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http://hdl.handle.net/10773/23921
Title: | Optimização das condições de processamento de materiais argilosos usados na concepção de filtros para purificação de água e remoção de metais pesados |
Author: | Ventura, José Manuel Gonçalves |
Advisor: | Labrincha, João António |
Keywords: | Engenharia de materiais Purificação da água Filtração Cerâmica porosa |
Defense Date: | 2002 |
Abstract: | Foi propósito do presente trabalho, o estudo de corpos cerâmicos porosos
particularmente adequados ao tratamento de água a um nível, quer doméstico
quer municipal, nomeadamente no que diz respeito à remoção de alguns
contaminantes.
Por tratamento doméstico de água compreende-se, neste caso, a remoção de
contaminantes provenientes principalmente de canalizações metálicas antigas
e a eliminação de cheiros e odores. Este tipo de tratamento é vulgarmente
efectuado por intermédio de invólucros, cerâmicos ou não, e que possuem no
seu interior um leito filtrante geralmente de carvão activado granular.
Além de utilizados domesticamente, os leitos de carvão activado são também
empregues no tratamento de água a nível municipal em processos de filtração.
Desta forma, subdividiu-se este estudo em duas partes:
- utilização de barro vermelho e de partículas de LECA® como leitos
filtrantes e
- obtenção de invólucros cerâmicos porosos a partir de uma pasta de
faiança comum, utilizada industrialmente.
A primeira parte do trabalho refere-se sobretudo ao estudo da influência da
forma dos grãos dos leitos filtrantes na capacidade de remoção dos
contaminantes e na queda de pressão provocada pelo grau de
empacotamento dos primeiros, em comparação com leitos de carvão activado
granular. Para além das partículas de LECA® utilizou-se o Barro Negro
Campos na obtenção de partículas por atomização e extrusão/corte. No
primeiro caso produziram-se partículas esféricas, enquanto que no segundo
produziram-se cilindros, discos e semidiscos.
A obtenção de invólucros cerâmicos a partir de uma pasta utilizada
industrialmente prendeu-se com a vontade de originar um produto viável do
ponto de vista prático no que concerne à sua fabricação, não descurando as
propriedades necessárias ao seu bom funcionamento. Para tal
incorporaram-se na referida pasta diferentes agentes porogénios, tais como
serradura, papel e caco refractário. Além dos invólucros à base da pasta de
faiança testaram-se outros obtidos à base de uma pasta de cordierite.
Os resultados referentes à primeira parte deste trabalho demonstram uma
marcada influência da forma das partículas dos leitos filtrantes na qualidade da
filtração, obtendo-se no entanto, em alguns casos, resultados semelhantes aos
obtidos com carvão activado granular.
No que concerne os invólucros, a maior dificuldade prendeu-se com a
obtenção de porosidade por processos exequíveis industrialmente embora os
valores de eficiência de remoção sejam animadores. The present work is focused to the study of porous ceramic bodies particularly adapted to water treatment at a level either domestic as municipal, mainly in what concerns to the removal of some pollutants. By domestic water treatment we consider, in the current situation, the removal of contaminants created by the contact with old metallic tubes and pipes (such as lead) and the elimination of smells and scents. This kind of treatment is commonly done through cups, ceramic or not, possessing in its core a filter bed of granular activated carbon. Besides the domestic use, activated carbon is also commonly employed in the filtration of water/wastewater at municipal level. Hence, this study was subdivided in two parts: - Use of a common red clay and LECA® as filtering bed and - Obtaining of porous ceramic cups based on common tableware slurry. The first part of the work is mainly devoted to the study of the relevant relationships between compositional and geometrical characteristics of clay particles and filtration conditions (removal capacity, pressure loss through the filter bed, etc). As received near spherical or previously crushed LECA® particles were used while Barro Negro Campos (BNC) grains were produced by different techniques, including spray drying and extrusion plus cutting. Several shapes had been produced and tested, such as spheres, cylinders, disks and half-disks. The attempt to produce a viable/cheap vessel led to the choice of common tableware slurry, but criteriously adapted according to the specific needs for a good operation. For such task different pores-making elements, like sawdust, paper, almond crust and refractory crock, were added to the initial slurry. Besides these tableware-based cups, experiments were also conducted with cordierite-based formulations. Results referring to granular beds revealed a marked relationship between particles morphology (shape and size) and filtration efficiency. When optimised conditions were achieved, results were similar or better to those obtained with granular activated carbon. In what concerns to the porous ceramic cups, the major drawback was the control of porosity by industrially feasible means, although removal efficiency results are promising. |
URI: | http://hdl.handle.net/10773/23921 |
Appears in Collections: | UA - Dissertações de mestrado DEMaC - Dissertações de mestrado |
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