Doctor of Philosophy / Department of Horticulture, Forestry, and Recreation Resources / Kimberly A. Williams / The use of calcined clays contributes properties of nutrient and water retention to soilless root media, which varies greatly depending on the parent clay and calcining treatment. This research characterized phosphate (PO[subscript]4) sorption of various calcined clay products, including low volatile and regular volatile material (LVM and RVM) 2:1 Attasorb clays (Engelhard Corp.), 2:1 Terra Green LVM clays (Oil-Dri Co.), and Turface (Profile Products LLC) at various particle sizes; 1:1 kaolin clays (Thiele Kaolin Co.) in powder form, and diatomaceous earth (Diatomite, Eagle Picher Minerals, Inc.). Three of the calcined materials, Terra Green montmorillonite and Attasorb attapulgite (which had high PO[subscript]4-sorption based on isotherms), and diatomaceous earth (which had negligible PO[subscript]4-sorption) were evaluated as components of soilless root media in two separate greenhouse experiments. The effect of the calcined materials, rate of incorporation (0%, 5%, 10% and 20% by volume in a mix with peat and perlite), and PO[subscript]4-P application rate (0, 5, 15, 45 mg.L[superscript]-1 PO[subscript]4-P) on plant growth, effluent P content and water use were determined during production and post-production of Impatiens wallerana Hook f. 'Tempo Rose'. The calcined materials varied in their ability to adsorb PO[subscript]4-P and generally yielded L-type isotherms. Laboratory results indicated potential for substantive P retention by several of the calcined materials when used in container production. For most materials, PO[subscript]4-P sorption did not show pronounced pH dependence. During production and post-production, the test materials not only improved PO[subscript]4-P retention but also water retention and water use efficiency while still maintaining optimal physical properties at incorporation rates of 5 to 10%. Diatomaceous earth resulted in PO[subscript]4-P retention not significantly different from the calcined clays.

The subject of this thesis is selected parameters cement mortars with partial replacement of Portland cement diatomaceous earth. This work provides information on the basic properties of diatomaceous earth and its deposits with a focus on deposit in Borovany. From the properties is very important pozzolanic activity due to the high content of amorphous silica of this soil. The main use of diatomaceous earth is in the area filtration and is used widely as a nutritional supplement. In the building industry, diatomite can be applied as an admixture to mortar and concrete, where it can, with its abilities, improve some physical mechanical properties. In the experimental part was diatomaceous earth, in its raw and calcined form, tested as admixture for cement pastes and mortars. The main criterion for evaluating these composites was bulk density, flexural and compressive strength. It was also investigated mineralogical composition, microstructure, freeze–thaw resistance and sulfate resistance.

O cenário mundial de matriz energética apresenta dados crescentes de contribuição das energias renováveis. No Brasil, o governo tem realizado esforços para aumento da parcela de combustíveis renováveis, e com isso isso também para o aumento da produção de biodiesel. O principal processo de fabricação de biodiesel com seu polimento em via seca gera quantidades significativas de resíduos, dentre eles, o resíduo de terra diatomácea, com potenciais características de inflamabilidade. Em contrapartida existe a Política Nacional de Resíduos Sólidos com objetivos de não geração, redução, reutilização, reciclagem e redução de periculosidade dos resíduos, e envio para aterro somente de resíduos sem qualquer possibilidade viável de tratamento. O presente trabalho objetiva realizar um estudo de viabilidade técnica, econômica e ambiental preliminar da aplicação da tecnologia de Tratamento Térmico de Resíduos e Materiais Multifásicos - TTRM a resíduo de terra diatomácea - RTD de usina genérica de biodiesel. Foram utilizados como base para o estudo: os resultados dos testes da PETROBRAS e da ALBRECHT realizados em escala de bancada de laboratório e em planta piloto que simularam a aplicação do TTRM ao RTD; premissas técnicas; premissas operacionais; e dados econômicos de referência. Foram estabelecidos cenários específicos para o estudo da aplicabilidade e realizada análise de sensibilidade para os principais fatores da composição dos custos. Observou-se para este estudo preliminar que: na dimensão técnica o TTRM demonstrou ser aplicável; na dimensão econômica, os indicadores são positivos em sua totalidade no cenário esperado, mesmo após análise de sensibilidade com variações de 25% dos principais parâmetros de entrada do estudo de viabilidade; na dimensão ambiental o TTRM demonstrou ser uma alternativa que incorpora os conceitos para uma gestão alinhada com a Política Nacional de Resíduos Sólidos, seja na redução da periculosidade do resíduo, na potencial minimização da geração dos resíduos ou no reuso e reaproveitamento resíduos. / Renewable energy has played an ever increasing role in the global energy matrix. In Brazil, the public administration has shown efforts to increase the share of renewable fuels and the biodiesel production. The Brazilian National Waste Policy has among its goals non-generation, minimization, reuse, recycling and hazard reduction of waste, considering the alternative of landfill disposal only where waste treatment is not viable. However, the final filtering process in biodiesel production can generate a great amount of waste, including diatomaceous earth waste with significant inflammable characteristic. This work conducts a feasibility study of Multiphase Waste and Materials Thermal Treatment technology applied to diatomaceous earth waste generated from a generic biodiesel production plant. The present study has been based on: the results of diatomaceous earth waste thermal treatment tests performed by PETROBRAS and ALBRECHT both on laboratory and pilot scales; Technical and operational assumptions; and economic reference data. Specific scenarios were established to study the applicability and sensitivity analysis where performed for key factors of costs composition. The study concluded that thermal treatment is technically applicable to diatomaceous earth waste. In the economic dimension all indicators were be positive even where variations of 25% were introduced into the main input parameters. In the environmental dimension the Multiphase Waste Thermal Treatment of diatomaceous earth waste proved to be aligned with the Brazilian National Waste Policy, with regard to hazard reduction and minimization of waste generation as well as improving the potential for waste reuse.

