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Tipo do documento: Dissertação
Título: Tratamento de drenagem ácida sintética de mina em reator UASB: fontes de carbono e cargas de sulfato
Título(s) alternativo(s): Treatment of artificial acid mine drainage at UASB reactor: carbon source and sulfate concentrations
Autor: PEREIRA , Luiz Francisco Fernandes 
Primeiro orientador: DAMASCENO, Leonardo Henrique Soares
Primeiro membro da banca: RIBEIRO, Rogers
Segundo membro da banca: SARTI, Arnaldo
Resumo: O presente trabalho teve como objetivo principal, avaliar a influência de três diferentes fontes de carbono (etanol, sacarose e soro de leite) no tratamento de drenagem ácida sintética de mina (DASM), em condições ácidas e concentrações de sulfato e metais (cobre, ferro e zinco). Para tanto, foram utilizados três reatores UASB, denominado RET, RSA e RSO, com as fontes externas de carbono etanol, sacarose e soro de leite, respectivamente. A Etapa 1, partida dos reatores, teve como objetivo proporcionar a adaptação gradativa da biomassa às condições de operação, totalizando 371 dias e composta por 6 Fases. Os resultados e características operacionais das Fases 1 e 2, sugeriram o predomínio da metanogênese em ambos os reatores, com remoções de DQO próximos a 90% e sulfato inferiores a 40%. Com o estabelecimento da relação DQO/ =2, a partir da Fase 3, houve sensível modificação na remoção de sulfato e concentração de sulfeto total dissolvido, em todos reatores. Para a Fase 4, corrigiram-se o pH das drenagens para 3,5. Os resultados sugeriram o possível estabelecimento de bactérias redutoras de sulfato de oxidação incompleta. Para RET e RSA, os sistemas responderam com elevação na redução de sulfato a sulfeto, porém com menor eficiência na remoção de matéria orgânica e acumulando ácidos no sistema. As remoções de DQO e sulfato foram, respectivamente, para RET (78,2 ± 17,3) % e (76,1 ± 6,8) % e para RSA (35,7 ± 3,8)% e (77,6 ± 5,3) % . Já para RSO, houve elevada remoção de DQO e sulfato, respectivamente, (88,3 ± 7,3) % e (71,0 ± 14,5) %. Nas Fases 5 e 6, houve, respectivamente, a inserção de 50 mgFe2+.l-1 e 75 mg Fe2+.l-1, sob pH 3,3. A adição do íon ferroso parece ter sido prejudicial para RET e RSA, para as remoções de DQO e sulfato, reduzindo a produção de alcalinidade e pH efluente. Devido a problemas operacionais no reator RSO, adicionaram-se 50 mgFe2+.l-1 na Fase 6, porém a adição do íon metálico parece ter favorecido ao sistema, nos diversos parâmetros analisados. A Etapa 2, teve como objetivo submeter os reatores a cargas crescentes de sulfato. Iniciou-se com a inserção de 100 mgFe2+.l-, sob relação DQO/ =2 e pH 3,3 e teve duração total de 129 dias. Foram analisados os reatores sob cargas crescentes de sulfato: 500 mg.l-1 (Fase 1), 1000 mg.l-1 (Fase 2) e 2000 mg.l-1 (Fase 3). O reator RET apresentou adaptação gradativa ao íon ferroso e atingiu remoções de ferro próximas a 100% e para sulfato, 50%. O reator RSA, não apresentou remoções significativas de sulfato após a inserção de Fe2+ e não foi capaz de atender aos limites legais para lançamento de efluentes. O reator RSO apresentou desempenho superior quando comparado aos demais reatores. Para as Fases 1 e 2, apresentou eficiência aproximadamente de 70% para remoção de sulfato e remoção de DQO superior a 80%. No entanto, apresentou queda de eficiência para 48% de remoção de DQO e 32% de sulfato, na Fase 3.
Abstract: The aim of this study was to avalie the influence of three carbon source (ethanol, sucrose and whey) in the treatment of artificial acid mine drainage (AAMD), under acid conditions, sulfate and metal concentrations (copper, iron and zinc). Therefore, were used three anaerobic sludge blanket reactor (UASB), denominated RET, RSA and RSO, with carbon sources ethanol, sucrose and whey, respectively. The step 1, start-up of reactors, objected provide the gradual adaptation of the biomass in operational conditions, was for 371 days and composed of six phases. The results and operational characteristics of Phases 1 and 2 suggested the predominance of methanogenesis in both reactors, with removals of COD close to 90% and sulfate of less than 40%. After the establishment of the ratio COD/ sulfate = 2, from Phase 3, there was a significant modification in sulfate removal and dissolved sulfide total concentration in all reactors. For Phase 4, the drainage pH was corrected to 3.5. The results suggested the possible establishment of incomplete oxidized sulfate-reducing bacteria. For RET and RSA there was increase in the reduction of sulfate to sulfide, but with less efficiency in the removal COD and accumulating acids. The COD and sulfate removal was, respectively, for RET (78.2 ± 17.3) % and (76.1 ± 6.8) %, and for RSA (35.7 ± 3.8) % and (77.6 ± 5.3) %. On the other hand, for RSO, COD and sulfate removal were high, respectively, (88.3 ± 7.3) % and (71.0 ± 14.5) %. In Phases 5 and 6, 50 mgFe2 +.l-1 and 75 mgFe2 +.l-1 were inserted, respectively, under pH 3.3. The addition of the iron II seems to have been detrimental to RET and RSA, for the removal of COD and sulfate, reducing alkalinity and effluent pH. Due to operational problems in the RSO reactor, 50 mgFe2 + .l-1 was added in Phase 6, but the addition of the metal ion seems to have favored the system, in the several parameters analyzed. The Step 2, aimed at subjecting the reactors to increasing sulfate loads. It was started with the insertion of 100 mgFe2 +.l-1, under ration COD / sulfate = 2 and pH 3.3 and had a total duration of 129 days. The reactors were analyzed under increasing sulfate loading: 500 mg.l-1 (Phase 1), 1000 mg.l-1 (Phase 2) and 2000 mg.l-1 (Phase 3). The RET presented gradual adaptation to the iron II, reached efficiency approximately 100% for iron and sulfate removal 50%. The RSA reactor, didn’t sulfate removal after iron II additional and can’t meet the legal limits to wastewater discharged. The RSO reactor presented the best performance. For Phases 1 and 2, it showed approximately 70% efficiency for sulfate removal and COD removal above 80%. However, in Phase 3, there was an efficiency decrease to 48% of COD removal and 32% of sulfate.
Palavras-chave: Engenharia Sanitária.
Drenagem ácida de minas.
Águas residuais - Purificação - Tratamento biológico.
Área(s) do CNPq: ENGENHARIA SANITARIA::TRATAMENTO DE AGUAS DE ABASTECIMENTO E RESIDUARIAS
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal de Alfenas
Sigla da instituição: UNIFAL-MG
Departamento: Instituto de Ciência e Tecnologia
Programa: Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia Ambiental
Citação: PEREIRA , Luiz Francisco Fernandes. Tratamento de drenagem ácida sintética de mina em reator UASB: fontes de carbono e cargas de sulfato. 2017. 132 f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia Ambiental) - Universidade Federal de Alfenas, Poços de Caldas, 2017.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
Endereço da licença: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
URI: https://bdtd.unifal-mg.edu.br:8443/handle/tede/1209
Data de defesa: 27-Jan-2017
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