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Eletrocoagulação de lixiviados de aterros sanitários

Publication . Luz, Patrícia Sofia Spranger; Lopes, Ana Maria Carreira

Neste trabalho estudou-se a aplicação de técnicas eletroquímicas de eletrocoagulação para a remoção de carga orgânica de lixiviados de aterros sanitários. As amostras de lixiviado usadas foram recolhidas em fevereiro, na Estação de Tratamento de Águas Lixiviantes da Resiestrela, na Capinha, Fundão, à entrada do sistema biológico. Usaram-se ânodos consumíveis de ferro e a intensidade de corrente aplicada foi de 2,5 A. O volume usado em cada ensaio foi de 0,5 L e foram testadas diferentes condições experimentais, nomeadamente, o pH inicial do lixiviado, a existência de agitação durante os ensaios de eletrocoagulação e o efeito da diluição da amostra inicial de lixiviado. Os parâmetros de controlo usados para seguir a evolução dos ensaios foram a carência química de oxigénio (CQO), o carbono orgânico filtrado (COf), o azoto total, a condutividade e o pH. Os resultados obtidos permitiram concluir que, ao fim de duas horas a eficiência da eletrocoagulação começa a diminuir, começando a remoção da CQO a apresentar diminuição na taxa de remoção. Os melhores resultados para a remoção absoluta da carga orgânica foram obtidos nos ensaios realizados a pH inicial de 6, logo seguidos pelos ensaios realizados a pH natural. Foram também os ensaios realizados a pH inicial 6, em particular durante a primeira hora de ensaio, que apresentaram uma maior remoção específica da CQO, quer por massa de Fe consumido quer por energia elétrica gasta. Contudo, os ensaios realizados a pH natural apresentaram também resultados muito promissores, tendo a vantagem de não necessitarem da correção inicial do pH.

2012Master thesis

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Monitorização de metais pesados durante tratamento electroquímico em lixiviados de aterros sanitários

Publication . Fonseca, Alexandra Daniela Bispo David Matos; Pacheco, Maria José Alvelos; Lopes, Ana Maria Carreira

Os resíduos sólidos, alguns deles contendo metais pesados, são depositados em aterros sanitários municipais. Estes metais pesados podem permanecer presos em aterros e, eventualmente, ser lançados para o ambiente, devido à geração de lixiviados causados pela percolação da água através dos resíduos sólidos. Muitos dos metais pesados presentes nos lixiviados são poluentes ambientais problemáticos, com efeitos tóxicos conhecidos em seres vivos. Assim, os lixiviados têm que ser tratados para a remoção dos metais pesados antes de serem descarregados para águas superficiais. Os tratamentos de lixiviados para reduzir os altos teores de matéria orgânica em simultâneo com metais pesados representam um grande desafio. No presente trabalho, o efeito sinérgico da combinação da electrocoagulação, utilizando ânodos de consumíveis de ferro, seguido por oxidação anódica, com ânodos de diamante dopado com boro, foi usada e, os conteúdos de carência química de oxigénio e de metais pesados (Fe, Cr e Zn) foram avaliados. Os ensaios de electrocoagulação foram realizados com amostras de lixiviado com pH inicial de 6 e pH natural (8,5), durante 2 e 3 horas, a um potencial aplicado de 2,5 A. Os efluentes da electrocoagulação foram, então, submetidos a oxidação anódica durante 8 horas, a uma intensidade de corrente de 0,6, 1,0 ou 1,4 A. Ambos os métodos electroquímicos foram realizados em modo descontínuo. Posteriormente, foram efectuados estudos sistemáticos de electrocoagulação de lixiviados de aterros sanitários, realizados a diferentes valores de pH inicial, seguidos de oxidação anódica, e em que foram recolhidas amostras ao longo do ensaio para tentar compreender o mecanismo de remoção dos metais ao longo dos ensaios. Após 3h de electrocoagulação, para a amostra de lixiviado com pH inicial de 6 e pH natural (8,5), as remoções de CQO foram, respectivamente, 41% e 45%, e após a oxidação anódica, a remoção de CQO foi superior a 77%, em ambos os casos. Nos ensaios de electrocoagulação, foi observado um aumento do teor inicial de ferro devido à oxidação do ferro do ânodo consumível. Este aumento foi maior no ensaio realizado a pH 6, devido à dissolução adicional dos eléctrodos pelo efeito ácido. O teor de ferro diminui durante o tratamento por oxidação anódica. O crómio teve remoções superiores a 70% no ensaio de electrocoagulação e, o zinco deu sempre origem a remoções superiores a 55%. Na aplicação de tratamento por oxidação anódica, obtiveram-se remoções de 85%, 69% e 6% para o ferro, zinco e crómio, respectivamente. Na aplicação do tratamento combinado de electrocoagulação seguido de oxidação anódica, obtiveram-se remoções acima de 83% para o crómio e 98% para o zinco, para ambos os pH estudados.

2013-06Master thesis

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Estudo da degradação eletroquímica da oxitetraciclina

Publication . Oliveira, Catarina Isabel Silva; Lopes, Ana Maria Carreira; Pacheco, Maria José Alvelos

A acumulação de poluentes orgânicos persistentes no meio aquático tem sido uma preocupação mundial emergente. Este tipo de poluentes inclui compostos como corantes, fármacos e aminas aromáticas, entre outros. Embora os métodos de tratamento de águas residuais economicamente mais vantajosos sejam, sem dúvida, os biológicos, o facto de muitos destes poluentes apresentarem resistência à degradação bioquímica leva à procura de técnicas alternativas. Neste contexto, os tratamentos eletroquímicos, em particular a oxidação anódica, podem ser uma alternativa bastante promissora para a eliminação de poluentes persistentes. O presente trabalho teve como principal objetivo o estudo da conversão e/ou mineralização de um fármaco da família das tetraciclinas, a oxitetraciclina, por oxidação anódica, utilizando como ânodo o elétrodo de BDD, tendo-se efetuado o estudo da influência da densidade de corrente aplicada. Os ensaios de degradação eletroquímica da oxitetraciclina foram realizados num sistema que opera em modo “batch” com agitação, numa célula eletroquímica que contém um elétrodo de BDD, como ânodo, e como cátodo uma placa de aço inoxidável, usando sulfato de sódio como eletrólito suporte. Nas amostras recolhidas ao longo dos ensaios foram efetuadas análises de Carência Química de Oxigénio (CQO), de Carbono Orgânico Total (COT), de espectrofotometria de absorção do Ultravioleta-Visível e de Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (HPLC). Os resultados obtidos permitiram concluir que, nos ensaios de eletrodegradação da oxitetraciclina a remoção de COT aumenta com a intensidade de corrente, não se observando um comportamento tão linear para a CQO. Isto demonstra que o índice de mineralização da OTC varia com a intensidade de corrente. Este acontecimento pode ser devido à formação de metabolitos resistentes à degradação. Por análise de HPLC verifica-se que a taxa de remoção de oxitetraciclina é muito superior à observada para a remoção de CQO ou de COT. Isto permite deduzir que existe facilidade em destruir a estrutura da OTC por oxidação anódica com um elétrodo de BDD. No entanto, a posterior oxidação dos metabolitos é mais lenta, embora com um grau de mineralização elevado. Com o intuito de identificar metabolitos da degradação da OTC formados durante os ensaios de oxidação anódica, foram analisas amostras recolhidas ao longo do ensaio por HPLC, tendo-se verificada a existência de ácido oxâmico nos produtos de degradação. Para além do pico do ácido oxâmico, foram detetados novos picos que indicam a existência de outros metabolitos formados.

2013-06Master thesis

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