Estudio de factibilidad del diseño de un sistema biológico-físico-químico (BFQ) para el tratamiento de drenajes ácidos de mina a escala laboratorio.

Abstract

La actividad minera en el mundo ha crecido considerablemente durante los últimos años debido a los beneficios económicos que surgen por la gran dependencia del uso de metales para el desarrollo tecnológico; sin embargo, con esta actividad se producen grandes impactos ambientales como son daños a los ecosistemas y la contaminación de cuerpos de agua por la descarga de los drenajes ácidos de mina. Los drenajes ácidos de mina son efluentes generados por la oxidación de sulfuros minerales que se caracterizan principalmente por tener valores de pH bajo, altas concentraciones de metales pesados y sulfatos. El objetivo de este estudio fue demostrar la potencialidad del sistema biológico-físico-químico (BFQ) para el tratamiento de drenajes ácidos de mina (DAM) a escala laboratorio. El sistema BFQ está compuesto de un reactor biológico empacado con un consorcio microbiano rico en bacterias sulfato reductoras (BSR) para la producción de sulfuro biogénico, conectado en serie a un reactor físico-químico donde ocurre la precipitación de metales pesados, Cu (II) y Zinc (II), como sulfuros metálicos. El reactor biológico fue alimentado de manera continua con flujo ascendente con medio basal con acetato como donador de electrones a una concentración de 2500 mg DQO-acetato L-1 y sulfato como aceptor de electrones a una concentración de 4000, 3000 y 2000 mg L-1, respectivamente El reactor físico-químico fue alimentado simultáneamente con el efluente de reactor biológico y con DAM sintético con pH entre 2.7-3 y concentraciones de Cu (II) en la Fase I de 30 mg L-1, en la Fase II de 60 mg L-1, en la Fase III de 100 mg L-1 y por último la Fase IV con 30 mg L-1 y Zn (II) con una concentración de 30 mg L-1. El sistema de tratamiento biológico-físico-químico (BFQ) demostró ser altamente eficiente para el tratamiento de metales pesados con remociones de cobre (II) y zinc (II) mayores al 97% y un incremento de pH del drenaje ácido de mina sintético a 8.5. En base a los resultados obtenidos se concluyó que las condiciones de operación del bioreactor empacado con BSR tales como pH adecuado, temperatura de 30°C, sistema anóxico y una concentración de sulfato y acetato (relaciones entre DQO-sulfato menor a 1), son determinantes para el crecimiento microbiano y por lo tanto para el buen funcionamiento del sistema BFQ.