Avaliação da capacidade reativa de resíduo de queima de biomassa vegetal para a remoção de cobre e zinco de efluentes líquidos

• Autor(a) principal: Carapito, Luís Carlos Mugeiro
• Data de Publicação: 2016
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.6/5248
• topic: Biomassa Vegetal; Efluentes; Metais Pesados; Resíduo; Sorção; Domínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia::Engenharia Civil

A queima de resíduos de biomassa vegetal é uma atividade crescente na produção de energia, uma vez que permite dar um destino final a resíduos vegetais, com menor emissão de gases com efeito de estufa. Contudo, são gerados resíduos da queima, designados por cinzas de fundo ou resíduos de queima de biomassa (RQB), cujo destino final é maioritariamente o aterro sanitário. Numa era em que a economia circular ocupa a prioridade das instituições europeias, a valorização deste tipo de resíduos, como adsorvente para a remoção de metais pesados de efluentes urbanos, industriais, agrícolas, lixiviados de aterros sanitários e escorrências rodoviárias, apresenta-se como uma alternativa aos comuns adsorventes e pode constituir uma oportunidade de negocio. Uma amostra de RQB, retirada do fundo de um leito fluidizado borbulhante, foi caracterizada física e quimicamente (EDS e DRX) e foram determinadas propriedades como a análise granulométrica, densidade, massa volúmica, superfície específica e capacidade de troca catiónica. Os resultados indicam tratar-se de um material de estrutura um pouco amorfa, com elevada capacidade para trocar catiões bases de troca), elevada superfície específica e com siltes e areias na sua composição. Realizaram-se 2 fases de ensaios experimentais para avaliar a capacidade do RQB para remover os metais pesados cobre e zinco, comuns nos efluentes referidos, e para poder ser reutilizado como material adsorvente no controlo da poluição associada à deposição de efluentes em massas de água. Os resultados dos ensaios experimentais mostram que o resíduo tem muito boa capacidade para remover cobre e zinco, em concentrações entre 20 mg/l e 30 mg/l, para um tempo de contato de 24 horas, tendo mais de 70% da remoção ocorrido nas 2 primeiras horas de contacto, onde também se atingiu o equilíbrio de sorção. A de remoção foi mais elevada para o cobre, em particular para as concentrações mais baixas e a quantidade de resíduo mais pequena. A remoção de ambos os metais terá ocorrido essencialmente devido a mecanismos de adsorção eletrostática e complexação-precipitação na forma de hidróxidos, uma vez que os valores de pH para o período de contacto variou entre 7 e 11. Os valores máximos de remoção de cobre foram obtidos para uma quantidade de resíduo de 5g, tendo-se cifrado em 0,4 mg/g (Ci = 10 mg/l), 0,68 mg/g (Ci = 20 mg/l) e 0,96 mg/g (Ci = 30 mg/l). No caso do zinco obtiveram-se os seguintes valores: 0,31 mg/g (Ci = 10 mg/l), 0,6 mg/g (Ci = 20 mg/l) e 0,87 mg/g (Ci = 30 mg/l). O modelo de pseudo-primeira ordem explica adequadamente a cinética de sorção para os dois metais. Quando o estado de equilíbrio de sorção foi atingido, a remoção de cobre foi melhor explicada pelo modelo de isotérmicas de Freundlich, para a massa de 5 g, e pelo de Langmuir para a massa de 10 g. Para a remoção de zinco, o modelo de Langmuir explicou melhor a sua remoção para a massa de 5 g e 20 g, enquanto o de Freundlich explica melhor a remoção para a massa de 10 g. Os resultados mostram que o resíduo poderia ser utilizado para a remoção de ambos os metais, podendo constituir uma alternativa aos adsorventes utilizados atualmente para a remoção daqueles compostos em efluentes urbanos, industriais, agrícolas, lixiviados de aterros sanitários e escorrências rodoviárias, além de se reduzir a sua deposição no ambiente.