Albuquerque, António João Carvalho deGomes, João Paulo de CastroSilva, Isabel Cristina Castanheira e2015-06-182015-06-1820132013-03http://hdl.handle.net/10400.6/3604Os geopolímeros são materiais artificiais obtidos por ativação alcalina de materiais alumino-silicatados. No presente trabalho, desenvolveram-se inicialmente vários agregados geopoliméricos artificiais (AGA), utilizando lamas residuais das minas da Panasqueira e diferentes razões R(P/S) e R(S/H), tendo sido selecionada uma mistura mais estável em água para ser utilizada como meio de enchimento de sistemas de tratamento de águas residuais. O AGA foi posteriormente testado em termos de resistência à compressão, ataque ácido e desgaste, para diferentes condições de cura a seco e em água, e as suas propriedades físicas e químicas foram analisadas, tendo sido observado que a densidade, superfície específica, resistência e durabilidade eram próximas das de outros materiais comummente utilizados como meio de enchimento e, portanto, adequadas para utilização em sistemas de tratamento. Verificou-se que a desintegração de amostras produzidas em determinadas condições de cura, o aumento do pH da água e o decréscimo na resistência em água estariam associados a uma reação de geopolimerização incompleta, que poderá ser explicada por uma insuficiente concentração da solução de ativação , tendo resultando numa baixa dissolução de Si e Al. Os AGA foram posteriormente utilizados num filtro vertical de escoamento descendente para avaliar a sua eficácia na remoção de poluentes característicos das águas residuais urbanas, tendo sido observado que, independentemente das condições de operação, a remoção de fósforo ocorreu essencialmente por sorção e a de matéria orgânica, amónio e nitrato ocorreu através de mecanismos de biodegradação, a taxas e eficiências próximas das observadas em estudos onde foram utilizados outros agregados. Os ensaios em descontínuo permitiram uma remoção de matéria orgânica e amónio muito mais elevada do que os ensaios em contínuo, o que terá estado relacionado com a ocorrência de um tempo de retenção muito superior que favoreceu o contacto entre compostos poluentes e o biofilme. Assim, o desenvolvimento de materiais artificiais por ativação alcalina de lamas residuais para utilização como meio de enchimento de sistemas de tratamento por filtração, apresenta-se como uma solução viável para competir com os materiais tradicionalmente utilizados.Geopolymeric binders are artificial materials obtained by alkaline activation of alumino-silicate materials. In this work, several geopolymeric artificial aggregates (AGA) were initially developed, using waste mud from Panasqueira’s mines and various ratios R(P/S) and R(S/H). The mixture that present itself as the most stable in water was selected to be used as a fix-film wastewater treatment processes. After that, the AGA’s compression strength was tested, as well as its resistance to acid attack and abrasion, for different dry conditions and water immersion conditions. Also, its physical and chemical proprieties were analyzed, and it was observed that the density, the specific surface area, the resistance and the durability were close to the ones existent in another materials, commonly used as fix-film wastewater treatment processes. Therefore, those proprieties are adequate for that. It was verified that the disintegration of samples produced under certain curing conditions, the rise of the water pH and decrease of the water resistance would be associated to an incomplete geopolymerization reaction, that might be explained by an insufficient concentration of the activation solution, which resulted in a low Si and Al dissolution rate. Following that, the AGA were put on a biological filter, that filtrates through submerged packed bed, in order to evaluate its efficiency in removing specific pollutants of urban residual waters. It was observed that, independently of the operating conditions, the phosphor removal occurred essentially through sorption and that the organic matter, ammonia and nitrate removal occurred through biodegradation mechanisms. The rates and efficiency of those processes were close to the ones observed in studies where other aggregates were used. The fed-batch assays allowed a much higher organic matter and ammonia removal than the ones operated in continuous. This may have been related to a much elevated retention time, which favored the contact between pollutants and the biofilm. Hence, the development of artificial materials through alkaline activation of waste mud in order to be used as fix film in waste water treatment by filtration presents itself as viable solution to compete with the traditionally used materials.porGeopolímerosAgregados poliméricos artificiaisLamas residuaisÁguas residuais - Sistemas de tratamentoSorçãoBiodegradaçãodoctoral thesis101303084