A mineração apresenta como um dos problemas ambientais a geração de solução ácida contendo metais e sulfato dissolvidos, denominada drenagem ácida de mina. Esta água residuária causa danos aos organismos aquáticos, a flora e aos seres humanos uma vez presente na cadeia alimentar. A partir disso, há uma necessidade constante de tecnologias e processos de tratamento de modo a tornar o resíduo passível de ser lançado nos corpos hídricos sem alterar a qualidade das águas. Neste trabalho foi utilizado o tratamento biológico por meio de um reator anaeróbio operado em bateladas sequenciais (ASBR) com volume de 7 litros, mantido a 30 °C, contendo biomassa granular, para tempo de ciclo de 48 horas com o objetivo de avaliar o impacto do aumento da concentração dos metais (Fe2+, Zn2+ e Cu2+) no desempenho do reator. O experimento foi dividido em seis fases, aumentando a concentração de metais gradativamente. As amostras foram coletadas para análises de pH, DQO, SO42-, sulfeto e metais após o tempo total de enchimento (14 minutos) e no final do ciclo (48 horas). No tratamento, as bactérias redutoras de sulfato (BRS) por meio do metabolismo dissimilatório, reduziram sulfato a sulfeto, o qual foi precipitado na forma de sulfeto metálico e geraram alcalinidade, demonstrado pelos valores do pH efluente acima de 6,5. Foi utilizada relação DQO/SO42- igual a 1 em todas as fases e etanol como doador de elétrons. O reator foi operado por 392 dias e, durante as seis fases de operação, o aumento da concentração de metais gerou um aumento da remoção de SO42- e não foi prejudicial para o consórcio microbiano, verificado pelos resultados obtidos. As remoções de DQO variaram de 68,4 a 94,4% e de SO42- de 39,1 a 72,8%, sendo a fase IV com maior remoção de SO42-. As remoções de Fe2+ foram acima de 99,2%, de Zn2+ - 100% e de Cu2+ acima de 93,3%. Ao final de cada fase de operação foram realizados perfis temporais para quantificar o comportamento cinético da remoção de sulfato. Os valores da constante cinética aparente (Kap) obtidos demonstraram que houve diminuição da velocidade da reação ao mesmo tempo em que a remoção de sulfato aumentou. Isto pode ter sido decorrente da elevada concentração de metais ao longo das fases, ocasionando maior tempo necessário para remoção de SO42-, contudo a cinética não foi prejudicada uma vez que se observou a estabilização da remoção dentro do ciclo previsto de 48 horas. No decorrer da operação pode-se inferir que a população bacteriana se mostrou bem adaptada ao meio predominante no reator, indicado pelo aumento do pH efluente e remoções de DQO e SO42- observado em todas as fases. / Mining presents as one of the environmental problem a generation of acid solution containing metals and dissolved sulfate, denominated acid mine drainage. This wastewater causes damage to aquatic organisms, flora and humans once present in the food chain. From this, there is a constant need for technologies and treatment processes in order to make the waste able to be released into the water bodies without changing the quality of the water. In this work, the biological treatment was carried out using an anaerobic sequencing batch reactor (ASBR) with a volume of 7 liters, maintained at 30 °C, containing granular biomass, for a 48 hour cycle time with the objective of evaluating the impact of increased concentration of metals (Fe2+, Zn2+ and Cu2+) on reactor performance. The experiment was divided into six phases, gradually increasing the concentration of metals. Samples were collected for analysis of pH, COD, SO42-, sulfide and metals after the total filling time (14 minutes) and at the end of the cycle (48 hours). In treatment, sulfate reducing bacteria (SRB) through dissimilatory metabolism reduced sulfate to sulfide, being precipitated in the form of metallic sulfide and generated alkalinity, which was demonstrated by effluent pH values above 6.5. It was used COD/SO42- ratio equal to 1 in all phases and ethanol as electron donor. The reactor was operated for 392 days and during the six phases of operation the increased concentration of metals generated an increase in SO42- removal and was not harmful to the microbial consortium, verified by the results obtained. COD removals ranged from 68.4 to 94.4% and SO42- from 39.1 to 72.8%, being phase IV with greater removal of SO42-. Fe2+ removals were above 99.2%, Zn2+ - 100% and Cu2+ above 93.3%. At the end of each operation phase, time profiles were performed to quantify the kinetic behavior of sulfate removal. Values of apparent kinetic constant (Kap) obtained showed that there was a decrease in the reaction speed at the same time that the sulfate removal increased. This may have been due to the high concentration of metals throughout the phases, resulting by a longer time required for SO42- removal. However the kinetics were not impaired once the stabilization of the removal within the expected cycle of 48 hours. During operation it can be inferred that the bacterial population showed to be well adapted to the predominant medium in the reactor, indicated by the increase of the effluent pH and removals of COD and SO42- observed in all phases. / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais - FAPEMIG
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:10.254.254.39:tede/1029 |
| Date | 10 February 2017 |
| Creators | COSTA, Josiel Martins |
| Contributors | SANCINETTI, Giselle Patricia, http://lattes.cnpq.br/4219001672564016, MOURA, Rafael Brito de, ZAIAT, Marcelo |
| Publisher | Universidade Federal de Alfenas, Instituto de Ciência e Tecnologia, Brasil, UNIFAL-MG, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia Ambiental |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UNIFAL, instname:Universidade Federal de Alfenas, instacron:UNIFAL |
| Rights | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/, info:eu-repo/semantics/openAccess |
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