Aplicação de cortiça em dois tipos de reatores para tratamento de água

Abstract

A qualidade da água degradou-se de forma relevante nas últimas décadas e os processos de sorção têm vindo a ser investigados como métodos promissores para o tratamento de águas contaminadas. Neste trabalho avaliou-se a capacidade de dois tipos de cortiça para a remoção de diversos contaminantes, em reatores de vaso fechado e de leito fixo. Os ensaios realizados em reatores de vaso fechado permitiram (i) avaliar o efeito do pH e da granulometria na eficiência dos sorventes na remoção de mercúrio e (ii) avaliar a afinidade dos sorventes para outros contaminantes, nomeadamente arsénio, cádmio, níquel e chumbo. Estruturalmente as duas cortiças estudadas aparentam ser semelhantes, com uma pequena diferença de comportamento ácido-base e não apresentam diferenças estatisticamente significativas na remoção de mercúrio. Os resultados obtidos permitiram constatar que o processo de remoção é independente do pH, tendo-se obtido percentagens de remoção da ordem dos 80% e de concentrações de mercúrio na cortiça na ordem dos 117 μg/g. As cortiças estudadas revelaram-se menos eficazes no tratamento de água com os restantes contaminantes, atingindo percentagens de remoção máximas de 0% para As, 11% para Cd, 35% para Ni e 69% para Pb. Os ensaios em leito fixo, mesmo sem terem sido otimizados, revelam que é possível obter uma eficácia de remoção de mercúrio superior a 90% nas primeiras 40 horas de trabalho, sendo a concentração de mercúrio no leito de 680 μg/g. Relativamente aos mecanismos de sorção, os resultados experimentais indicam que estes são possivelmente de natureza química e que as interações eletrostáticas têm pouca importância.

Sorption processes have been investigated as an alternative low cost water treatment procedure, due to a decrease of the water quality on the last few decades. In the present work two kinds of cork were evaluated in order to remove several contaminants in batch and fixed bed reactors. The batch experiments allowed to (i) evaluate the effect of pH and particle size in the removal of mercury and (ii) determine the affinity of cork sorbent for other contaminants of interest, namely arsenic, cadmium, nickel and lead. Fixed bed experiments were the stepping stone towards the viability study of the application of cork in water treatment processes at an industrial scale. Both corks appear to be structurally similar, with slight differences in acid-base behavior and not being statistically different for the removal of Hg. The process is also pH independent, with removal percentages of ca. 80% and a concentration of mercury in the cork of ca. 117 μg/g. The studied material showed to have a lower efficcacy for the treatment of water with the other contaminants, achieving maximum removal percentages of ca. 0% for As, 11% for Cd, 35% for Ni and 69% for Pb. Even though the fixed bed experiments weren’t optimized it was possible to attain water treatment with over 90% of efficacy in the first 40 hours, with a concentration of mercury in the bed of 680 μg/g. Regarding the sorption mechanisms it’s inferred that they’re possible of a chemical nature and that electrostatic interactions are of little relevance.