Contribuição para o estudo da reutilização de lamas de estações de tratamento de água

Com o crescimento populacional global, a procura por água aumenta, resultando numa maior produção e consumo, produzindo mais resíduos. Transformar água bruta em potável em estações de tratamento é essencial, mas produz subprodutos líquidos chamados lamas de estações de tratamento de água (LETA). Estas lamas contêm matéria orgânica, hidróxidos de ferro, alumínio e metais, representando um potencial risco ambiental. Portanto, a reutilização das LETA, em linha com a economia circular, é crucial para promover a sustentabilidade e a conservação, transformando resíduos em valiosos recursos. Devido às características específicas destas lamas, é imprescindível conduzir um estudo completo e caracterização detalhada antes de qualquer aplicação potencial, assegurando a que sua utilização seja eficaz e segura. O objetivo principal desta dissertação foi investigar o potencial de reutilização de LETA. Assim, de forma a dar cumprimento ao objetivo proposto, foram estudadas sete lamas provenientes de várias Estações de Tratamento de Água, provenientes de diferentes origens. Primeiramente, foram realizados vários ensaios de caracterização com o intuito de obter uma compreensão detalhada da composição das LETA. Na segunda fase do estudo, foram realizados testes de adsorção para avaliar a capacidade de remoção de fósforo (P) pelas lamas. A maioria das amostras demonstraram possuir potencial de adsorção, com eficiências de remoção de pelo menos 90% e aproximadamente 5,26 mg/g de capacidade de adsorção. As LETA 1 e 3 apresentaram eficiências máximas, isto é, a concentração final de P ficou abaixo do limite de quantificação. A LETA 6 foi a lama que apresentou menor capacidade de adsorção de P - cerca de 1,21 mg/g. Estes resultados mostraram também o potencial que as LETA têm para deixarem de ser consideradas, generalizadamente, como um resíduo, podendo, por exemplo, ser usadas em sistemas de tratamento de águas residuais de afinação de baixo custo, em contraposição à sua dispendiosa disposição como resíduos. Este tipo de solução permite ainda estimular a economia circular dentro do setor da água.

With the global population growth, the demand for water is increasing, resulting in higher production and consumption, and consequently generating more waste. Converting raw water into potable water in treatment plants is essential but produces liquid by-products called Water Treatment Sludges (WTS). These sludges contain organic matter, iron and aluminum hydroxides, and metals, posing a potential environmental risk. Therefore, the reuse of WTS, in line with the circular economy, is crucial to promote sustainability and conservation, transforming waste into valuable resources. Due to the specific characteristics of these sludges, it is imperative to conduct a comprehensive study and detailed characterization before any potential application. This ensures that their use is effective and safe. The main objective of this dissertation was to investigate the potential reuse of WTS. To fulfill the proposed objective, seven sludges from various Water Treatment Plants, originating from different sources, were studied. Firstly, several characterization tests were conducted to obtain a detailed understanding of the composition of WTS. In the second phase of the study, adsorption tests were performed to evaluate the phosphorus (P) removal capacity of these sludges. Most samples demonstrated adsorption potential, with removal efficiencies of at least 90% and an approximate adsorption capacity of 5.26 mg/g. LETA 1 and 3 exhibited maximum efficiencies, meaning the final concentration of P fell below the quantification limit. LETA 6 exhibited the lowest adsorption capacity for P, approximately 1.21 mg/g. These results point to the potential to transform the treatment of these sludges in in the future. For instance, they could be used in low-cost wastewater treatment systems, as opposed to their expensive disposal as waste. Such a solution further allows the stimulation of the circular economy within the water sector.