Remoção de contaminantes em meio aquoso por leitos de argila expandida

Abstract

O presente trabalho descreve a tentativa de reutilização das fracções rejeitadas da produção de agregados leves de argila expandida, como leitos filtrantes, para a remoção de alguns contaminantes da água, nomeadamente o níquel, chumbo e partículas em suspensão, em alternativa à deposição em aterro controlado. O estudo encontra-se dividido em duas partes principais: - caracterização dos materiais filtrantes e dos leitos construídos; - realização de ensaios de remoção por filtração em leito fixo, e ensaios de adsorção em fluxo descontínuo (batch), com e sem agitação. Na primeira parte caracterizaram-se as argilas expandidas e os materiais utilizados na comparação de eficiências, através de ensaios físicos, químicos e mineralógicos de forma a determinar possíveis factores dos quais depende a remoção de contaminantes. Na segunda parte, realizaram-se os ensaios de remoção propriamente ditos. Além da variante mais clássica, a remoção de partículas, efectuaram-se ensaios de remoção de metais pesados por filtração em leito fixo. A adsorção de iões metálicos em ensaios em fluxo descontínuo (batch), foi estudada de forma ainda que preliminar. Verificou-se que a menor fracção de rejeitados de argila expandida, 0-0,5 mm, foi o material com a melhor eficiência na remoção de todos os contaminantes estudados. A remoção de Pb (II) foi superior à de Ni (II). A argila expandida, na remoção de partículas, demonstrou ser mais eficaz que o material utilizado para comparação: a areia. Para a remoção de metais pesados, os resultados da remoção foram semelhantes ou superiores aos de CAG (carvão activado granular). Encontrou-se uma nova utilização para os rejeitados da produção da argila expandida, sendo esta uma mais valia em termos ambientais e económicos: trata-se de uma alternativa à deposição em aterro, e um material filtrante eficaz e de baixo custo.

ABSTRACT: This present work describes the attempt to reutilize rejected sieved fractions from the production of lightweight expanded clay aggregates production, as filter bed, used in the removal of some water contaminants, namely nickel, lead and suspended particles, as an alternative to landfilling deposition. The study is divided in two main parts: - filtering material and filter bed characterization; - contaminants removal by means of depth bed filtration tests and adsorption batch tests, with and without agitation. In the first part, expanded clay fractions and materials used for efficiency comparison were characterized, by means of physical, chemical and mineralogical tests, in such a way that possible factors, on which removal depends, could be determined. In the second part, removal tests were performed. Besides the classical purpose of suspended particles’ removal, assay on the removal of heavy metals were also performed through the filtration in fixed beds. Heavy metal adsorption, by means of batch tests, was studied in a preliminary way. It was found that the less coarse sieved fraction, 0-0,5 mm, was the material with best removal efficiency, for all the studied contaminants. Pb (II) removal was higher than Ni (II) one. Expanded clay, considering suspended particles’ removal, was more effective than the material used for comparison (sand). For heavy metal removal, efficiencies were similar or higher than those found for GAC (granular activated carbon). A new usage was found for the rejected sieved fraction from the expanded clay production, with environmental and economical profits: it is an alternative to landfilling deposition and an efficient and low cost filtering material.