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Título: Avaliação da capacidade de tratamento de um biofiltro com utilização de agregados geopoliméricos artificiais
Autor: Silva, João Pedro Caniço Marques Abrantes
Orientador: Albuquerque, António João
Palavras-chave: Geopolímeros
Agregados geopoliméricos artificiais
Lamas residuais
Biofiltro - Tratamento - Agregados geopoliméricos
Biodegradação
Compressão - Resistência mecânica
Data de Defesa: 2010
Resumo: As lamas residuais das minas de tungsténio da Panasqueira podem ser activadas alcalinamente, apresentando elevada resistência mecânica à compressão. O agregado produzido parece apresentar propriedades (e.g. superfície especifica, porosidade e índice de vazios) compatíveis com a sua utilização em processos de tratamento de águas residuais. Produziram-se dois tipos de agregados geopolimericos artificiais por activação alcalina daquela lama, com o precursor calcinado a 800 ºC e 950 ºC, e avaliou-se a resistência mecânica à compressão de amostras curadas a seco, entre 7 e 91 dias, e posteriormente imersas em água por um período máximo de 91 dias. Os resultados mostram que o aumento da temperatura de calcinação do precursor levou ao aumento da resistência mecânica do agregado, para amostras curadas a seco por períodos superiores a 35 dias. Após imersão, a resistência mecânica decresceu cerca de 50% nas primeiras 24 h, mantendo-se estável durante os 91 dias seguintes com valores entre 0,4 e 1,9 MPa (800 ºC) e entre 0,3 e 3,8 MPa (950 ºC). Ou seja, a variação da temperatura de calcinação do precursor entre 800 ºC e 950 ºC não provocou uma variação significativa da resistência mecânica dos agregados após imersão em água, para razões R(P/S) = 5 e R(S/H) = 5,33. Os ensaios de adsorção realizados numa coluna com agregados de 2 cm, curados a 35 dias a seco, revelou que o AGA não adsorveu amónio e nitrato, mas adsorveu fósforo a taxas entre 0,001 e 0,016 mg P/g, valores que podem ser considerados baixos em comparação com outros AGA, e que estão relacionados com a baixa concentração de iões Ca2+ em solução. Os agregados utilizados num biofiltro revelaram condições de colonização similares às observadas noutros materiais naturais e artificiais, mesmo tendo ocorrido em ambiente alcalino. A capacidade do biofiltro foi, posteriormente, avaliada para a remoção de cargas residuais de matéria orgânica e amónio, características de efluentes secundários, durante 55 dias. Os resultados mostram que a remoção de matéria orgânica duplicou a partir dos primeiros 15 dias de operação, com uma taxa de remoção média de 7 g CQO/(m3.h) nos últimos 40 dias. A remoção de amónio ocorreu maioritariamente por nitrificação, tendo triplicado após os primeiros 20 dias de operação, com uma taxa de remoção média de 0,6 g N-NH4/(m3.h) nos últimos 40 dias. A remoção foi de 77% (CQO) e 66% (N-NH4) na secção inicial do filtro e estes resultados são similares aos obtidos em biofiltros semelhantes, com outros materiais. O AGA produzido neste estudo apresenta características que lhe permitem ser utilizado em processos de tratamento de biomassa fixa, podendo constituir uma forma de reutilizar lamas residuais da indústria extractiva em processos para controlo da poluição, evitando a utilização de materiais naturais e contribuindo para a redução da deposição daqueles resíduos no solo.
URI: http://hdl.handle.net/10400.6/3592
Designação: Dissertação apresentada à Universidade da Beira Interior para a obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil
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