Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Potential for the anaerobic digestion of municipal solid waste (MSW) in the city of Curitiba, Brazil
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Energy Technology, Energy and Climate Studies, ECS.
2018 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesis
Abstract [en]

Curitiba is a city of two million inhabitants located in the South of Brazil. It is a pioneer in waste management in the country, and is famous for its programs promoting recycling and organic waste collection. The city is now willing to take waste management one step further by investigating new solutions to treat and recover energy from organic municipal solid waste. This report is the fruit of a collaboration between two departments of the municipality of Curitiba, four local universities, the Swedish environment protection agency and the Royal Institute of Technology – KTH.

The purpose of this report is to assess the potential for the development of anaerobic digestion as a solution to treat the organic municipal solid waste generated in Curitiba. The report offers an overview of the current waste treatment and of the main sources of organic waste in Curitiba. The annual amount of organic waste generated in the city is estimated to 144,350 tons, of which 913 tons come from food markets supervised by SMAB, the secretary of food supply. Three different scenarios, corresponding to three ranges of waste sources, have been considered. In the first one, the organic wastes generated by one of the two public markets of Curitiba are treated on-site. In the second one, all the organic wastes from food markets, street markets and popular restaurants are treated together in a medium-scale anaerobic digester. In the third one, all the sources of organic municipal solid waste identified in Curitiba are considered, including residential, institutional and small commercial waste.

The annual methane production is estimated to 5,400 m3, 86,000 m3 and 12,600,000 m3 respectively for the three scenarios. In the last two scenarios, the methane could be converted into electricity, resulting in an annual electricity production of 257 MWh and 37,600 MWh. The first scenario does not consider a post-treatment of the digestate remaining at the end of the digestion. Between 46 and 50 tons of digestate could be used as a liquid fertilizer on-site and the surplus could be sold. For the two other scenarios, the digestate would be dewatered and composted to be sold as a dry fertilizer. The dry fertilizer production is estimated to 386 tons and 63,000 tons respectively every year.

Each of the scenario considered would be financially viable, with a discounted payback period varying from 8 months for the small-scale scenario, to over 15 years for the second scenario. The third scenario would be the most lucrative, with a net present value of about 150 million reals.

Abstract [sv]

Curitiba i Södra Brasilien är en stad med två miljoner invånare som har positionerat sig som pionjär inom avfallshantering. Staden är känd i landet med sin främjande strategi för återvinning och organisk avfallshantering. Curitiba planerar att undersöka och experimentera med nya metoder för behandling av avfall kombinerad med energiåtervinning från kommunalt organiskt avfall. Denna rapport är resultat av ett samarbete mellan två avdelningar inom Curitibas kommun, fyra lokala universitet, Sveriges miljöskyddsmyndighet och den Kungliga Tekniska Högskolan.

Syftet med denna rapport är att utvärdera den potentialen som den anaeroba nedbrytningen har som medel för behandling av det kommunala fasta avfallet som genereras i Curitiba. Rapporten går även igenom hur avfallshanteringen ser ut i staden i dagsläget samt sammanfattar de största källorna för organiskt avfall i Curitiba. Den årliga mängden organiskt avfall som produceras i staden uppskattas till 144 350 ton, varav 913 ton kommer från livsmedelsaktiviteter som övervakas av det brasilianska livsmedelsverket SMAB. Tre olika scenarier representeras i denna rapport och omfattar tre områden av avfallskällor. I det första scenariot behandlas det organiska avfallet som genereras av en av de två köpmarknaderna i Staden direkt på plats. I det andra behandlas allt organiskt avfall från livsmedelsmarknader, gatumarknader och populära restauranger tillsammans i en medelstor anaerob kokare. I det tredje beaktas alla källor till organiskt kommunalt avfall som identifierats i Curitiba, inklusive bostads-, institutionellt och litet kommersiellt avfall.

Den årliga metanproduktionen uppskattas till 5 400 m3, 86 000 m3 respektive 12 600 000 m3 för de tre scenarierna. I det andra och tredje scenariot kunde metan omvandlas till el, vilket resulterade i en årlig elproduktion på 257 MWh respektive 37 600 MWh. I det första scenariot anses inte en efterbehandling av digestatet kvar vid slutet av matsmältningen. Mellan 46 och 50 ton digestat kan användas som flytande gödselmedel på plats och överskottet kan säljas. För de två andra scenarierna skulle digestatet avvattnas och komposteras för att senare säljas som torr gödsel vars produktion beräknas uppgå till 386 ton respektive 63 000 ton varje år.

Alla tre scenario som presenteras i denna rapport anses vara ekonomiskt genomförbara med en diskonterad återbetalningstid som varierar mellan 8 månader för det första scenariot till över 15 år för det andra scenariot. Det tredje scenariot anses vara det mest lukrativa med ett nuvärde på ca 150 miljoner realer.

Place, publisher, year, edition, pages
2018. , p. 155
Series
TRITA-ITM-EX ; 2018:10
Keywords [en]
Anaerobic Digestion (AD), Waste-to-Energy (WTE), Municipal Solid Waste (MSW), Organic Solid Waste (OSW), Food Waste, Energy Recovery, Biogas, Curitiba, Parana, Brazil
National Category
Energy Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-226313OAI: oai:DiVA.org:kth-226313DiVA, id: diva2:1198207
Supervisors
Examiners
Available from: 2018-04-17 Created: 2018-04-17 Last updated: 2018-04-17Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(6983 kB)132 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 6983 kBChecksum SHA-512
4e33dd6936321c8e4b1a000cc84905e481f1e6a353e3345a3c39d7b3362324c157cb906efcc9ba0fced83668a7dbdc38735bd82fd19e257636f70ccfc0dae1e6
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Energy and Climate Studies, ECS
Energy Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 132 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 389 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf