Microalgas na remediação de drenagem ácida de minas: potenciais e processos integrados

Abstract

A drenagem de ácido de mina (DAM) é um efluente ácido, rico em metais e SO4 2- gerado pela mineração de carvão e atualmente seus tratamentos apresentam baixa eficiência e difícil implementação. O presente trabalho descreve um novo processo envolvendo tratamento físico-químico e ficorremediação para DAM e também o potencial de retenção de metais de um tapete de algas encontrado crescendo em um fluxo de DAM na região carbonífera de Santa Catarina, Brasil. O processo de tratamento para o DAM envolve as seguintes etapas: filtração (utilizando conchas de ostras, aumentando o pH do efluente por neutralização), decantação, mistura com esgoto doméstico (ED) e cultivo de microalgas em fotobiorreatores. Foram feitos experimentos prévios para definição das proporções das soluções de DAM:ED e avaliação da capacidade de redução de coliformes e carbono orgânico total do ED devido à mistura com DAM. Ao final do processo os resultados coletados foram: aumento do pH em 4 ordens de grandeza, redução de 70% da condutividade, 99,8% de Fe, 66,9% de Mn, 89,38% de Zn, 73,4% de Ni, 82,7% de SO4 2- , 99,9% de PO4 3- , 62,1% de NH4 + , 47% do carbono orgânico total e 99% dos coliformes fecais. Esses resultados demonstram um grande potencial de cotratamento de DAM e ED de maneira sustentável e eficiente. Em paralelo, o tapete de algas foi identificado como sendo majoritariamente composto pela alga verde Zygnematophyceae, Mougeotia sp. Os resultados mostraram que esse tapete algal apresenta elevada capacidade de retenção de metais, principalmente Fe (fator de concentração na biomassa = 606) e que a composição inorgânica desse tapete algal está relacionada com as características do meio.

Abstract: Acid mine drainage (AMD) is an acid effluent, rich in metals and SO42- generated by coal mining and currently its treatments have low efficiency and difficult implementation. The present work describes a new process involving physical-chemical treatment and phycoremediation for AMD and the metal retention potential of an algal mat found growing in AMD flows in the coalfield region of Santa Catarina, Brazil. The treatment process for the AMD involved the following steps: filtration (using oyster shells, aiming to increase the pH of the effluent by neutralization), settling, mixing with domestic sewage (DS) and cultivation of microalgae in photobioreactors. Previous experiments were carried out to define the proportions of the AMD:DS solutions and to evaluate the ability to reduce coliforms and total organic carbon in the DS due to the mixture with AMD. At the end of the process, the observed results were: pH increase of 4 orders of magnitude, 70% reduction in conductivity, 99.8% Fe, 66.9 % Mn, 89.38 % Zn, 73.4 % Ni, 82.7% SO42-, 99.9 % de PO43-, 62.1 % NH4+, 47 % total organic carbon and 99 % fecal coliforms. These results demonstrated a great potential for co-treatment of AMD and DS in a sustainable and efficient way. In parallel, the algal mat was identified as being mostly composed by the green alga from class Zygnematophyceae Mougeotia sp. The results showed that this algal mat has a high metal retention capacity, mainly Fe (biomass concentration factor = 606) and that the inorganic composition of this algal mat is related to the characteristics of the environment.