos (Gradientes de velocidade para a mistura rápida e floculação, bem como os tempos da mistura rápida, floculação e sedimentação) foi avaliado através de análises físicas e químicas as eficiências de remoção dos materiais recalcitrantes e metais pesados para o lixiviado bruto e tratado. Observou-se que o tratamento primário utilizando o tanino foi mais eficiente alcançando remoções de 38% de DQO, 50% de COT e 28% de fósforo total. Cabe ainda ressaltar, que o tanino apresentar melhores remoções, mas o cloreto férrico alcançou melhor eficiência na remoção de fósforo total (62%).

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental. As atividades humanas relacionadas à produção e ao consumo dos mais diversos materiais têm promovido uma crescente geração de resíduos. A destinação final dada a estes nem sempre tem sido adequada do ponto de vista da segurança da Saúde Pública e do meio ambiente. Sabendo-se que, a produção de resíduos é crescente, torna-se imperativo assegurar o seu gerenciamento através de estratégias de gestão destes materiais. Como alternativa, no processo de gerenciamento de resíduos sólidos, o aterro sanitário tem sido uma das formas de destinação final de resíduos adotada. Sendo bem executado, o aterro sanitário é uma boa alternativa. Contudo, apresenta como inconveniente à geração de lixiviados. Estes líquidos resultam da passagem da água de chuva pela massa de resíduos, carreando os produtos da decomposição biológica e aqueles resultantes do processo de solubilização do material inorgânico. Estes líquidos têm sido identificados como fontes potenciais de poluição do solo, das águas superficiais e subterrâneas, apresentando consideráveis variações na sua qualidade e quantidade. Muitas técnicas têm sido abordadas em estudos atuais, desde físico-químicos a tratamentos biológicos. As lagoas de estabilização, em virtude dos seus reduzidos custos de implantação, manutenção e operação, têm-se mostrado uma alternativa viável para o tratamento destes efluentes. Desenvolveu-se um sistema experimental, em escala piloto, composto por três lagoas de estabilização (anaeróbia + facultativa + maturação), tratando efluente bruto, em funcionamento desde Março de 2005 até Maio de 2006. Avaliou-se o desempenho deste sistema na atenuação do potencial poluidor deste efluente e considerando-se, em especial, fatores como a eficiência de remoção carbonácea e de nutrientes nas lagoas, quando submetidas às variações de cargas aplicadas; a possível influência da sazonalidade e estratificação no desempenho das lagoas; a influência da variação nictemeral e o potencial do sistema em detoxificar o efluente tratado. Os resultados mostraram que o sistema de lagoas tratou satisfatoriamente os lixiviados, com eficiências de remoção de 77% para DQO Total; 94,3% para amônia; 83% para fósforo; 70% para DBO5 e 78% para COT. A relação DBO5/DQO ficou em torno de 0,3, comprovando-se que, o Aterro de Tijuquinhas, em Biguaçú - SC, operando desde 1991, encontra-se numa fase de transição para um aterro classificado como antigo. Na avaliação ecotoxicológica do lixiviado, utilizou-se o organismo-teste Daphnia magna Straus, os resultados mostraram-se positivos, atingindo valores desejados de detoxificação do efluente. Observou-se estratificação nas lagoas facultativa e de maturação nas diferentes fases, influenciada pelas estações do ano. Para a temperatura, o gradiente médio na lagoa facultativa foi de 1,7°C/m, enquanto que, para a lagoa de maturação foi de 2,1°C/m, evidenciando estratificação térmica. Flutuações sazonais e diurnas nas variáveis pH e OD também foram observadas, em especial durante períodos de intensidade luminosa, com os picos ocorrendo entre 13h00 e 15h00. O mesmo se deu durante a avaliação nictemeral, que mostrou variações significativas em alguns dos parâmetros monitorados. OD, pH e temperatura apresentaram flutuações nos diversos horários e profundidades amostradas. A partir da análise multivariada - ACP constatou-se a predominância e representatividade dos fatores matéria orgânica (DQO e Sólidos), temperatura, oxigênio dissolvido e remoção de nutrientes, mostrando-se assim, como de grande importância no dimensionamento de lagoas de estabilização em série, como as adotadas neste estudo. Comprovou-se a hipótese levantada no início dos trabalhos, com base nos resultados obtidos, que o sistema de lagoas de estabilização pode tratar eficientemente lixiviados de aterros sanitários. As questões de pesquisa também foram satisfeitas, recomendando-se o sistema adotado. Reside, porém, a necessidade de se otimizar o sistema, talvez com alterações em seu dimensionamento (comprimento, largura e/ou profundidade) ou adição de tratamentos complementares para melhoria da qualidade do efluente final, deixando-o dentro das condições exigidas pela Legislação Ambiental (CONAMA 357/2005) quanto ao seu lançamento em corpos d'água.