Teve como objetivo verificar e comparar a alteração das características do carvão antracitoso e do carvão betuminoso utilizados em meio filtrante, devido ao efeito abrasivo causado entre os grãos decorrentes de lavagens exclusivamente com água e lavagens independentes com ar e água. Foram estudados dois tipos de carvão antracitoso e um tipo de carvão betuminoso, para os quais foram determinadas suas características químicas e físicas. Os ensaios foram realizados em uma instalação ao piloto montada na escola de engenharia de São Carlos-EESC, USP, na qual foram feitas simulações de lavagens admitindo-se uma lavagem diária durante um ano para cada método, de modo intermitente, em que o meio granular era compactado ao final de cada lavagem, e continuo, sem compactação do meio granular. A velocidade ascensional utilizada para cada simulação de lavagem foi de 0,9 m/min, promovendo expansão no meio granular de 35 a 40%. A taxa de ar utilizada para as simulações de lavagens com aplicação de ar foi de 15 l/sm2. Após o término das 365 lavagens, foram determinados os valores médios do coeficiente de esfericidade e da porosidade do meio granular estratificado e construída a curva de distribuição granulométrica das amostras utilizadas nos ensaios. Conclui-se que o carvão betuminoso apresentou comportamento semelhante ao dos carvões antracitosos e que a metodologia de lavagem continua produz praticamente o mesmo efeito abrasivo comparada a de lavagem intermitente. / This work had the objetive to verify and to compare the alterations on the properties of Anthracite coal and Betuminous coal, due to the abrasive effect caused between the grains resulted from washing exclusively with water and independent washing with air and water. There were studied two types of Anthracite coal and one type of Betuminous coal, their chemical and physical properties were determined. The tests were performed at a pilot instalation setted at the School of Engineering of São Carlos - EESC,USP; where, were done simulations of washing, it was admitted one washing a day during one year (365 washing) for each method, in an intermitent way, in which the granular medium was compacted at the end of each washing, and continous without compactation of the granular medium. The ascending speed used for each simulation of washing was 0,9 m/min, promoting an expansion in the granular medium of 35 to 40%. The rate of air used for the simulations of washing with the aplication of air was 15 I/sm2. After the last of the 365 washing, were determined the average values of the coefficient of sphericity and porosity of the granular estratified medium and was constructed a curve of the granulometric distribution of the samples used during the tests. It was conclued that Betuminous coal shows similar behaviour as Anthracite coaI and the continous method produce the same effect abrasive compared intermitent method.

Teve como objetivo verificar e comparar a alteração das características do carvão antracitoso e do carvão betuminoso utilizados em meio filtrante, devido ao efeito abrasivo causado entre os grãos decorrentes de lavagens exclusivamente com água e lavagens independentes com ar e água. Foram estudados dois tipos de carvão antracitoso e um tipo de carvão betuminoso, para os quais foram determinadas suas características químicas e físicas. Os ensaios foram realizados em uma instalação ao piloto montada na escola de engenharia de São Carlos-EESC, USP, na qual foram feitas simulações de lavagens admitindo-se uma lavagem diária durante um ano para cada método, de modo intermitente, em que o meio granular era compactado ao final de cada lavagem, e continuo, sem compactação do meio granular. A velocidade ascensional utilizada para cada simulação de lavagem foi de 0,9 m/min, promovendo expansão no meio granular de 35 a 40%. A taxa de ar utilizada para as simulações de lavagens com aplicação de ar foi de 15 l/sm2. Após o término das 365 lavagens, foram determinados os valores médios do coeficiente de esfericidade e da porosidade do meio granular estratificado e construída a curva de distribuição granulométrica das amostras utilizadas nos ensaios. Conclui-se que o carvão betuminoso apresentou comportamento semelhante ao dos carvões antracitosos e que a metodologia de lavagem continua produz praticamente o mesmo efeito abrasivo comparada a de lavagem intermitente. / This work had the objetive to verify and to compare the alterations on the properties of Anthracite coal and Betuminous coal, due to the abrasive effect caused between the grains resulted from washing exclusively with water and independent washing with air and water. There were studied two types of Anthracite coal and one type of Betuminous coal, their chemical and physical properties were determined. The tests were performed at a pilot instalation setted at the School of Engineering of São Carlos - EESC,USP; where, were done simulations of washing, it was admitted one washing a day during one year (365 washing) for each method, in an intermitent way, in which the granular medium was compacted at the end of each washing, and continous without compactation of the granular medium. The ascending speed used for each simulation of washing was 0,9 m/min, promoting an expansion in the granular medium of 35 to 40%. The rate of air used for the simulations of washing with the aplication of air was 15 I/sm2. After the last of the 365 washing, were determined the average values of the coefficient of sphericity and porosity of the granular estratified medium and was constructed a curve of the granulometric distribution of the samples used during the tests. It was conclued that Betuminous coal shows similar behaviour as Anthracite coaI and the continous method produce the same effect abrasive compared intermitent method.

Made available in DSpace on 2017-07-20T13:41:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Elaine Carvalho da Paz.pdf: 5913998 bytes, checksum: 3abfb310351a148f2f4495951bcca8d2 (MD5) Previous issue date: 2016-05-25 / The present study evaluates the iron removal efficiency (Fe), manganese (Mn), apparent color and turbidity, using adsorptive filtration compared with conventional filtration, using a natural Zeolite as layer second material in a pilot unit with constructive and operational typology similar to the rapid downward filter, gravity and double layer. As adsorbent material was selected Zeolite WATERCELL-ZF-0410®, commercially available Clinoptilotite from Cuba, for having physical characteristics similar to the anthracite coal. Morphological characterization assays were performed (FEG-SEM) and elemental (EDS), physical characteristics (particle size, density, effective size and uniformity coefficient), lixiviation and filtration on a pilot scale. Morphological characterization analysis, it was found that the zeolite under consideration has a high adsorption capacity, prone to adsorption iron, manganese and sulfur in the upper range anthracite coal. The physical characterization analysis, it was verified that this Zeolite is a uniform material and graduated, has physical similarity to the coal and anthracite can be used as filtering material of the layer second. Leaching analysis showed that, possibly, there will be no release above the maximum value allowed in CONAMA Resolution n. ° 357/2005, metals detected in the leached extract for a backwashing of filter using this material as media filter, as well as probably not occur detachment of these metals in the final disposal of this waste system. The filtration analysis on a pilot scale concluded that designing a filter with downward filtration, with depth action and double layer using the Zeolite WATERCEL-ZF-0410 on the layer second, is viable. The conception of treatment proposed, in the conditions, parameters and settings studied, has average efficiency: 100.00% for the removal of manganese; 96.17% for the removal of iron; 99.90% for the removal of apparent color; and 98.96% for the removal of turbidity. / O presente trabalho avalia a eficiência de remoção de ferro (Fe), manganês (Mn), cor aparente e turbidez, utilizando a filtração adsortiva em relação à filtração convencional, com utilização uma Zeólita natural como material de segunda camada, em uma unidade piloto com tipologia construtiva e operacional semelhante de um filtro rápido descendente e a gravidade. Como material adsorvente foi selecionado a Zeólita WATERCELL-ZF-0410, comercialmente disponível, clinoptilotita proveniente de Cuba, por possuir características físicas semelhantes à do carvão antracito. Foram realizados ensaios de caracterização morfológica (MEV-FEG) e elementar (EDS), de caracterização física (granulometria, massa específica, tamanho efetivo e coeficiente de desuniformidade), de lixiviação e de filtração em escala piloto. Da análise de caracterização morfológica, verificou-se que a Zeólita em estudo tem alta capacidade de adsorção, com predisposição para adsorção de ferro, manganês e enxofre, em escala superior ao carvão antracito. Da análise de caracterização física, verificou-se que a Zeólita em estudo é um material uniforme, bem graduado, possui equivalência física com o carvão antracito e pode ser utilizada como material filtrante de segunda camada. Da análise de lixiviação, verificou-se que, possivelmente, não haverá desprendimento, acima do valor máximo permitido na Resolução Conama n.° 357/2005, dos metais detectados no extrato lixiviado para a água de lavagem de um filtro que utilize esse material como meio filtrante, bem como, possivelmente, não ocorrerá desprendimento destes metais no sistema de disposição final deste resíduo. Da análise da filtração em escala piloto, concluiu-se que é viável a concepção de um projeto de filtro a gravidade, com filtração descendente, ação de profundidade e dupla camada, utilizando a Zeólita WATERCEL-ZF-0410 como material de segunda camada e que, esta concepção de tratamento, nas condições, parâmetros e configurações estudadas, apresentou eficiência média de: 100,00% para remoção de manganês; 96,17% para remoção de ferro; 99,90% para remoção de cor aparente; e 98,96% para remoção de turbidez.