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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/26093| Título: | Estabilização e solidificação de resíduos de eta em matrizes de concreto |
| Título(s) alternativo(s): | Stabilization and solidification of wtp waste in concrete matrix |
| Autor(es): | Gheller, Mariane Borges |
| Orientador(es): | Sgorlon, Juliana Guerra |
| Palavras-chave: | Água - Estações de tratamento Concreto Lodo residual Water treatment plants Concrete Sewage sludge |
| Data do documento: | 28-Mai-2021 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Apucarana |
| Citação: | GHELLER, Mariane Borges. Estabilização e solidificação de resíduos de eta em matrizes de concreto. 2021. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Apucarana, 2021. |
| Resumo: | O tratamento de água é um procedimento que promove grande geração de lodo, um resíduo sólido que precisa ser disposto corretamente. Procurando desenvolver uma nova alternativa de reaproveitamento e visando minimizar os impactos de poluição desse resíduo, este trabalho tem como objetivo o estudo da estabilização e solidificação em matrizes de concreto de lodos provenientes de duas estações de tratamento de água (ETA), uma localizada no estado de São Paulo e a outra no Paraná. A metodologia utilizada foi dividida em três partes: caracterização dos lodos (in natura e calcinado) das estações de tratamento de água, fabricação das peças utilizando este resíduo e a caracterização das mesmas. Na etapa de caracterização dos lodos foi constatado que os resíduos de ETA possuem alta umidade, bem como apresentam porcentagens elevadas de sólidos fixos. Ambos os resíduos, das diferentes ETAs estudadas, apresentaram concentrações de alumínio acima do permitido pela ABNT NBR 10004 (2004) e, portanto, foram classificados como resíduos sólidos não inertes. Também foi verificada a presença de Al2O3, SiO2 e Fe2O3, em maior concentração, consistindo na composição majoritária dos lodos. Após a caracterização dos lodos de ETA, foi realizada a fabricação de peças de concreto com a substituição de cimento por resíduo em diferentes teores (2,5 %, 5%, 7,5%, 10%, 12,5 % e 15%) e, posteriormente, foram verificadas as caraterísticas das peças produzidas. Os resultados apontam que o tratamento térmico não colaborou para um melhor desempenho para o lodo paulista. No entanto, para o lodo paranaense a calcinação permitiu a utilização de uma maior porcentagem de lodo no concreto. De modo geral, foi observado que as diferentes regiões de localização das estações de tratamento em estudo não interferiram significativamente nos resultados de desempenho dos concretos obtidos, isso devido à semelhança que a caracterização dos resíduos indicou. Os resultados obtidos demonstraram que as melhores porcentagens de substituição para o lodo paulista (in natura e calcinado) foram de 12,5%, enquanto para o lodo da ETA paranaense foi até 10% para o in natura e de 15% para o calcinado. Estas porcentagens, além de não apresentarem valores diferentes de absorção de água e de resistência à compressão, com o limite de confiança de 95% em relação ao concreto de referência, também resultaram em uma alta eficiência de retenção dos metais (alumínio e ferro) no concreto. Dessa forma, é possível concluir que a substituição do cimento por lodo é tecnicamente viável, desde que limitada a teores que não afetem consideravelmente as propriedades do material produzido. |
| Abstract: | Water treatment is a procedure that promotes a large generation of sludge, which is a solid residue that needs to be disposed correctly. Seeking to develop a new reuse alternative and aiming to minimize the pollution impacts of this residue, the purpose of this work is to study the stabilization and solidification in sludge concrete matrices from two water treatment plants (WTP), one located in the state São Paulo and another in Paraná. The methodology used was divided into three parts: characterization of sludge (in natura and calcined) from water treatment plants, manufacture of parts using this residue and their characterization. In the sludge characterization stage, it was found that the WTP residues have high humidity, as well as high percentages of fixed solids. Both residues, from the different WTPs studied, had aluminum concentrations above from what is allowed by ABNT NBR 10004 (2004) and, therefore, were classified as noninert solid residues. It was also verified the presence of Al2O3, SiO2 e Fe2O3, in greater concentration, consisting of most of the sludge composition. After the characterization of the WTP sludges, the manufacture of concrete parts was carried out with the replacement of cement by residue in different levels (2.5%, 5%, 7.5%, 10%, 12.5% and 15%) and, subsequently, the characteristics of the parts produced were verified. The results show that the heat treatment did not contribute to a better performance for the São Paulo sludge. However, for the Paraná sludge, calcination allowed the use of a higher percentage of sludge in the concrete. In general, it was observed that the different regions of the treatment plants under study did not significantly interfere in the performance results of the concretes obtained, this due to the similarity that the characterization of the residues indicated. The results obtained showed that the best percentages of substitution for the São Paulo sludge (in natura and calcined) were 12.5%, while for the sludge from the Paraná WTP it was up to 10% for in natura and 15% for calcined. These percentages, apart from not having different values of water absorption and compressive strength, with a 95% confidence limit in relation to the reference concrete, also resulted in a high retention efficiency of metals (aluminum and iron) in the concrete. Thus, it is possible to conclude that the replacement of cement with sludge is technically feasible, as long as it is limited to levels that do not considerably affect the properties of the material produced. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/26093 |
| Aparece nas coleções: | AP - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química |
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