Estudo da adsorção de fosfatos em colunas de leito fixo contendo cinzas volantes de biomassa - efeito do TRH e da carga de P

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Energia e Bioenergia

No presente trabalho foram realizados ensaios em coluna (leito fixo), com o objectivo de se estudar a remoção de P, presente numa água residual sintética (ARS), por recurso a cinzas volantes de biomassa como material adsorvente. As cinzas volantes de biomassa foram provenientes de uma Central de Biomassa, localizada no Centro de Portugal, que utiliza a tecnologia do Leito Fluidizado Borbulhante (LFB). Foram realizados dois ensaios. No ensaio 1 fez-se variar o Tempo de Retenção Hidráulico (TRH) da ARS no interior das colunas. No ensaio 2 fez-se variar a concentração inicial de P na ARS. No ensaio 1, testaram-se valores de TRH de 2, 8 e 16 min, com uma concentração inicial de P, na ARS, de 18 mg P/L e uma massa de cinzas volantes de 4,525 g. Durante este ensaio registaram-se percentagens de remoção de P, para a razão Líquido-Sólido (L/S) de 0,1 L/g, de 76,7%, 84,63% e 89,22%, para os TRH de 2, 8 e 16 min, respectivamente. Com o aumento da razão L/S observou-se um decréscimo linear da eficiência de remoção de P, o qual foi mais acentuado para os menores valores de TRH. No ensaio 2, testaram-se concentrações iniciais de P de 10, 20 e 40 mg P/L, para um TRH de 8 min e uma massa de cinzas volantes, de 6,700 g. Durante este ensaio obtiveram-se percentagens de remoção de P, para a razão Líquido-Sólido (L/S) de 0,1 L/g, de 98,8%, 86,6% e 80,8%, para as concentrações iniciais de P de 10, 20 e 40 mg P/L, respectivamente. Com o aumento da razão L/S registou-se um decréscimo linear na eficiência de remoção de P, o qual foi mais acentuado para as concentrações iniciais de P mais elevadas. Os resultados obtidos foram modelados através das isotérmicas de Langmuir e Freundlich, tendo-se obtido coeficientes de determinação (R2) significativos, com valores médios superiores a 0.9. Foi assim possível determinar-se os coeficientes de adsorção (Qmáx) do P nas cinzas volantes, obtendo-se valores de 3,959, 5,698 e 8.583 mg P/gcinzas para TRH de 2, 8 e 16 min, respectivamente, e de 5,82, 6,46 e 22,93 mg P/gcinzas para concentrações iniciais de P de 10, 20 e 40 mg P/dm3, respectivamente. Os resultados obtidos neste estudo sugerem que a utilização de cinzas de biomassa poderá ser uma solução promissora para a remoção de P de águas residuais.