O cenário mundial de matriz energética apresenta dados crescentes de contribuição das energias renováveis. No Brasil, o governo tem realizado esforços para aumento da parcela de combustíveis renováveis, e com isso isso também para o aumento da produção de biodiesel. O principal processo de fabricação de biodiesel com seu polimento em via seca gera quantidades significativas de resíduos, dentre eles, o resíduo de terra diatomácea, com potenciais características de inflamabilidade. Em contrapartida existe a Política Nacional de Resíduos Sólidos com objetivos de não geração, redução, reutilização, reciclagem e redução de periculosidade dos resíduos, e envio para aterro somente de resíduos sem qualquer possibilidade viável de tratamento. O presente trabalho objetiva realizar um estudo de viabilidade técnica, econômica e ambiental preliminar da aplicação da tecnologia de Tratamento Térmico de Resíduos e Materiais Multifásicos - TTRM a resíduo de terra diatomácea - RTD de usina genérica de biodiesel. Foram utilizados como base para o estudo: os resultados dos testes da PETROBRAS e da ALBRECHT realizados em escala de bancada de laboratório e em planta piloto que simularam a aplicação do TTRM ao RTD; premissas técnicas; premissas operacionais; e dados econômicos de referência. Foram estabelecidos cenários específicos para o estudo da aplicabilidade e realizada análise de sensibilidade para os principais fatores da composição dos custos. Observou-se para este estudo preliminar que: na dimensão técnica o TTRM demonstrou ser aplicável; na dimensão econômica, os indicadores são positivos em sua totalidade no cenário esperado, mesmo após análise de sensibilidade com variações de 25% dos principais parâmetros de entrada do estudo de viabilidade; na dimensão ambiental o TTRM demonstrou ser uma alternativa que incorpora os conceitos para uma gestão alinhada com a Política Nacional de Resíduos Sólidos, seja na redução da periculosidade do resíduo, na potencial minimização da geração dos resíduos ou no reuso e reaproveitamento resíduos. / Renewable energy has played an ever increasing role in the global energy matrix. In Brazil, the public administration has shown efforts to increase the share of renewable fuels and the biodiesel production. The Brazilian National Waste Policy has among its goals non-generation, minimization, reuse, recycling and hazard reduction of waste, considering the alternative of landfill disposal only where waste treatment is not viable. However, the final filtering process in biodiesel production can generate a great amount of waste, including diatomaceous earth waste with significant inflammable characteristic. This work conducts a feasibility study of Multiphase Waste and Materials Thermal Treatment technology applied to diatomaceous earth waste generated from a generic biodiesel production plant. The present study has been based on: the results of diatomaceous earth waste thermal treatment tests performed by PETROBRAS and ALBRECHT both on laboratory and pilot scales; Technical and operational assumptions; and economic reference data. Specific scenarios were established to study the applicability and sensitivity analysis where performed for key factors of costs composition. The study concluded that thermal treatment is technically applicable to diatomaceous earth waste. In the economic dimension all indicators were be positive even where variations of 25% were introduced into the main input parameters. In the environmental dimension the Multiphase Waste Thermal Treatment of diatomaceous earth waste proved to be aligned with the Brazilian National Waste Policy, with regard to hazard reduction and minimization of waste generation as well as improving the potential for waste reuse.